Soal UAS Biologi Kelas X

Untuk melihat soal UAS Biologi Kelas X klik disini.

SISTEM PERNAPASAN

Istilah bernapas, seringkali diartikan dengan respirasi, walaupun secara harfiah sebenarnya kedua istilah tersebut berbeda. Pernapasan (breathing) artinya menghirup dan menghembuskan napas. Oleh karena itu, bernapas diartikan sebagai proses memasukkan udara dari lingkungan luar ke dalam tubuh dan mengeluarkan udara sisa dari dalam tubuh ke lingkungan. Sementara, respirasi (respiration) berarti suatu proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik (bahan makanan) di dalam sel sehingga diperoleh energi.

Energi yang dihasilkan dari respirasi sangat menunjang sekali untuk melakukan beberapa aktifi tas. Misalnya saja, mengatur suhu tubuh, pergerakan, pertumbuhan dan reproduksi. Oleh karena itu, kegiatan pernapasan dan respirasi sebenarnya saling berhubungan. Sistem pernapasan manusia merupakan sistem pernapasan yang kompleks dan ditunjang oleh alat-alat yang kompleks pula. Nah, sebelum kita mengetahui mekanisme pernapasan, terlebih dahulu kita pelajari organ-organ yang berperan penting dalam proses pernapasan.

Alat Pernapasan Manusia

            Pernapasan manusia dilakukan melalui alat respirasi yang terdiri dari hidung, laring (pangkal tenggorokan), trakea (batang tenggorokan), bronkus (cabang tenggorokan), dan pulmo (paru-paru).

Hidung

            Hidung merupakan bagian paling atas dari alat pernapasan dan merupakan alat paling awal yang dilalui udara. Udara segar masuk ke paru-paru melalui hidung, sebaliknya udara kotor keluar dari paru-paru juga melewati hidung. Di dalam rongga hidung terdapat rambut-rambut dan selaput lendir. Rambut hidung berguna menyaring udara kotor yang masuk melalui hidung. Sementara selaput lendir, menghasilkan lendir (mukus) yang berfungsi menangkap udara kotor yang lolos oleh saringan rambut hidung. Selain itu, selaput lendir berfungsi menghangatkan suhu udara yang masuk ke paru-paru dan mengatur kelembaban udara.

Laring (pangkal tenggorokan)

            Setelah melewati hidung, udara masuk menuju faring. Faring adalah hulu tenggorokkan atau disebut juga tekak. Saat udara melewati faring, antara rongga hidung dengan tenggorokan ada bagian yang selalu terkoordinasi dengan baik. Bagian penting tersebut adalah semisal katup penutup rongga hidung yang disebut anak tekak. Anak tekak berperan menutup faring saat kita sedang menelan makanan. Apabila makanan kita telan dan katup belum menutup, maka makanan masuk ke tenggorokan, akibatnya kita pun tersedak. Dari faring, udara pernapasan akan menuju pangkal tenggorokan atau disebut juga laring. Laring tersusun atas kepingan tulang rawan yang membentuk jakun. Jakun tersebut tersusun oleh tulang lidah, katup tulang rawan, perisai tulang rawan, piala tulang rawan, dan gelang tulang rawan.

Pangkal tenggorokan dapat ditutup oleh katup pangkal tenggorokan (epiglotis). Jika udara menuju tenggorokan, anak tekak melipat ke bawah, dan ketemu dengan katup pangkal tenggorokan sehingga membuka jalan udara ke tenggorokan. Saat menelan makanan, katup tersebut menutupi pangkal tenggorokan dan saat bernapas katup tersebut akan membuka. Pada pangkal tenggorokan terdapat pita suara yang bergetar bila ada udara melaluinya. Misalnya saja saat kita berbicara.

Trakea (batang tenggorokan)

          Di dalam tubuh, batang tenggorokan terletak pada daerah leher, tepatnya di bagian depan kerongkongan (esofagus). Batang tenggorokan berbentuk pipa yang terdiri atas gelang-gelang tulang rawan dengan panjang sekitar 10 cm. Dinding dalamnya terlapisi oleh selaput lender dengan sel-selnya yang memiliki rambut getar. Rambut-rambut getar tersebut berfungsi menolak debu atau benda-benda asing. Jika tiba-tiba kita batuk atau bersin, dipastikan ada lendir atau debu pada saluran batang tenggorokan sehingga mengganggu pernapasan terganggu.

Bronkus (cabang batang tenggorokan)

            Setelah melalui trakea, udara akan terus masuk menuju cabang batang tenggorokan atau dinamakan bronkus. Batang tenggorokan bercabang menjadi dua bronkus, yakni bronkus sebelah kiri dan sebelah kanan. Pada kedua bronkus terdapat saluran yang menuju paruparu. Apabila bronkus mengalami infeksi, maka timbullah suatu penyakit yang disebut bronkitis.

Di dalam paru-paru, bronkus bercabang lagi menjadi bronkiolus. Bronkus sebelah kanan bercabang menjadi tiga bronkeolus, sedangkan bronkus sebelah kiri bercabang menjadi dua bronkiolus. Bronkiolus masih bercabang-cabang lagi membentuk pembuluh-pembuluh yang halus. Cabang-cabang yang terhalus masuk ke dalam gelembung paru-paru atau alveolus. Adanya dinding alveolus membuat oksigen berdifusi ke dalam darah, sebaliknya karbon dioksida (CO2) dan air dilepaskan.

Pulmo (paru-paru)

Organ yang berperan penting dalam proses pernapasan adalah paru-paru. Paru-paru merupakan organ tubuh yang terletak pada rongga dada, tepatnya di atas sekat diafragma. Diafragma adalah sekat rongga badan yang membatasi rongga dada dan rongga perut.

