Sistem pernapasan manusia adalah

Pada akhir bagian ini, Anda akan dapat:

  • Membuat daftar struktur yang membentuk sistem pernapasan
  • Menjelaskan bagaimana sistem pernapasan memproses oksigen dan CO2
  • Bandingkan dan kontraskan fungsi saluran pernapasan atas dengan saluran pernapasan bawah

Organ sistem pernapasan

Organ utama sistem pernapasan berfungsi terutama untuk menyediakan oksigen ke jaringan tubuh untuk respirasi sel, menghilangkan produk limbah karbon dioksida, dan membantu menjaga keseimbangan asam-basa.

Bagian-bagian dari sistem pernapasan juga digunakan untuk fungsi-fungsi yang tidak vital, seperti indera penciuman, produksi bicara, dan untuk mengejan, seperti saat melahirkan atau batuk (Gambar 1).

Struktur Pernapasan Utama

Gambar 1. Struktur Pernapasan Utama. Struktur pernapasan utama merentang rongga hidung ke diafragma.

Bagian-bagian sistem pernapasan

Secara fungsional, sistem pernapasan dapat dibagi menjadi zona konduksi dan zona pernapasan. Zona konduksi (peghantar)  sistem pernapasan meliputi organ dan struktur yang tidak terlibat langsung dalam pertukaran gas. Pertukaran gas terjadi di zona pernapasan.

Zona Konduksi

Fungsi utama dari zona konduksi adalah untuk menyediakan rute untuk udara masuk dan keluar, menghilangkan puing-puing dan patogen dari udara yang masuk, dan menghangatkan dan melembabkan udara yang masuk.

Beberapa struktur dalam zona konduksi sistem pernapasan melakukan fungsi-fungsi lain juga. Epitel dari saluran hidung, misalnya, sangat penting untuk merasakan bau, dan epitel bronkial yang melapisi paru-paru dapat memetabolisme beberapa karsinogen di udara.

Hidung dan Strukturnya yang Bersebelahan

Pintu masuk dan keluar utama untuk sistem pernapasan adalah melalui hidung. Saat mendiskusikan hidung, akan sangat membantu untuk membaginya menjadi dua bagian utama: hidung eksternal, dan rongga hidung atau hidung internal.

Hidung eksternal terdiri dari struktur permukaan dan kerangka yang menghasilkan penampilan luar hidung dan berkontribusi pada berbagai fungsinya (Gambar 2).

Akar adalah daerah hidung yang terletak di antara alis. Jembatan adalah bagian dari hidung yang menghubungkan akar ke seluruh hidung.

Nasi dorsum adalah panjang hidung. Puncaknya adalah ujung hidung. Di kedua sisi puncak, lubang hidung dibentuk oleh alae (tunggal = ala). Ala adalah struktur tulang rawan yang membentuk sisi lateral setiap naris (jamak = nares), atau lubang hidung. Filtrum adalah permukaan cekung yang menghubungkan puncak hidung ke bibir atas.

Hidung

Gambar 2. Hidung. Ilustrasi ini menunjukkan karakteristik hidung eksternal (atas) dan ciri kerangka hidung (bawah).

Di bawah kulit tipis hidung adalah fitur kerangka (lihat Gambar 2, ilustrasi lebih rendah). Sementara akar dan jembatan hidung terdiri dari tulang, bagian hidung yang menonjol terdiri dari tulang rawan.

Alhasil, saat melihat tengkorak, hidungnya hilang. Tulang hidung adalah salah satu dari sepasang tulang yang terletak di bawah akar dan jembatan hidung. Tulang hidung berartikulasi secara superior dengan tulang frontal dan lateral dengan tulang rahang atas.

Tulang rawan septum adalah tulang rawan hialin fleksibel yang terhubung ke tulang hidung, membentuk dorsum nasi. Tulang rawan alar terdiri dari puncak hidung; itu mengelilingi naris.

