Proses Pernapasan pada Manusia, Hewan, dan Tumbuhan

Pernapasan/Repirasi

Manusia (Mamalia)

1. Hidung

Hidung ini adalah organ tubuh pertama kita yang dilalui oleh oksigen. Bagian hidung terdiri dari lubang hidung, rongga hidung dan ujung rongga hidung. Di dalam rongga hidung terdapat selaput lendir dan bulu-bulu hidung, makanya lebih aman kalau kita bernafas menggunakan hidung daripada mulut.

1. Dengan menghirup udara dengan hidung, udara yang masuk akan tersaring oleh bulu-bulu hidung selaput lendir akhirnya udara menjadi bersih. Makanya gk heran jika di hidung kita terdapat upil.
2. Hidung akan menyesuaikan suhu dan kelembaban udara sesuai tubuh kita

2. Tenggorokan

Tenggorokan ini memiliki 2 cabang saluran yaitu untuk saluran pernafasan dan untuk saluran pencernaan. Khusus untuk saluran pernafasan biasanya panjangnya 12-14 cm. Tepat dibagian pangkalnya tenggorokan kita namakan laring.

Laring ini panjangnya hanya sekitar 3-4 cm dan berbentuk seperti kerucut terbalik yang tersusun dari 9 tulang rawan dan beberapa otot. Nah jika kita amati secara seksama di tulang rawan, kita akan menemukan pintu masuk laring atau biasa kita sebut epiglotis.

Epiglotis ini fungsinya sangat penting bagi kita karena dia memiliki klep yang tugasnya mengatur pergantian pertukaran udara pernafasan dan makanan pada persimpangan jalan masuk itu. Makanya orang tua kita bilang kalau makan gak boleh ngomong (memang betul).

Selain epiglotis, terdapat organ lain di laring yaitu cairan dan pita suara. kita bisa berbicara karena pita suara kita bergetar yang mana diatur ketegangannya diatur oleh beberapa otot di dalamnya. Kalau cairan ini berfungsi untuk menangkap debu dan kotoran yang masuk.

3. Trakea (Batang Tenggorokan)

Trakea ini terletak di kerongkongan saluran makanan. Trakea ini tersusun dari tulang rawan yang berbentuk cincin. Untuk dinding sebelah dalamnya terdapat selaput lendir dan silia. fungsinya adalah menahan dan mengeluarkan kotoran agar tidak masuk paru-paru jika kotoran tersebut tidak mampu ditangkap oleh cairan dari laring. Kotoran tersebut dikeluarkan melalui batuk ataupun bersin.

4. Bronkus

Bronkus ini adalah cabang trakea dan tersusun atas tulang-tulang rawan yang berbentuk cincin. Cabangnya ada dua yaitu kekanan menuju paru-paru kanan dan kekiri menuju paru paru kiri.

Fungsi dari bronkus sendiri adalah sebagai tempat untuk masuknya udara ke paru-paru dan keluarnya udara dari paru-paru.

5. Bronkiolus

Cabang bronkus adalah bronkiolus. Jumlah cabangnya sesuai gelambir paru-paru, bagi yang menuju paru-paru kanan berjumlah 3 cabang sedangkan yang paru-paru kiri ada 2 cabang. Bronkiolus adalah saluran halus, kecil, dan dindingnya tipis. Bronkiolus rongganya ada silia dan tidak memiliki tulang rawan.

6. Alveolus

Di ujung bronkiolus terdapat gelembung-gelembung sangat kecil yang memungkin udara keluar masuk (oksigen dan karbon dioksida) dari dalam paru-paru. Alvelous ini berjumlah sekitar 300 juta dalam paru-paru. Alvelous diselubungi pembuluh darah yang membentuk jaring. Dinding alvelous sangat tipis seperti silapis sel, lembab, dan berdekatan dengan kapiler darah.

7. Paru-paru

Inilah organ yang paling vital di antara organ yang lain. Paru-paru ini letaknya berada di dalam rongga dada tepatnya diatas diafragma.

Diafragma adalah sekat rongga badan yang membatasi antara rongga perut dan rongga dada. Manusia memiliki 2 pasang paru-paru, kanan dan kiri.

Bagian kiri terdapat 2 gelambir/lobus (atas bawah) dan dikiri ada 3 gelambir yaitu atas, tengah dan bawah. Paru-paru terbungkus pleura (selaput paru-paru). Pleura memiliki 2 lapisan dan salah satu lapisannya berisi cairan.

Fungsi cairan tersebut adalah Supaya tidak ada lecet pada paru-paru akibat gesekan yang disebabkan mengembang dan mengempisnya paru-paru. Kapasitas maksimal paru-paru menampung udara adalah berkisar sekitar 3,5 liter.

