Sistem pernapasan: Perbedaan antara revisi

'''Sistem pernapasan''' atau '''sistem respirasi''' adalah [[sistem organ|sistem biologis]] yang terdiri dari [[organ (anatomi)|organ]] dan struktur-struktur lain yang digunakan untuk [[pertukaran gas]] pada [[hewan]] dan [[tumbuhan]]. Anatomi dan fisiologi makhluk hidup yang mewujudkan pertukaran gas ini sangat bervariasi, bergantung pada ukuran tubuhnya, lingkungan tempat hidupnya, dan riwayat evolusinya. Pada [[hewan darat]], pernapasan berlangsung pada [[paru-paru]].<ref name="Biology">{{cite book |last1=Campbell |first1=Neil A. |title=Biology |url=https://archive.org/details/biolog00camp |date=1990 |publisher=Benjamin/Cummings Pub. Co. |location=Redwood City, Calif. |isbn=0-8053-1800-3 |pages=[https://archive.org/details/biolog00camp/page/834 834]–835 |edition=2nd}}</ref> Pertukaran gas di paru-paru terjadi pada jutaan kantung udara kecil. Pada [[mamalia]] dan [[reptil]], kantung udara ini disebut [[alveolus]] (bentuk jamak: alveoli), tetapi pada [[burung]] dinamakan atria. Kantung udara mikroskopis tersebut sangat kaya akan suplai darah, sehingga udara di dalamnya pun terhubung dengan darah.<ref name="Hsia">{{cite journal |last1=Hsia |first1=CC |last2=Hyde |first2=DM |last3=Weibel |first3=ER |author3link=ER Weibel |title=Lung Structure and the Intrinsic Challenges of Gas Exchange. |journal=Comprehensive Physiology |date=15 March 2016 |volume=6 |issue=2 |pages=827–95 |doi=10.1002/cphy.c150028 |pmid=27065169|pmc=5026132 }}</ref> Kantung udara ini berhubungan dengan lingkungan luar melalui sistem saluran udara berupa tabung berongga. Saluran yang terbesar adalah [[trakea]], yang bercabang di tengah dada menjadi dua [[bronkus]] utama. Bronkus memasuki paru-paru, tempat mereka bercabang menjadi bronkus sekunder dan tersier yang rongganya semakin sempit, lalu bercabang menjadi banyak tabung yang lebih kecil, yang dinamakan [[bronkiolus]]. Pada burung, bronkiolus disebut parabronki. Pada bronkiolus atau parabronki inilah umumnya terdapat alveoli pada mamalia dan atria pada burung. Udara harus dipompa dari lingkungan luar menuju ke dalam alveoli atau atria melalui proses [[pernapasan|bernapas]] yang melibatkan [[otot-otot pernapasan]]. Pada sebagian besar [[ikan]] dan sejumlah hewan akuatik lainnya, pernapasan berlangsung pada [[insang]], yang merupakan organ eksternal (baik sebagian maupun sepenuhnya), yang terendam dalam lingkungan perairan. Air akan mengalir melewati insang dengan berbagai cara, baik aktif ataupun pasif. Pertukaran gas terjadi di insang yang terdiri dari filamen tipis atau sangat datar, serta lamela yang mempertemukan secara luas jaringan yang sangat [[Pembuluh darah|tervaskularisasi]] dengan air. Hewan lain, seperti [[serangga]], memiliki anatomi sistem pernapasan yang sangat sederhana. Pada amfibi, kulit pun berperan penting dalam pertukaran gas. [[Tumbuhan]] juga memiliki sistem pernapasan tetapi arah pertukaran gasnya bisa berlawanan jika dibandingkan dengan hewan. Sistem pernapasan pada tumbuhan meliputi [[stomata]], yang ditemukan di berbagai bagian tumbuhan.<ref>{{cite book|last=West|first=John B.|title=Respiratory physiology-- the essentials|publisher=Williams & Wilkins|location=Baltimore|pages=[https://archive.org/details/respiratoryphysi00west/page/1 1–10]|isbn=0-683-08937-4|url=https://archive.org/details/respiratoryphysi00west/page/1|year=1995}}</ref>

