SISTEM RESPIRASI PADA
HEWAN VERTEBRATA
II.1. Sistem Pernapasan Vertebrata
Hewan vertebrata telah memiliki system sirkulasi yang
fungsinya antara lain untuk mengangkut gas pernapasan (O2)
dari tempat penangkapan gas menuju sel-sel jaringan. Begitu pula sebaliknya,
untuk mengangkut gas buangan (CO2) dari sel-sel
jaringan ke tempat pengeluarannya. Mekanisme pernapasan pada hewan vertebrata sangat beragam (Anonim,
2012).
II.2. Macam-macam Sistem Pernapasan Vertebrata
Alat
respirasi pada hewan bervariasi antara hewan yang satu dengan hewan yang lain,
ada yang berupa paru-paru, insang, kulit, trakea, dan paruparu buku, bahkan ada
beberapa organisme yang belum mempunyai alat khusus sehingga oksigen berdifusi
langsung dari lingkungan ke dalam tubuh, contohnya pada hewan bersel satu,
porifera, dan coelenterata. Pada ketiga hewan ini oksigen berdifusi dari
lingkungan melalui rongga tubuh (Anonim, 2012).
Gbr. Berbagai macam alat respirasi pada
hewan
Sumber :
http://biologimediacenter.com
II.2.1. Pernapasan pada mamalia
Alat pernafasan pada manusia terdiri
atas bagian-bagian sebagai berikut, rongga hidung (cavum nasalis) di dalam
rongga hidung udara dibersihkan oleh rambut-rambut dalam hidung atau dikenal
dengan nama bulu hidung dan udara dihangatkan.
Faring, di bawah faring terdapat pangkal
tenggorokam yang disebut laring yang didalamnya terdapat selaput suara.
Trakea (batang tenggorokan), pada ujung
trakea terdapat cabang yang disebut bronkus.
Bronkus atau batang cabang tenggorokan,
inilah ujung dari trakea atau batang tenggorokan.
Bronkiolus (cabang dari bronkus),
bercabang lagi sampai halus dengan dinding semakin tipis dan pada bronkiolus
ini cincin tulang rawan tidak terdapat lagi.
Alveolus, dinding tipis, elastis,
terdiri dari satu lapis, mempunyai banyak pembuluh kapiler dan merupakan tempat
terjadinya pertukaran O2 dan CO2.
Paru-paru
(pulmo) proses inspirasi dan ekspirasi diatur oleh otot diafragma dan otot
antar tulang rusuk (intercostalis).
a. Pernafasan
dada :
Otot antara tulang rusuk berkontraksi
maka tulang rusuk terangkat sehingga volume rongga dada membesar. Akibatnya
tekanan udara di paru-paru mengecil sehingga udara luar mempunyai tekanan lebih
besar masuk ke dalam paru-paru, maka terjadilah inspirasi. Bila otot antara
tulang rusuk relaksasi maka tulang rusuk tertekan sehingga rongga mengecil.
Akibatnya tekanan udara di paru-paru membesar sehingga udara keluar, maka
terjadilah ekspirasi.
b. Pernafasan
perut
Diafragma berkontraksi sehingga mendatar maka rongga
dada membesar. Keadaan ini menyebabkan tekanan udara di paru-paru mengecil
sehingga udara luar masuk dan terjadilah inspirasi. Bila otot diafragma
relaksasi maka rongga dada mengecil, akibatnya tekanan di paru-paru membesar
sehingga udara keluar maka terjadilah ekspirasi.
Volume
udara pernafasan :
-
Udara pernafasan / tidal volume (UP) :
udara yang masuk atau keluar sebanyak 500 cc saat inspirasi atau ekspirasi
biasa. Setelah menghembuskan 500 cc tersebut (ekspirasi biasa) masih tersisa
2500 cc lagi di paru-paru.
-
Udarara komplementer (UK) : udara
sebanyak 1500 cc yang masih dapat dihirup lagi dengan cara inspirasi yang
maksimum stelah inspirasi biasa.
-
Udara cadangan (UC) : udara sebanyak
1500 cc yang dapat dihembuskan lagi pada ekspirasi maksimum dengan mengerutkan
otot perut kuat-kuat.
-
Udara residu / udara sisa (UR) : udara
sebanyak 1000 cc yang tidak dapat dihembuskan lagi dan menetap di paru-paru.