Proses

Udara setelah melewati hidung, masuk kerongkongan atas (Naro Pharinx) kemudian masuk tenggorokan. Kemudian setelah itu masuk trakea dan diteruskan ke bronkus melalui dua cabangnya tersebut.

Udara Masuk Alvelous terus kapiler dan mengalir ke vena pulmonalis (pembuluh balik paru-paru) untuk diambil oksigennya oleh darah. Terakhir karbon dioksida dikeluarkan melalui hidung.

Secara umum:

1. Udara masuk lubang hidung
2. melewati kerongkongan atas atau naro pharinx
3. Melewati tenggorokan
4. Melewati glotis
5. Melewati trakea
6. Masuk bronchus
7. Masuk bronchiolus
8. Udara berakhir pada alveolus

Inspirasi (tarik napas)

Ketika kita inspirasi, otot diafragma berkonstraksi (melengkung menjadi lurus). Kemudian rongga dada terangkat dan membesar, karena otot antar tulang rusuk berkontraksi.

Karena rongga dada mengembang, maka tekanan udara di dalamnya mengecil ( tekanan udara dalam lebih kecil dari tekanan udara luar) akibatnya udara luar masuk ke dalam paru-paru.

Respirasi (keluar napas)

Ketika kita mengeluarkan udara otot diafragma berelaksasi (lurus menjadi lengkung). Rongga dada mengecil karena otot antar tulang berelaksasi. Karena rongga dada mengecil maka tekanan udara di dalamnya membesar (tekanan udara dalam lebih besar dari tekanan udara luar) akibatnya udara keluar dari dalam.

Jenis pernapasan ada 2:

1. Pernapasan dada: pernapasan yang terjadi karena kerja otot antar tulang yang berkontraksi.

Inspirasi: otot antar tulang berkontraksi, tulang rusuk naik, paru-paru mengembang, rongga dada membesar, tekanan dalam lebih kecil dari tekanan luar.

ekspirasi: otot antar tulang berelaksasi, tulang rusuk turun, paru-paru menyusut, rongga dada membesar, tekanan dalam lebih besar dari tekanan luar.

2. pernapasan perut: pernapasan yang terjadi karena kerja otot diafragma.

inspirasi: otot diafragma berkontraksi, tulang rusuk naik, rongga dada membesar, tekanan dalam lebih kecil dari tekanan luar.

ekspirasi: otot diafragma berelaksasi, tulang rusuk turun, rongga dada mengecil, tekanan dalam lebih besar dari tekanan luar.

Penyakit Sistem Pernapasan Pada Manusia

Terdapat penyakit sistem pernapasan pada manusia, berikut.

1. Hipoksemia

Penyakit ini disebabkan karena kurangnya pasokan oksigen bagi tubuh atau karena asma. Penderita akan mengalami gejala seperti kebingungan, berkeringat, kulit berwarna biru atau merah keunguan, halusinasi dan detak jantung cepat.

Beberapa pengobatan yang bisa dilakukan:

1. Memasukkan oksigen ke dalam tubuh. Tubuh penderita hipoksia akan dipasok oksigen menggunakan selang atau masker oksigen. Semakin cepat kadar oksigen dalam tubuhnya kembali normal, semakin kecil risiko kerusakan organ tubuh.
2. Ruang hiperbarik. Penderita hipoksia yang disebabkan oleh keracunan karbon monoksida biasanya akan dimasukkan ke dalam ruang hiperbarik, yang berfungsi meningkatkan okigen dalam darah.
3. Intubasi. Membuat saluran udara mekanis yang berfungsi untuk menyalurkan oksigen dengan kadar di atas normal.

2. Asma

Penyakit asma disebabkan oleh alergi seperti debu, bulu, atau rambut dan terjadi Penyempitan saluran pernapasan utama pada paru-paru. Pada beberapa kasus penyakit ini bersifat genetis (bawaan sejak lahir) dan tidak menular ke orang lain.

Beberapa gejala  orang terkena asma adalah nafas berbunyi (bengek), Batuk-batuk hanya pada malam hari dan cuaca dingin, mudah lelah, badan letih, dan nafas pendek.

Beberapa pencegahan yang bisa dilakukan diantaranya jangan memelihara binatang yang berbulu banyak, jangan tinggal di tempat kotor dan jangan terlalu banyak melakukan olahraga jika napas tidak kuat.

