LAPORAN
BIOLOGI
ACARA
IV
Sistem Respirasi
Nama : Afi
Latul Laili
NIM : 120210101115
Kelas : B
PROGRAM
STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA
JURUSAN
PENDIDIKAN MIPA
FAKULTAS
KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS
JEMBER
2013
I.
JUDUL
: SISTEM
RESPIRASI
II. TUJUAN
Mengetahui
kapasitas vital paru-paru manusia
III. DASAR TEORI
Respirasi adalah suatu proses pertukaran gas oksigen
(O2) dari udara oleh organisme hidup yang digunakan untuk
serangkaian metabolisme yang akan menghasilkan karbondioksida (CO2)
yang harus dikeluarkan karena tidak dibutuhkan oleh tubuh. Setiap makhluk hidup
melakukan pernapasan untuk memperoleh oksigen O2 yang digunakan
untuk pembakaran zat makanan di dalam sel-sel tubuh. Alat pernapasan setiap
makhluk hidup tidaklah sama, pada hewan invertebrata memilki alat pernapasan
dan mekanisme pernapasan yang berbeda dengan hewan vertebrata.
(Waluyo,2010:219)
Pernapasan ialah mengambil oksigen dari udara dan
mengantarkannya ke jaringan. Oksigen itu dipakai untuk oksidasi glukosa,
sehingga keluar energi dalam ikatan fosfat (ATP). Ada makhluk yang tak
membutuhkan oksigen dari udara sebagai oksidator, disebut bernapas secara anaerobis(tanpa
udara). Sedangkan makhluk yang membutuhkan oksigen sebagai oksidator zat
makanan untuk memnghasilkan energi disebut bernapas secara aerobis
(dengan udara). Sesungguhnya kedua cara bernapas itu bisa terjadi dalam satu
individ, seperti terdapat pada hewan tinggi(Mamalia). Jika oksigen kurang atau
tak ada, jaringan dapat bernapas secara anaerobis. Reaksi kimia yang terjadi pada
saat makanan itu itu disebut reaksi Embden-Meyerhorf, dan ATP yang terjadi jauh
lebih sedikit dibandingkan dengan yang terjadi kalau bernapas secara aerobis.
(Yatim,1987:223)
1.
Sistem
Pernapasan Pada Manusia
Organ-organ pernapasan yang dimilki oleh manusia
meliputi semua struktur yang menghubungkan udara dari dan ke paru-paru. Organ
tersebut antara lain:
a.
Hidung
Hidung
terdiri dari lubang hidung, rongga hidung dan ujung rongga hidung. Rongga
hidung banyak memiliki kapiler darah dan selalu lembab dengan adanya lendir
yang dihasilkan oleh mukosa. Di dalam hidung udara disaring dari benda-benda
asing yang tidak berupa gas agar tidak masuk ke paru-paru.
b.
Faring
Faring
merupakan ruang di belakang rongga hidung yang merupakan jalan masuknya udara
dari rongga hidung. Pada ruang tersebut terdapat kleb(epiglotis) yang berfungsi
mengatur pergantian perjalanan udara pernapasan dan makanan.
c.
Laring
Laring/pangkal
batang tenggorokan/kotak suara. Laring terdiri atas tulang rawan yaitu jakun,
epiglotis, tulang rawan penutup dan tulang rawan trikoid(cincin stempel) yang
letaknya paling bawah. Pita suara terletak di dinding laring bagian dalam.
d.
Trakea
Trakea
atau batang tenggorokan merupakan pita yang tersusun atas otot polos dan tulang
rawan yang berbentuk huruf “C” pada jarak yang sangat teratur. Dinding trakea
tersusun atas tiga lapisan jaringan epitel yang dapat menghasilkan lendir yang
berguna untuk menangkap dan mengembalikan benda-benda asing kehulu saluran
pernapasan sebelum masuk ke paru-paru bersama udara pernapasan.
e.
Bronkus
Merupakan
batang cabang tenggorokan yang jumlahnya sepasang, yang satu menuju ke
paru-paru kiri dan yang satunya menuju ke paru-paru kanan. Dinding bronkus
terdiri atas lapisan jaringan ikat, lapisan jaringan epitel, otot polos dan
cincin tulang rawan. Kedudukan bronkus yang menuju ke kiri lebih mendatar
daripada ke kanan. Hal ini merupakan salah satu sebab mengapa paru-paru kanan
lebih mudah terserang penyakit.
f.