Paru-paru terdiri atas dua bagian, paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Paru-paru kanan memiliki tiga gelambir yang berukuran lebih besar daripada paru-paru sebelah kiri yang memiliki dua gelambir. Paru-paru dibungkus oleh dua lapis selaput paru-paru yang disebut

pleura. Semakin ke dalam, di dalam paru-paru akan ditemui gelembung halus kecil yang disebut alveolus. Jumlah  alveolus pada paru-paru kurang lebih 300 juta buah. Adanya alveolus ini menjadikan permukaan paru-paru lebih luas. Diperkirakan, luas permukaan paru-paru sekitar 160 m². Dengan kata lain, paru-paru memiliki luas permukaan sekitar 100 kali lebih luas daripada luas permukaan tubuh. Dinding alveolus mengandung kapiler darah. Oksigen yang terdapat pada alveolus berdifusi menembus dinding alveolus, lalu menembus dinding kapiler darah yang mengelilingi alveolus. Setelah itu, masuk ke dalam pembuluh darah dan diikat oleh hemoglobin yang terdapat di dalam sel darah merah sehingga terbentuk oksihemoglobin (HbO₂). Akhirnya, oksigen diedarkan oleh darah ke seluruh tubuh. Setelah sampai ke dalam sel-sel tubuh, oksigen dilepaskan sehingga oksihemoglobin kembali menjadi hemoglobin. Oksigen ini digunakan untuk oksidasi.

Karbon dioksida yang dihasilkan dari respirasi sel diangkut oleh plasma darah melalui pembuluh darah menuju ke paru-paru. Sesampai di alveolus, CO₂ menembus dinding pembuluh darah dan dinding alveolus. Dari alveolus, karbondioksida akan disalurkan menuju hidung untuk dikeluarkan. Jadi proses pertukaran gas sebenarnya berlangsung di alveolus.

Mekanisme Pernapasan

            Bernapas merupakan aktivitas pokok setiap makhluk hidup. Udara yang kita hisap saat bernapas, dapat masuk ke dalam paru-paru karena adanya mekanisme  pernapasan. Tanpa adanya otot, udara yang ada di luar tubuh tidak bisa masuk ke dalam paru-paru. Demikian pula saat udara dihembuskan, otot juga berperan di dalamnya. Oleh karena itu, berdasarkan otot yang berperan dalam proses pernapasan, kegiatan bernapas manusia dibedakan menjadi dua jenis, yakni pernapasan dada dan pernapasan perut. Sementara itu, kedua proses pernapasan ini terjadi dalam dua fase, meliputi inspirasi (inhalase) dan ekspirasi (ekshalase). Inspirasi adalah proses masuknya udara dari luar tubuh menuju paru-paru melewati saluran pernapasan. Sedangkan ekspirasi adalah proses keluarnya udara dari dalam tubuh menuju lingkungan melalui organ saluran pernapasan.

Pernapasan Dada

Apabila kita menghirup dan menghempaskan udara menggunakan pernapasan dada, otot yang digunakan yaitu otot antartulang rusuk. Otot ini terbagi dalam dua bentuk, yakni otot antartulang rusuk luar dan otot antartulang rusuk dalam. Saat terjadi inspirasi, otot antartulang rusuk luar berkontraksi, sehingga tulang rusuk menjadi terangkat. Akibatnya, volume rongga dada membesar. Membesarnya volume rongga dada menjadikan tekanan udara dalam rongga dada menjadi kecil/berkurang, padahal tekanan udara bebas tetap. Dengan demikian, udara bebas akan mengalir menuju paru-paru melewati saluran pernapasan.

Sementara saat terjadi ekspirasi, otot antartulang rusuk dalam berkontraksi (mengkerut/mengendur), sehingga tulang rusuk dan tulang dada ke posisi semula. Akibatnya, rongga dada mengecil. Oleh karena rongga dada mengecil, tekanan dalam rongga dada menjadi meningkat, sedangkan tekanan udara di luar tetap. Dengan demikian, udara yang berada dalam rongga paru-paru menjadi terdorong keluar.

Pernapasan Perut

Berbeda dengan pernapasan dada, pernapasan perut menggunakan otot diafragma dan otot dinding rongga perut. Sementara mekanisme pernapasannya tetap melalui dua fase, yaitu inspirasi dan ekspirasi. Fase inspirasi pada pernapasan perut terjadi apabila otot diafragma berkontraksi (mengkerut), sehingga posisi diafragma mendatar. Akibat yang ditimbulkan, volume rongga dada menjadi lebih besar, sehingga tekanan udara di dalam rongga dada mengecil. Namun, volume udara luar tetap. Penurunan tekanan udara ini menjadikan paru-paru mengembang. Akibatnya, udara di luar tubuh masuk ke dalam paru-paru. Sementara itu, fase ekspirasi terjadi apabila otot diafragma berelaksasi (mengendur) dan otot dinding rongga perut berkontraksi.

Akibat yang ditimbulkan, rongga perut terdesak ke arah diafragma, sehingga keadaan diafragma cekung ke rongga dada. Akibatnya, volume rongga dada mengecil dan tekanan udaranya meningkat. Sehingga, udara dalam rongga paru-paru keluar tubuh.

Volume dan Kapasitas Paru-Paru

            Volume udara yang dihirup setiap orang biasanya berbeda-beda. Perbedaan ini terjadi karena dipengaruhi oleh beberapa faktor, misalnya ukuran paru-paru, kekuatan bernapas, dan cara bernapas. Sementara kecepatan (frekuensi) seseorang dalam bernapas juga berbeda-beda. Perbedaan frekuensi paru-paru setiap orang ini disebabkan faktor usia, jenis kelamin, suhu tubuh, posisi tubuh, dan kegiatan yang dilakukan tubuh. Seorang laki-laki muda dengan suhu tubuh tinggi dan banyak aktivitas, akan lebih tinggi frekuensi pernapasannya dibandingkan kondisi sebaliknya.

