sistem pernapasan (sistem respiratorium) lengkap

SISTEM PERNAPASAN

 (SISTEM RESPIRATORIUM)

A.      LATAR BELAKANG     

Pernapasan adalah pertukaran gas yang dibutuhkan untuk metabolisme dalam tubuh. Hewan memiliki alat-alat pernapasan yang berbeda-beda. Mamalia, Reptilia, dan Amphibia memiliki saluran pernapasan berupa paru-paru. Cacing (Annelida) dan Amphibia memiliki kulit yang berfungsi juga sebagai tempat pertukaran gas. Ikan mengambil oksigen yang berada di lingkungannya (air) dengan menggunakan sistem insang. Sebagian besar Arthropoda, terutama serangga, telah memiliki sistem saluran pernapasan. Meskipun demikian, terdapat kelebihan dan kekurangan pada setiap mekanisme pernapasan yang dimiliki oleh setiap makhluk.

Respirasi eksternal (bernapas) meliputi proses pengambilan O₂ dan pengeluaran CO₂ serta uap air. Pernapasan merupakan pertukaran gas antara organism dan lingkungannya. Pernapasan internal (pernapasan selurel) terjadi didalam sel. Secara garis besar, pernapasan merupakan pemecahan glukosa dengan bantuan enzim-enzim untuk menghasilkan energi. Kelompok hewan darat yang termasuk Artropoda, misalnya serangga system pernapasan berupa system pembuluh trakea. Trakea merupakan pembuluh udara yang bercabang-cabang menjadi pembuluh-pembuluh udara yang halus ke seluruh bagian tubuh. System trakea tidak mengandalkan para peredaran mentranspor oksigen dari pertukaran gas di permukaan tubuh sel-sel tubuh, sehingga oksigen tidak diedarkan melalui darah. Pada sepanjang kedua sisi tubuh serangga terdapat lubang-lubang kecil disebut stigma, yang merupakan muara pembuluh-pembuluh trakea yang selalu terbuka. Jadi, udara keluar masuk melalui stigma sebagai lubang pernapasan.

Sebagai suatu medium respirasi, udara mempunyai banyak keuntungan, salah satunya tentu saja kandungan oksigen yang tinggi. Selain itu, karena O₂ dan CO₂ berdifusi jauh lebih cepat di udara dibandingkan dengan di dalam air, maka permukaan respirasi yang terpapar ke udara tidak harus di respirasi secara menyeluruh seperti insang. Sementara permukaan respirasi mengeluarkan oksigen dari udara dan mengeluarkan karbon dioksida , difusi dengan cepat membawa lebih banyak oksigen ke permukaan respirasi dan membuang karbondioksida. Ketika hewan darat melakukan ventilasi, maka lebih sedikit energi yang dipakai karena udara jauh lebih mudah di gerakkan dibandingkan dengan air. Akan tetapi sebuah permasalahan yang mengalahkan keuntungan udara sebagai medium respirasi. Permukaan respirasi yang harus lebih besar dan lembab secara terus menerus akan kehilangan air ke udara melalui penguapan. Permasalahan itu diatasi dengan cara membuat permukann respirasi melipat ke dalam tubuh. (Campbell, 2005).

Serangga mempunyai alat pernapasan khusus berupa sistem trakea, yang terbuat dari pipa yang bercabang di seluruh tubuh, merupakan salah satu variasi dari permukaan respirasi internal yang melipat-lipat dan pipa yang terbesar itulah yang disebut trakea. Bagi seekor serangga kecil, proses difusi saja dapat membawa cukup O₂ dari udara ke sistem trakea dan membuang cukup CO₂ untuk mendukung sistem respirasi seluler. Serangga yang lebih besar dengan kebutuhan energi yang lebih tinggi memventilasi sistem trakeanya dengan pergerakan tubuh berirama (ritmik) yang memampatkan dan mengembungkan pipa udara seperti alat penghembus.  (Campbell, 2005).

Laju metabolisme adalah jumlah total energi yang diproduksi dan dipakai oleh tubuh per satuan waktu (Seeley, 2003). Laju metabolisme berkaitan erat dengan respirasi karena respirasi merupakan proses ekstraksi energi dari molekul makanan yang bergantung pada adanya oksigen. Secara sederhana, reaksi kimia yang terjadi dalam respirasi dapat dituliskan sebagai berikut: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6 CO₂ + 6H₂O +ATP.  (Tobin, 2005).

Laju metabolisme biasanya diperkirakan dengan mengukur banyaknya oksigen yang dikonsumsi makhluk hidup per satuan waktu. Hal ini memungkinkan karena oksidasi dari bahan makanan memerlukan oksigen (dalam jumlah yang diketahui) untuk menghasilkan energi yang dapat diketahui jumlahnya. Akan tetapi, laju metabolisme biasanya cukup diekspresikan dalam bentuk laju konsumsi oksigen. Beberapa faktor yang mempengaruhi laju konsumsi oksigen antara lain temperatur, spesies hwan, ukuran badan dan aktivitas (Tobin, 2005).

Oksigen yang diperoleh hewan dari lingkungannya digunakan dalam proses fosforilasi oksidatif untuk menghasilkan ATP.Sebenarnya, hewan dapat menghasilkan ATP tanpa oksigen.Proses semacam itu disebut respirasi anaerob. Akan tetapi, proses tersebut tidak dapat menghasilkan ATP dalam jumlah banyak. Respirasi yang dapat menghasilkan ATP dalam jumlah banyak ialah respirasi aerob.

Dalam proses anaerob, sebuah molekul glukosa hanya menghasilkan dua molekul ATP, sementara dalam proses aerob, molekul yang sama akan menghasilkan 36 atau 38 molekul ATP.Oleh karena itu, hampir semua hewan sangat sangat bergantung pada proses respirasi(pembentukan ATP) secara aerob.Respirasi sel (internal) akan menghasilkan zat sisa berupa CO2 dan air,yang harus segera dikeluarkan dari sel. (Isnaeni, 2006).

B.       PENGERTIAN SISTEM PERNAPASAN

 Pernapasan (respirasi) adalah peristiwa menghirup udara dari luar yang mengandung O2 (oksigen) ke dalam tubuh serta menghembuskan udara yang banyak mengandung CO2 (karbondioksida) sebagai sisa dari oksidasi keluar tubuh. Penghisapan ini disebut inspirasi dan menghembuskan disebut ekspirasi (Syaifuddin, 1996).