Bronkiolus
Bronkiolus
merupakan cabang dari bronkus, dindingnya lebih tipis. Bronkeolus
bercabang-cabang menjadi bagian yang lebih halus.
g.
Alveolus
Saluran
akhir dari saluran pernapasan yang berupa gelembung-gelembung udara. Dinding
alveolus sangat tipis setebal selapis sel, lembab dan berdekatan dengan
kapiler-kapiler darah. Adanya alveolus memungkinkan terjadinya luasnya daerah
permukaan yang berperan penting dalam pertukaran gas. Pada bagian alveolus
inilah terjadi pertukaran gas-gas O2 dari udara bebas ke sel-sel
darah sedangkan pertukaran CO2 dari sel-sel tubuh ke udara bebas.
h.
Paru-paru
Paru-paru
terletak dalam rongga dada dibatasi oleh otot dada dan tulang rusuk, pada
bagian bawah dibatasi oleh otot diafragma yang kuat. Paru-paru merupakan
himpunan dari bronkeolus, saccus alveoris dan alveolus. Diantara selaput dan
paru-paru terdapat cairan limfa yang berfungsi untuk melindungi paru-paru pada
saat mengembang dan mengempis. Mengembang dan mengempisnya paru-paru disebabkan
karena adanya perubahan tekanan rongga dada. Paru-paru kanan berlobus tiga dan
bronkus kanan bercabang tiga. Paru-paru kiri berlobus dua dan bronkus kiri
bercabang dua serta posisinya mendatar. Paru-paru dibungkus oleh lapisan pleura
yang berfungsi menghindari gesekan saat bernafas. (Waluyo,2010:235)
Paru berada dalam kantung jaringan pengikat yang
tipis, pleura. Selaput yang menyelaputi paru langsung disebut visceral
pleura(pleura dalam), sedangkan yang menyelaputi rongga dada sebelah ke tulang
rusuk disebut parietal pleura(pleura luar). Rongga antara kedua selaput ini
berupa sebuah kantung disebut rongga pleura, berisi cairan tubuh. Rongga dada
dipisahkan dari rongga perut oleh diafragma. Dalam rongga dada terdapat jantung
dan paru bersama tenggorok, rongkongan dan pembuluh darah. Diafragma itu selain
mengandung penerusan selaput dalam rongga tubuh juga mengandung otot lurik. Di
bagian tengah terdiri dari jaringan pengikat dan di pinggiran dan yang
melekatkannyake dinding tubuh berotot. (Yatim,1987:233)
Mekanisme
pernapasan manusia
Pernapasan pada manusia dapat digolongankan menjadi
2 yaitu:
a.
Pernapasan dada
Pada
pernapasan dada otot yang berperan penting adalah otot antar tulang rusuk. Otot
tulang rusuk dapat dibedakan menjadi dua yaitu otot tulang rusuk luar yang
berfungsi menurunkan atau mengembalikan tulang rususk ke posisi semula. Bila
otot tulang antar rusuk luar berkontraksi maka tulang rusuk akan terangkat
sehingga volume dada bertambah besar. Bertambah besarnya akan menyebabkan tekanan
dalam rongga dada lebih kecil daripada tekanan luar rongga dada. Karena tekanan
udara kecil pada rongga dada menyebabkan aliran udara mengalir dari luar tubuh
dan masuk ke dalam tubuh, prosesini disebut proses ‘inspirasi’. Sedangkan pada
proses ekspirasi terjadi apabila kontraksi dari otot dalam, tulang rusuk
kembali ke posisi semula dan menyebabkan tekanan udara di dalam tubuh
meningkat. Sehingga udara dalam paru-paru tertekan dalam rongga dada dan aliran
udara terdorong ke luar tubuh, proses ini disebut ‘ekspirasi’.
b.
Pernapasan perut
Pada
pernapasan ini otot yang berperan aktif adalah otot diafragma dan otot dinding
rongga perut. Bila otot diafragma berkontraksi, posisi diafragma akan mendatar.