Nares terbuka ke dalam rongga hidung, yang dipisahkan menjadi bagian kiri dan kanan oleh septum hidung (Gambar 3).

Septum hidung dibentuk secara anterior oleh sebagian kartilago septum (bagian fleksibel yang dapat Anda sentuh dengan jari-jari Anda) dan di posterior oleh pelat tegak lurus dari tulang ethmoid (tulang kranial yang terletak tepat di belakang tulang hidung) dan vomer tipis tulang (yang namanya mengacu pada bentuk bajaknya).

Setiap dinding lateral rongga hidung memiliki tiga tonjolan tulang, yang disebut conchae atau konka hidung superior, tengah, dan inferior. Konka inferior adalah tulang yang terpisah, sedangkan konka superior dan tengah adalah bagian dari tulang ethmoid.

Konka hidung berfungsi untuk meningkatkan luas permukaan rongga hidung dan mengganggu aliran udara saat memasuki hidung, menyebabkan udara memantul di sepanjang epitel, di mana ia dibersihkan dan dihangatkan.

Konka dan meatus juga menghemat air dan mencegah dehidrasi epitel hidung dengan menjebak air selama pernafasan.

Lantai rongga hidung terdiri dari langit-langit mulut. Langit-langit keras di daerah anterior rongga hidung terdiri dari tulang. Langit-langit lunak di bagian posterior rongga hidung terdiri dari jaringan otot. Udara keluar dari rongga hidung melalui nares internal dan bergerak ke faring.

Saluran udara Atas

Gambar 3. Saluran udara Atas

Beberapa tulang yang membantu membentuk dinding rongga hidung memiliki ruang yang mengandung udara yang disebut sinus paranasal, yang berfungsi untuk menghangatkan dan melembabkan udara yang masuk.

Sinus dilapisi dengan mukosa. Setiap sinus paranasal dinamai untuk tulang yang terkait: sinus frontal, sinus maksilaris, sinus sphenoidal, dan sinus etmoidal. Sinus menghasilkan lendir dan meringankan berat tengkorak.

Nares dan bagian anterior rongga hidung dilapisi dengan selaput lendir, yang mengandung kelenjar sebaceous dan folikel rambut yang berfungsi untuk mencegah jalannya puing-puing besar, seperti kotoran, melalui rongga hidung. Epitel penciuman yang digunakan untuk mendeteksi bau ditemukan lebih dalam di rongga hidung.

Konka, meatus, dan sinus paranasal dilapisi oleh epitel pernapasan yang terdiri dari epitel kolumnar bersilia pseudostratifikasi (Gambar 4).

Epitel mengandung sel piala, salah satu sel epitel kolumnar khusus yang menghasilkan lendir untuk menjebak puing-puing.

Silia epitel pernapasan membantu menghilangkan lendir dan puing-puing dari rongga hidung dengan gerakan pemukulan yang konstan, menyapu bahan ke tenggorokan untuk ditelan.

Menariknya, udara dingin memperlambat pergerakan silia, menghasilkan akumulasi lendir yang pada gilirannya dapat menyebabkan pilek selama cuaca dingin.

Epitel lembab di hidung ini berfungsi untuk menghangatkan dan melembabkan udara yang masuk. Kapiler yang terletak tepat di bawah epitel hidung menghangatkan udara dengan konveksi.

Sel-sel yang memproduksi serus dan lendir hidung juga mengeluarkan enzim lisozim dan protein yang disebut defensin, yang memiliki sifat antibakteri. Sel-sel kekebalan yang berpatroli di jaringan penghubung yang dalam ke epitel pernapasan memberikan perlindungan tambahan.

