Mekanisme Pernapasan dan Pertukaran Oksigen, Materi IPA SMP Kelas 8 Kurikulum Merdeka

MEKAISME PERNAPASAN DAN PERTUKARAN O₂ DENGAN CO₂

 

A.      Mekanisme Pernapasan.

Bernapas meliputi fase inspirasi (memasukkan udara) dan ekspirasi (mengeluarkan udara)

Kita dapat berkonsentrasi membesarkan dan mengecilkan dada kita saat bernapas, yang dikenal dengan pernapsan dada.

Demikian pula kita dapat berkonsentrasi membesarkan dan mengecilkan perut kita saat bernapas, yang dikenal dengan pernapsan perut

Memahami Pernapasan dengan Analogi Sehari-hari

Pernahkah kamu memompa ban sepeda atau meniup balon? Mekanisme pernapasan kita mirip seperti itu! Di dalam tubuh kita, rongga dada bertindak seperti wadah, dan paru-paru kita bertindak seperti balon. Ketika kita bernapas, ada dua proses utama yang terjadi secara terus-menerus: Inspirasi (menghirup udara) dan Ekspirasi (mengembuskan udara).

 Mari kita bedah prosesnya menggunakan poin-poin berikut:

1. Fase Inspirasi (Menghirup Udara / Oksigen masuk)

o   Otot bekerja: Otot diafragma (sekat antara rongga dada dan perut) berkontraksi dan bergerak mendatar, serta otot antartulang rusuk berkontraksi.

o   Rongga dada: Ukuran rongga dada membesar dan volume paru-paru meningkat.

o   Tekanan udara: Karena ruangannya membesar, tekanan udara di dalam paru-paru menjadi lebih kecil daripada tekanan udara di luar tubuh.

o   Hasilnya: Udara segar yang mengandung oksigen dari lingkungan sekitar (misalnya saat kamu menghirup udara segar pagi hari di halaman rumah) akan mengalir masuk ke dalam paru-paru.

 2. Fase Ekspirasi (Mengembuskan Udara / Karbon dioksida keluar)

o   Otot santai: Otot diafragma dan otot antartulang rusuk berelaksasi (kembali ke posisi semula yang melengkung ke atas).

o   Rongga dada: Ukuran rongga dada mengecil dan volume paru-paru kembali menyusut.

o   Tekanan udara: Karena ruangannya menyempit, tekanan udara di dalam paru-paru menjadi lebih tinggi daripada tekanan udara di luar tubuh.

o   Hasilnya: Udara sisa pernapasan yang mengandung karbon dioksida terdorong keluar dari paru-paru melalui hidung atau mulut (seperti saat kamu meniup lilin ulang tahun atau meniup peluit).

Contoh Konkret di Sekitar Kita

Coba letakkan tanganmu di dada dan perut saat ini. Tarik napas dalam-dalam, lalu hembuskan perlahan. Rasakan bagaimana perut atau dadamu mengembang saat udara masuk (seperti saat kamu meniup balon mainan) dan mengempis saat udara keluar. Proses inilah yang menjaga sel-sel di seluruh tubuhmu tetap hidup dan mendapatkan energi, dari ujung rambut sampai ujung kaki!

Sebelum kita lanjut ke topik seru lainnya, coba jawab dua pertanyaan singkat ini untuk mengecek pemahamanmu ya:

1.         Apa yang terjadi pada tekanan udara di dalam paru-paru saat otot diafragma berkontraksi pada fase inspirasi?

2.         Mengapa ukuran rongga dada kita mengecil pada saat kita melakukan ekspirasi (mengembuskan napas)?

Gambar : Mekanisme pernapasan

Sumber : portalpurwokerto

Sekali proses inspirasi dan sekali proses ekspirasi dihitung sebagai satu kali pernapasan.

Proses inspirasi dan ekspirasi secara periodik disebut frekuensi pernapasan.

Frekuensi pernapasan dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti aktivitas tubuh.

 

B.       Mekanisme Pertukaran O₂ dan CO₂

Pada intinya, pernapasan merupakan pertukaran oksygen dan karbon dioaksida antara makhluk hidup dengan udara di lingkungannya.

Perhatikan tekanan oksygen, karbon dioksida, dan nitrogen di udara, alveolus dan jaringan tubuh

Tekanan (mmHg)	Uadara atmosfer	Alveolus	Jaringan tubuh
O2	160	105	40
CO2	0,3	40	45
N2	597	569	569

 

Tekanan O₂ di udara lebih besar dari pada di alveolus (160 : 105 mmHg).

Molekul oksigen berdifusi dari udara ke darah dalam kapiler alveolus mengikuti gradien konsentrasi

Selanjutnya, darah dari alveolus dipompa oleh jantung ke seluruh jaringan tubuh.

Konsentrasi oksigen di dalam darah lebih tinggi dibandingkan jaringan tubuh (105 : 40 mmHg) sehingga O₂ berdifusi dari darah ke sel-sel jaringan tubuh, termasuk mitokondria.

Di dalam mito kondria, O₂ akan dimanfaatkan untuk respirasi intraseluler.

Pernapasan intraseluler menghasilkan zat sisa yaitu CO₂.

Sisa respirasi intraseluler harus dikeluarkan dari tubuh karena bersifat toksin (racun).

Tekanan CO₂ di jaringan tubuh lebih tinggi daripada di alveolus (45 : 40 mmHg).

CO₂ berdifusi ke dalam kapiler darah vena dan diangkut ke alveolus.

Tekanan CO₂ di alveolus lebih tinggi dibandingkan di udara sehingga CO₂ keluar tubuh.

Jadi, pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi melalui proses difusi.

Gambar : Mekanisme pertukaran O₂ dengan CO₂ 

 Sumber : ruang guru

A.      Udara pernapasan :

Gambar : Volume paru-paru

        Sumber : dictio

1.         Udara tidal/ udara pernapasan adalah udara yang keluar masuk paru-paru pada pernapasan biasa sebesar 0,5 liter

2.         Udara komplementer : udara yang masih dapat dihirup sekuat-kuatnya setelah inspirasi biasa sebesar 1,5 liter

3.         Udara suplementer, udara yang masih dapat dihembuskan sebanyak-banyaknya setelah ekspirasi biasa sebesar 1,5 liter

4.         Udara residu/ udara sisa, udara yang tersisa di paru-paru dan tidak dapat dihembuskan lagi sebesar 1 liter

5.         Kapasitas vital paru-paru, jumlah udara yang keluar masuk paru-paru : 4 liter

6.         Volume total paru-paru, kapasitas vital paru-paru ditambah udara residu : 5 liter

.

Share this post