Mengapa oksigen sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup?
PENDAHULUAN
Mengapa oksigen sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup? Untuk apa sebenarnya
oksigen itu bagi tubuh? Oksigen sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup, karena
oksigen dapat membantu perombakan bahan makanan dalam tubuh.1 Dari proses
perombakan makanan inilah energi bisa diperoleh. Slamet Prawirohartono dan Sri
Hidayati mengatakan,
“Dalam keadaan biasa, sehari semalam kita memerlukan 300 liter oksigen, atau
lebih kurang 0,25 per menit. Jumlah tersebut akan semakin meningkat bila
aktivitas tubuh meningkat.” (2007:206)
Sepanjang hidupnya semua makhluk hidup harus memasukkan oksigen ke dalam
tubuhnya secara terus-menerus dan tidak boleh berhenti. Sel-sel tubuh akan
rusak atau mati bila tidak mendapatkan oksigen dalam jangka waktu tertentu. Sel
otak akan mati atau rusak bila tidak mendapatkan oksigen selama 3-4 menit.2
Dari mana oksigen diperoleh? Oksigen yang dibutuhkan diperoleh melalui
pernafasan. Pernafasan adalah proses pertukaran gas yang berasal dari makhluk
hidup dengan gas yang ada di lingkungannya.3
Pernafasan dapat dilakukan dengan adanya alat-alat yang menyusun sistem
pernafasan. Tanpa hal tersebut, mahkluk hidup tidak akan pernah bisa melakukan
proses pernafasan. Alat-alat itu antara lain, hidung, laring, trakea dan
paru-paru.
Tahukan anda
seberapa besar peran alat-alat maha karya ini? Mari kita mengenal lebih dekat
dengan bagian tubuh kita sendiri.
1 Diah Arunita, ph.
D. (dkk.). Biologi SMA dan MA untuk Kelas XI. Jakarta: Erlangga. 2004: 189
2 Prawirohartono, Slamet. dan Sri Hidayati. Sains Biologi SMA/MA Kelas XI.
Jakarta: Bumi Aksara. 2007: 2013 Diah Arunita, ph. D. (dkk.). Loc. Cit.
PEMBAHASAN
A. Definisi Pernafasan
Kita dapat hidup tanpa makanan dan minuman selama beberapa hari, tetapi kita
tidak dapat hidup tanpa bernafas. Kita perlu bernafas untuk memenuhi kebutuhan
oksigen dalam tubuh setiap waktu. Lalu, apakah pengertian bernafas itu?Menurut
Slamet Prawirohartono dan Sri Hidayati (2007: 201) pada hakikatnya bernafas
adalah proses memasukkan udara pernafasan dari udara bebas ke dalam tubuh serta
mengeluarkan gas sisa ke udara bebas. Proses pemasukkan udara pernafasan ini
dikenal dengan inspirasi, sedangkan pengeluarannya dikenal dengan ekspirasi.
Setiap satu menit kita mampu melakukan inspirasi dan ekspirasi 15 sampai 18
kali.
B. Alat-alat
penyusun sistem pernafasanAgar proses pernafasan pada manusia dapat
berlangsung, diperlukan alat-alat pernafasan yang terdiri atas hidung, faring,
laring, trakea, bronkus dan paru-paru. Alat-alat itu menyusun suatu sistem
respirasi dan berfungsi untuk mengambil oksigen dari udara dan mengeluarkan
karbondioksida dari dalam tubuh.
Perhatikan gambar alat pernafasan manusia di bawah ini.
Alat-alat
pernafasan manusia
1.
Hidung dan rongga
hidungHidung adalah organ pernafasan yang paling luar sehingga alat pernafasan
pertama yang dilalui udara. Selain melalui hidung, bernafas juga dapat
dilakukan melalui mulut. (Sri Pujiyanto, 2008: 160). Tetapi, bernafas sebaiknya
melalui hidung, karena udara yang masuk medapatkan tiga perlakuan oleh hidung.
Pertama, udara yang masuk melalui hidung akan disaring oleh rambut hidung dan
selaput lendir. Rambut hidung menyaring partikel debu yang besar. Sedangkan
lendir berfungsi memerangkap debu halus dan bakteri. Perhatikan betapa kotor
hidung kita jika berada di tempat yang berdebu atau berasap. Kotoran tersebut
merupakan hasil penyaringan udara.
Kedua, udara mengalami penyesuaian suhu. Udara yang masuk akan dihangatkan oleh
darah yang ada di dalam pembuluh darah kapiler di rongga hidung. Jika udarai
dari luar dingin, di dalam hidung udara mengalami pemanasan sesuai dengan suhu
badan. Tanda peyesuaian itu antara lain keluarnya lendir dari lubang hidung
ketika udara dingin masuk ke rongga hidung.Ketiga, di dalam hidung udara diatur
kelembapannya oleh lapisan lendir.Setelah mendapat tiga perlakuan tersebut,
menurut Sri Pujiyanto (2008: 160) udara yang bersih, hangat dan lembap,
kemudian menuju bagian teratas faring dalam perjalanannya menuju paru-paru.