Epitelium Kolom Bersilia Pseudostratifikasi

Gambar 4. Epitelium Kolom Bersilia Pseudostratifikasi. Epitel pernafasan adalah epitel kolumnar bersilia pseudostratifikasi. Kelenjar seromukosa menyediakan lendir pelumas. LM × 680. (Mikrograf disediakan oleh Bupati Universitas Kedokteran Michigan © 2012)

Faring

Faring adalah tabung yang dibentuk oleh otot rangka dan dilapisi oleh selaput lendir yang kontinu dengan rongga hidung (lihat Gambar 3). Faring dibagi menjadi tiga wilayah utama: nasofaring, orofaring, dan laringofaring (Gambar 5).

Pembagian Faring

Gambar 5. Pembagian Faring. Faring dibagi menjadi tiga wilayah: nasofaring, orofaring, dan laringofaring.

Nasofaring diapit oleh konka rongga hidung, dan hanya berfungsi sebagai jalan napas. Di bagian atas nasofaring adalah amandel faring.

Amandel atau tonsil faring, juga disebut adenoid, adalah agregat dari jaringan reticular limfoid yang mirip dengan nodus limfa yang terletak di bagian superior nasofaring.

Fungsi tonsil faring tidak dipahami dengan baik, tetapi mengandung banyak pasokan limfosit dan ditutupi dengan epitel bersilia yang memerangkap dan menghancurkan patogen penyerang yang masuk selama inhalasi.

Amandel faring besar pada anak-anak, tetapi yang menarik, cenderung mengalami kemunduran seiring bertambahnya usia dan bahkan mungkin hilang.

Uvula adalah struktur bulat kecil di faring, berbentuk tetesan air mata yang terletak di puncak langit-langit lunak.

Uvula dan langit-langit lunak faring bergerak seperti pendulum saat menelan, berayun ke atas untuk menutup nasofaring untuk mencegah bahan yang tertelan memasuki rongga hidung.

Selain itu, tabung pendengaran (Eustachius) yang terhubung ke setiap rongga telinga tengah terbuka ke nasofaring. Koneksi ini adalah mengapa pilek sering menyebabkan infeksi telinga.

Orofaring adalah jalan untuk udara dan makanan. Orofaring berbatasan superior dengan nasofaring dan anterior dengan rongga mulut.

Fauces adalah lubang pada hubungan antara rongga mulut dan orofaring. Ketika nasofaring menjadi orofaring, epitel berubah dari epitel kolumnar bersilia yang pseudostratifikasi menjadi epitel skuamosa berlapis.

Orofaring berisi dua set amandel yang berbeda, amandel palatine dan lingual. Tonsil palatina adalah salah satu dari sepasang struktur yang terletak lateral di orofaring di area fauces.

Amandel lingual terletak di pangkal lidah. Mirip dengan amandel faring, amandel palatina dan lingual terdiri dari jaringan limfoid, dan menjebak dan menghancurkan patogen yang memasuki tubuh melalui rongga mulut atau hidung.

Laringofaring lebih rendah dari orofaring dan posterior dari laring. Ini melanjutkan rute untuk mencerna bahan dan udara sampai ke ujung yang lebih rendah, di mana sistem pencernaan dan pernapasan berbeda.

Epitel skuamosa bertingkat dari orofaring adalah kontinu dengan laringofaring. Secara anterior, laringofaring terbuka ke laring, sedangkan posterior, ia memasuki kerongkongan.

Laring

Laring adalah struktur tulang rawan yang lebih rendah daripada laringofaring yang menghubungkan faring dengan trakea dan fungsinya membantu mengatur volume udara yang masuk dan meninggalkan paru-paru (Gambar 6).

Struktur laring dibentuk oleh beberapa potongan tulang rawan. Tiga buah kartilago besar — kartilago tiroid (anterior), epiglotis (superior), dan kartilago krikoid (inferior) —bentuk struktur utama laring.

Tulang rawan tiroid adalah bagian terbesar tulang rawan yang membentuk laring. Tulang rawan tiroid terdiri dari tonjolan laring, atau “apel Adam,” yang cenderung lebih menonjol pada pria.

