8.0 Sistem Respiratori

Komponen Utama Fungsi

Rongga hidungFarinksLarinksBronkiolParu-paru

Membekalkan oksigen ke dalam darah dan mengkumuhkan karbon dioksida

Pertukaran gas oksigen dan karbon dioksida antara paru-paru Mengekalkan keadaan dan persekitaran dalaman tubuh yang

stabil (homeostasis)

8.1 Pengenalan Sistem Respiratori

Sel memerlukan bekalan oksigen yang berterusan untuk menjalankan aktivitinya dan

dalam proses tersebut, karbon dioksida dihasilkan. Dalam sistem kardiovaskular,

oksigen di bawa dari paru-paru ke tisu periferi sementara karbon dioksida yang

dihasilkan oleh tisu diangkut ke paru-paru untuk dihembus keluar. Proses pengambilan

oksigen dan pembuangan karbon dioksida ini terangkum dalam sistem pernafasan.

Sistem pernafasan terdiri daripada organ-organ yang boleh menukarkan gas antara

atmosfera dengan darah. Organ-organ tersebut ialah hidung, farinks, larinks, trakea,

bronkus dan paru-paru.

8.2 Struktur anatomi sistem respirasi

Sistem respirasi terdiri daripada organ pernafasan yang mempunyai beberapa

komponen utama. Organ pernafasan manusia terdiri daripada dua organ utama iaitu

salur pernafasan dan paru-paru yang terletak di dalam rongga toraks.

i. Salur pernafasan

Salur pernafasan membolehkan pengaliran udara ke paru-paru dan keluar dari

tubuh. Terdiri daripada salur nasal, farinks, trakea, bronkus dan bronkiol.

a. Hidung

Hidung ialah organ penghiduan dan pembauan yang juga merupakan sebahagian

sistem pernafasan. Ia terdiri daripada tulang dan rawan. Lubang hidung terdiri daripada

dua saluran yang dipisahkan oleh septum hidung. Tulang-tulang dibelakang hidung

berhubungan dengan ruang kosong yang disebut sinus. Dinding sinus membebaskan

mukus untuk melembapkan udara dan membantu pembentukan kualiti suara.

Melembapkan udara yang masuk ke paru-paru merupakan salah satu fungsi

hidung. Udara yang masuk ke paru-paru ini dapat dilembapkan kerana menghasilkan

mukus sebanyak satu liter sehari. Zarah-zarah yang besar diasingkan oleh bulu hidung,

sementara bakteria dan bahan-bahan halus yang lain diperangkap oleh mukus. Mukus

yang telah memerangkap kotoran akan dihantar ke tekak untuk ditelan atau dikeluarkan.

Kemudian, mukus yang baru akan terbentuk dan proses ini akan berterusan. Sementara

itu, bakteria yang ditelan bersama-sama mukus tadi dimusnahkan oleh asid hidroklorik di

dalam gaster. Selain diperangkap dan ditelan, bakteria juga dimusnahkan oleh lisozim

iaitu enzim pembunuh bakteria. Proses pemanasan udara sedutan dilakukan oleh

struktur seperti turbin, yang terdiri daripada tulang-tulang kecil yang menonjol dari

dinding tepi setiap lubang hidung. Tulang-tulang ini sebenarnya bertindak sebagai

radiator. Ia dikelilingi oleh tisu erektil yang mempunyai bekalan darah yang banyak.

Apabila seseorang menyedut udara sejuk, tisu ini akan mengembang kerana darah

dihantar ke bahagian tersebut dengan banyak. Dengan ini, luas permukaan untuk

pemanasan udara akan meningkat.

b. Farinks

Farinks atau tekak ialah salur berbentuk corong sepanjang 13 cm iaitu bermula dari

bahagian dalam hidung memanjang turun ke bahagian leher. Fungsi farinks adalah

sebagai laluan udara dan makanan serta merupakan ruang bunyi pertuturan

beresonans.

c. Larinks

Larinks atau kotak suara merupakan laluan pendek yang menghubungkan farinks

dengan trakea. Disini, terdapat beberapa tulang rawan antaranya ialah epiglotis.

Semasa menelan, larinks bergerak ke atas. Ini menyebabkan epiglotis menutupi glotis.

Glotis ialah ruang antara lipatan vokal di larinks. Dengan cara ini, larinks tertutup

manakala makanan dan air minuman memasuki esofagus. Jika larinks dimasuki sesuatu

benda, refleks tersedak akan berlaku. Refleks tersedak adalah satu refleks perlindungan

yang berfungsi untuk mengelak benda asing daripada memasuki paru-paru.