Pada bagian teratas rongga hidung, terdapat syaraf khusus, disebut syaraf
olfaktori, yang memungkinkan kita mencium bau-bauan yang terbawa oleh udara.
2.
Faring
Udara yang berasal
dari rongga hidung selanjutnya masuk ke faring. Faring adalah percabangan dua
saluran, yaitu ternggorok (nasofaring) yang merupakan saluran pernafasan,
terletak dibagian depan, serta kerongkongan (esofagus) yang merupakan saluran
udara pencernaan, terletak di bagian belakang. (Sri Pujiyanto, 2008: 160).
3. Laring
Setelah melalui
rongga hidung dan faring, udara sampai di pangkal tenggorok. Pangkal tenggorok
tersusun oleh katup (epiglotis) dan tulang-tulang rawan membentuk jakun. Katup
ini selalu terbuka dan tertutup bila ada makanan yang masuk kedalam
kerongkongan. Di dalam jakun terdapat selaput suara. Bila kita berbicara, udara
akan melalui selaput ini dan menggetarkannya sehingga menimbulkan suara.
(Kusmayadi, dkk. 2004: 5)
4. Batang tenggorok
(Trakea)
Sri Pujiyanto
(2008: 162) berpendapat bahwa batang tenggorok atau trakea menupakan pipa yang
dindingnya terdiri atas tiga lapis. Lapisan luar terdiri atas jaringan ikat,
lapisan tengah terdiri atas otot polos dan cincin tulang rawan, sedangkan lapis
terdalam terdiri atas jaringan epitel bersilia. Panjang pendek trakea sebanding
dengan panjang pendek leher. Pada orang dewasa, panjang trakea sekitar 11 cm
dengan diameter 2 cm.
Ujung trakea
bercabang menjadi dua buah cabang batang tenggorok yang disebut bronkus (jamak:
bronki). Kedua cabang tersebut, masing-masing masuk ke dalam paru-paru kiri dan
paru-paru kanan.
5. Paru-paru
5.1. Bronkiolus
Di dalam paru-paru
bronkus bercabang secara berulang-ulang menjadi pipa yang semakin halus yang
disebut bronkiolus.
5.2. AlveolusPada ujungnya, bronkiolus yang paling kecil berakhir dan membentuk
sekumpulan kantung udara yang disebut alveoli (tunggal: alveolus).Jumlah
alveolus pada orang dewasa mencapai sekitar 700 juta untuk setiap pau-paru
sehingga memperluas permukaan untuk pertukaran gas menjadi sekitar 100-150 m2
(lebih kurang sama dengan ukuran sebuah lapangan tenis). (Sri Pujiyanto, 2008:
162).
Oksigen yang terdapat dalam udara pernafasan berdifusi masuk melalui dinding
alvoulus, kemudian masuk kedalam kapiler darah. Selanjutnya, oksigen dibawa
darah menuju jantung untuk diedarkan keseluruh tubuh melalui arteri.
C. Mekanisme
Pernafasan
1. Proses
pernafasanMenurut Diah Aryutina, Ph.D, dkk. (2004: 190), proses pernafasan pada
manusia dapat terjadi secara sadar maupun tidak sadar. Pernafasan secara sadar
terjadi jika kita melakukan pengaturan-pengaturan saat bernafas, misalnya pada
saat latihan dengan cara menarik nafas panjang, kemudian menahannya beberapa
saat, lalu mengeluarkannya.Pernafasan secara tidak sadar, yaitu pernafasan yang
dilakukan secara otomatis dan dikendalikan oleh syaraf di otak, misalnya
pernafasan yang terjadi pada saat kita tidur nyenyak.Berdasarkan cara melakukan
inspirasi dan ekspirasi serta tempat terjadinya, manusia dapat melakukan dua
mekanisme pernafasan, yaitu pernafasan dada dan pernafasan perut.
1.1. Pernafasan
Dada
Pada saat tulang
rusuk berkontraksi, tulang-tulang rusuk akan naik dan rongga dada membesar.
Akibatnya, tekanan udara di dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada
tekanan udara di luar sehingga udara luar masuk ke paru-paru
(inspirasi).Sementara itu, pada saat otot antartulang rusuk berelaksasi atau
mengendur, tulang rusuk akan turun sehingga rongga dada menjadi lebih kecil
atau kembali ke ukuran semula. Akibatnya, tekanan udara di dalam rongga dada
menjadi lebih besar daripada tekanan udara di luar rongga dada. Hal ini
menyebabkan udara dalam rongga dada terdorong keluar dari paru-paru (eksiprasi)
menuju hidaung atau mulut.