Saat kita bersantai atau dalam keadaan normal, udara yang kita hirup dan hembuskan dari paru-paru memiliki volume yang tidak besar, sekitar 500 cm³ atau 500 cc. Volume udara yang demikian dinamakan volume udara tidal.

Namun demikian, dalam volume udara tidal tersebut, masih kemungkinan untuk menambah volume udara ekstra dari luar sebesar 1.500 cm³ atau 1.500 cc. Volume udara ekstra dinamakan volume udara cadangan inspirasi atau udara komplementer. Demikian pula sebaliknya, volume udara sekitar 1.500 cm³ atau 1.500 cc dapat kita keluarkan setelah melakukan pernapasan normal. Volume udara yang demikian dinamakan volume udara cadangan ekspirasi atau udara suplementer.

Jadi, saat kita bernapas sekuat-kuatnya, baik secara inspirasi maupun ekspirasi, di dalam paru-paru akan terdapat jumlah volume udara sekitar 3.500 sampai 4.000 cm³. Kita namakan kondisi demikian sebagai kapasitas vital paru-paru. Oleh karena itu, kapasitas vital paru-paru dapat dirumuskan sebagai berikut:

	Kapasitas Vital = volume tidal + udara komplementer + udara suplementer

 

Namun demikian, sesudah kita melakukan pernapasan secara maksimal, di dalam paru-paru masih tersimpan volume udara sekitar 1.500 cm³. Volume udara ini dinamakan udara residu (sisa).

Frekuensi Pernapasan

            Cepat lambatnya manusia melakukan pernapasan dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya sebagai berikut:

Umur

            Bertambahnya umur seseorang mangakibatkan frekuensi pernapasan menjadi semakin lambat. Pada usia lanjut, energy yang dibutuhkan lebih sedikit dibandingkan pada usia pertumbuhan, sehingga oksigen yang dibutuhkan relative lebih sedikit.

Jenis kelamin

            Pada umumnya laki-laki lebih banyak membutuhkan energi. Oleh sebab itu, laki-laki memerlukan oksigen yang lebih banyak daripada wanita.

Suhu Tubuh

            Manusia memiliki suhu tubuh yang konstan (berkisar antara 36-37⁰ C) karena manusia mampu mengatur produksi panas tubuhnya dengan meningkatkan laju metabolism. Jika suhu tubuh turun, tubuh akan meningkatkan metabolismenya, sehingga kebutuhan akan oksigen meningkat.

Posisi Tubuh

            Posisi tubuh akan mempengaruhi banyaknya otot yang bekerja. Misalnya pada saat berdiri, otot akan berkontraksi, sehingga oksigen yang dibutuhkan lebih banyak dan laju pernapasan pun akan meningkat dibandingkan pada saat orang duduk.

Mekanisme Pertukaran Oksigen dan Karbon Dioksida

            Pertukaran gas antara oksigen dan karbon dioksida terjadi melalui proses difusi. Proses tersebut terjadi di alveolus dan di sel jaringan tubuh. Proses difusi berlangsung sederhana, yaitu hanya dengan gerakan molekul-molekul secara bebas melalui membran sel dari konsentrasi tinggi atau tekanan tinggi ke konsentrasi rendah atau tekanan rendah.

            Proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida dimulai dari oksigen masuk ke dalam tubuh melalui inspirasi dari rongga hidung sampai alveolus. Di alveolus oksigen mengalami difusi ke kapiler arteri pori-pori.masuknya oksigen dari luar menyebabkan tekanan parsial oksigen (PO₂) di alveolus lebih tinggi dibandingkan dengan PO₂ di kapiler arteri paru-paru. Karena proses difusi selalu terjadi dari daerah yang bertekanan parsial tinggi ke daerah yang bertekanan parsial rendah, oksigen akan bergerak dari alveolus menuju kapiler arteri paru-paru.

            Oksigen di kapiler arteri diikat oleh eritrosit yang mengandung hemoglobin sampai menjadi jenuh. Makin tinggi tekanan parsial oksigen di alveolus, semakin banyak oksigen yang terikat oleh oleh hemoglobin dalam darah. Hemoglobin terdiri dari empat sub unit, ssetiap sub unit terdiri dari bagian yang disebut heme. Di setiap pusat heme terdapat unsur besi yang dapat berikatan dengan oksigen, sehingga setiap molekul hemoglobin dapat membawa empat molekul oksigen membentuk oksihemoglobin. Reaksi antara hemoglobin dan oksigen berlangsung secara reversible yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu suhu, pH, konsentrasi oksigen dan karbon dioksida, serta tekanan parsial.

            Hemoglobin akan mengangkut oksigen ke jaringan tubuh yang kemudian akan berdifusi masuk ke sel-sel tubuh untuk digunakan dalam proses respirasi. Proses difusi ini terjadi karena tekanan parsial oksigen pada kapiler tidak sama dengan tekanan parsial oksigen di sel-sel tubuh.

            Di dalam sel-sel tubuh atau jaringan tubuh, oksigen digunakan untuk proses respirasi di dalam mitokondria sel. Semakin banyak oksigen yang digunakan oleh sel-sel tubuh, semakin banyak karbon dioksida yang terbentuk dari proses respirasi. Hal tersebut menyebabkan tekanan parsial karbon dioksida (PCO₂) dalam sel-sel tubuh tinggi dibanding PCO₂ dalam kapiler vena sel-sel tubuh yang kemudian akan dibawa eritrosit menuju ke paru-paru. Di paru-paru terjadi difusi CO₂ dari kapiler vena menuju alveolus. Proes tersebut terjadi karena tekanan parsial CO₂ pada kapiler vena lebih tinggi daripada tekanan parsial CO₂ dalam alveolus. Karbon dioksida akhirnya akan dikeluarkan dari tubuh melalui ekspirasi.