Jika sudah terlancur bisa diobati diantaranya

1.  Kopi. Kadang orang beranggapan kopi berbahaya pada kesehatan. Namun kopi sangat penting untuk yang mempunyai penyakit asma.
2. Jahe. Cara mengobati asma yang kambuh, Jahe telah terbukti untuk melegakan saluran pernapasan dan melegakan saluran pernapasan yang menyempit.

3. SIDS (sudden infant death syndrome)

Kalau ini adalah sindrom kematian mendadak pada bayi yang tampak sehat. Biasanya sih paling sering ditemukan pada bayi berusia 2 minggu – 1 tahun. Banyak sekali sebabnya yaitu mungkin ibunya adalah perokok/pecandu obat, Bayi ditidurkan tengkurap (pada bayi kurang dari 4 bulan) dan bayi yang lahir prematur

Beberapa pencegahan yang bisa dilakukan untuk orang tua :

1. Selalu letakkan bayi dalam posisi telentang saat tidur
2. Jauhkan berbagai selimut atau kain yang berbulu (diisi dengan kapuk/kain)
3. Pastikan wajah dan kepala bayi tidak tertutup apapun
4. Jangan biarkan siapapun merokok di sekitar bayi

Seandainya bayi sudah terlanjur mati, ada cara pengobatan yaitu:

1. Orang tua yang kehilangan anaknya karena SIDS memerlukan dukungan emosional. Penyebab kematian anaknya tidak diketahui, sehingga mereka seringkali merasa bersalah.
2. Mungkin ada baiknya jika orang tua merencanakan untuk memiliki anak lagi.

4. Apnea tidur/sleep apnea

Penyakit apneatidur ini adalah terganggunya pernapasan karena dinding tenggorokan yang terlalu rileks dan menyempit (bahkan menutup saluran udara) ketika sedang tidur. Penyebab sih diantaranya karena obesitas, hidung tersumbat, hobi merokok, mengonsumsi obat penenang dan memiliki leher lebih dari 43 cm

Beberapa gejala yang nampak penderita apnea adalah ketika tidur mendengkur dengan keras, sering mengalami henti napas dan terengah-engah, berkeringat secara berlebihan, tidak merasa segar saat terbangun, terbangun dengan mulut kering/tenggorokan terasa sakit

Pencegahan:

1. Menghindari obat-obatan penenang/obat tidur
2. Hindari tidur telentang, usahakan untuk tidur dengan posisi miring

5. Sianosis

Sianosis adalah gangguan pernapasan yang kebiruan pada kulit yang disebabkan karena jumlah hemoglobin deoksigenisasi yang berlebihan di dalam pembuluh darah kulit, terutama kapiler. Diantara gejalanya adalah nafas terengah-engah, sesak napas atau kesulitan bernapas, sakit dada, berkeringat dingin, rasa sakit atau mati rasa di lengan, tangan, atau jari,  pucat pada lengan, tangan, atau jari dan pusing atau pingsan

Pengobatan:

1. Dokter akan menentukan pengobatan berdasarkan penyebab sianosis. Bisa sangat sederhana seperti menghindari paparan suhu tinggi dan / atau menghindari ketinggian minum antibiotik (jika penyebabnya adalah infeksi) atau operasi (dalam kasus kegagalan). Dalam kebanyakan kasus, setelah perawatan, sianosis tidak terulang kembali. Akan tetapi diperlukan pemeriksaan dokter terhadap pasien secara berkala untuk menentukan status kesehatan mereka.

6. SIindrom Batuk Pilek

Sebenarnya penyakit ini disebabkan karena alergi bukan virus. Karena, infeksi saluran napas harus ada sumber penularan kontak yang terkena infeksi. Misalnya minum es memang akan memperberat batuk, dan pilek yang terjadi. Pada penderita alergi kadangkala bukan hanya es, tetapi kandungan es yang ada seperti es jeruk atau es coklat bisa menjadi penyebab alergi batuk.

Bila terdapat faktor tersebut di atas tetapi tidak ada kontak yang sakit flu atau virus maka tidak akan terjadi atau tertular infeksi tersebut.

Gejalanya seperti nafas terengah-engah, sesak napas atau kesulitan bernapas, sakit dada, berkeringat dingin dan pusing atau pingsan

Pencegahan:

1. Penyebaran virus flu umumnya melalui bersin dan batuk dari penderita atau dari benda yang pernah disentuh penderita. Langkah utama untuk mencegah penyakit ini adalah dengan menjaga kebersihan. Jangan lupa untuk mencuci tangan sebelum makan. Bagi pengguna kendaraan umum, disarankan untuk memakai masker saat bepergian.
2. Langkah pencegahan lainnya adalah dengan vaksinasi. Tetapi cara ini hanya dianjurkan bagi mereka yang lebih rentan mengalami komplikasi flu.