Bunyi berpunca daripada getaran kotak suara tetapi struktur-struktur lain penting

untuk mengubah bunyi kepada pertuturan yang bemakna. Farinks, mulut, ruang hidung

dan sinus paranasal semuanya merupakan rongga beresonans yang membentuk suara

seseorang. Kontraksi dan pengenduran otot di dinding farinks menghasilkan bunyi

fonetik. Otot-otot muka, lidah dan bibir membolehkan manusia

membentuk perkataan.

d. Trakea

Tulang rawan berbentuk cincin yang membawa udara ke bronkus. Terdapat silia yang

bermukus dan bergerak 60 kali sesaat untuk memerangkap kotoran dan habuk.

e. Bronkus

Terdiri daripada bronkus kanan dan kiri serta dilapisi oleh tisu epitilium. Di permukaan

epitilium, terdapat unjuran rambut yang halus dan berfungsi menghalang zarah-zarah

kecil seperti habuk dan debu daripada memasuki paru-paru.

f. Bronkiol

Bronkiol merupakan salur udara paling halus.

g. Alveolus

Kantung udara dimana tempat berlakunya pertukaran gas oksiegn dan karbon dioksida.

ii. Paru-paru

Paru-paru merupakan sepasang organ yang terletak di dada yang berfungsi untuk

pernafasan iaitu proses pertukaran karbon dioksida dengan oksigen dari udara. Paru-

paru terletak di dalam rongga vakum. Oleh sebab itu, apabila dada mengembang

semasa menarik nafas, paru-paru juga turut mengembang.

Sebaliknya pula sewaktu menghembuskan nafas, dada mengecil maka paru-paru

turut menguncup. Paru-paru adalah lembut dan berongga. Beratnya lebih kurang satu

kilogram. Pada paru-paru kiri terdapat dua lobus dan paru-paru kanan

mempunyai tiga lobus. Salur udara bermula dari trakea. Di dinding dalam trakea,

terdapat sel-sel epitilium yang memerangkap habuk. Terdapat juga kelenjar perembes

mukus yang berperanan membersihkan udara sedutan yang memasuki paru-paru.

Trakea bercabang membentuk bronkus kanan dan kiri dan dilapisi oleh tisu epitilium. Di

permukaan epitilium, terdapat unjuran rambut yang halus dan berfungsi menghalang

zarah-zarah kecil seperti habuk dan debu daripada memasuki paru-paru. Daripada

bronkus, salur udara terus bercabang sehingga akhirnya membentuk bronkiol iaitu salur

udara paling halus. Pertukaran gas hanya berlaku dikantung udara yang dikenali

sebagai alveolus. Jumlah alveolus pada manusia yang sihat kira-kira 250 juta, yang jika

dibentangkan boleh mencakupi keluasan separuh padang tenis atau kira-kira 80 kali

luas permukaan tubuh badan.

Setiap alveolus dikelilingi oleh banyak kapilari darah. Melalui kapilari ini, darah

membebaskan karbon dioksida ke dalam alveolus dan akhirnya dihembus keluar. Pada

waktu yang sama, darah kapilari yang mengandungi haemoglobin mengikat oksigen dari

udara sedutan untuk dibawa ke sel-sel tubuh. Di sel tubuh, oksigen dilepaskan dan

digunakan oleh sel-sel tersebut bagi menghasilkan tenaga, sementara karbon dioksida

dihasilkan. Karbon dioksida ini seterusnya di hantar ke

paru-paru untuk dihembuskan.

8.3 Proses fisiologi sistem respirasi

8.3.1 Sistem pernafasan manusia

Mekanisma pernafasan ialah proses mekanikal memasukkan udara ke dalam paru-paru

(tarikan nafas) dan menghembus semula ke udara (hembusan nafas).

i. Tarikan nafas

Semasa tarikan nafas, otot diafragma mengecut dan menyebabkan diafragma mendatar.

Pada masa yang sama, otot interkosta luar mengecut mengakibatkan tulang rusuk naik

ke atas dan ke depan. Ini akan meningkatkan isipadu rongga toraks dan menurunkan

tekanan di dalam paruparu. Udara atmosfera yang bertekanan tinggi merempuh masuk

ke dalam paru-paru.

ii. Hembusan nafas

Apabila otot interkosta luar mengendur, tulang rusuk kembali ke kedudukanasal. Pada

masa yang sama, otot diafragma mengendur membenarkan organ-organ di abdomen

menolaknya kembali kepada bentuk kubah yang asal. Ini mengurangkan isipadu rongga

toraks dan membenarkan paru-paru yang kenyal mengempis lalu memaksa udara keluar

darinya semasa hembusan nafas.

8.3.2 Respirasi Luaran

Semasa respirasi luaran, darah yang melalui paru-paru memerangkap oksigen. Darah

beroksigen dihantar ke jantung dan diagihkan ke sel-sel tisu badan. Sel-sel tisu badan

menggunakan oksigen secara terus-menerus menyebabkan kekurangan\ oksigen dalam

darah berbanding di alveolus. Dengan itu, oksigen dari alveolus akan

meresap ke dalam kapilari-kapilari pulmonari melalui dinding kapilari alveolus.