Sistem pernapasan terdiri atas paru-paru dan sistem saluran yang menghubungkan jaringan paru dengan lingkungan luar paru yang berfungsi untuk menyediakan oksigen untuk darah dan membuang karbondioksida.

Pernapasan pada makhluk hidup mempunyai dua arti, yaitu:

1)                  Pertama: pengambilan udara pernapasan terutama O2 dan pengeluaran gas CO2 dan uap air sebagai waster product dari proses pernapasan. Disebut external respiration.

2)                  Kedua: peredaran O2 ke seluruh tubuh jaringan-jaringan tubuh melalui kapilerkapiler yang terdapat didalamnya sehingga O2 dapat mengadakan oksidasi terhadap substansi (terutama lemak dan karbohidrat) yang terdapat dalam jaringan itu sehingga diperoleh energi dan panas badan (suhu tubuh) serta waster product CO2 dan H2O yang dalam bentuk H2CO3 diangkut oleh darah ke paru-paru untuk dikeluarkan. Pengertian yang kedua ini disebut internal respiration atau cellular respiration.

Ringkasannya reaksi kasar (bruto reaksi) dari cellular respiration itu sebagai berikut:

C6H12O6                     6CO2 + 6H2O + energi

Jelas bahwa O2 sangat dibutuhkan oleh setiap organisme terutama untuk menyelenggarakan oksidasi terhadap substansi yang terdapat dalam sel yang mengandung energi potential yaitu lemak dan karbohidrat.

Sistem pernapasan secara umum terbagi atas :

1.    Bagian Konduksi

Bagian konduksi terdiri atas rongga hidung, nasofaring, laring, trakea, bronkus, dan bronkiolus. Bagian ini berfungsi untuk menyediakan saluran udara untuk mengalir dan dari paru-paru untuk membersihkan, membasahi, dan menghangatkan udara yang diinspirasi.

2.    Bagian Respirasi

       Bagian ini terdiri dari alveoli, dan struktur yang berhubungan. Pertukaran gas antara udara dan darah terjadi dalam alveoli. Selain struktur diatas terdapat pula struktur yang lain, seperti bulu-bulu pada pintu masuk yang penting untuk menyaring partikel-partikel yang masuk. Sistem pernafasan memiliki sistem pertahanan tersendiri dalam melawan setiap bahan yang masuk yang dapat merusak (Alsagaff, 2002).

Cara memperoleh O2 dari berbagai organisme (hewan) tidak sama, misalnya:

1.    Pada Protozoa: O2 diperoleh melalui proses difusi (osmose), melalui pemeriksaan sel membran. Pada Coelenterata (Hydra) dan Vermes belum terdapat alat khusus untuk memperoleh O2, jadi jelas hanya melalui permukaan dari tubuhnya

2.    Pada Cacing tanah mengambil dan juga menggunakan permukaan tubuhnya

3.    Pada Insecta: O2 diperoleh melalui trachea. Untuk menarik O2 dari udara pernapasan didalam darah terdapat pigmen-pigmen khusus yaitu:

-      Haemoglobin (berwarna merah) terdapat dalam erythrocytes dari semua golongan vertebrata dan terdapat dalam plasma darah pada cacing tanah.

-      Haemocyanine (berwarna kebiru-biruan) terdapat pada plasma darah binatang lunak (molusca) dan crustaceae.

Alat Pernapasan Pada Vertebrata:

a)                   Pada Chordata dan vertebrata semua alat pernapasan berkembang dari farink.

b)                  Pada Chordata rendah dan ikan alat pernapasannya berupa insang yang tumbuh dari farinks

c)                   Pada Dipnoi dengan insang dan paru-paru

d)                  Pada Amphibia: larvanya menggunakan eksternal gills. Dewasanya mengunakan paru-paru dan permukaan kulitnya.

e)                   Pada Amniota (reptil, aves, caudalis) menggunakan paru-paru.

C.      DEFINISI PERNAPASAN (RESPIRASI)

Bernafas merupakan salah satu ciri dan aktivitas makhluk hidup. Istilah pernafasan sering disama artikan dengan istilah respirasi, walau kedua istilah tersebut berbeda secara harfiah. Bernafas berarti memasukkan udara dari lingkungan luar ke dalam tubuh dan mengeluarkan sisa pernafasan dari dalam ke luar tubuh. Respirasi merupakan proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik dari makanan yang digunakan untuk menghasilkan energy (Anonim, 2009).

Pada hewan-hewan tingkat tinggi terdapat organ yang diperlukan dalam proses pernafasan seperti paru-paru, insang dan trakea sedangkan pada hewan-hewan tingkat rendah proses pertukaran oksigen dan karbondioksida dilakukan melalui proses difusi pada permukaan sel-sel tubuh (Anonim,2009).

Bernafas artinya melakukan pertukaran gas, yaitu mengambil oksigen (O₂) ke dalam paru-paru yang disebut proses inspirasi dan mengeluarkan karbondioksida (CO₂) serta uap air (H₂O) yang disebut proses ekspirasi. Sedangkan respirasi adalah seluruh proses sejak pengambilan O₂ untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO₂, H₂O dan energi. Pertukaran gas O₂ dan gas CO₂ berlangsung melalui proses difusi. Alat-alat pernafasan dapat berupa paru-paru, insang, trakea maupun bentuk lain yang dapat melangsungkan pertukaran gas O₂ dan gas CO₂.

Pernapasan adalah pertukaran gas yang dibutuhkan untuk metabolisme dalam tubuh. Hewan memiliki alat-alat pernapasan yang berbeda-beda. Mamalia, Reptilia, dan Amphibia memiliki saluran pernapasan berupa paruparu. Cacing (Annelida) dan Amphibia memiliki kulit yang berfungsi juga sebagai tempat pertukaran gas. Ikan mengambil oksigen yang berada di lingkungannya (air) dengan menggunakan sistem insang. Sebagian besar Arthropoda, terutama serangga.

Serangga adalah kelompok Arthropoda yang paling banyak jenisnya. Meskipun serangga memiliki sistem peredaran darah terbuka, namun sistem pernapasan serangga langsung mencapai jaringannya lewat saluran yang disebut sistem trakea. Sistem trakea memiliki saluran-saluran tempat pertukaran udara yang bermuara di stigma atau spirakel, yaitu berupa lubang kecil yang berada di kedua tepi setiap ruas tubuh serangga.