1.2 Pernafasan
PerutPada saat oto diafragma berkontraksi, posisi diafragma menjadi mendatar.
Akibatnya, rongga dada membesar dan tekanan udara menjadi kecil sehingga otot
diafragma berlaksasi (kembali ke posisi semula), rongga dada mengecil dan
tekanan udara mejadi lebih besar. Akibatnya, udara keluar dari paru-paru.Ketika
kita menghembuskan nafas, paru-paru tidak menjadi kosong sama sekali. Hal ini
disebabkan darah secara konstan mengalir melewati paru-paru dalam perjalanannya
keseluruh tubuh sehingga selalu ada oksigen yang dapat diambil oleh paru-paru.
Bahkan, jika kita menghembuskan nafas sekuat-kuatnya, jutaan alveoli (gelembung
udara) terisi seperti balon-balon kecil, sedangkan selama ekspirasi, udara
keluar dari alveoli sehingga “balon-balon” kecil tersebut mengempis.
2. Kapasitas
paru-paruTaukah anda seberapa besar kemampuan paru-paru anda dalam menampung
udara pernafasan? Mesakipun daya tampung setiap orang berbeda, dalam keadaan
normal, paru-paru orang dewasa rata-rata dapat menampung udara sebanyak 4,5-6,0
liter atau 4.500-6.000 cc.
Dalam satu kali bernafas, orang mengirup dan mengembuskan udara sebanyak
0,45-0,5 liter. Jumlah itu dinamakan kapasitas tidal.
Udara yang masuk dan keluar pada saat kita menghirup dan menghembuskan nafas
sekuat-kuatnya dinamakan kapasitas vital paru-paru. Banyaknya kapasitas vital
paru-paru sekitar 3,5 liter udara.
Dengan demikian, banyaknya udara yang digunakan dalam proses pernafasan
berkisar antara 0,5-3,5 liter. Dari jumlah itu, hanya sekitar 0,35 liter udara
yang dapat mencapai alveolus, karena sebagian besar harus mengisi
saluran-saluran pernafasan, seperti trakea, bronkus, dan bronkiolus.
Sri Pujiyanto (2008: 162) mengingatkan bahwa besar kecilnya volume udara
pernafasan tersebut sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor, antara lain usia,
berat badan, jenis aktivitas, kebiasaan bernafas, ataupun kesehatan seseorang.
D. Kelainan dan
penyakit pada sistem pernafasan
Beberapa gangguan
pada sistem pernafasan disebabkan gangguan pada alat-alat pernafasan. Gejala
umumnya ditandai dengan batuk. Beberapa gangguan itu diantaranya:
1.
PneumoniaPneumonia, yaitu suatu peradangan pada selaput pembungkus paru-paru
(pleura). Peradangan ini biasanya tibmul akibat infeksi dari paru-paru atau
organ lain yang berdekatan dengan paru-paru. Akibat peradangan ini, terdapat
cairan yang berlebihan pada pleura sehingga penderita akan merasa nyeri dada
ketika bernafas. (Kusmayadi, dkk. 2004: 15).
2. AsmaAsma,yaitu
penyempitan saluran pernafasan utama pada paru-paru. Asma merupakan penyakit
keturunan, dan tidak menular.
Diah Aryutina, Ph.D, dkk. (2004: 190) berpendapat bahwa pada penderita di bawah
usia 30 tahun, asma kira-kira 70% disebabkan oleh hipersensitivitas alergi,
terutama hipersensitivitas terhada tumbuhan. Pada penderita lebih tua,
kira-kira 70% asma disebabkan karena alergi pada bahan kimia dan kabut atau
debu.
3.
BronkhitisBronchitis, yaitu peradangan pada lapisan dinding bronkus (cabang
tenggorok) yang disebabkan oleh infeksi virus. Peradangan ini menimbulkan batuk
yang dalam dan menghasilkan dahak abu-babu kekuningan dari paru-paru.
(Kusmayadi, dkk. 2004: 14)
Bronchitis dapat dibedakan menjadi bronchitis akut dan bronchitis kronis.
Bronchitis akut disebabkan oleh bakteri dan dapat terjadi selama beberapa
minggu. Sementara itu, bronchitis kronis, antara lain disebabkan oleh kebiasaan
merokok, pencemaran udara, dan infeksi saluran pernafasan.
4.
TuberkolosisTuberkolosis merupakan penyakit spesifik yang disebabkan oleh
bakteri mycobacterium tubercolosae. Bakteri ini dapat menyerang semua organ
tubuh, tetapi yang paling sering adalah paru-paru dan tulang.