Hal ini menyebabkan volume rongga dada bertambah besar sehingga tekanan
udaranya semakin kecil. Penurunan tekanan udara menyebabkan mengembangnya
paru-paru, sehingga udara mengalir masuk ke paru-paru(inspirasi). Bila otot
diafragma bereaksi dan otot dinding perut berkontraksi, isi rongga perut akan
mendesak ke diafragma sehingga diafragma cekung ke arah rongga dada. Sehingga
volume rongg dada mengecil dan tekanannya meningkat. Meningkatnya tekanan
rongga dada menyebabkan isi rongga paru-paru terdesak ke luar dan terjadilah
proses ekspresi. (Waluyo,2010:239)
Volume udara pernapasan
Secara
garis besar volume udara pernapasan dapat dibedakan menjadi 6 yaitu:
a.
Volume
tidal(tidal volume)
Volume
udara pernapasan (inspirasi) biasa, yang besarnya
500 cc atau
500 ml.
b.
Volume
cadangan inspirasi/ udara komplementer
Volume
udara yang masih dapat dimasukkan secara maksimal setelah bernafas (inspirasi)
biasa, yang besarnya
1500 cc atau
1500 ml.
c.
Volume
cadangan ekspirasi/udara suplementer
Volume
udara yang masih dapat dikeluarkan secara maksimal setelah mengeluarkan nafas
(ekspirasi) biasa, yang besarnya
1500 cc atau
1500 ml.
d.
Volume
sisa / residu
Volume
udara yang masih tersisa dalam paru-paru setelah mengeluarkan nafas (ekspirasi)
maksimal, yang besarnya
1000 cc atau
1000 ml.
e.
Kapasitas
vital(vital cavasity)
Volume
udara yang dapat dikeluarkan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi
semaksimal mungkin juga, yang besarnya
3500 cc atau
3500 ml.
Jadi,
kapasitas vital = V tidal + V cadangan inspirasi + V cadangan ekspirasi.
f.
Volume
total paru-paru(total lung volume)
Volume
udara yang dapat ditampung paru-paru semaksimal mungkin, yang besarnya
4500 cc atau
4500 ml. (Waluyo,2010:241)
Volume dan kapasitas seluruh paru pada wanita
kira-kira 20 sampai 25 persen lebih kecil daripada pria dan
lebih besar lagi pada orang yang atletis dan bertubuh besar daripada orang yang
bertubuh kecil.(Guyton,2007:500)
Metode sederhana untuk mempelajari ventilasi paru
adalah dengan mencatat volume udara yang masuk dan keluar paru-paru, suatu
proses yang disebut spirometer. Spirometer ini terdiri dari sebuah drum
yang di balikkan di atas bak airdan drum tersebut diimbangi oleh suatu beban.
Dalam drum terdapat gas untuk bernapas, biasanya udara atau oksigen dan sebuah
pipa yang menghubungkan mulut dengan ruang gas. Apabila seseorang bernapas dari
dan ke dalam ruang ini, drum akan naik turun dan terjadi perekaman yang sesuai
di atas gulungan kertas yang berputar. (Guyton,2007:499)
Frekuensi
pernapasan
Gerakan pernapasan diatur oleh pusat pengendali di
otak, sedangkan aktifitas saraf pernapasan dirangsang oleh stimulus dari
karbondioksida (CO2). Pada umumnya manusia mampu bernapas 15 – 18
kali tiap menitnya. Cepat atau lambatnya bernapas dipengaruhi oleh beberapa
faktor, yaitu:
a.
Faktor umur
Semakin
bertambah usia seseorang, maka semakin rendah frekuensi pernapasannya.
b.
Jenis kelamin
Laki-laki
umumnya bernapas lebih pelan daripada perempuan ini dikarenakan volume
paru-paru laki-laki lebih besar daripada perempuan. Namun kadar O2 yang
dibutuhkan oleh laki-laki lebih besar daripada perempuan, itu karena pada
umumnya liki-laki lebih banyak bergerak daripada perempuan.
c.