Tulang rawan krikoid yang tebal membentuk cincin, dengan daerah posterior yang luas dan daerah anterior yang lebih tipis. Tiga kartilago yang lebih kecil dan berpasangan — arytenoid, corniculata, dan paku — melekat pada epiglotis dan pita suara serta otot yang membantu menggerakkan pita suara untuk menghasilkan ucapan.

Laring

Gambar 6. Laring. Laring memanjang dari laringofaring dan tulang hyoid ke trakea.

Epiglotis, melekat pada tulang rawan tiroid, adalah sepotong tulang rawan elastis yang sangat fleksibel yang menutupi pembukaan trakea (lihat Gambar 3).

Ketika dalam posisi “tertutup”, ujung epiglotis yang tidak terikat terletak pada glottis. Glotis terdiri dari lipatan vestibular, pita suara sejati, dan ruang di antara lipatan ini (Gambar 7).

Lipatan vestibular, atau pita suara palsu, adalah salah satu dari sepasang lipatan selaput lendir. Tali suara yang sejati adalah salah satu lipatan membran putih yang melekat oleh otot pada kartilago tiroid dan arytenoid laring di tepi terluarnya.

Tepi dalam pita suara yang sebenarnya bebas, memungkinkan osilasi menghasilkan suara. Ukuran lipatan selaput pita suara sejati berbeda antara individu, menghasilkan suara dengan rentang nada yang berbeda.

Lipatan pada pria cenderung lebih besar dari pada wanita, yang menciptakan suara yang lebih dalam. Tindakan menelan menyebabkan faring dan laring terangkat ke atas, memungkinkan faring mengembang dan epiglotis laring terayun ke bawah, menutup lubang trakea.

Gerakan ini menghasilkan area yang lebih luas untuk dilewati makanan, sekaligus mencegah makanan dan minuman memasuki trakea.Gambar 6. Laring. Laring memanjang dari laringofaring dan tulang hyoid ke trakea.

Epiglotis

Epiglotis, melekat pada tulang rawan tiroid, adalah sepotong tulang rawan elastis yang sangat fleksibel yang menutupi pembukaan trakea (lihat Gambar 3).

Ketika dalam posisi “tertutup”, ujung epiglotis yang tidak terikat terletak pada glottis. Glotis terdiri dari lipatan vestibular, pita suara sejati, dan ruang di antara lipatan ini (Gambar 7).

Lipatan vestibular, atau pita suara palsu, adalah salah satu dari sepasang lipatan selaput lendir. Tali suara yang benar adalah salah satu lipatan membran putih yang melekat oleh otot pada kartilago tiroid dan arytenoid laring di tepi terluarnya.

Tepi dalam pita suara yang sebenarnya bebas, memungkinkan osilasi menghasilkan suara. Ukuran lipatan selaput pita suara yang sebenarnya berbeda antara individu, menghasilkan suara dengan rentang nada yang berbeda.

Lipatan pada pria cenderung lebih besar dari pada wanita, yang menciptakan suara yang lebih dalam. Tindakan menelan menyebabkan faring dan laring terangkat ke atas, memungkinkan faring mengembang dan epiglotis laring terayun ke bawah, menutup lubang trakea.

Gerakan ini menghasilkan area yang lebih luas untuk dilewati makanan, sekaligus mencegah makanan dan minuman memasuki trakea.

Pita Suara

Gambar 7. Pita Suara. Pita suara dan lipatan vestibular laring yang sebenarnya dipandang inferior dari laringofaring.

Berlanjut dengan laringofaring, bagian superior laring dilapisi dengan epitel skuamosa berlapis, bertransisi menjadi epitel kolumnar bersilia pseudostratifikasi yang mengandung sel piala.

Mirip dengan rongga hidung dan nasofaring, epitel khusus ini menghasilkan lendir untuk menjebak puing-puing dan patogen ketika mereka memasuki trakea. Silia memukul lendir ke atas menuju laringofaring, di mana ia dapat ditelan ke kerongkongan.