Alat respirasi adalah alat atau bagian tubuh tempat 02 dapat berdifusi masuk dan sebaliknya C02 dapat berdifusi keluar.  Alat respirasi pada hewan bervariasi antara hewan yang satu dengan hewan yang lain, ada yang berupa paru-paru, insang, kulit, trakea, dan paruparu buku, bahkan ada beberapa organisme yang belum mempunyai alat khusus sehingga oksigen berdifusi langsung dari lingkungan ke dalam tubuh, contohnya pada hewan bersel satu, porifera, dan coelenterata. Pada ketiga hewan ini oksigen berdifusi dari lingkungan melalui rongga tubuh.

D.       SALURAN PERNAPASAN

Anatomi dari organon respiratorium

Anatomi rongga hidung:

Udara pernapasan dari hewan-hewan darat yang tergolong amniota (reptil, aves, caudalis) masuk melalui nares – cavum nasicavum oris. Pada cavum oris terdapat farinks. Farinks merupakan saluran (ruang) pendek dibelakang cavum oris tempat persilangan jalan makanan dengan udara untuk bernapas.

Disebelah dorsal dari farinks ada 2 ostia (lubang) yang berhubungan melalui saluran (tubae Eustachii) dengan rongga telinga tengah (cavum tymphani) sehingga memelihara keseimbangan tekanan udara pada membrana tymphani.

Untuk hewan-hewan yang bernapas dengan insang makanan dan udara pernapasan sama-sama diserap melalui mulut O2 yang larut dalam air ditangkap oleh kapiler-kapiler dari insang pada waktu air dikeluarkan lewat insang dan makanan-makanan dialirkan ke esofagus.       

Pada hewan darat yang bernapas dengan paru-paru udara dan makanan harus bersimpangan jalan di tengah farinks. Jadi makanan di rongga mulut yang terletak                     di bawah harus disalurkan ke esofagus yang terletak dorsal, sedang udara dari rongga hidung yang terletak diatas harus trakhea diundurkan ke melalui larinks yang terletak ventral.

Lubang yang menghubungkan farinks dengan larinks disebut glottis. Untuk mengatur agar tidak masuk ke dalam larinks terdapat epiglottis. Pada waktu menelan makanan epiglottis menutup. Larinks pada caudalis merupakan organon vocalia letaknya pada pangkal dari trakhea terdiri dari 4 tulang rawan yaitu:

-    cartilago epiglottis

-    cartilago thireoidea

-    cartilago arythenoidea

-    cartilago criciidea

Pada cartilago arythenoidea ada membrane vocalis yang merupakan sumber getaran bunyi.

Trakhea mempunyai anulus trachealis merupakan cincin yang tidak penuh lingkarannya, bagian dorsal yang berdekatan dengan esofagus terbuka.

Esofagus tidak terjepit waktu menelan, dengan demikian trakhea bisa melebar oleh tekanan udara yang diisap.

Trakhea pada ujung distal mengalami bifecartio (percabangan menggarpu) menjadi dua bronchi (pada bronchi ini masih terdapat gelang-gelang tulang rawan).

Bronchi ini masuk di dalam gelembung paru-paru dengan mempunyai banyak cabang-cabang halus yang disebut bronchiole. Pada caudalis bronchial berakhir pada gelembung-gelembung alveoli. Gelembung-gelembung ini dindingnya dipenuhi anyaman-anyaman kapiler dengan demikian maka mudah terjadi pertukaran gas O2 secara difusi osmose diikat oleh haemoglobin dalam kapiler-kapiler alveoli CO2 dari darah dibebaskan ke dalam alveoli contrale dikeluarkan dari tubuh.

Adanya bronchiole dan alveoli merupakan gejala perluasan dari paru-paru sesuai dengan prinsip yaitu: makin banyak pemakaian O2 makin luas permukaan kapiler yang berhubungan dengan udara. Karena banyaknya pemakaian O2 sejalan dengan kegiatan pertukaran zat dan sejalan pula dengan tempat evolusi besar maka ada pertumbuhan evolusi dari paru-paru pada berbagai tingkatan hewan.

Pada amphibia: glottis berupa lubang yang disebut auditus laryngeus yang dengan saluran pendek langsung berhubungan dengan gelembung paru-paru. Perluasan paru-paru belum sempurna, baru merupakan sekat-sekat yang tumbuh ke dalam dari dinding paru-paru.

Pada reptilia (salamander): perluasan paru-paru sudah lebih maju, karena sekat-sekat primer bercabang-cabang lagi sehingga menambah luasnya bidang kapiler pernapasan. Pada reptilia dan aves letak glottis terdapat pada pangkal lidah. Dengan demikian dapat dijulurkan keluar. Sehingga waktu menelan mangsanya (ular) dia masih bisa bernapas dengan baik.

Pada aves: pada pangkal trakhea tidak terdapat larinks. Organon vocalisnya terletak pada bifucalis trachealis yang disebut sirinks. Bronchi yang masuk ke dalam paru-paru disebut mesobronchii. Mesobronchii mempunyai percabangan yang disebut parabronchii. Dinding parabronchii beranyam dengan kapiler-kapiler darah. Sehingga tidak perlu terbentuk alveoli. Disamping pulmo pada burung diperlengkapi dengan saccus pneumaticus (gelembung-gelembung udara jumlahnya 5 pasang). Pada ular yang tumbuh hanya pulmo kanan. Pulmonya panjang, akan tetapi daerah pernapasannya hanya dibagian depan. Gelembung yang dibelakang berfungsi sebagai penampung hawa cadangan.

Secara fungsional, saluran pernapasan dapat dibagi dalam bagian penghantar (conducting portion), yang terdiri dari rongga-rongga dan pipa-pipa yang membawa udara dari luar tubuh ke semua bagian paru-paru dan suatu bagian pernapasan (respiratory portion) yang terdiri dari bagian-bagian di dalam paru-paru akan terjadi pertukaran gas antara udara dan darah. Secara antomis, jalan lalu-lintasnya terdiri dari bangunan di luar paru-paru (hidung, nasofarinks, laring, trakhea dan bronki utama) dan di dalam paru-paru (bronki kecil, bronkioli, bronkioli terminal). Setiap bronkiolus terminal berakhir dalam beberapa bronkiolus pernapasan yang menjadi tanda tempat masuk ke dalam bagian pernapasan dari paru-paru. Tiap bronkiolus pernapasan bercabang menjadi suatu sistem saluran-saluran alveoler dan alveolus-alveolus akan terjadi pertukaran gas.