Pengobatan:

1. Biasanya tidak membutuhkan penanganan medis karena penyakit ini umumnya sembuh sendiri. Beberapa langkah pengobatan yang bisa dilakukan adalah istirahat yang cukup, banyak minum, serta menjaga tubuh agar tetap hangat.
2. Kamu bisa juga dengan meminum parasetamol atau ibuprofen untuk menurunkan demam serta mengurangi rasa sakit dan pegal. Tidak dianjurkan mengonsumsi antibiotik karena obat ini berfungsi membunuh bakteri, sedangkan flu disebabkan oleh virus.

7. TBC

Inilah penyakit paling berbahaya bagi proses sistem pernapasan pada manusia. TBC lebih seperti infeksi yang disebabkan oleh bakteri mikobakterium tuberkulosa. Biasanya disebabkan karena udara yang tercemar, atau karena penderita TBC batuk mengenai kita disaat daya tahan tubuh kita lemah.

Penyakit ini menyerang paru-paru dan berkembang disitu. Jika Tidak segera ditangani bisa merambah ke sistem pernapasan pada manusia lainnya seperti pembuluh darah, otak, ginjal , saluran pencernaan, dan organ lainnya.

Pencegahan:

1. Disarankan untuk tidak makan satu wadah dengan orang TBC.
2. Bagi penderita Selalu membawa tisu atau kain dan menutup batuknya supaya tidak menular ke yang lainnya.

Hewan

1. Pernapasan pada Hewan Bersel Satu

Hewan yang tergabung dalam kelompok hewan bersel satu ini belum memiliki organ pernapasan di dalam tubuh mereka, sehingga proses respirasi hewan bersel satu ini mengandalkankeluar masuknya udara melalui membran sel di kulit mereka.

Biasanya sistem pernapasannya mengandalkan keluar masuknya udara secara difusi, dimana ketika hewan bersel satu bernapas, konsentrasi oksigen di dalam sel semakin berkurang, sementara konsentrasi sisa metabolisme-nya yang berupa karbondioksida justru akan semakin meningkat.

Hal tersebut tentu saja mengakibatkan terjadinya perbedaan kadar oksigen di dalam dan juga di luar sel, dimana konsentrasi oksigen akan menjadi lebih tinggi di luar sle daripada di dalam sel, dan hal inilah yang menyebabkan oksigen masuk ke dalam sel secara difusi.

Disisi lain, meningkatnya konsentrasi sisa metabolisme yang berupa karbondioksida di dalam sel membuat kadar karbondioksida di dalam sel konsentrasinya lebih tinggi dibandingkan dengan di luar sel, sehingga karbondioksida akan berdifusi keluar sel.

2. Pernapasan pada Burung/Aves

Alat:

·         2 pasang lubang hidung.

·         Trakea atau yang biasa juga disebut batang tenggorok.

·         Faring yang akan menghubungkan rongga mulut dengan trakea.

·         Sepasang paru-paru yang dihubungkan dengan pundi-pundi uadara.

Proses

a. Sedang terbang

- Pada saat hewan aves sedang terbang, maka proses pengambilan oksigen melalui hidung tentu saja akan terhambat karena selama terbang, terjadi kontraksi pada otot dada yang menyebabkan udara akan sulit masuk ke dalam paru-paru.

- Oleh karena alasan diataslah, pada waktu terbang, hewan aves ini memanfaatkan cadangan udara yang terdapat pada pundi-pundi udara dan udara ini dapat masuk ke paru-paru.

- Setelah udara masuk ke paru-paru, maka akan terjadi proses pertukaran gas. Kemudian oksigen akan diikat oleh darah dan diedarkan ke seluruh tubuh untuk proses oksidasi dan melepas karbondioksida dalam darah melalui hidung.

- Pundi-pundi udara dapat diisi oleh udara kembali pada saat aves hinggap di suatu tempat atau terbang melayang tanpa mengepakkan sayapnya.

b. Saat Hinggap/Tidak terbang

Inspirasi – Pertama-tama, otot antar tulang rusuk berkontraksi, maka rongga dada akan mengembang. Hal ini menyebabkan udara dapat memasuki paru-paru. Sebagian dari udara akan diteruskan melalui pundi-pundi udara.

Ekspirasi – Proses ini ditandai dengan melemasnya rongga dada, sehingga hal ini akan membuat tekanan pada paru-paru akan meningkat sehingga udara akan keluar dari paru-paru menuju sistem pernafasan.