Trakea

Trakea (batang tenggorokan) memanjang dari laring menuju paru-paru (Gambar 8a). Trakea dibentuk oleh 16 hingga 20 potongan tulang rawan hialin berbentuk C yang dihubungkan oleh jaringan ikat padat.

Otot trakea dan jaringan ikat elastis bersama-sama membentuk membran fibroelastik, membran fleksibel yang menutup permukaan posterior trakea, menghubungkan kartilago berbentuk-C.

Membran fibroelastik memungkinkan trakea meregang dan mengembang sedikit selama inhalasi dan pernafasan, sedangkan cincin tulang rawan memberikan dukungan struktural dan mencegah trakea dari kolaps.

Selain itu, otot trakea dapat dikontrak untuk memaksa udara melalui trakea selama pernafasan. Trakea dilapisi dengan epitel kolumnar bersilia pseudostratifikasi, yang berlanjut dengan laring. Kerongkongan berbatasan dengan trakea di posterior.

Trakea

Gambar 8. Trakea. (a) Tabung trakea dibentuk oleh potongan-potongan tulang rawan hialin berbentuk C yang ditumpuk. (b) Lapisan yang terlihat pada potongan melintang jaringan dinding trakea antara tulang rawan hialin dan lumen trakea adalah mukosa, yang terdiri dari epitel kolumnar bersilia pseudostratifikasi yang mengandung sel piala. LM × 1220. (Mikrograf disediakan oleh Bupati University of Michigan Medical School © 2012)

Pohon bronkial

Trakea bercabang ke bronkus primer kanan dan kiri di carina. Bronkus ini juga dilapisi oleh epitel kolumnar bersilia pseudostratifikasi yang mengandung sel piala penghasil lendir (Gambar 8b).

Carina adalah struktur terangkat yang mengandung jaringan saraf khusus yang menyebabkan batuk hebat jika ada benda asing, seperti makanan.

Cincin tulang rawan, mirip dengan trakea, mendukung struktur bronkus dan mencegah keruntuhannya. Bronkus primer memasuki paru-paru di hilum, daerah cekung di mana pembuluh darah, pembuluh limfatik, dan saraf juga memasuki paru-paru.

Bronkus terus bercabang menjadi pohon bronkial. Pohon bronkial (atau pohon pernapasan) adalah istilah kolektif yang digunakan untuk bronkus bercabang ganda ini. Fungsi utama bronkus, seperti struktur zona konduksi lainnya, adalah untuk menyediakan jalan bagi udara untuk bergerak masuk dan keluar dari setiap paru. Selain itu, selaput lendir menjebak puing-puing dan patogen.

Cabang bronkiolus berasal dari bronkus tersier. Bronkiolus, yang berdiameter sekitar 1 mm, melanjutkan cabang sampai menjadi bronkiolus terminal kecil, yang mengarah pada struktur pertukaran gas.

Ada lebih dari 1000 bronkiolus terminal di setiap paru. Dinding otot bronkiolus tidak mengandung tulang rawan seperti yang dimiliki bronkus. Dinding berotot ini dapat mengubah ukuran tubing untuk menambah atau mengurangi aliran udara melalui tuba.

Zona Pernapasan

Berbeda dengan zona konduksi, zona pernapasan mencakup struktur yang terlibat langsung dalam pertukaran gas. Zona pernapasan dimulai ketika bronkiolus terminal bergabung dengan bronchiole pernapasan, jenis bronkiolus terkecil (Gambar 9), yang kemudian mengarah ke saluran alveolar, membuka ke sekelompok alveoli.

Zona Pernapasan

Gambar 9. Zona Pernapasan. Bronkiolus menyebabkan kantung alveolar di zona pernapasan, tempat pertukaran gas terjadi.

Alveoli

Saluran alveolar adalah tabung yang terdiri dari otot polos dan jaringan ikat, yang terbuka ke sekelompok alveoli. Alveolus adalah salah satu dari banyak kantung kecil mirip anggur yang melekat pada saluran alveolar.