-
Kapasitas vital paru-patu (KVP) : volume
udara yang dapat dikeluarkan dari paru-paru melalui penghembusan nafas
sekuat-kuatnya, setelah melakukan penarikan nafas sedalam-dalamnya.
-
Volume total paru-paru (VTP) :
keseluruhan udara yang dapat ditampung oleh paru-paru. Volume total paru-paru
adalah kapasitas vital paru-paru ditambah udara residu (VTP = KVP + UR).
Reaksi
pernafasan :
C6H12O6
+ 6O2
= 6CO2
+ 6H2O
+ energy (38 ATP) (Ambeng, 2012).
II.2.2.
Pernafasan pada amfibi
Sejak katak muda hingga katak dewasa,
katak mempunyai alat pernafasan yang berbeda. Saat masih berudu, insang
digunakan katak untuk mengambil dan mengeluarkan oksigen. Sekitar berumur 12
hari, katak akan menggunakan insang dalam sebagai alat pernafasan. Sesudah
dewasa, alat pernafasan insang akan diganti dengan paru-paru. Saat di air,
katak bernafas menggunakan permukaan kulitnya. Selain itu, katak juga
menggunakan alat pernafasan rongga mulut yang berupa glotis. Pada tubuh katak
tulang rusuk dan sekat diafragma tidak dapat ditemui perannya dalam pernafasan.
Akan tetapi, peran tersebut digantikan oleh otot rahang bawah, otot genio
hioideus, dan otot perut. Saat menggukan paru-paru, mekanisme pernafasan katak
berlangsung dalam dua fase, yaitu fase inspirasi dan fase ekspirasi (Anonim,
2012).
Pada katak,
oksigen berdifusi lewat selaput rongga mulut, kulit, dan paru-paru. Kecuali
pada fase berudu bernapas dengan insang karena hidupnya di air. Selaput rongga
mulut dapat berfungsi sebagai alat pernapasan karma tipis dan banyak terdapat
kapiler yang bermuara di tempat itu. Pada saat terjadi gerakan rongga mulut dan
faring, Iubang hidung terbuka dan glotis tertutup sehingga udara berada di
rongga mulut dan berdifusi masuk melalui selaput rongga mulut yang tipis.
Selain bernapas dengan selaput rongga mulut, katak bernapas pula dengan kulit,
ini dimungkinkan karma kulitnya selalu dalam keadaan basah dan mengandung
banyak kapiler sehingga gas pernapasan mudah berdifusi. Oksigen yang masuk
lewat kulit akan melewati vena kulit (vena kutanea) kemudian dibawa ke
jantung untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Sebaliknya karbon dioksida dari
jaringan akan di bawa ke jantung, dari jantung dipompa ke kulit dan paru-paru
lewat arteri kulit pare-paru (arteri pulmo kutanea). Dengan demikian
pertukaran oksigen dan karbon dioksida dapat terjadi di kulit.
Selain bernapas dengan selaput rongga mulut dan kulit, katak
bernapas juga dengan paru-paru walaupun paru-parunya belum sebaik paru-paru
mamalia. Katak mempunyai sepasang paru-paru yang berbentuk gelembung tempat
bermuaranya kapiler darah. Permukaan paru-paru diperbesar oleh adanya bentuk-
bentuk seperti kantung sehingga gas pernapasan dapat berdifusi. Paru-paru
dengan rongga mulut dihubungkan oleh bronkus yang pendek.
 |
Gbr. alat pernafasan katak
Sumber : http://biologimediacenter.com
|
Gbr. Mekanisme pernafasan katak
Sumber : http://biologimediacenter.com
|
Dalam paru-paru
terjadi mekanisme inspirasi dan ekspirasi yang keduanya terjadi saat mulut
tertutup.
|
Fase inspirasi adalah saat udara (kaya
oksigen) yang masuk lewat selaput rongga mulut dan kulit berdifusi pada
gelembung-gelembung di paru-paru. Mekanisme inspirasi adalah sebagai berikut.