            Karbon dioksida dalam eritrosit akan bereaksi dengan air dengan membentuk asam karbonat. Akibatnya terbentuknya asam karbonat, pH darah menjadi asam, yaitu sekitar 4,5. Darah yang bersifat asam dapat melepaskan banyak oksigen ke dalam tubuh atau jaringan tubuh yang memerlukannya.

Kelainan dan Penyakit pada Sistem Pernapasan Manusia

            Untuk mengetahui lebih jelas berbagai kelainan dan penyakit pada sistem pernapasan manusia, coba kalian simak dan ikuti uraian berikut.

Asma

Asma merupakan gangguan pernapasan yang disebabkan oleh hiper sensitivitas bronkiolus (atau disebut juga asma bronkiale). Pen derita asma akan mengalami kesukaran saat bernapas. Kondisi ini

terjadi karena ada nya kontraksi kaku dari bronkiolus.

Asidosis

Asidosis adalah penyakit pernapasan yang disebabkan oleh adanya peningkatan kadar asam bikarbonat dan asam karbonat dalam darah.

Asfiksi (Asfiksia)

Akibat terganggunya fungsi berbagai organ seperti paru-paru, pembuluh darah ataupun jaringan tubuh, asfi ksi dapat diderita oleh seseorang. Penyebabnya antara lain alveolus korban tenggelam yang terisi air, kemudian juga adanya pengikatan karbonmonoksida oleh hemoglobin dalam darah sehingga pengangkutan oksigen berkurang.

Emfisema Paru-paru

Emfisema paru-paru merupakan suatu penyakit yang diderita seseorang akibat jumlah udara yang berlebihan di dalam paru-paru, sehingga membuat daerah pertukaran gas berkurang. Berbagai penyebab emfi sema misalnya infeksi kronis oleh rokok atau bahan-bahan lain yang mengiritasi bronkus, kemudian infeksi akibat kelebihan mucus karena peradangan dan edema epitel bronkiolus. Selain itu, penyakit

ini disebabkan karena adanya gangguan saluran respirasi sehingga sulit untuk berekspirasi, sehingga mengakibatkan udara terperangkap di dalam alveolus dan menyebabkan alveolus renggang.

Faringitis

Faringitis merupakan peradangan pada faring. Akibat yang ditimbulkan gangguan ini adalah rasa nyeri saat menelan makanan atau kerongkongan terasa kering. Penyebabnya yakni infeksi oleh bakteri atau virus, kemudian bisa pula karena terlalu banyak merokok.

Pneumonia

Pneumonia adalah peradangan paru-paru yang mengakibatkan alveolus berisi cairan dan eritrosit secara berlebihan. Sebagai contoh pnemonia adalah pneumonia bakteri. Infeksi ini disebarkan oleh bakteri Diplococus pneumaticus, dari satu alveolus ke alveolus yang lain, sehingga dapat meluas ke seluruh lobus, bahkan ke seluruh paru-paru.

Tuberkulosis (TBC)

Tuberkulosis (TBC) merupakan penyakit yang disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis. Semua organ tubuh dapat diserang oleh bakteri ini, namun biasanya yang terserang adalah organ paruparu dan tulang.

Bronkitis, Pleuritis, Laringitis, dan Tonsilitis

Bronkitis adalah penyakit yang disebabkan oleh adanya peradangan pada bronkus. Pleuritis adalah peradangan pada selaput rongga dada (pleura) sehingga mengalami penambahan cairan intrapleura. Akibatnya timbul rasa nyeri saat bernapas. Laringitis adalah peradangan pada laring. Sementara, tonsilitis adalah radang karena infeksi oleh bakteri tertentu pada tonsil. Gejala tonsilitis antara lain tenggorokan sakit, sulit menelan, suhu tubuh naik, demam, dan otot-otot terasa sakit.

Kanker Paru-Paru

Kanker paru-paru adalah penyakit yang disebabkan oleh tumor ganas yang terbentuk di dalam epitel bronkiolus. Kanker paru-paru dapat mempengaruhi pertukaran gas yang terjadi dalam paru-paru. Salah satu penyebabnya adalah kebiasaan buruk penderita yang sering merokok atau perokok aktif. Perokok pasif juga dapat terkena jenis kanker ini. Penyebab lainnya adalah seperti seringnya seseorang menghirup debu asbes, kromium, produk petrotelum, dan radiasi ionisasi. Selain gangguan dan penyakit tersebut, sistem pernapasan juga dapat terganggu oleh beberapa penyakit seperti influenza, mimisan, emboli, dan lain sebagainya.

Pernapasan Dada

Apabila kita menghirup dan menghempaskan udara menggunakan pernapasan dada, otot yang digunakan yaitu otot antartulang rusuk. Otot ini terbagi dalam dua bentuk, yakni otot antartulang rusuk luar dan otot antartulang rusuk dalam. Saat terjadi inspirasi, otot antartulang rusuk luar berkontraksi, sehingga tulang rusuk menjadi terangkat. Akibatnya, volume rongga dada membesar. Membesarnya volume rongga dada menjadikan tekanan udara dalam rongga dada menjadi kecil/berkurang, padahal tekanan udara bebas tetap. Dengan demikian, udara bebas akan mengalir menuju paru-paru melewati saluran pernapasan.

Sementara saat terjadi ekspirasi, otot antartulang rusuk dalam berkontraksi (mengkerut/mengendur), sehingga tulang rusuk dan tulang dada ke posisi semula. Akibatnya, rongga dada mengecil. Oleh karena rongga dada mengecil, tekanan dalam rongga dada menjadi meningkat, sedangkan tekanan udara di luar tetap. Dengan demikian, udara yang berada dalam rongga paru-paru menjadi terdorong keluar.