Secara embriologi, primordium saluran pernapasan lahir sebagai tunas kecil dari dinding ventral usus depan. Tunas ini menumbuhkan suatu pipa, trakhea yang segera kehilangan semua hubungan dengan usus depan kecuali pada lubang larings. Kemudian trakeanya mulai bercabang dan pada saat kelahiran bayi, tujuh belas subbagian dari pipa semula telah terbentuk, disaat terjadi pembentukan bronki, bronkiolus dan bronkiolus terminal. Dengan mulainya pernapasan pada saat kelahiran, ujung-ujung dari bronkiolus terminal itu (jalan lalu-lintas terkecil dalam sistem penghantar) berkembang menjadi saluran alveoler dan alveolusalveolus dan enam pasang cabang lagi ditambahkan.

Untuk tujuan penyajian, saluran pernapasan ada dua yaitu: saluran bagian atas, meliputi jalan lalu-lintas di atas larings dan suatu bagian bawah, mulai dengan turunan pertama dari tunas embrional dari dinding usus depan, trakhea. Masalah konstruksi dinding pada dua bagian dari sistem pernapasan ini dipecahkan dalam berbagai cara. Karena udaranya digerakkan melalui jalan lalu-lintas ini dengan tekanan negatif, maka jalan udara itu harus bertahan terhadap kollaps untuk dapat berfungsi. Tanpa penguatan dengan tulang, sejumlah besar tulang rawan, serta jaringan berserat padat dari bagaian atas, jalan pernapasan ini akan ambruk. Dalam pipa yang merupakan bagian bawah jalan pernapasan ini, cincin-cincin dan plat-plat tulang rawan berangsur-angsur berganti dengan lapisan-lapisan otot dan serat-serat elastik yang teranyam sekeliling jalan udara. Pernapasan, merentangkan paru-paru dan memelihara jalan udara yang lemah ini tetap terbuka. Penguatan dindingnya kemudian tidak lagi diperlukan. Alih-alih itu, harus diadakan persiapan untuk memungkinkan elastisitas yang lebih besar dan kemampuan untuk menyesuaikan diameter maupun panjang dengan perubahan-perubahan dalam besarnya paruparu. Ototnya juga ikut serta berperan dalam penyesuaian volume jalan udara atau ruang mati pernapasan (respiratory dead space). Tekanan ototnya dikendalikan oleh sistem syaraf parasimpatik dan perubahan-perubahan dalam tekanan selama batuk dan udara dingin, bekerja sebagai alat protektif untuk jalan lintas paru-paru.

Lepas dari fungsi pernapasannya (yang meliputi pertukaran gas antara cairan jaringan, plasma dan ruang-ruang udara dalam paru-paru), udara dalam sistem pernapasan harus dibasahi, disaring dan dipanasi untuk memungkinkan berfungsinya bagian-bagian komponennya dengan baik. Lendir yang disuplai oleh sel-sel piala dalam epitel torak berlapis semu dan oleh kelenjar-kelenjar submukosa, bekerja untuk menangkap partikel-pertikel debu dan bakteri dan juga mensuplai enzim yang memusnahkan bakteri-bakteri tertentu. Sekresi yang sama bekerja untuk membasahi udara dan juga melarutkan molekul-molekul tertentu, yang diamatis sebagai bau, dengan bantuan organ pencium (olfactory organ) dalam jalan lintasan hidung. Pukulan-pukulan silia yang terkoordinasi pada permukaan sel menggerakkan sekresinya dari jalan lintas hidung melalui nasofarings ke orofarings, sedangkan aktivitas serupa dari sel-sel bersilia yang terdapat dalam bronkiolus, bronki dan trakhea mendorong lendirnya ke glottis. Dari tempat ini, sekresinya dibatukkan keluar atau mengalir ke dalam esofagus. Suatu suplai pembuluh-pembuluh darah vena yang melimpah dalam jaringan submukosa jalan hidung memanaskan udaranya.

Beberapa dari fungsi-fungsi tersebut dipermudah oleh luas permukaan yang melimpah dalam tiap jalan hidung yang terdapat pada

1).   Empat sinus tambahan (frontal, etmodial, sfenoidal dan maksiler);

2).   Adanya tiga konka yang mengandung tulang-tulang yang terpilin berbelit-belit bentuk kerucut terbalik.

Sel-sel fagosit tertentu yang disebut sel-sel debu (dust cells) terletak dalam jaringan paru-paru. Berfungsi membuang dan menimbun partikel-partikel asing yang memasuki paru-paru. Organ pembau berfungsi untuk memperingatkan organismenya tentang adanya zat-zat beracun dalam udara. Epitel pernapasan yang terspesialisasi dari alveolus paru-paru, secara mengherankan ternyata sangat sesuai untuk fungsinya berupa pertukaran gas. Tubula-tubula penghantar terbuat sedemikian rupa sehingga jalan lalu-lintas terbuka untuk gas, tetap terpelihara di bawah fluktuasi besar yang ditimbulkan oleh ventilasi. Tubula-tubula ini lambat laun berubah dalam strukturnya dari pipa kaku berdinding tebal menjadi pipa-pipa yang makin tipis dan makin lunak dan perubahan serupa terjadi dalam pembuluh darahnya.

Bagian Atas Saluran Pernapasan

Jalan Lalu Lintas Hidung

Hidung terdiri dari dua jalan lalu lintas yang terpisah oleh sekat hidung (nasal septum) yang mengandung tulang rawan. Tiap jalan lalu lintas dimulai dari lubang hidung luar (external nares) sebagai suatu infleksi (pembengkokan) epitel berlapis gepeng yang berkeratin dari sayap (alae) hidung. Bagian yang terinfleksi membentuik vestibule (serambi muka) yang tertutup oleh banyak rambut (vibrissae). Di daerah ini juga terdapat kelenjar sebakeosa dan sejumlah besar kelenjar keringat. Papilla-papilla jaringan penyambung adalah dalam dan dapat dilihat kelenjar serosa dan mukosa campuran yang terpencar. Di daerah posterior dari vestibule, epitelnya menjadi non keratin atau hanya membentuk bintik-bintik kecil epitel keratin yang tidak berambut. Yang terakhir ini menunjukkan awal dari bagian jalan hidung yang disebut bagian pernapasan, yang pada gilirannya berakhir dalam suatu lobang kecil yang disebut koana (choana) yang menuju ke nasofarings.