Otot Sternohioideus berkonstraksi sehingga rongga mulut membesar, akibatnya
oksigen masuk melalui koane. Setelah itu koane
menutup dan otot rahang bawah dan otot geniohioideus berkontraksi sehingga
rongga mulut mengecil. Mengecilnya rongga mulut mendorong oksigen masuk ke
paru-paru lewat celah-celah. Dalam paru-paru terjadi pertukaran gas, oksigen
diikat oleh darah yang berada dalam kapiler dinding paru-paru dan sebaliknya,
karbon dioksida dilepaskan ke lingkungan. Mekanisme ekspirasi adalah sebagai
berikut. Otot-otot perut dan sternohioideus berkontraksi sehingga udara dalam
paru-paru tertekan keluar dan masuk ke dalam rongga mulut. Celah tekak
menutup dan sebaliknya koane membuka. Bersamaan dengan itu, otot rahang bawah
berkontraksi yang juga diikuti dengan berkontraksinya geniohioideus sehingga
rongga mulut mengecil. Dengan mengecilnya rongga mulut maka udara yang kaya
karbon dioksida keluar (Anonim, 2012).
II.2.3. Pernafasan pada aves
Pada burung, tempat berdifusinya gas pernapasan hanya terjadi di
paru-paru. Paru-paru burung berjumlah sepasang dan terletak dalam rongga dada
yang dilindungi oleh tulang rusuk.
Jalur pernapasan pada burung berawal di lubang hidung. Pada
tempat ini, udara masuk kemudian diteruskan pada celah tekak yang terdapat
pada dasar faring yang menghubungkan trakea. Trakeanya panjang berupa pipa
bertulang rawan yang berbentuk cincin, dan bagian akhir trakea bercabang
menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri. Dalam bronkus pada
pangkal trakea terdapat sirink yang pada bagian dalamnya terdapat
lipatan-lipatan berupa selaput yang dapat bergetar. Bergetarnya selaput itu
menimbulkan suara. Bronkus bercabang lagi menjadi mesobronkus yang merupakan
bronkus sekunder dan dapat dibedakan menjadi ventrobronkus (di bagian
ventral) dan dorsobronkus ( di bagian dorsal). Ventrobronkus dihubungkan
dengan dorsobronkus, oleh banyak parabronkus (100 atau lebih).
Parabronkus berupa tabung tabung kecil. Di parabronkus bermuara
banyak kapiler sehingga memungkinkan udara berdifusi. Selain paru-paru,
burung memiliki 8 atau 9 perluasan paru-paru atau pundi-pundi hawa (sakus
pneumatikus) yang menyebar sampai ke perut, leher, dan sayap. Pundi-pundi
hawa berhubungan dengan paru-paru dan berselaput tipis. Di pundi-pundi hawa
tidak terjadi difusi gas pernapasan; pundi-pundi hawa hanya berfungsi sebagai
penyimpan cadangan oksigen dan meringankan tubuh. Karena adanya pundi-pundi
hawa maka pernapasan pada burung menjadi efisien. Pundi-pundi hawa terdapat
di pangkal leher (servikal), ruang dada bagian depan (toraks
anterior), antara tulang selangka (korakoid), ruang dada bagian
belakang (toraks posterior), dan di rongga perut (kantong udara
abdominal).
Masuknya udara yang kaya oksigen ke paru-paru (inspirasi)
disebabkan adanya kontraksi otot antartulang rusuk (interkostal) sehingga
tulang rusuk bergerak keluar dan tulang dada bergerak ke bawah. Atau dengan
kata lain, burung mengisap udara dengan cara memperbesar rongga dadanya
sehingga tekanan udara di dalam rongga dada menjadi kecil yang mengakibatkan
masuknya udara luar. Udara luar yang masuk sebagian kecil tinggal di
paru-paru dan sebagian besar akan diteruskan ke pundi- pundi
hawa sebagai cadangan udara.
Udara pada pundi-pundi hawa dimanfaatkan hanya pada saat udara
(OZ) di paruparu berkurang, yakni saat burung sedang mengepakkan sayapnya.
Saat sayap mengepak atau diangkat ke atas maka kantung hawa di tulang
korakoid terjepit sehingga oksigen pada tempat itu masuk ke paru-paru.