Suhu tubuh
Hal
ini berhubungan dengan proses metabolisme tubuh, semakin tinggi suhu tubuhnya
semakin tinggi pula frekuensi pernapasannya.
d.
Posisi tubuh
Pada
saat berdiri frekuensi pernapasan lebih besar, karena energi yang digunakan
untuk menopang tubuh lebih banyak. Pada posisi duduk, frekuensi pernapasan
lebih menurun, karena energi yang digunakan untuk menyangga tubuh merata oleh
tubuh.
e.
Kegiatan tubuh
Orang
yang banyak melakukan kegiatan frekuensi pernapasannya akan meningkat karena
akan lebih banyak memerlukan energi. Dibandingkan dengan orang yang melakukan
sedikit kegiatan, jelas frekuensi pernapasannya akan lebih rendah karena lebih
sedikit memerlukan energi. (Waluyo,2010:242)
Setelah
bekerja berat seperti berlari atau olahraga, maka laju pernapasan akan lebih
cepat. Pada saat menghembuskan nafas sejumlah CO2 dilepaskan. (Waluyo,1993:44)
2.
Sistem
Pernapasan Pada Hewan
Pada respirasi dari hewan vertebrata darat, terjadi penarikan
dan pengeluaran udara dalam mekanisme respirasinya. Komposisi udara yang diisap
dapat dianggap sama dengan atmosfer di luar tubuh, sedangkan udara yang
dikeluarkan dari paru-paru mengandung O2 yang lebih sedikit dan CO2
yang lebih banyak. Dengan cara yang sederhana, dapat ditunjukkan bahwa
kandungan CO2 dalam udara yang dikeluarkan dari paru-paru adalah
lebih tinggi dari udara di atmosfer. Laju respirasi dari hewan sangat
dipengaruhi oleh aktifitas dari hewan tadi pada waktu dilakuakan pengukuran.
Makin banyak dan makin cepat gerakan, makin tinggi pula laju respirasinya. Faktor
lain yang juga sangat mempengaruhi laju pernapasan hewan adalah suhu
lingkungan. Pengaruh perbedaan suhu ini, untuk hewan berdarah padas akan
memberi respons yang berbeda bila dibandingkan dengan hewan berdarah dingin.
(Parjatmo,1987:103)
Amphibi memilki dua organ respirasi utama yaitu
kulit dan paru-paru. Larva katak bernapas dengan insang dan kulit, sedangkan
katak bernapas dengan paru-paru, rongga mulut dan kulit. Sistem pernapasan
terdiri atas celah tekak (celah glotis) yang diapit oleh sepasang rawan
aritenid yang merupakan bagian dari
laring. Trachea pendek seklai langsung bercabang menjadi sepasang bronkus yang
bercabang-cabang lagi dalam paru-paru.
Ikan bernapas dengan insang. Insang tersebut terdiri
atas filamen insang, lengkung insang dan tapis insang. Proses pengambilan gas O2
pelepasan CO2 terjadi pada filamen insang karena adanya sistem
kapiler. (Waluyo dkk,2013:14)
IV. METODE PENELITIAN
1. Alat
a) Bak
besar
b) Botol
besar bervolume 5 liter
c) Pipa
plastik (selang)
d) Timbangan
berat badan
e) Alat
ukut (mit line)
2. Bahan
a) Air
secukupnya
3. Cara Kerja
|
Skala
dibuat pada botol besar dari 0 – 0,25 – 0,5 – 0,75 – 1 – 1,25 – 1,5 dan
seterusnya dengan menggunakan gelas ukur
|
|
Botol
besar diisi lalu dibalik
|
|
Pipa
plastik dipasang seperti gambar
|
|
Menarik
napas sedalam-dalamnya dan kemudian dihembuskan sekuat-kuatnya lewat mulut
dan volumenya dibaca
|
|
Praktikan
disuruh untuk melakukan gerak badan misalnya lari-lari mengelilingi
lapangan atau ruangan
|
|
Menarik
napas sedalam-dalamnya dan kemudian dihembuskan sekuat-kuatnya lewat mulut
dan volumenya dibaca
|
|
Kapasitas
sebelumnya dibandingkan dengan kapasitas sesudah olahraga
|
V. HASIL PENGAMATAN