Bagian pernapasan dari tiap jalan hidung meliputi sinus-sinus organ pencium, ketiga konka. Termasuk meatus-meatus dan permukaan atas dari langit-langit keras. Pada umumnya, epitel daerah ini torak berlapis semu dan bersilia dan biasanya menampakkan empat atau lima baris nukleus dan mengandung sel-sel piala. Lamina propria yang ada di bawahnya, yang tersusun dari serat-serat elastis dan kolagen, menempel pada periosteum atau perikondrium tetangganya. Suatu membran dasar yangmengandung serat elastis, terdapat secara tak teratur.

Sinus-sinus tersebut terletak dalam tualang-tulang tertentu dari kepala dan biasanya terlihat pada irisan yang telah didekalsifikasi (dibuang kapurnya) pada kepala embrio. Epitelnya torak berlapis semu, bersilia dan hampir separuh tebal dari bagian-bagian lain saluran pernapasan. Selaput sinus menampakkan dua atau tiga deretan nukleus dan beberapa sel piala (goblet). Membran dasarnya tipis dan jarang terlihat. Lamina proprianya juga tipis terutama dari kolagen dan menempel erat pada periosteum. Mempunyai sedikit kelenjar tetapi sering mendapat suplai agregasi limfoid dan lain-lain bentuk leokositis.

Konka atas, tengah dan bawah biasanya tampak pada irisan-irisan frontal melalui kepala janin manusia sebagai penonjolan-penonjolan yang tergulung dan membengkok ke belakang yang tumbuh dari dinding berhadapan dengan septa (paraseptal). Pada binatang, seperti Babi, hanya bagian-bagian konka yang tampak karena kepalanya memanjang menjadi moncong. Ruang sebelah bawah konka adalah berturut-turut meatus atas, tengah dan bawah.

Konka tengah dan bawah mempunyai epitel torak berlapis semu dari jenis tebal biasa, yang mengandung banyak sel piala. Membran dasar ini tebal dan segera dapat diperlihatkan. Lamina proprianya menunjukkan alveolus-alveolu. serosa maupun mukosa, serta sejumlah besar jalan vena yang menyolok. Jalan-jalan vena ini dapat tersumbat dengan darah dan dindingnya menunjukkan pita-pita otot polos yang berbentuk lingkaran atau membujur. Tiap meatus mempunyai epitel tipis yang mengandung beberapa sel piala, yang terletak pada membran dasar yang tipis. Konka atas, bagian atap jalan hidung dan dari organ pencium (olfactory). Epitel ogan itu tebal dan karena tonjola-tonjolan syarafnya hampir tidak mungkin ditelusuri dalam preparat hematoksilin dan eosin, maka penampilannnya serupa dengan epitel-epitel berlapis torak. Sel-sel permukaannya mengandung butiran-butiran pigmen jika diawetkan secara baik dan silia-silia yang ada tertutup oleh sekresi yang membeku (coagulated secretion), yang memberi kesan seakan-akan jaringannya tertutup dengan suatu kutikula (cuticle).

Nasofarings

Pada bagian-bagian nasofarings yang tidak mempunyai kontak dengan permukaan lainnya, epitelnya berupa berlapis torak semu, bersilia dan lamina proprianya mengandung kelenjar-kelenjar campuran atau seromukosa. Pada zonazona peralihan tertentu, mungkin terdapat epiltel berlapis torak tetapi tidak mudah dibedakan dari jenis berlapis semu. Pada bagian atas dan belakang dari nasofarings terdapat banyak agregasi (kumpulan) sel-sel limfoid yang mungkin merupakan perluasan dari tonsila-tonsila farings atau adenoid. Agregasi serupa yang membentuk tonsila tuba dijumpai disekeliling tempat masuknya tuba eustachius ke dalam nasofarings. Kira-kira di bawah tempat terdapatnya tonsila, dinding belakang nasofarings tertutup dengan epitel berlapis gepeng tanpa keratinisasi, dengan sejumlah besar papila rendah. Permukaan atas langit-langit lunak dan mempunyai epitel berlapis gepeng tanpa keratinisasi.

Larings

Bagian paling atas dari larings dikenal sebagai epiglottis. Permukaan lingual atau permukaan depan dari epiglottis ini tertutup dengan epitel berlapis gepeng tanpa keratinisasi dan mempunyai banyak kelenjar seromukosa dalam lamina proprianya, khususnya dekat sambungan dengan dasar lidah. Bagian atas permukaan belakang epiglottis tertutup dengan epitel berlapis gepeng tanpa keratinisasi yang berbaur ke dalam zona peralihan dan tampak sebagai epitel torak berlapis silia. Bagian bawah permukaan belakang mempunyai epitel torak berlapis semu yang bersilia, yang menampakkan sel-sel piala dan dekat dasar terlihat tunas-tunas gepeng (taste buds) yang terpencar. Lamina proprianya meliputi beberapa unit mukosa dan serosa. Daerah antara kedua permukaan itu diduduki oleh tulang rawan yang luas sekali dan mengandung beberapa serat elastis tebal, yang disebut tulang rawan elastis. Pada epiglottis beberapa hewan, tulang rawannya dapat mempunyai suatu zona sentral yang terinvasi oleh sel-sel lemak. Akan tetapi tidak terdapat perikondria dalam zona invasi itu.

Epitel dari tali vokal (vocal cord) yang sebenarnya adalah dari jenis berlapis gepeng tanpa keratinisasi dan tidak mempunyai kelenjar lendir dalam lamina proprianya. Disebelah atas dan bawah tali-tali vokal, epitelnya merupakan jenis torak berlapis semu bersilia dengan sel-sel piala dan banyak kelenjar lendir terdapat dalam lamina proprianya. Di daerah ini kadang-kadang dijumpai beberapa petak jenis berlapis gepeng.

Bagian Bawah Saluran

Ahli-ahli morfologi membagi bagian bawah saluran pernapasan berdasarkan pemotongan-pemotongan kasar dan dengan injeksi campuran bertitik cair rendah pada saluran. Dengan demikian terdapat lobus-lobus dan lobulus paru-paru, dengan peredaran darah dan limfatika yang menyertainya, mempunyai berbagai tubula udara. Biasanya, orang tidak menggunakan lebih daripada suatu bagian kecil dari lobulus untuk penelitian. Disamping itu, kecenderungan lama untuk menggunakan diameter tubula sebagai kriteria identifikasi, tidak lagi berlaku daripada halnya pada pengidentifikasian pembuluh darah. Pada histologi rutin, sifat-sifat menonjol untuk diamati pada tubula dan paru-paru adalah:

1.    Susunan epitelnya

2.    Ada atau tidaknya tulang rawan dan keadaannya

3.    Kelenjar-kelenjar dan keadaannya

4.    Keadaan otot-ototnya

5.    Hubungan bagian-bagiannya satu sama lain pada tingkat mikroskopis.

Trakhea

Trakhea terdiri dari 1) mukosa, 2) submukosa dan 3) suatu lapisan tulang rawan dan otot yang bersesuaian dengan muskularis dari saluran pencernaan. Pada sebelah luar perikondrium tulang rawan terdapat suatu lapisan fibrosa atau adventisisa dari jaringan penyambung yang berfusi dengan jaringan dari mediastinum dan lapisan serupa yang membungkus esofagus. Lapisan ini biasanya rusak ketika trakheanya diiris-iris.