3. Pernapasan pada Reptil

Alat: Paru-paru

Secara umum, sebenarnya proses respirasi dari hewan reptil ketika melakukan fase inspirasi dan ekspirasi sungguhlah identik dengan proses pernapasan yang terjadi pada hewan mamalia.

Saat fase inspirasi, tulang rusuk akan terangkat dan merenggang sehingga volume rongga dada pun pastinya akan semakin besar. Membesarnya volume rongga dada ini akan membuat udara luar masuk ke paru-paru.

Saat fase ekspirasi, tulang rusuk akan melemas dan melakukan relaksasi sehingga volume rongga dada pun pastinya akan semakin kecil. Hal ini akan membuat udara yang berada di paru-paru keluar menuju saluran pernapasan.

Khusus hewan reptil yang juga dapat hidup di air semisal buaya, maka akan terdapat katup pada lubang hidung, batang tenggorok, dan kerongkongan mereka sehingga ketika buaya menyelam ke dalam air, air tersebut tidak dapat memasuki saluran pernapasan ataupun sistem pencernaan buaya.

Pada kura-kura, proses pernapasan yang dilakukan oleh paru-paru akan dibantu oleh semacam lapisan kulit tipis, dengan banyak kapiler darah disekitar kloaka.

4. Pernapasan pada Ikan

Alat: Insang

Proses

- Ikan melakukan sistem pernapasan dengan membuka dan menutup mulutnya sembari bergantian membuka dan menutup insangnya.

- Pada waktu mulut ikan terbuka, air tentu saja akan masuk ke dalam rongga mulut ikan dan pada waktu ini, biasanya ikan ini akan menutup. hal ini akan membuat oksigen yang terlarut dalam air akan masuk secara difusi ke dalam pembuluh kapiler yang terdapat pada insang.

- Pada waktu mulut ikan tertutup, maka insang akan membuka yang akan menyebabkan air beserta karbondioksida keluar melalui lembaran-lembaran insang.

- Fase inspirasi dari pernapasan ikan adalah pada saat air masuk melalui rongga mulut. Pada awalnya celah mulut pada ikan menutup, namun dikarenakan penutup insang menyamping dan celah belakangnya tertutup selaput, maka rongga mulut akan membesar. Keadaan ini akan membuat tekanan dalam rongga mulut akan lebih kecil daripada tekanan di luar,sehingga rongga mulut ikan akan terbuka dan air masuk ke dalam rongga mulut.

- Fase ekspirasi dari pernapasan ikan adalah proses pengikatan oksigen dan air sekaligus pelepasan karbondioksida. Nah, setelah rongga mulut ikan penuh terisi oleh air, celah mulut akan tertutup dan insang akan terbuka. Kemudian karena insang akan terbuka maka air akan didorong melewati lembaran insang sehingga terjadi pertukaran gas. Darah di dalam pembuluh kapiler insang akan mengeluarkan karbondioksida dan mengikat oksigen dan air.

5. Pernapasan pada Amfibi

Alat: Insang (katak muda), paru-paru, dan kulit (katak dewasa)

Proses

- Pertama, perlu diketahui bahwa pada katak dewasa, terdapat 2 buah kantung berdinding tipis dan juga elastis yang banyak mengandung kapiler darah dan kedua kantung paru-paru ini biasanya saling berhubungan dengan bronkus.

- Saat bernapas, terjadi proses penambahan udara ketika otot rahang bawah katak sedang mengendur sedangkan otot yang dinamakan sterno hiodiesus mengalami kontraksi sehingga udara dapat masuk ke rongga mulut.

- Setelah melalui rongga mulut, maka udara akan masuk menuju paru-paru dan akan terjadi proses pertukaran gas disana.

- Pada saat fase ekspirasi, maka otot hiodiesus dan otot perut akan mengalami kontraksi sehingga volume rongga perut mengecil dan udara pun dapat keluar dari paru-paru.

Katak muda yang memiliki insang proses pernapasannya sama seperti proses pernapasan ikan.

6. Pernapasan pada Insekta

Alat: Trakea

Proses

Secara umum, sistem pernapasan pada serangga ini terbagi menjadi 3 fase, yaitu fase inspirasi, fase pertukaran gas, dan fase ekspirasi.

- Fase inspirasi ini biasanya memakan waktu seperempat deti, pada saat spirakel (lubang kecil di akhir trakea) membuka. Pada fase ini, otot pada kerangka luar suatu serangga akan mengendur dan tubuhnya mengembang, sehingga udara luar dapat masuk melalui spirakel menuju trakeol sampai ke sel-sel tubuh.