Kantung alveolar adalah sekelompok alveoli individu yang bertanggung jawab untuk fungsi pertukaran gas. Alveolus berdiameter sekitar 200 μm dengan dinding elastis yang memungkinkan alveolus meregang selama asupan udara, yang sangat meningkatkan luas permukaan yang tersedia untuk pertukaran gas.

Alveoli terhubung ke tetangganya oleh pori-pori alveolar, yang membantu menjaga tekanan udara yang sama di seluruh alveoli dan paru-paru (Gambar 10).

Ringkasan

Sistem pernapasan bertanggung jawab untuk fungsi mendapatkan oksigen dan menghilangkan karbon dioksida, dan membantu dalam produksi suara dan merasakan bau.

Dari perspektif fungsional, sistem pernapasan dapat dibagi menjadi dua area utama: zona konduksi dan zona pernapasan.

Zona konduksi terdiri dari semua struktur yang menyediakan jalan masuk udara untuk keluar masuk paru-paru: rongga hidung, faring, trakea, bronkus, dan sebagian besar bronkiolus.

Bagian hidung mengandung konka dan meatus yang memperluas area permukaan rongga, yang membantu menghangatkan dan melembabkan udara yang masuk, sambil menghilangkan serpihan dan patogen.

Faring terdiri dari tiga bagian utama: nasofaring, yang kontinu dengan rongga hidung; orofaring, yang berbatasan dengan nasofaring dan rongga mulut; dan laringofaring, yang berbatasan dengan orofaring, trakea, dan kerongkongan.

Zona pernapasan meliputi struktur paru-paru yang secara langsung terlibat dalam pertukaran gas: terminal bronkiolus dan alveoli.

Lapisan zona konduksi sebagian besar terdiri dari epitel kolumnar bersilia pseudostratifikasi dengan sel piala.

Struktur Zona Pernafasan

Gambar 10. Struktur Zona Pernafasan. (a) Alveolus bertanggung jawab atas pertukaran gas. (B) Sebuah mikrograf menunjukkan struktur alveolar dalam jaringan paru-paru. LM × 178. (Mikrograf disediakan oleh Bupati University of Michigan Medical School © 2012)

Lendir itu menjebak patogen dan puing-puing, sedangkan mengalahkan silia menggerakkan lendir secara superior ke tenggorokan, tempat lendir itu tertelan. Ketika bronkiolus menjadi lebih kecil dan lebih kecil, dan semakin dekat dengan alveoli, epitel menipis dan merupakan epitel skuamosa sederhana dalam alveoli.

Endotelium kapiler sekitarnya, bersama dengan epitel alveolar, membentuk membran pernapasan. Ini adalah penghalang darah-udara di mana pertukaran gas terjadi dengan difusi sederhana.

Soal dan jawaban sistem pernapasan

1. Manakah dari struktur anatomi berikut ini yang bukan bagian dari zona konduktor?

  • tekak
  • rongga hidung
  • alveoli
  • bronkus

2. Apa fungsi konka di rongga hidung?

  • menambah luas permukaan
  • tukar gas
  • pertahankan tegangan permukaan
  • mempertahankan tekanan udara

3. Fauces menghubungkan mana dari struktur berikut ke orofaring?

  • nasofaring
  • laringofaring
  • rongga hidung
  • rongga mulut

4. Manakah dari berikut ini yang merupakan ciri struktural dari trakea?

  • Tulang rawan berbentuk C
  • serat otot polos
  • bulu mata
  • semua yang di atas

5. Manakah dari struktur berikut ini yang bukan bagian dari pohon bronkial?

  • alveoli
  • bronkus
  • bronkiolus terminal
  • bronkiolus pernapasan

6. Apa peran makrofag alveolar?

  • untuk mengeluarkan surfaktan paru
  • untuk mengeluarkan protein antimikroba
  • untuk menghapus patogen dan puing-puing
  • untuk memfasilitasi pertukaran gas



Leave a Reply