1.    Mukosanya terdiri dari a) suatu epitel berlapis torak semu bersilia dengan sejumlah besar sel-sel piala yang dibatasi oleh b) membran dasar yang mencolok, yang merupakan bagian dari c) lamina propria, yang terutama terdiri dari jaringan retikuler atau areoler yang mengandung banyak serat elastis. Dipinggiran luar lamina propria, serat-serat elastis kasar tersusun secara membujur untuk membentuk d) suatu membran atau lamina elastik yang relatif kompak (padat). Lamina ini dikatakan dapat dibandingkan dengan muskularis mukosae dari saluran pencernaan dan lapisan elastis serupa pada bagian atas esofagus. Pada epitel dijumpai petak-petak kecil jenis berlapis gepeng, khususnya pada hewan-hewan tua atau hewan-hewan dengan peradangan kronis.

2.    Submukosa merupakan jaringan areoler, mengandung sel-sel lemak, pembuluh darah dan bagian-bagian sekresi dari kelenjar-kelenjar campuran, dengan beberapa unit memperlihatkan bulan sabit serosa yang mencolok. Pada irisan-irisan membujur, kumpulan-kumpulan padat kelenjar ini terlihat di daerah berbentuk segitiga antara cincin-cincin tulang rawan yang berbatasan.

3.    Pada irisan-irisan melintang, trakhea, tulang rawan tampak sebagai suatu bulan sabit tunggal berbentuk C atau U dengan ujung atau canggahnya yang terbuka                ke arah belakang esofagus. Canggah-canggah itu dapat bercabang sedemikian rupa sehingga lebih dari satu potong tulang rawan dapat terlihat dekat sisi yang terbuka dari bulan sabitnya. Pita serat-serat otot polos yang tersusun melintang tampak antara canggah-canggah itu dan kadang-kadang dapat terlihat tersisip dalam perikondrium, sebelah dalam ataupun sebelah luar bulan sabit. Di daerah luar pita otot dapat diamati ujung-ujung yang terpangkas dari serat-serat otot yang tersusun membujur dan serong dan serat elastis mereka yang bersangkutan. Kelenjar trakhea seringkali menembus lapisan-lapisan otot. Pada irisan membujur, tulang rawan tampak sebagai dua deretan benda-benda bulat telur. Kadang-kadang dua tulang rawan yang berbatasan dapat berfusi atau tersambung oleh suatu batang tulang rawan membujur yang kecil. Di daerah antara tulang rawan itu terdapat pita membujur dari jaringan penyambung padat yang ulet, yang berbaur dengan perikondria dari tulang rawan itu. Pada hewan-hewan tua, beberapa tulang rawan dapat terlihat mengandung serat atau tampak mengapur sebagian.

Bronckus

Bronkus-bronkus ekstra pulmoner (di luar paru-paru) atau bronkus-bronkus primer, secara histologis adalah identik dengan trakhea dalam semua rincian praktis kecuali besarnya. Dalam paru-paru, tulang rawan bronkus itu tersusun dalm suatu rangkaian plat berbentuk bulan sabit yang saling bertumpang tindih, yang sepenuhnya melingkari struktur itu. Pada bagian paru-paru yang lebih dalam, struktur itu segera diganti oleh sekelumpulan tulang rawan yang tidak teratur, dengan tepi-tepi yang kurang lebih bulat dan dapat atau tidak bertumpang tindih jika dilihat pada irisan melintang. Bronkus-bronkus intra pulmoner (didalam paru-paru) berbeda dari trakhea sebagai berikut:

1.    Membran elastis dari lamina propria trakhea diganti dengan suatu lapisan otot polos, yang sepebuhnyamelingkari baik epitel maupun lamina propria yang elastis dan mengandung serat

2.    Kelenjar mukosa dan seromukosa lebih banyak terdapat dan lebih luas penyebarannya di dalam bronkus-bronkus daripada di trakhea dan seringkali meluas menembus otot dan diantara plat-plat tulang rawan yang berbatasan

3.    Tulang rawan tunggal yang berbentuk bulan sabit diganti oleh gelangan konsentris dari bulan sabit yang saling bertumpang tindih.

Ini akhirnya diganti oleh kumpulan tulang rawan kecil tak teratur yang makin mengecil sampai tubula-tubula kehabisan tulang rawan. Dalam bronkusbronkus yang terkecil hanya terlihat kelenjar-kelenjar, sedangkan tulang rawan sepenuhnya tidak terdapat. Bila tubula-tubula itu makin mengecil, pita-pita otot yang mengelilingi lumennya makin menjadi mencolok, dengan disertai struktur lainnya. Tetapi, otot-ototnya tersusun sebagai dua spiral yang berlawanan, yang cenderung membentuk garis aliran yang lebih longgar dengan makin bercabang dan menyempitnya tubula itu. Pada irisan melintang, spiral-spiral yang lebih longgar itu dalam tubula-tubula yang lebih kecil tampak sebagai celah antara pita-pita otot pada tingkat yang sama. Pada saat kematian, kontraksi otot-otot lingkaran yang berpilin itu membuat epitel torak berlapis semu menjadi lipatanlipatan membujur, yang membawa serta lipatan-lipatan dari lamina propria elastis.

Klasifikasi besar, sedang dan kecilnya bronkus pada dasar dari plat-plat tulang rawan berbentuk bulan sabit yang bertumpang tindih secara tertentu, lingkaran plat-plat yang tidak bertumpang tindih atau tiadanya tulang rawan sama sekali ternyata menimbulkan proble yang sama banyaknya dengan yang dipecahkan dan tidak merupakan suatu kriteria yang memuaskan untuk digunakan dalam identifikasi.

