Perhatikan gambar Buah Anggur di bawah. Mengapa? Apakah ini memiliki kesamaan dengan menghirup udara? Di bawah ini adalah bagian dari paru-paru di mana oksigen bergerak dari paru-paru ke dalam darah. Jika alveoli dibawah berwarna ungu, mereka bisa menyerupai seikat anggur. Tentu saja, karena alveoli dalam paru-paru, mereka harus sangat kecil untuk menyediakan luas yang cukup untuk pertukaran gas. Bahkan, ada sekitar 300 juta alveoli pada paru-paru orang dewasa.
Perjalanan udara saat bernapas
Ambil napas besar udara melalui hidung. Saat menarik napas, Anda mungkin merasa udara melewati kebawah tenggorokan Anda dan perhatikan dada Anda mengalami perluasan. Sekarang keluarkan napas dan amati peristiwa yang terjadi berlawanan.
Menghirup dan menghembuskan napas mungkin tampak seperti tindakan sederhana, tetapi mereka hanya bagian dari proses respirasi yang kompleks, yang mencakup empat langkah berikut:
- Ventilasi
- Pertukaran gas paru
- Transportasi gas
- Pertukaran gas ke sekeliling
Ventilasi
Respirasi dimulai dengan ventilasi. Ini adalah proses pemindahan udara masuk dan keluar dari paru-paru. Paru-paru adalah organ tempat terjadinya pertukaran gas antara darah dan udara.
Udara memasuki ke sistem pernapasan melalui hidung. Saat udara melewati rongga hidung, lendir dan rambut memerangkap partikel di udara. Udara juga dihangatkan dan dibasahi sehingga tidak akan membahayakan jaringan halus dari paru-paru.
Selanjutnya, udara melewati faring, tabung panjang yang berbagi dengan sistem pencernaan. Sebuah lipatan jaringan ikat yang disebut epiglotis menutup ketika makanan ditelan untuk mencegah tersedak.
Dari faring, udara selanjutnya melewati laring, atau kotak suara. Laring mengandung pita suara, yang memungkinkan kita untuk menghasilkan suara vokal.
Setelah laring, udara bergerak ke trakea, atau pipa angin. Ini adalah tabung panjang yang mengarah ke dada.
Di dada, trakea membagi karena memasuki paru-paru untuk membentuk bronkus kanan dan kiri. Bronkus mengandung tulang rawan, yang mencegah mereka tidak runtuh. Lendir bronkus dibagian dalam sebagai perangkap partikel yang tersisa di udara. Bagian kecil, struktur seperti rambut disebut garis silia bronkus dan menyapu partikel dan lendir ke tenggorokan sehingga mereka dapat dikeluarkan dari tubuh.
Akhirnya, udara mengalir dari saluran pernapasan ke dalam bagian-bagian yang lebih kecil disebut bronkiolus. Bronkiolus berakhir pada kantung-kantung udara kecil yang disebut alveoli.
Pertukaran Gas pada Paru-paru
Pertukaran gas paru adalah pertukaran gas antara udara yang dihirup dan darah. Hal ini terjadi pada alveoli paru-paru. Alveoli (tunggal, alveolus) adalah kluster seperti anggur yang dikelilingi oleh jaringan kapiler paru berdinding tipis. Setelah Anda menarik napas, ada konsentrasi yang lebih besar dari oksigen dalam alveoli daripada di darah kapiler paru, sehingga oksigen berdifusi dari alveoli ke dalam darah di kapiler (lihat Gambar di bawah). Karbon dioksida, sebaliknya, lebih terkonsentrasi dalam darah kapiler paru daripada di alveoli, sehingga berdifusi ke arah yang berlawanan.
Transportasi Gas
Setelah darah di kapiler paru menjadi jenuh dengan oksigen, ia meninggalkan paru-paru dan melakukan perjalanan ke jantung. Jantung memompa darah yang kaya oksigen ke dalam arteri, yang membawanya ke seluruh tubuh. Akhirnya, darah melakukan perjalanan ke kapiler yang memasok jaringan tubuh. Kapiler ini disebut kapiler perifer.
Pertukaran Gas perifer (kesekeliling)
Sel-sel tubuh memiliki konsentrasi yang jauh lebih rendah dari oksigen daripada darah beroksigen dalam kapiler perifer. Oleh karena itu, oksigen berdifusi dari kapiler perifer ke sel-sel tubuh. Karbon dioksida dihasilkan oleh sel sebagai produk sampingan dari respirasi sel, sehingga lebih terkonsentrasi dalam sel daripada di darah kapiler perifer. Akibatnya, karbon dioksida berdifusi ke arah yang berlawanan.
Kembali ke paru-paru
Karbon dioksida dari sel-sel tubuh melakukan perjalanan dalam darah dari kapiler perifer untuk pembuluh darah dan kemudian ke jantung. Jantung memompa darah ke paru-paru, di mana karbon dioksida berdifusi ke dalam alveoli. Kemudian, karbon dioksida dilewatkan keluar dari tubuh melalui struktur lain dari sistem pernapasan, sehingga proses respirasi menjadi satu putaran penuh.
Pertukaran dan Homeostasis
Pertukaran gas sangat dibutuhkan untuk menyediakan sel-sel dengan oksigen yang mereka butuhkan untuk respirasi sel. Sel tidak bisa bertahan lama tanpa oksigen. Pertukaran gas juga diperlukan untuk mengangkut limbah karbon dioksida. Beberapa karbon dioksida dalam darah larut membentuk asam karbonat, yang menjaga pH darah dalam kisaran normal.
PH darah mungkin menjadi tidak seimbang jika tingkat pernapasan yang terlalu cepat atau terlalu lambat. Ketika bernapas terlalu cepat, darah mengandung terlalu sedikit karbon dioksida dan menjadi terlalu basa. Ketika bernapas terlalu lambat, darah mengandung terlalu banyak karbon dioksida dan menjadi terlalu asam. Jelas, untuk menjaga pH darah yang tepat, tingkat pernapasan harus diatur.
Ringkasan
Respirasi dimulai dengan ventilasi, proses pemindahan udara masuk dan keluar dari paru-paru. Pertukaran gas di paru-paru berlangsung di dinding tipis arteri paru pada kantung-kantung udara kecil yang disebut alveoli. Darah beroksigen diangkut oleh sistem peredaran darah dari paru-paru ke seluruh jaringan tubuh. Pertukaran gas antara sel-sel darah dan tubuh terjadi di dinding kapiler perifer. Pertukaran gas membantu mempertahankan homeostasis dengan menyediakan sel-sel dengan oksigen, membawa pergi limbah karbon dioksida, dan mempertahankan pH yang tepat dari darah.