- Di dalam trakeol (struktur bercabang trakea) akan terjadi proses perukaran gas dengan sel-sel tubuh, dimana oksigen akan berdifusi dari spirakel ke sel-sel tubuh dan karbondioksida akan berdifusi dari sel-sel tubuh ke spirakel.

- Pada fase ekspirasi, otot kerangka luar pada serangga akan berkontraksi sehingga karbondioksida akan menuju ke trakea dan akan keluar melalui spirakel.

7. Pernapasan pada Cacing

Alat: Kulit

Proses

- Kulit cacing pada umumnya memiliki banyak kapiler darah dan juga kelenjar lendir yang secara kontinu akan selalu menghasilkan lendir.

- Lendir yang dihasilkan ini memiliki manfaat untuk menjaga kulit cacing agar tetap basah sehingga oksigen akan mudah berdifusi melalui permukaan kulit cacing.

- Oksigen yang masuk ke dalam tubuh cacing melalui proses difusi ini akan berikatan dengan hemoglobin di dalam plasma darah sehingga membentuk oksihemoglobin, yang kemudian siap diedarkan ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah.

- Zat sisa pembakaran yang berupa karbohidrat dan juga uap air kemudian akan keluar melalui permukaan kulit cacing melalui proses difusi.

8. Pernapasan pada Arachnida

Alat: paru-paru buku (arachnida darat), insang buku (arachnida air)

Proses

Masing-masing paru-paru buku yang dimiliki oleh arachnida ini memiliki sejenis lembaran-lembaran tipis yang tersusun sejajar dan biasa disebut juga lamela. Selain itu, paru-paru buku pada arachnida juga memiliki spirakel yang merupakan tempat keluar masuknya udara dari luar dan dalam tubuh arachnida.

Keluar masuknya udara pada arachnida dipengaruhi oleh gerakan otot seperti halnya yang terjadi pada proses inspirasi dan ekspirasi hewan mamalia yang menggunakan paru-paru karena sistem pernapasan dengan menggunakan paru-paru buku dan juga insang buku prosesnya akan sama dengan proses pernapasan pada mamalia karena memang baik paru-paru buku dan insang buku memiliki fungsi yang identik dengan paru-paru.

9. Pernapasan pada Crustacea

Alat: Insang

- Pada umumnya, insang yang terdapat pada crustacea ini terletak pada kamar-kamar insang yang terletak diantara branchiostegit atau yang biasa disebut sebagai pelindung insang dan juga dinding badan.

- Pada insang yang terdapat pada hewan crustacea, biasanya juga terdapat suatu pembuluh darah dengan membran yang tipis. Nah, pembuluh darah dengan membran yang tipis ini akan sangat bermanfaat untuk pertikaran gas secara difusi, dimana proses pemasukan oksigen dari udara luar ke darah dan juga pengeluaran karbondioksida dari darah ke udara luar dapat berjalan secara cepat dan juga efisien.

Tumbuhan

1. Stomata

Alat pernapasan tumbuhan yang paling krusial adalah stomata.Stomata merupakan bagian dari tumbuhan yang memiliki fungsi utama sebagai tempat pertukaran gas oksigen menjadi karbondioksida yang menjadi awal dari proses pernapasan pada tumbuhan. Stomata atau mulut daun ini memiliki sebuah celah yang dijaga oleh 2 buah sel penjaga. Sel penjaga ini memiliki fungsi untuk mengatur buka tutupnya sebuah stomata pada suatu tumbuhan.

Stomata pada tumbuhan ini biasanya akan membuka ketika mendapat cahaya matahari yang cukup dan akan menutup sendiri pada saat tidak ada cahaya matahari yang masuk. Sel penjaga dapat membuka dan menutup suatu stomata karena memiliki kandungan ion kalium dan air di dalamnya dan akan berfungsi sesuai mekanisme berikut.

·         Stomata Membuka: Sewaktu sel penjaga memiliki kandungan ion kalium yang cukup, maka air dari sel tetangga akan masuk ke sel penjaga secara osmosis sehingga sel penjaga yang berhadapan dengan stomata akan tertarik ke belakang dan stomata menjadi terbuka.

·         Stomata Menutup: Ketika ion kalium pada sel penjaga keluar, maka air yang berada pada sel penjaga akan berpindah menuju ke sel tetangga secara osmosis pula sehingga sel tetangga menjadi mengembang dan mendorong sel penjaga menuju celah stomata dan menutup stomata.

2. Lentisel

Alat pernapasan pada tumbuhan yang kedua adalah lentisel. Lentisel ini biasanya terdapat di tumbuhan bertipe dikotil, monokotil, maupun tumbuhan berbiji terbuka. Lentisel merupakan suatu lubang-lubang di batang akibat pengelupasan dari kambium gabus, parenkim gabus, dan lapisan gabus yang terbentuk untuk menggantikan epidermis dan berfungsi untuk melindungi batang.