Pernapasan Perut

Berbeda dengan pernapasan dada, pernapasan perut menggunakan otot diafragma dan otot dinding rongga perut. Sementara mekanisme pernapasannya tetap melalui dua fase, yaitu inspirasi dan ekspirasi. Fase inspirasi pada pernapasan perut terjadi apabila otot diafragma berkontraksi (mengkerut), sehingga posisi diafragma mendatar. Akibat yang ditimbulkan, volume rongga dada menjadi lebih besar, sehingga tekanan udara di dalam rongga dada mengecil. Namun, volume udara luar tetap. Penurunan tekanan udara ini menjadikan paru-paru mengembang. Akibatnya, udara di luar tubuh masuk ke dalam paru-paru. Sementara itu, fase ekspirasi terjadi apabila otot diafragma berelaksasi (mengendur) dan otot dinding rongga perut berkontraksi.

Akibat yang ditimbulkan, rongga perut terdesak ke arah diafragma, sehingga keadaan diafragma cekung ke rongga dada. Akibatnya, volume rongga dada mengecil dan tekanan udaranya meningkat. Sehingga, udara dalam rongga paru-paru keluar tubuh.

Volume dan Kapasitas Paru-Paru

            Volume udara yang dihirup setiap orang biasanya berbeda-beda. Perbedaan ini terjadi karena dipengaruhi oleh beberapa faktor, misalnya ukuran paru-paru, kekuatan bernapas, dan cara bernapas. Sementara kecepatan (frekuensi) seseorang dalam bernapas juga berbeda-beda. Perbedaan frekuensi paru-paru setiap orang ini disebabkan faktor usia, jenis kelamin, suhu tubuh, posisi tubuh, dan kegiatan yang dilakukan tubuh. Seorang laki-laki muda dengan suhu tubuh tinggi dan banyak aktivitas, akan lebih tinggi frekuensi pernapasannya dibandingkan kondisi sebaliknya.

Saat kita bersantai atau dalam keadaan normal, udara yang kita hirup dan hembuskan dari paru-paru memiliki volume yang tidak besar, sekitar 500 cm³ atau 500 cc. Volume udara yang demikian dinamakan volume udara tidal.

Namun demikian, dalam volume udara tidal tersebut, masih kemungkinan untuk menambah volume udara ekstra dari luar sebesar 1.500 cm³ atau 1.500 cc. Volume udara ekstra dinamakan volume udara cadangan inspirasi atau udara komplementer. Demikian pula sebaliknya, volume udara sekitar 1.500 cm³ atau 1.500 cc dapat kita keluarkan setelah melakukan pernapasan normal. Volume udara yang demikian dinamakan volume udara cadangan ekspirasi atau udara suplementer.

Jadi, saat kita bernapas sekuat-kuatnya, baik secara inspirasi maupun ekspirasi, di dalam paru-paru akan terdapat jumlah volume udara sekitar 3.500 sampai 4.000 cm³. Kita namakan kondisi demikian sebagai kapasitas vital paru-paru. Oleh karena itu, kapasitas vital paru-paru dapat dirumuskan sebagai berikut:

	Kapasitas Vital = volume tidal + udara komplementer + udara suplementer

 

Namun demikian, sesudah kita melakukan pernapasan secara maksimal, di dalam paru-paru masih tersimpan volume udara sekitar 1.500 cm³. Volume udara ini dinamakan udara residu (sisa).

Frekuensi Pernapasan

            Cepat lambatnya manusia melakukan pernapasan dipengaruhi oleh beberapa faktor, diantaranya sebagai berikut:

Umur

            Bertambahnya umur seseorang mangakibatkan frekuensi pernapasan menjadi semakin lambat. Pada usia lanjut, energy yang dibutuhkan lebih sedikit dibandingkan pada usia pertumbuhan, sehingga oksigen yang dibutuhkan relative lebih sedikit.

Jenis kelamin

            Pada umumnya laki-laki lebih banyak membutuhkan energi. Oleh sebab itu, laki-laki memerlukan oksigen yang lebih banyak daripada wanita.

Suhu Tubuh

            Manusia memiliki suhu tubuh yang konstan (berkisar antara 36-37⁰ C) karena manusia mampu mengatur produksi panas tubuhnya dengan meningkatkan laju metabolism. Jika suhu tubuh turun, tubuh akan meningkatkan metabolismenya, sehingga kebutuhan akan oksigen meningkat.

Posisi Tubuh

            Posisi tubuh akan mempengaruhi banyaknya otot yang bekerja. Misalnya pada saat berdiri, otot akan berkontraksi, sehingga oksigen yang dibutuhkan lebih banyak dan laju pernapasan pun akan meningkat dibandingkan pada saat orang duduk.

Mekanisme Pertukaran Oksigen dan Karbon Dioksida

            Pertukaran gas antara oksigen dan karbon dioksida terjadi melalui proses difusi. Proses tersebut terjadi di alveolus dan di sel jaringan tubuh. Proses difusi berlangsung sederhana, yaitu hanya dengan gerakan molekul-molekul secara bebas melalui membran sel dari konsentrasi tinggi atau tekanan tinggi ke konsentrasi rendah atau tekanan rendah.

            Proses pertukaran oksigen dan karbon dioksida dimulai dari oksigen masuk ke dalam tubuh melalui inspirasi dari rongga hidung sampai alveolus. Di alveolus oksigen mengalami difusi ke kapiler arteri pori-pori.masuknya oksigen dari luar menyebabkan tekanan parsial oksigen (PO₂) di alveolus lebih tinggi dibandingkan dengan PO₂ di kapiler arteri paru-paru. Karena proses difusi selalu terjadi dari daerah yang bertekanan parsial tinggi ke daerah yang bertekanan parsial rendah, oksigen akan bergerak dari alveolus menuju kapiler arteri paru-paru.