Tujuan utama sistem pernapasan adalah mencapai keseimbangan tekanan parsial antara gas pernapasan di alveolar dengan di darah kapiler paru (Gambar 11). Proses ini terjadi melalui [[difusi]] sederhana,<ref>{{cite book|last1=Maton|first1=Anthea|first2=Jean Susan|last2= Hopkins|first3=Charles William|last3=Johnson|first4=Maryanna Quon|last4= McLaughlin|first5=David|last5=Warner|first6=Jill|last6= LaHart Wright|title=Human Biology and Health|url=https://archive.org/details/humanbiologyheal0000unse|publisher=Prentice Hall|year=2010 |location=Englewood Cliffs|pages= 108–118[https://archive.org/details/humanbiologyheal0000unse/page/108 108]–118|isbn=978-0134234359}}</ref> melintasi membran yang sangat tipis (dikenal sebagai [[penghalang darah–udara]]), yang membentuk dinding alveoli paru (Gambar 10). Dinding ini terdiri dari sel-sel epitel alveolar, [[membran basal]], dan sel-sel [[endotelium]] kapiler alveolar (Gambar 10).<ref name=grays>{{cite book |last1=Williams |first1=Peter L. |last2=Warwick |first2=Roger |last3=Dyson|first3=Mary |last4=Bannister |first4=Lawrence H. |title=Gray's Anatomy| pages=1278–1282 |location=Edinburgh|publisher=Churchill Livingstone | edition=Thirty-seventh |date=1989|isbn= 0443-041776 }}</ref> Penghalang gas darah ini sangat tipis (pada manusia, rata-rata tebalnya 2,2 μm), yang dilipat menjadi sekitar 300 juta kantung udara kecil yang disebut alveoli<ref name=grays /> (masing-masing berdiameter antara 75 dan 300 μm) yang bercabang dari bronkiolus pernapasan di paru-paru, sehingga membentuk area permukaan yang sangat besar (sekitar 145 m2) untuk pertukaran gas.<ref name=grays />

Akan tetapi, ketika seseorang berpindah naik untuk menjauh dari permukaan laut, [[Atmosfer Bumi|kerapatan udara akan menurun secara eksponensial]] (lihat Gambar 13), yaitu turun menjadi separuhnya setiap kali ketinggian naik sebesar 5.500 m.<ref name=altitude>{{cite web|url=http://www.altitude.org/calculators/air_pressure.php|title=Online high altitude oxygen calculator|publisher=altitude.org|accessdate=15 August 2007|url-status=dead|archiveurl=https://archive.istoday/20120729214053/http://www.altitude.org/calculators/air_pressure.php|archivedate=29 July 2012}}</ref> Karena komposisi udara atmosfer di bawah ketinggian 80&nbsp;km hampir selalu konstan, konsentrasi oksigen di udara (mmol oksigen per liter udara sekitar) berkurang dengan tingkat yang sama dengan turunnya tekanan udara seiring dengan ketinggian.<ref>{{cite book |last1=Tyson |first1=P.D.|last2=Preston-White|first2=R.A. |title=The weather and climate of Southern Africa. |location=Cape Town |publisher=Oxford University Press |date=2013| pages= 3–10, 14–16, 360|isbn=9780195718065 }}</ref> Oleh karena itu, untuk menghirup oksigen dalam jumlah yang sama per menit, orang tersebut harus menghirup udara dengan volume yang lebih besar secara proporsional per menit pada daratan yang tinggi dibandingkan pada permukaan laut. Hal ini dicapai dengan bernapas lebih dalam dan lebih cepat (misalnya [[hiperpnea]]).