Nah, biasanya lapisan gabus yang terbentuk melalui kambium gabus ini sangat rapat sehingga dapat memutus pasokan udara luar yang sangat penting untuk kebutuhan pernapasan bagian-bagian tumbuhan lainnya. Adanya lentisel ini berfungsi sebagai penyedia jalan bagi udara luar untuk melewati rapatnya lapisan gabus sehingga bagian-bagian tumbuhan yang lainnya mendapatkan pasokan udara yang cukup.

3. Rambut Akar

Alat pernapasan lainnya pada tumbuhan selain stomata dan lentisel adalah rambut akar. Memang benar bahwa rambut akar ini memiliki fungsi utama untuk menghisap air maupun zat hara dari dalam tanah dan menyalurkannnya kepada bagian tumbuhan yang lain, namun ternyata rambut akar ini juga sangat bermanfaat untuk alat pernapasan tumbuhan. Rambut akar ini dapat mengambil oksigen yang terdapat pada pori-pori tanah.

4. Alat-alat pernapasan khusus

·         Akar Gantung – Akar gantung merupakan bagian-bagian akar yang tumbuh dari batang dan kemudian menjulur ke arah tanah. Nah, akar ini menjulur ke arah tanah bukan tanpa alasan karena akar ini ketika menjulur ke arah tanah akan menyerap uap air dan gas dari udara. Contoh tumbuhan yang memiliki akar gantung adalah pohon beringin dan anggrek.

·         Akar Napas – Berbeda dengan akar gantung, akar napas ini merupakan jenis-jenis akar tumbuhan yang muncul ke permukaan tanah sehingga akar napas ini dapat mengeluarkan karbondioksida dan memperoleh oksigen. Tanama bakai yang biasa hidup di daerah laut merupakan contoh tumbuhan yang memiliki akar napas.

·         Rongga Udara – Selain akar, ada juga tumbuhan yang memanfaatkan batangnya untuk memperoleh pasokan oksigen. Tumbuhan ini biasanya memiliki batang yang memiliki rongga-rongga udara sehingga udara atau oksigen dapat digunakan melakukan proses respirasi. Contoh tumbuhan yang memiliki batang berongga adalah tumbuhan enceng gondok dan juga kangkung.

Proses Pernapasan

·         Penangkapan oksigen hasil fotosintesis tumbuhan dari udara.

·         Proses transport gas-gas dalam tumbuhan secara keseluruhan yang berlangsung secara difusi.

·         Oksigen masuk ke dalam setiap sel tumbuhan secara difusi melalui rongga antarsel, sitoplasma, dan membran sel.

·         Oksigen ini kemudian digunakan dalam proses pernapasan dengan melewati beberapa siklus, antara lain glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transport elektron.

·         CO2 yang dihasilkan akan berdifusi ke luar sel dan masuk ke dalam ruang antarsel untuk mengikuti proses fotosintesis tumbuhan.

Pernapasan Aerob

Proses pernapasan aerob ini merupakan proses pernapasan yang membutuhkan peran oksigen dalam proses pemecahan glukosa menjadi energi dan juga karbondioksida dimana reaksinya dapat dituliskan secara sederhana seperti berikut ini.

C₆H₁₂O6 + 6O₂ ->> 6H₂O + 6CO₂ + 36ATP

Nah, dalam proses pemecahan glukosa menjadi energi dan karbondioksida dengan bantuan oksigen dalam proses pernapasan aerob ini tidak sesimpel seperti reaksi yang ditulis diatas karena proses ini melibatkan beberapa proses, yaitu:

·         Glikolisis

Seperti namanya, glikolisis merupakan suatu proses menguraikan gula atau glukosa. Pada fase glikolisis ini terjadi prombakan glukosa menjadi asam piruvat dalam sitosol. Asam piruvat ini nantinya akan diproses kembali dalam suatu fase yang dinamakan dekarboksilasi oksidatif. Pada fase glikolisis ini, akan juga dihasilkan 2 molekul ATP yang berperan sebagai energi, dan 2 molekul NADH yang akan digunakan dalam proses transport elektron.

·         Dekarboksilasi Oksidatif

Dalam fase dekarboksilasi oksidatif ini, asam piruvat yang dihasilkan pada tatap glikolisis akan diubah menjadi asetil KoA dengan melepaskan CO2 di dalam sitosol. Astil KoA yang dihasilkan ini akan diproses kembali pada siklus asam sitrat. Selain Asetil KoA, akan dihasilkan pula NADH yang digunakan dalam transport elektron.