            Oksigen di kapiler arteri diikat oleh eritrosit yang mengandung hemoglobin sampai menjadi jenuh. Makin tinggi tekanan parsial oksigen di alveolus, semakin banyak oksigen yang terikat oleh oleh hemoglobin dalam darah. Hemoglobin terdiri dari empat sub unit, ssetiap sub unit terdiri dari bagian yang disebut heme. Di setiap pusat heme terdapat unsur besi yang dapat berikatan dengan oksigen, sehingga setiap molekul hemoglobin dapat membawa empat molekul oksigen membentuk oksihemoglobin. Reaksi antara hemoglobin dan oksigen berlangsung secara reversible yang dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu suhu, pH, konsentrasi oksigen dan karbon dioksida, serta tekanan parsial.

            Hemoglobin akan mengangkut oksigen ke jaringan tubuh yang kemudian akan berdifusi masuk ke sel-sel tubuh untuk digunakan dalam proses respirasi. Proses difusi ini terjadi karena tekanan parsial oksigen pada kapiler tidak sama dengan tekanan parsial oksigen di sel-sel tubuh.

            Di dalam sel-sel tubuh atau jaringan tubuh, oksigen digunakan untuk proses respirasi di dalam mitokondria sel. Semakin banyak oksigen yang digunakan oleh sel-sel tubuh, semakin banyak karbon dioksida yang terbentuk dari proses respirasi. Hal tersebut menyebabkan tekanan parsial karbon dioksida (PCO₂) dalam sel-sel tubuh tinggi dibanding PCO₂ dalam kapiler vena sel-sel tubuh yang kemudian akan dibawa eritrosit menuju ke paru-paru. Di paru-paru terjadi difusi CO₂ dari kapiler vena menuju alveolus. Proes tersebut terjadi karena tekanan parsial CO₂ pada kapiler vena lebih tinggi daripada tekanan parsial CO₂ dalam alveolus. Karbon dioksida akhirnya akan dikeluarkan dari tubuh melalui ekspirasi.

            Karbon dioksida dalam eritrosit akan bereaksi dengan air dengan membentuk asam karbonat. Akibatnya terbentuknya asam karbonat, pH darah menjadi asam, yaitu sekitar 4,5. Darah yang bersifat asam dapat melepaskan banyak oksigen ke dalam tubuh atau jaringan tubuh yang memerlukannya.

Kelainan dan Penyakit pada Sistem Pernapasan Manusia

            Untuk mengetahui lebih jelas berbagai kelainan dan penyakit pada sistem pernapasan manusia, coba kalian simak dan ikuti uraian berikut.

Asma

Asma merupakan gangguan pernapasan yang disebabkan oleh hiper sensitivitas bronkiolus (atau disebut juga asma bronkiale). Pen derita asma akan mengalami kesukaran saat bernapas. Kondisi ini

terjadi karena ada nya kontraksi kaku dari bronkiolus.

Asidosis

Asidosis adalah penyakit pernapasan yang disebabkan oleh adanya peningkatan kadar asam bikarbonat dan asam karbonat dalam darah.

Asfiksi (Asfiksia)

Akibat terganggunya fungsi berbagai organ seperti paru-paru, pembuluh darah ataupun jaringan tubuh, asfi ksi dapat diderita oleh seseorang. Penyebabnya antara lain alveolus korban tenggelam yang terisi air, kemudian juga adanya pengikatan karbonmonoksida oleh hemoglobin dalam darah sehingga pengangkutan oksigen berkurang.

Emfisema Paru-paru

Emfisema paru-paru merupakan suatu penyakit yang diderita seseorang akibat jumlah udara yang berlebihan di dalam paru-paru, sehingga membuat daerah pertukaran gas berkurang. Berbagai penyebab emfi sema misalnya infeksi kronis oleh rokok atau bahan-bahan lain yang mengiritasi bronkus, kemudian infeksi akibat kelebihan mucus karena peradangan dan edema epitel bronkiolus. Selain itu, penyakit

ini disebabkan karena adanya gangguan saluran respirasi sehingga sulit untuk berekspirasi, sehingga mengakibatkan udara terperangkap di dalam alveolus dan menyebabkan alveolus renggang.

Faringitis

Faringitis merupakan peradangan pada faring. Akibat yang ditimbulkan gangguan ini adalah rasa nyeri saat menelan makanan atau kerongkongan terasa kering. Penyebabnya yakni infeksi oleh bakteri atau virus, kemudian bisa pula karena terlalu banyak merokok.

Pneumonia

Pneumonia adalah peradangan paru-paru yang mengakibatkan alveolus berisi cairan dan eritrosit secara berlebihan. Sebagai contoh pnemonia adalah pneumonia bakteri. Infeksi ini disebarkan oleh bakteri Diplococus pneumaticus, dari satu alveolus ke alveolus yang lain, sehingga dapat meluas ke seluruh lobus, bahkan ke seluruh paru-paru.

Tuberkulosis (TBC)

Tuberkulosis (TBC) merupakan penyakit yang disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis. Semua organ tubuh dapat diserang oleh bakteri ini, namun biasanya yang terserang adalah organ paruparu dan tulang.

Bronkitis, Pleuritis, Laringitis, dan Tonsilitis

Bronkitis adalah penyakit yang disebabkan oleh adanya peradangan pada bronkus. Pleuritis adalah peradangan pada selaput rongga dada (pleura) sehingga mengalami penambahan cairan intrapleura. Akibatnya timbul rasa nyeri saat bernapas. Laringitis adalah peradangan pada laring. Sementara, tonsilitis adalah radang karena infeksi oleh bakteri tertentu pada tonsil. Gejala tonsilitis antara lain tenggorokan sakit, sulit menelan, suhu tubuh naik, demam, dan otot-otot terasa sakit.