5. DipteriDipteri
merupakan penyakit infeksi yang disebabkan oleh bakteri Corynebacterium diptherial
yang dapat menimbulkan penyumbatan pada rongga faring maupun laring oleh lendir
yang dihasilkan bakteri tersebut. (Diah Arunita, ph. D. (dkk.): 19 ).
6. EmfisemaSri
Pujiyanto (2008: 169) menegaskan bahwa Emfisema adalah penyakit “pecahnya”
alveoli. Emfisema disebabkan oleh bahan-bahan kimia yang terkandung dalam asap
rokok, debu-debu industri, ataupun polutan udara lainnya.Bila orang
membicarakan emfisema paru-paru kronik, umumnya yang dimaksud adalah suatu
kerusaan paru yang disebabkan menghisap tembakau.
7. AsfiksiAsfiksi
adalah gangguan dalam pengangkutan oksign ke jaringan yang disebabkan
terganggunya fungsi paru-paru, pembuluh darah, ataupun jaringan tubuh. Misalnya
alveolus yang terisi air karena seseorang tenggelam. Gangguan yang lain adalah
keracunan karbon monoksida yang disebabkan karena hemoglobin lebih mengikat
karbon monoksida sehingga pengangkutan oksigen dalam darah berkurang. (Diah
Arunita, ph. D. (dkk.): 19 )
8. Nafas
berhentiBila nafas berhenti, hidup dapat ditunjang dengan cara menggunakan
tangan atau menggunakan alat mekanik. (Groiler International, Inc.
2004:130).Dalam menggunakan perafasan buatan yang dilakukan dengan tangan,
seseorang meniupkan udara langsung melalui mulut atau hidung atau, kalau tidak,
orang itu secara bergantian memampatkan dan mengembangkan dada.Pernafasan
buatan dapat juga digunakan dalam periode waktu yang lama. Cara ini menjadi
perlu apabila otot-otot pernafasan memang mengalami kerusakan berat. (Groiler
International, Inc. 2004:131).
KESIMPULAN
Manusia dapat bernafas, menghirup dan menghembuskan udara, karena manusia
memiliki suatu sistem pernafasan. Dimana sistem itu terdiri dari suatu
organ-organ yang sangat kompleks (hidung, faring, laring, trakea dan paru-paru)
yang saling melengkapi, bekerja sama satu dengan lainnya. Sehingga udara luar
bisa mencapai suatu tempat yang bernama alveolus untuk berdifusi masuk kedalam
darah.Sistem pernafasan terdiri dari dua mekanisme yaitu pernafasan perut dan
pernafasan dada. Kedua mekanisme ini berjalan demi terpenuhinya suatu kebutuhan
yang sangat vital bagi manusia dan tentunya selurun makhluk hidup yaitu
oksigen.
Dengan oksigen kita dapat menggunakan fungsi seluruh organ-organ pada tubuh
untuk melakukan berbagai aktivitas keseharian. Namun, terkadang manusia tidak
besyukur atas segala yang telah diberikan, khususnya pernafasan, sehingga
manusia itu sendirilah yang merusak fungsi-fungsi vital organ-organ tubuh. Tak
ayal, munculah berbagai macam kelainan yang disebabkan oleh kelalaian manusia
dalam merawat anugrah Tuhannya.Kini, setelah kita tahu bahwa sangat besar
anugrah Tuhan atas nafas yang telah Dia berikan untuk kita, sudah sepantasnya
kita bersyukur dan merawat anugrah tersebut. Jangan pernah kita gunakan satu
hembusan nafas ini, untuk hal-hal yang sia-sia. Karena kita tidak bisa menjadi
orang yang berguna, tanpa sebuah nafas.
DAFTAR PUSTAKA
Arunita, Ph.D.,
Diah. (dkk.) 2004. Biologi SMA dan MA untuk Kelas XI. Jakarta:
Erlangga.Prawirohartono, Slamet. dan Sri Hidayati. 2007. Sains Biologi SMA/MA
Kelas XI. Jakarta: Bumi Aksara.Pujiyanto, Sri. 2008. Menjelajah Dunia Biologi
2. Solo: Platinum.Cambell, Niel A., Jan B. Reece, dan Lawrence G. Mitchell.
2004. Biologi Edisi Kelima Jilid 2. Jakarta: Erlangga.International, Inc.,
Groiler. 2004. Ilmu Pengetahuan Poluler Jilid 8. Jakarta: PT. Ikrar Mandiri
Abadi.Kusmayadi, Sumartini, dan Sumarwan. 2004. Sains Biologi untuk SMP Kelas
VIII. Jakarta: Erlangga.