·         Siklus Krebs

Siklus krebs merupakan sebuah fase dimana asam piruvat dibongkar secara aerob menjadi H2O dan juga CO2 yang terjadi di dalam matriks mitokondria. Dalam siklus ini, terjadi pula pengolahan Asetil KoA dengan asam sitrat yang telah terbentuk di fase sebelumnya. Hasil akhir dari fase ini adalah 1 molekul ATP, 1 molekul FADH, dan 3 molekul NADH yang akan digunakan pada fase selanjutnya, yaitu fase transport elektron.

·         Transport Elektron

Transport elektron merupakan sebuah fase pada pernapasan aerob tumbuhan yang terjadi di membran dalam mitokondria. Dalam fase ini, serangkaian elektron akan ditransfer dalam suatu reaksi redoks dan dibantu oleh enzim sitokrom, piridoksin, dan flavoprotein. Siklus transport protein ini nantinya akan menghasilkan H2O atau uap air yang merupakan hasil sampingan dari sistem pernapasan tumbuhan selain CO2 atau karbondioksida yang sangat dibutuhkan tumbuhan untuk melakukan proses fotosintesis. Selain itu, pada proses transport elektron ini akan terbentuk pula 34 ATP sehingga jika ditotal, proses aerob ini akan menghasilkan 36 molekul energi.

Pernapasan Anaerob

Berbeda dengan proses pernapasan aerob yang pada proses pemecahan glukosa menjadi energi dan karbohidratnya membutuhkan oksigen, pada proses pernapasan anaerob, tumbuhan tidak memerlukan peran oksigen dalam proses memecah glukosa menjadi energi dan karbondioksida. Reaksi anaerob secara sederhana dapat ditulis sebagai berikut ini.

C₆H₁₂O₆ ->> 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 2ATP

Nah, dari reaksi sederhana diatas, maka dapat terlihat bahwa proses pernapasan anaerobik ini tidak membutuhkan pasokan oksigen untuk memecah glukosa. Hasil akhir dari proses pernapasan anaerob ini memiliki hasil akhir karbondioksida, alkohol, dan juga energi.

Perbedaan mencolok lainnya dengan proses pernapasan aerob adalah pada proses anaerob ini jumlah energi yang dihasilkan jauh lebih sedikit jika dibandingkan dengan proses pernapasan aerob. Hal ini ternyata memang membuktikan betapa pentingnya peran sebuah oksigen dalam pembentukan energi pada suatu tumbuhan.

Jenis Tumbuhan dan Proses Pernapasannya

Setelah anda mengetahui berbagai macam proses pernapasan pada tumbuhan, maka anda pasti penasaran bukan jenis tumbuhan manakah yang memiliki sistem pernapasan aerob dan manakah yang memiliki sistem pernapasan anaerob. Berikut ini akan dijelaskan jenis tumbuhan dan proses pernapasan yang digunakannya.

1.     Tumbuhan Tingkat Tinggi dengan Pernapasan Aerob

Tumbuhan yang memiliki sistem pernapasan aerob merupakan tumbuhan-tumbuhan tingkat tinggi atau yang biasa dikenal dengan tumbuhan hijau. Tumbuhan yang bisa disebut sebagai tumbuhan hijau merupakan tumbuhan yang memiliki zat hijau daun atau yang biasa disebut klorofil. Seperti yang telah dijelaskan pada bagian alat pernapasan pada tumbuhan, para tumbuhan tingkat tinggi ini mengambil oksigennya melalui berbagai bagian dari tubuhnya, seperti misalnya melalui stomata, lentisel, rambut akar, hingga alat pernapasan khusus pada beberapa tumbuhan seperti menggunakan akar gantung, akar napas, dan juga batang-batang berongga.

2.     Tumbuhan Tingkat Rendah dengan Pernapasan Anaerob

Tumbuhan yang memiliki sistem pernapasan anaerob merupakan tumbuhan-tumbuhan tingkat rendah. Nah, berkebalikan dengan tumbuhan tingkat tinggi, tumbuhan tingkat rendah merupakan tumbuhan yang tidak memiliki klorofil sehingga tumbuhan ini tidak dapat melakukan fotosintesis dan cara memperoleh energinya tetntu saja berbeda dengan tumbuhan hijau. Cara memperoleh energi pada tumbuhan tingkat rendah ini biasanya dilakukan dengan menguraikan bahan makanan yang terdapat di sekitar lingkungan hidupnya.

Semoga bermanfaat!