Sel-sel tisu badan juga menyingkirkan karbon dioksida ke dalam darah. Kandungan

karbon dioksida yang tinggi dalam kapilari-kapilari pulmonari meresap

ke dalam alveolus dan dihembus keluar dari paru-paru semasa respirasi. Darah yang

melalui paru-paru ke vena-vena pulmonari mempunyai kandungan oksigen yang tinggi

dan karbon dioksida yang rendah. Oleh itu pertukaran gas berlaku.

8.3.3 Proses pengangkutan gas oleh darah

Darah beroksigen diangkut ke sel-sel tisu badan. Sel-sel ini akan menggunakan oksigen.

Sel-sel tisu badan akan membebaskan karbon dioksida ke dalam darah dan diangkut ke

paru-paru.

a) Pengangkutan oksigen diangkut melalui dua cara:

i) Oksigen larut di dalam plasma.

ii) Melalui perlarutan dengan hemoglobin untuk membentuk oksihemoglobin.

b) Pengangkutan karbon dioksida diangkut melalui tiga cara:

i) Pelarutan dalam plasma.

ii) Bikarbonat.

iii) Gabungan dengan hemoglobin untuk membentuk karbominohemoglobin.

8.3.4 Respirasi Dalaman

Respirasi dalaman melibatkan pertukaran gas-gas respiratori antara darah dan selsel

tisu. Pertukaran ini melibatkan pemindahan oksigen daripada darah ke sel-sel

tisu dan karbon dioksida daripada sel-sel tisu kepada darah. Oksigen yang diangkut

dalam bentuk oksihemoglobin oleh darah akan dibebaskan daripada sebatian tersebut

dan meresap ke dalam sel-sel tisu. Pada masa yang sama karbon dioksida meresap ke

dalam darah untuk membentuk asid karbonik. Asid ini membebaskan ion-ion bikarbonat

ke dalam plasma darah yang diangkut oleh sistem peredaran darah untuk di kumuh.

Respirasi dalaman menyebabkan darah pada vena lebih kaya dengan karbon dioksida

berbanding dengan darah yang meninggalkan paru-paru untuk ke jantung.

8.4 Fungsi sistem respiratori

Fungsi sistem pernafasan adalah untuk mengangkut udara ke paru-paru. Oksigen dalam

udara akan mengangkut daripada paru-paru dan menghantar ke dalam darah, manakala

karbon dioksida mengangkut dalam arah bertentangan iaitu daripada darah ke paru-

paru.

8.5 Mekanisme homeostasis

8.5.1 Mekanisme kawalan respirasi

Respirasi adalah tindakan yang di kawal oleh bahagian otak yang merangsang

penguncupan diafragma dan otot interkosta dalaman. Bahagian ini, secara kolektif

dipanggil pusat pernafasan yang merujuk kepada:

i. Pusat memproses mekanisme tarikan nafas ini terletak di dalam medula oblongata

iaitu bahagian yang menghasilkan impuls saraf beritma untuk merangsang penguncupan

otot diafragma dan interkosta luar. Kebiasaannya, mekanisme ini berakhir apabila otot-

otot dalam keadaan rehat tetapi apabila pernafasan berlaku dengan laju, pusat

pernafasan yang memproses mekanisme hembusan nafas dengan mudah diberhentikan

melalui rangsangan otot diafragma dan interkosta dalam.

ii. Pheomotasiks yang terletak di bahagian otak menghalang pusat tarikan nafas,

membataskan penguncupan otot diafragma dan interkosta luar serta mencegah paru-

paru daripada menjadi terlalu kembang.

iii. Apneusis yang juga terletak di bahagian otak merangsang pusat tarikan nafas serta

menyambung penguncupan otot-otot. Pusat pernafasan adalah dipengaruhi oleh

rangsangan yang diterima daripada tiga kumpulan neuron deria iaitu:

i.Pusat kemoresepter iaitu saraf-saraf di sistem saraf pusat dan terletak dalam medula

oblongata berfungsi mengawal cecair kimia serebrospina. Apabila CO2 daripada plasma

memasuki cecair serebrospina, ia membentuk HCO3- dan H+ serta nilai pH menjadi

lebih berasid. Sebagai tindakbalas untuk pengurangan nilai pH, pusat kemoreseptor

merangsang pusat pernafasan untuk meningkatkan kadar mekanisme tarikan nafas.

ii.Kemoreseptor periferi iaitu saraf-saraf di sistem saraf periferi yang terletak dalam

aorta badan-badan dalam dinding lengkung aorta dan dalam karotid badanbadan dalam

dinding-dinding bagi karotid arteri, mengawal kimia darah. Peningkatan dalam nilai pH

dan pO2, menyebabkan reseptor ini merangsang pusat pernafasan.

iii.Reseptor regang dalam dinding bronkus dan bronkiol diaktifkan apabila paru-paru

mengembang kepada had fizikal mereka. Reseptor ini memberi isyarat kepada pusat

pernafasan untuk memberhentikan rangsangan serta membenarkan penamatan bagi

memulakan ke atas otot-otot mekanisme tarikan nafas.

Tindakbalas ini dikenali sebagai tindakan Hering-Breur.