Sebaliknya, ekspirasi terjadi apabila otot interkostal relaksasi maka tulang
rusuk dan tulang dada kembali ke posisi semula, sehingga rongga dada mengecil
dan tekanan menjadi lebih besar dari tekanan di udara luar akibatnya udara
dari paru-paru yang kaya karbon dioksida keluar. Bersamaan dengan mengecilnya
rongga dada, udara dari kantung hawa masuk ke paru-paru dan terjadi pelepasan
oksigen dalam pembuluh kapiler di paru-paru. Jadi, pelepasan oksigen di paru-paru
dapat terjadi pada saat ekspirasi maupun inspirasi.
Bagan pernapasan pada
burung di saat hinggap adalah sebagai berikut.
Burung mengisap udara Þ udara mengalir lewat bronkus ke
pundi-pundi hawa bagian belakang Þ bersamaan dengan itu udara yang sudah ada
di paru-paru mengalir ke pundipundi hawa Þ udara di pundi-pundi
belakang mengalir ke paru-paru Þ udara menuju pundipundi hawa depan.
Kecepatan respirasi pada berbagai hewan berbeda bergantung dari
berbagai hal, antara lain, aktifitas, kesehatan, dan bobot tubuh (Anonim,
2012).
II.2.4. Pernafasan pada pisces
Insang dimiliki oleh jenis
ikan (pisces). Insang berbentuk lembaran-lembaran tipis berwarna merah muda
dan selalu lembap. Bagian terluar dare insang berhubungan dengan air,
sedangkan bagian dalam berhubungan erat dengan kapiler-kapiler darah. Tiap
lembaran insang terdiri dare sepasang filamen, dan tiap filamen
mengandung banyak lapisan tipis (lamela). Pada filamen terdapat pembuluh
darah yang memiliki banyak kapiler sehingga memungkinkan OZ berdifusi masuk
dan CO2 berdifusi keluar. Insang
pada ikan bertulang sejati ditutupi oleh tutup insang yang disebut operkulum,
sedangkan insang pada ikan bertulang rawan tidak ditutupi oleh operkulum.
Insang tidak saja
berfungsi sebagai alat pernapasan tetapi dapat pula berfungsi sebagai alat
ekskresi garam-garam, penyaring makanan, alat pertukaran ion, dan
osmoregulator. Beberapa jenis ikan mempunyai labirin yang merupakan
perluasan ke atas dari insang dan membentuk lipatan-lipatan sehingga
merupakan rongga-rongga tidak teratur. Labirin ini berfungsi menyimpan
cadangan O2 sehingga
ikan tahan pada kondisi yang kekurangan O2. Contoh ikan yang mempunyai labirin adalah: ikan gabus dan ikan
lele. Untuk menyimpan cadangan O2, selain dengan labirin, ikan mempunyai gelembung renang yang
terletak di dekat punggung.
Mekanisme pernapasan pada
ikan melalui 2 tahap, yakni inspirasi dan ekspirasi. Pada fase inspirasi, O2 dari air masuk ke dalam
insang kemudian O2 diikat oleh kapiler darah untuk dibawa ke jaringan-jaringan
yang membutuhkan. Sebaliknya pada fase ekspirasi, CO2 yang dibawa oleh darah
dari jaringan akan bermuara ke insang dan dari insang diekskresikan keluar
tubuh.
Fase
pernafasan pada ikan
Sumber :
http://perpustakaancyber.blogspot.com
Selain dimiliki oleh ikan, insang juga dimiliki oleh katak pada
fase berudu, yaitu insang luar. Hewan yang memiliki insang luar sepanjang
hidupnya adalah salamander (Anonim, 2012).
II.2.5. Pernafasan pada reptil
Paru-paru reptilia berada
dalam rongga dada dan dilindungi oleh tulang rusuk. Paru-paru reptilia lebih
sederhana, hanya dengan beberapa lipatan dinding yang berfungsi memperbesar
permukaan pertukaran gas. Pada reptilia pertukaran gas tidak efektif.
Pada kadal, kura-kura, dan
buaya paru-paru lebih kompleks, dengan beberapa belahan-belahan yang membuat
paru-parunya bertekstur seperti spon. Paru-paru pada beberapa jenis kadal
misalnya bunglon Afrika mempunyai pundi-pundi hawa cadangan yang memungkinkan
hewan tersebut melayang di udara (Anonim, 2012).
Sumber :
http://perpustakaancyber.blogspot.com
|
|
0 komentar:
Posting Komentar