|
Kel
|
P/L
|
Umur
|
Tinggi
|
Berat
|
Lingkar
Dada
|
Kapasitas
Vital
|
|
|
Diam
|
Lari
|
||||||
|
I
|
L
|
19
|
167
|
55
|
86
|
3500
|
3625
|
|
II
|
P
|
18
|
157,5
|
45,5
|
79
|
2500
|
2750
|
|
III
|
L
|
19
|
164
|
65
|
87
|
3500
|
3750
|
|
IV
|
L
|
19
|
167,5
|
55
|
86
|
3750
|
3875
|
|
V
|
L
|
19
|
171
|
57
|
84
|
3750
|
4000
|
|
VI
|
L
|
19
|
157,5
|
40
|
75
|
3000
|
3250
|
VI. PEMBAHASAN
Pada praktikum yang keempat ini dilakukan percobaan
untuk mengetahui kapasitas vital paru-paru manusia yang dilakukan dengan cara
merangkai alat spirometer sederhana yang tersusun dari botol besar yang diisi
air dan dihubungkan dengan selang kemudian dibalik lalu dimasukkan dalam bak
besar yang berisi air pula. Pada saat praktikum setelah perwakilan kelompok
dilakukan pengukuran tinggi badan, berat badan dan lingkar dada, satu persatu perwakilan
menghembuskan nafasnya sekuat-kuatnya melalui selang yang dihubungkan ke botol
besar dan akan terlihat volume air yang dikeluarkan itu menunjukkan volume kapasitas
vital paru-paru dari perwakilan kelompok tersebut. Rata-rata volume kapasitas
vital dari keenam perwakilan sebesar 3333,3 ml. Jika dibandingkan dengan teori
kapasitas vital paru-paru manusia diketahui besarnya kurang lebih 3500 ml yang
diperoleh dari jumlah volume tidal, volume cadangan inspirasi dan volume
cadangan ekspirasi. Maka hasil percobaan yang telah dilakukan hampir sesuai
dengan teori. Sehingga dapat diketahui bahwa kapasitas vital paru-paru manusia kurang
lebih sebesar 3500 ml.
Volume total paru-paru
manusia kurang lebih 4500 ml yang merupakan hasil jumlah dari kapasitas vital
dan volume residu. Kapasitas vital merupakan volume udara yang dapat
dikeluarkan semaksimal mungkin setelah melakukan inspirasi semaksimal mungkin
juga, kurang lebih sebesar 3500 ml. Seperti penjelasan di atas kapasitas vital
merupakan jumlah dari volume tidal yaitu volume udara pernapasan biasa
yang kurang lebih 500 ml, volume cadangan inspirasi yang merupakan
volume udara yang masih dapat dimasukkan secara maksimal setelah bernapas biasa
yang besarnya kurang lebih 1500 ml dan volume cadangan ekspirasi yang
merupakan volume udara yang masih dapat dikeluarkan secara maksimal setelah
mengeluarkan napas biasa kurang lebih sebesar 1500 ml. Dan untuk volume
residu atau sisa adalah volume udara yang masih tersisa dalam paru-paru
setelah mengeluarkan napas maksimal yang besarnya kurang lebih 1000 ml.
Sehingga apabila ditambahkan, volume total paru-paru akan diperoleh kurang
lebih sebesar 4500 ml. Maka paru-paru manusia mampu menampung kurang lebih 4500
ml udara.
Dari hasil pengamatan diperoleh kapasitas vital
paru-paru para perwakilan kelompok berbeda-beda. Hal ini terjadi karena ada
perbedaan dalam hal jenis kelamin, umur, tinggi badan, berat badan dan lingkar
dada. Perbedaan tersebut adalah faktor-faktor yang mempengaruhi kapasitas
vital paru-paru. Dari faktor jenis kelamin ternyata mempengaruhi
kapasitas vital, kapasitas vital paru-paru orang laki-laki lebih besar daripada
perempuan. Sehingga laki-laki bernapas lebih lambat daripada perempuan. Hal ini
terjadi karena volume paru-paru laki-laki lebih besar daripada perempuan. Namun
kadar oksigen yang dibutuhkan oleh laki-laki lebih besar daripada perempuan.