Kanker Paru-Paru

Kanker paru-paru adalah penyakit yang disebabkan oleh tumor ganas yang terbentuk di dalam epitel bronkiolus. Kanker paru-paru dapat mempengaruhi pertukaran gas yang terjadi dalam paru-paru. Salah satu penyebabnya adalah kebiasaan buruk penderita yang sering merokok atau perokok aktif. Perokok pasif juga dapat terkena jenis kanker ini. Penyebab lainnya adalah seperti seringnya seseorang menghirup debu asbes, kromium, produk petrotelum, dan radiasi ionisasi. Selain gangguan dan penyakit tersebut, sistem pernapasan juga dapat terganggu oleh beberapa penyakit seperti influenza, mimisan, emboli, dan lain sebagainya.

Jamur Pilobolus

Diterjemahkan dari artikel oleh Gordon Wilson tertanggal 24 Februari 2010

Setiap hari di padang rumput sapi dunia, salvo ditembak dari dunghills. Hanya sedikit orang yang pernah mendengar tentang tembakan meriam ini karena berlangsung pada skala miniatur. Siklus hidup jamur Pilobolus menunjukkan bagaimana Allah dapat menampilkan desain yang indah bahkan ketika membuang kotoran.

Ketika Anda memikirkan cannonballs, hal pertama yang muncul dalam pikiran Anda mungkin adalah bola hitam. Namun, cannonball mini ini ditembakkan lebih banyak dari seluruh cannonballs buatan manusia yang pernah ditembakkan dalam sejarah militer.

Mengapa begitu sedikit orang yang tahu tentang cannonballs mini ini? Karena untuk melihatnya Anda harus mendekatkan wajah Anda setidaknya sejauh beberapa inci dari kotoran sapi segar.

Beberapa spesies "hat-throwing-fungus" dalam genus Pilobolus hidup di kotoran segar sapi, kuda, rusa, dan hewan pemakan rumput lainnya. Seperti semua jamur, mereka adalah pengurai yang mengkonsumsi benda mati atau membusuk. Mereka mulai sebagai spora, yang tumbuh menjadi benang tipis (disebut hifa), makan pada pupuk kaya nutrisi. Ketika saatnya tiba untuk melepaskan spora baru, batang khusus, yang disebut sporangiophores, kecambah dan tumbuh hingga ketinggian sentimeter atau kurang. Di atas batang tersebut muncul cannonballs, yang disebut sporangia, yang mengandung spora baru.

Fiber Optik Pencari Cahaya

Jamur ini memiliki sporangiophores indah yang transparan dan bersinar seperti kaca berputar. Sangat ironis bahwa perhiasan tersebut berkembang dalam lingkungan yang kotor. Sebuah tonjolan tepat di bawah sporangium berbentuk seperti meriam ini tidak hanya indah dan juga berfungsi sebagai laras meriam.

Untuk menjalankan dengan benar, tangkai harus menunjuk ke arah matahari dan isi dengan air. Allah merancang tonjolan untuk membiaskan sinar matahari menjadi dasar pembengkakan, di mana pigmen tertentu menyerap cahaya. Hal ini terjadi di pagi hari ketika matahari rendah di cakrawala.

Untuk memastikan bahwa sporangium tersebut ditembak padang rumput hijau, perlu memiliki lintasan yang jauh dari patty rumah. Sporangia tembakan langsung di udara tidak akan mendapatkan jauh-semakin jauh mereka ditembak, semakin baik. Jadi menembak ke arah matahari pagi adalah strategi terbaik.

Jika sporangiophore tidak ditujukan langsung ke matahari, sinar cahaya memukul pigmen tidak merata akan menyebabkan satu sisi tumbuh lebih dari yang lain sampai sporangiophore ini ditujukan tepat di matahari.

Pada saat yang sama tonjolan itu cairan (sitoplasma), yang sangat tinggi dalam ion tertentu, menyebabkan air mengalir ke tonjolan (dengan osmosis), meningkatkan tekanan fluida ke tingkat meledak.

Tuber magnatum (white truffles) dan Tuber melanosporum (black truffles).

JAMUR TERMAHAL DI DUNIA

Black Truffle                                                       White Truffle

White Truffle atau biasa juga disebut Alba Truffle berasal dari sebuah wilayah bernama Piedmont di Italia Utara. Jenis jamur ini juga bisa ditemukan di Kroasia, tepatnya di hutan Motovun di semenanjung Istria, sepanjang Sungai Mirna.

Jamur Putih ini biasanya tumbuh simbiotis bersama pohon ek, hazel, dan mekar saat musim gugur. Jamur ini bisa tumbuh hingga berdiamater 12 sentimeter dan berat 500 gram. Namun, ukuran normal bisa jauh lebih kecil. Daging jamur berwarna krem pucat atau pun cokelat muda dengan bulatan-bulatan putih.

Para pencari jamur biasanya menggunakan anjing untuk melacak. Karena sulit ditemukan, tak heran harganya mahal sekali, seperti juga black truffle dari Prancis. Bisa menikmati seiris dua iris saja jamur ini dianggap sebagai pengalaman berharga.

Pasar jamur putih di Alba biasanya paling sibuk di bulan Oktober dan November. Tak heran, harganya mahal. Pada 2001 saja, harga jamur ini mencapai US$ 1.000 hingga US$ 2.200 per pon.