Bronkiolus

Bronkiolus tidak mengandung kelenjar atau tulang rawan. Lumennya dilapisi oleh epitel selapis torak bersilia, tidak mempunyai sel-sel piala. Lamina proprianya elastis dan tipis dan dikelilingi oleh pita-pita otot polos yang terpilin longgar dari jenis yang sama dengan yang terdapat dalam bronkus. Adalah menarik sekali untuk mengetahui bahwa terdapat sel-sel bersilia di luar tempat, tidak ditemukan lagi kelenjar-kelenjar. Telah dinyatakan sebagai postulat bahwa ini merupakan perlindungan terhadap akumulasi lendir dalam pernapasan dari paru-paru. Pembagian bronkiolus lebih lanjut dalam barbagai jenis menurut besarnya, tidak dapat dilaksanakan secara histologis dan oleh karena itu dalam tulisan ini tidak dikerjakan lebih lanjut.       

Bagian pertama dari bronkiolus pernapasan, epitelnya dari jenis thorak rendah bersilia atau jenis kubis. Pada sebelah distal, epitelnya menjadi kubis tidak bersilia. Lamina proprianya merupakan suatu lapisan tipis dari serat-serat retikuler, kolagen dan elastis yang difus (berhamburan). Pita-pita ototnya yang berbentuk spiral mencolok sekali, tetapi diantara pita-pita otot yang berbatasan di daerah tiadanya lamina propria, dapat dilihat dinding-dinding tipis yang tersusun dari epitel selapis kubis yang bertumpu pada beberapa serat elastis berpilin. Beberapa penulis memandangnya sebagai epitel pernapasan dan dari penampilan plat-plat pipih inilah terlahir nama bronkiolus pernapasan. Harus diperhatikan bahwa pada beberapa irisan, sel-selnya begitu memanjang sehingga nukleus dalam plat-plat ini tidak terlihat. Disamping itu, alveolus pernapasan dapat tumbuh sebagai kantung-kantung dalam tubula dinding itu. Dekat dengan ujung akhir bronkiolus pernapasan melebar dan menjadi dua atau lebih saluran alveoler.

Saluran Alveoler

Saluran alveoler adalah serupa dengan bronkiolus pernapasan dan bercabang. Dinding salurannya mempunyai banyak lubang ke dalam alveolusalveolus sehingga dinding itu tampak tidak kontinu. Sedikit sekali dari serat-serat otot spiral yang bercabang itu nampak.

Alveolus

Alveolus paru-paru mempunyai epitel pernapasan dan jaringan elastis. Untuk memahami susunan dari yang pertama itu, harus diingat bahwa semua tubula dari paru-paru janin dilapisi dengan epitel kubis dan terbenam dalam jaringan penyambung embrional. Ketika pernapasannya mulai, pada saat kelahiran, beberapa dari epitel memanjang ke dalam bentuk plat-plat tipis. Jaringan penyambung sekelilingnya mengecil menjadi suatu anyaman serat elastis dan beberapa fibroblas diantara alveolusnya. Hal ini nampak pada irisan paru-paru.

Gambar: Paru-Paru (Pulmo)

E.        FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERNAPASAN (RESPIRASI)

1.                   Berat tubuh

Semakin berat tubuh suatu organisme maka, semakin banyak oksigen yang diperlukan dalam respirasi dan juga semakin cepat proses respirasinya.

2.                             Suhu tubuh

Semakin tinggi suhu tubuh maka kebutuhan energi semakin bnyak pula. Sehingga

kebutuhan oksigen juga semakin banyak.

3.                             Kegiatan

Makhluk hidup yang melakukan aktivitas tubuh memerlukan energi. Berarti semakin berat aktivitasnya, maka semakin banyak kebutuhan energinya sehinga pernapasan semakin cepat.

F.       FUNGSI ORGAN SISTEM PERNAPASAN PADA HEWAN

Sistem dan Organ Pernapasan pada Hewan - Pernapasan adalah pertukaran gas yang dibutuhkan untuk metabolisme dalam tubuh. Hewan memiliki alat-alat pernapasan yang berbeda-beda. Mamalia, Reptilia, dan Amphibia memiliki saluran pernapasan berupa paru-paru. Cacing (Annelida) dan Amphibia memiliki kulit yang berfungsi juga sebagai tempat pertukaran gas. Ikan mengambil oksigen yang berada di lingkungannya (air) dengan menggunakan sistem insang. Sebagian besar Arthropoda, terutama serangga, telah memiliki sistem saluran pernapasan. Meskipun demikian, terdapat kelebihan dan kekurangan pada setiap mekanisme pernapasan yang dimiliki oleh setiap makhluk. Misalnya, katak yang memiliki dua jenis mekanisme respirasi, tetap tidak dapat berada lama di darat karena adanya ancaman dehidrasi. Paru-paru tidak mampu mengikat udara yang terlarut dalam air, tetapi sistem pernapasan ini menguntungkan untuk hidup di daratan karena letaknya                 di dalam saluran pernapasan sehingga paru-paru terhindar dari penguapan air yang berlebihan. Berikut akan dibahas mengenai sistem pernapasan pada beberapa hewan.

1.    Sistem Organ Pernapasan Cacing (Annelida).

Cacing menggunakan permukaan tubuhnya untuk bernapas. Hewan ini memanfaatkan permukaan kulitnya untuk bernapas. Oleh karena itu, kulit cacing tanah selalu basah untuk memudahkan terjadinya pertukaran udara. Di bawah permukaan kulitnya yang basah tersebut, ternyata terdapat kapiler-kapiler darah. Melalui kapiler ini, oksigen berdifusi masuk ke dalam kulit, lalu ditangkap dan diedarkan oleh sistem peredaran darah. Sebaliknya, karbon dioksida yang terkandung dalam darah dilepaskan dan berdifusi keluar tubuh.

Gambar: Cacing Menggunakan Seluruh Permukaan

Tubuhnya Untuk Bernapas

2.    Sistem Organ Pernapasan Serangga (Insecta).

Serangga adalah kelompok Arthropoda yang paling banyak jenisnya. Meskipun serangga memiliki sistem peredaran darah terbuka, namun sistem pernapasan serangga langsung mencapai jaringannya lewat saluran yang disebut sistem trakea. Sistem trakea memiliki saluran-saluran tempat pertukaran udara yang bermuara di stigma atau spirakel, yaitu berupa lubang kecil yang berada di kedua tepi setiap ruas tubuh serangga. Spirakel memiliki bulu-bulu untuk menyaring kotoran. Spirakel juga memiliki katup. Dengan cara mengontraksikan otot-otot yang berhubungan dengan katup-katup tersebut, serangga dapat mengatur membuka dan menutupnya spirakel. Dalam tubuh serangga, terdapat trakea yang memanjang di sepanjang tubuhnya. Trakea itu bercabang-cabang menjadi saluran-saluran udara yang sangat kecil yang disebut trakeolus. Trakeolus bersentuhan langsung dengan jaringan dalam tubuh serangga. Ujung trakeolus memiliki cairan. Pada cairan inilah, oksigen dalam udara yang masuk ke dalam sistem trakea, berdifusi masuk ke dalam sel-sel jaringannya. Sebaliknya, karbon dioksida juga keluar melalui trakeolus (Perhatikan Gambar).