Oleh karena itu, kebanyakan laki-laki lebih banyak bergerak dari perempuan.
Selain itu umur juga mempengaruhi kapasitas
vital paru-paru. Seperti pada hasil pengamatan, seseorang yang berumur 18 tahun
kapasitasnya lebih rendah daripada yang berumur 19 tahun. Namun hasil
pengamatan tersebut tidak bisa dijadikan patokan karena dengan umur yang
berbeda dan jenis kelaminnnya berbeda. Jika akan dibandingkan, harus dengan
jenis kelamin sama tapi umurnya berbeda. Berdasarkan teori semakin bertambah
usia seseorang maka semakin rendah frekuensi pernapasannya karena semakin
bertambah usia aktivitasnya semakin sedikit. Sehingga kapasitas vital paru-paru
seseorang semakin rendah jika semakin bertambahnya umur pada orang tersebut.
Tinggi badan dan berat badan
juga mempengaruhi kapasitas vital paru-paru. Semakin ideal berat badan
seseorang maka kapasitas vitalnya semakin besar karena orang yang ideal akan
dapat lebih aktif bergerak daripada orang yang kurang ideal. Hal ini terlihat
dari perwakilan kelompok III dan V, berat badan kelompok III kurang ideal
sehingga kapasitas vitalnya lebih rendah dibandingakan dengan perwakilan
kelompok V. Faktor lainnya yaitu lingkar dada manusia. Semakin besar
lingkar dada berarti volume paru-parunya semakin besar sehingga kapasitas
vitalnya juga semakin besar.
Setelah dilakukan pengukuran kapasitas paru-paru,
para perwakilan kelompok disuruh berlari dan setelah berlari diukur kembali
kapasitas vital paru-parunya. Ternyata terjadi peningkatan kapasitas vitalnya.
Hal ini terjadi karena orang yang banyak melakukan aktivitas frekuensi
pernapasannya akan semakin meningkat karena akan lebih banyak memerlukan
energi. Dibandingkan dengan orang yang melakukan sedikit aktivitas, jelas
frekuensi pernapasannya akan lebih rendah karena lebih sedikit memerlukan
energi. Sehingga aktivitas tubuh juga mempengaruhi kapasitas vital
paru-paru. Semakin aktif tubuh seseorang maka kapasitas vitalnya semakin besar
pula.
Selain dari faktor-faktor di atas, jika berdasarkan
teori yang ada suhu tubuh juga mempengaruhi kapasitas vital paru-paru. Pengaruh
suhu tubuh berhubungan dengan proses metabolisme tubuh. Semakin tinggi suhu
tubuhnya semakin tinggi pula frekuensi pernapasannya. Contohnya pada
orang-orang yang ada di dataran tinggi akan bernapas lebih cepat karena pada
dataran tinggi oksigennya sedikit sedangkan paru-parunya besar sehingga
kapasitas vital paru-paru orang di dataran tinggi lebih besar dibandingkan
dengan orang yang berada di dataran rendah.
VII.KESIMPULAN
1. Kapasitas
vital paru-paru adalah udara yang dapat dikeluarkan semaksimal mungkin setelah
melakukan inspirasi semaksimal mukngkin juga, yang besarnya
3500cc atau
3500 ml.
2. Faktor-faktor
yang mempengaruhi besar kecilnya kapasitas vital paru-paru adalah faktor umur,
jenis kelamin, tinggi badan, berat badan, lingkar dada dan aktivitas tubuh.
Serta suhu tubuh juga mempengaruhi kapasitas vital paru-paru orang.
DAFTAR
PUSTAKA
Guyton,
Arthur C dan John . E. Hall . 2007. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 11.
Jakarta : EGC
Parjatmo,Widjojo.1987.Panduan
Praktikum Biologi Umum 1.Bandung : Angkasa
Waluyo,Joko
.1993.Petunjuk Praktikum Biologi Umum.Jember : unej
Waluyo,Joko
dkk.2013.Petunjuk Praktikum Biologi Dasar. Jember : unej
Waluyo,Joko.2010.Biologi
Umum. Jember : unej
Yatim,Wildan.
1987. Biologi. Bandung : Tarsito
