Sistem Pernafasan (Biologi)

Sistem pernafasan pada manusia merupakan proses pertukaran gas dengan organ tubuh yang bertanggung jawab terhadap tugas tersebut. Sistem pernafasan atau sistem respirasi ini dilakukan oleh setiap klasifikasi makhluk hidup dengan cara dan organ-organ yang berbeda. Misalnya pada manusia, sistem respirasi dilakukan pada organ paru-paru, namun ikan menggunakan insang dalam melakukan proses pertukaran udara.
Fungsi sistem pernafasan manusia adalah hal yang paling penting untuk kelangsungan hidup. Bahkan jika tanpa udara (oksigen) selama beberapa menit saja, tubuh kita bisa mati lemas.

Sistem Pernafasan

Sistem pernafasan yang terjadi makhluk hidup merupakan proses  :

• Menghirup oksigen dari udara (inspirasi) kemudian mengeluarkan gas karbon dioksida  (ekspirasi) dan uap air dengan menggunakan alat pernafasan
• Peristiwa pertukaran gas antara sel dengan lingkungan (respirasi eksternal).
• Reaksi enzimatik, untuk pemanfaatan oksigen yang memerlukan enzim pernapasan (sitokrom).

Proses pernafasan ini merupakan kebutuhan utama manusia, bahkan lebih utama dari kebutuhan makan dan minum yakni untuk menghasilkan energi. Seperti juga pada sistem ekskresi manusia, terdapat pula alat-alat pernapasan yang bertanggung jawab untuk memasukkan udara dengan kandungan oksigen (O2), kemudian mengeluarkan udara yang mengandung karbon dioksida (CO2) dan uap air (H2O) dalam proses respirasi. Pada tubuh kita terdapat organ-organ yang bertanggung jawab terhadap sistem pernafasan yaitu :
Hidung
Fungsi hidung (Cavum Nasalis) sebagai salah satu panca indera yang berfungsi sebagai indera pembau, juga merupakan alat sistem pernafasan pada manusia. Hidung bertanggung jawab sebagai alat untuk menghirup udara, melakukan penyaringan udara yang masuk ke paru-paru.
Faring
Faring sering disebut dengan tekak, yakni persimpangan antara rongga hidung menuju tenggorokan untuk saluran pernapasan dan rongga mulut menuju kerongkongan pada saluran pencernaan. Di bagian belakang faring terdapat pangkal tenggorok atau laring. Di dalam Laring ada pita suara dan epiglotis atau katup pangkal tenggorokan.
Saat sedang menelan makanan, bagian epiglotis akan menutupi laring sehingga makanan tidak masuk ke dalam tenggorokan. Lalu ketika bernapas, bagian epiglotis ini akan membuka jalur ke tenggorokan sehingga udara masuk ke dalam laring kemudian melewati tenggorokan dan paru-paru.
Tenggorokan (Trakea)
Tenggorokan kita memiliki bentuk layaknya  pipa dengan panjang kurang lebih 10 cm. Pada paru-paru, tenggorokan bercabang dua membentuk bronkus. Bronkus merupakan cabang, yang satu menuju ke bagian paru-paru kanan dan yang satu menuju paru-paru kiri. Kemudian bronkus kanan dan kiri bercabang  pada bronkiolus. Cabang-cabang pada bronkiolus merupakan saluran yang semakin halus, kecil, dan dindingnya semakin tipis, dengan bagian rongga yang memiliki silia (bulu getar).
Bronkiolus kemudian bermuara pada alveol (tunggal: alveolus), yang mmeilik struktur berbentuk bola-bola kecil yang memiliki  pembuluh-pembuluh darah. Lalu Epitel pipih yang melapisi alveoli untuk memudahkan kapiler-kapiler darah untuk mengikat manfaat oksigen .
Paru-paru
Udara yang keluar masuk melewati paru-paru saat melakukan pernapasan, disebut dengan udara pernapasan (udara tidal). Volume udara pernapasan orang dewasa lebih kurang 500 nl. Ketika menghirup udara sedalam-dalamnya, udara yang masuk disebut udara komplementer kurang lebih sebanyak 1500 ml. Kemudian saat menghembuskan napas sekuat-kuatnya disebut dengan udara suplementer yang dikeluarkan sekitar 1500 ml.
Saat menghembuskan napas sekuat-kuatnya dari paru-paru, ternyata di dalam paru-paru masih terdapat udara yang disebut udara residu. Volume udara residu lebih kurang 1500 ml.

Sistem Pernafasan

Dalam sistem pernafasan manusia terdapat dua mekanisme cara kerja proses respirasi yang terjadi, yaitu :
1. Pernapasan Dada
Inspirasi – terjadi saat otot antar tulang rusuk luar kontraksi, lalu tulang rusuk terangkat dan volume rongga dada membesar dan paru-paru mengembang, sehingga tekanan udaranya menjadi lebih kecil dari udara atmosfer, sehingga udara masuk.
Ekspirasi -ketika otot antar tulang rusuk luar relaksasi. Tulang rusuk berada pada posisi semula dan volume rongga dada mengecil yang tekanan udara rongga dada meningkat sehingga tekanan udara dalam paru-paru lebih tinggi dari udara atmosfer, kemudian udara keluar.
2. Pernapasan perut
Inspirasi – Ketika otot diafragma berkontraksi, diafragma yang mendatar akan mengakibatkan volume rongga dada membesar dan membuat tekanan udaranya mengecil yang diikuti paru-paru yang mengembang yang menjadikan tekanan udaranya lebih kecil dari tekanan udara atmosfer, sehingga udara masuk.
Ekspirasi – Saat otot diafragma melakukan relaksasi dan otot dinding perut berkontraksi, akan menyebabkan diafragma terangkat dan melengkung menekan rongga dada. Hal ini membuat rongga dada mengecil dan tekanannya meningkat sehingga udara dalam paru-paru pun keluar.