Di tahun 2005, white truffle mencetak rekor penjualan termahal seharga 12.600 dolar AS (sekitar Rp 110 juta) untuk 1,21 kg. Rekor ini pecah pada 13 November 2006, di mana 1,51 kg white truffles yang ditemukan oleh Luciano Savini dan anjingnya Rocco, dihargai 160.000 dolar AS atau setara dengan Rp 1,44 miliar! Pembelinya adalah Sir Gordon Wu, salah satu pengusaha kaya di Hong Kong.

Rekor penemuan jamur terbesar juga pernah diraih seorang Italia, Giancarlo Zigante dan anjingnya, Diana. Ia sempat memukau dunia karena berhasil menemukan jamur putih Truffle terbesar di Buje, Kroasia, dengan berat 1,31 kilogram.

Di Indonesia, white truffle hanya ada di restoran-restoran mahal dan hotel berbintang lima dengan harga sekitar 1 juta rupiah per porsi makan malam. Itu pun hanya disajikan dalam bentuk salad beberapa potong.

Secara rasa, jamur truffle ini susah untuk digambarkan dan mungkin bisa dikatakan berasa campuran keju, bawang putih, serta kubis dengan aroma yang kuat dan tajam. Tak perlu banyak mengolah karena hanya dengan sedikit mentega atau mayones dan dijadikan salad, jamur ini sudah terasa luar biasa.

Jamur truffles disebut juga sebagai berlian dari dapur. Selain karena rasanya yang istimewa dan harganya yang selangit, jamur ini sebelum dipotong dianalogikan sebagai berlian yang belum diproses, kotor dan tak tampak spesial. Tetapi, setelah dibersihkan dan dipotong, daging buahnya putih bersih seperti keju atau mentega dengan wangi yang menggoda.

HABITAT JAMUR TRUFFLES

Jamur truffles adalah sejenis jamur yang hidup sebagai mikoriza (jamur yang tumbuh bersimbiosis pada akar tanaman lain). Jamur ini tergolong pada jamur bergenus Tuber, kelas Ascomycetes, dan divisi Mycota. Nama spesiesnya sendiri adalah Tuber magnatum (white truffles) dan Tuber melanosporum (black truffles).

Jamur truffles bisa ditemukan pada 5-40 cm di bawah permukaan tanah. Biasanya dalam bentuk formasi melingkar pada akar pohon ek (oak). Itu sebabnya dalam berburu jamur ini digunakan anjing atau babi yang bisa melacak bau jamur di dalam tanah. Banyak ditemukan di Timur Tengah, Italia, Yunani, Cina, dan Mesir. Iklim pantai yang tidak terlalu kering dan tidak terlalu lembap menjadi tempat optimal untuk tumbuhnya jamur ini.

Pada abad ke-17 jamur ini mulai dikenal karena rasanya yang enak, dan sangat disukai Raja Francis I dari Prancis. Lambat laun negara-negara barat lainnya pun menyukai jamur ini. Di pasar Prancis, jamur truffles populer di akhir tahun 1780-an. Hanya golongan orang-orang kaya yang biasa menyantap hidangan ini.

Budi daya “white truffles”

Di awal tahun 1808, jamur truffles mulai dibudidayakan meskipun hasil panennya tidak seperti dugaan. Pada tahun 1825 Jean-Anthelme Brillat- Savarin mulai mencatat karakteristik dan beberapa kiat-kiat sukses dalam pembudidayaan jamur truffles.

Auguste Rousseau dari Carpentras pada tahun 1847 menanam 7 hektare pohon ek. Di luar perkiraan, ia memanen jamur truffles yang melimpah ruah dan atas hasil ini di tahun 1855 pada pekan raya dunia di Paris dia diberi penghargaan.

Memasuki abad ke-20, seiring dengan kemajuan industri, budi daya jamur ini mengalami kemunduran. Lahan-lahan yang dulunya terpelihara perlahan tidak terurus, hingga akhirnya menjadi hutan belantara. Produksi jamur pun terhenti saat Perang Dunia I pecah.

Hukum ekonomi pun berlaku saat itu. Jamur truffles sangat susah dicari, yang berakibat pada meroketnya harga hingga terjadi saat ini. Sejak saat itu jamur truffles menjadi komoditas elite dan langka. Hanya ada pada tempat dan perayaan tertentu.

Pasar “white truffles”

Jamur ini paling banyak dipasarkan pada bulan Januari. Hal ini terjadi karena pada bulan ini terjadi panen di berbagai tempat. Pada saat itu, black truffles bisa dipasarkan dengan harga berkisar antara Rp 990.000 hingga Rp 2,7 juta per setengah kilogramnya, tergantung dari berhasil tidaknya panen.

Sedangkan white truffles yang kebanyakan berasal dari Kota Alba, Italia, pasar tersibuk terjadi pada bulan Oktober dan November (saat panen). Saat itulah, harganya jauh lebih mahal daripada black truffles, berkisar antara Rp 9 juta hingga Rp 19 juta per setengah kilogram.

Selain kedua varian tadi, ada satu jenis truffles yang dapat dipanen kapan saja, yaitu black summer truffles (Tuber aestivum) yang ada di Italia Utara dan Tengah. Rasa dan aromanya tidak sekuat dua varian yang lain, sehingga harganya lebih murah. Setengah kilogramnya dihargai sekitar Rp 623.000,00.

Di Cina ada juga spesies truffles yang lain, namanya Tuber sinensis (Tuber indicum). Bentuknya seperti black truffles, tetapi rasa dan teksturnya lunak dan liat. Jumlah hasil panennya sedikit sehingga spesies yang satu ini tidak terlalu dikenal.

Kini banyak negara mendomestikasi budi daya jamur truffles, seperti Selandia Baru, Australia, dan Cina. Akan tetapi, white truffles asli dari Alba, Italia tetap menjadi primadona para pencinta kuliner dunia.

Sumber : https://klipingut.wordpress.com/2009/11/23/jamur-termahal-di-dunia-white-truffles/