Gambar: Sistem Organ Pernapasan Serangga Disebut Sistem Trakea.

Belalang bernapas dengan menggerakkan perutnya sehingga spirakelnya membuka dan menutup. Empat pasang spirakel anterior akan terbuka dan spirakel posterior akan terbuka. Kemudian, spirakel anterior menutup, spirakel posterior membuka, dan otot perut akan berkontraksi. Akibatnya, udara akan masuk ke dalam kantung udara dan sistem trakea.

3.    Sistem Organ Pernapasan Ikan (Pisces).

Insang adalah organ pernapasan utama pada ikan. Beberapa hewan lain juga memiliki insang untuk bernapas, di antaranya udang, kepiting, cacing laut, serta bintang laut. Air berperan sebagai media pernapasan. Oksigen yang terkandung di dalam air yang jumlahnya sangat sedikit, disaring oleh lembaran-lembaran insang. Namun, konsentrasi oksigen di dalam air dapat berubah sejalan dengan naiknya suhu dan salinitas air. Bahan-bahan pencemar organik yang diuraikan oleh bakteri dan jamur juga dapat mengurangi jumlah oksigen dalam air. Lembaran-lembaran insang tersebut dipenuhi oleh pembuluh-pembuluh darah. Air mengalir melewati lembaran-lembaran insang tersebut sehingga oksigen yang terlarut di dalamnya dapat berdifusi masuk ke dalam pembuluh darah. Perhatikan Gambar.

Gambar: Proses  Pertukaran  Gas  Terjadi  Di Permukaan  Insang.

Air masuk melalui mulut dan keluar melalui operkulum insang. Proses inspirasi terjadi ketika volume rongga mulut membesar sehingga tekanan di dalam rongga mulut meningkat dan air mengalir masuk ketika mulut terbuka. Air tertahan di dalam mulut karena selaput yang membatasi rongga mulut dan insang masih tertutup. Ketika selaput terbuka, air mengalir melewati lamela insang. Pada saat itulah, terjadi proses pertukaran gas di permukaan insang. Darah melepaskan CO₂ ke dalam air dan mengikat O₂ yang terdapat dalam air. Pada jenis-jenis ikan tertentu, seperti lele, mampu hidup di dalam air kotor. Insangnya memiliki perluasan berupa lipatan-lipatan (labirin) yang membentuk rongga. Rongga labirin dapat menyimpan oksigen sehingga ketika ikan tersebut berada di dalam air yang kotor atau bahkan dalam lumpur, ikan tersebut masih dapat bernapas.

4.    Sistem Organ Pernapasan Katak (Amphibia).

Sepasang paru-paru pada katak berbentuk seperti balon elastis tipis yang diliputi kapiler darah. Dinding bagian dalam paru-paru ini memiliki lipatan-lipatan yang berperan sebagai perluasan. Paru-paru ini dihubungkan dengan semacam bronkus pendek yang berhubungan dengan rongga mulut. Katak tidak memiliki tulang rusuk dan diafragma. Mekanisme inspirasi dan ekspirasi terjadi karena kontraksi atau relaksasinya otot-otot rahang bawah dan otot perut. (Gambar).

}  Sistem organ pernafasannya adalah mulut-saluran (trakea-tenggorokan)-paru-paru dibantu dengan epidermis kulit, dan epidermis bawah cavum

Gambar:  Katak Tidak Memiliki Tulang Rusuk Dan Diagfragma. Mekanisme Inspirasi Dan Ekspirasi Terjadi Karena Kontraksi Otot-Otot

Rahang Bawah Dan Otot Perut.

Rongga mulut membesar ketika otot rahang bawah (submaksilaris) mengendur, dan otot sternohioideus di bagian bawah rahang berkontraksi. Hal ini menyebabkan peningkatan tekanan dalam rongga mulut sehingga terjadi aliran udara melalui rongga mulut dan koane. Ketika otot submaksilaris dan otot genio hioideus berkontraksi, rongga mulut mengecil. Koane menutup dan celah faring membuka sehingga udara terdorong masuk ke dalam paruparu. Kemudian, di dalam paru-paru terjadi pertukaran gas. Pada proses ekspirasi, otot submaksilaris kembali berelaksasi dan otot sternohioideus serta otot-otot perut berkontrasi sehingga menekan paru-paru dan mendorong udara kaya CO₂ keluar rongga mulut. Segera setelah celah faring menutup dan koane membuka, otot submaksilaris dan otot geniohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut mengecil. Akibatnya, udara yang kaya CO₂ tertekan keluar. Pernapasan dengan menggunakan kulit dapat berlangsung ketika berada di darat maupun di air. Kulit katak tipis dengan lendir yang dihasilkan oleh kelenjar pada kulitnya. Selain itu, memiliki banyak kapiler yang merupakan perkembangan dari sistem pernapasan menggunakan insang luar. Pada saat berada dalam stadium larva, organ yang dimiliki bukanlah paru-paru, tetapi insang luar. Insang luar berupa lipatan-lipatan kulit yang mengandung banyak pembuluh darah. Pada salamander, salah satu jenis Amphibia, insang luar ini tetap ada hingga hewan tersebut dewasa.

5.        Sistem Organ Pernapasan Reptilia

Organ – Organ Respirasi Reptilia

Reptil (kadal, kura-kura, buaya, bunglon, dsb.) bernapas menggunakan paru-paru. Ada beberapa reptil yang mengambil oksigen melalui lapisan kulit di sekitar kloaka.

—  Sistem organnya à hidung – tenggorokan - paruparu

Organ yang digunakan pada pernapasan reptilia adalah paru-paru. Sebab, sebagian besar reptilia hidup di daratan atau habitat yang kering. Untuk mengimbanginya, kulit reptilia bersisik dan kering, supaya cairan dalam tubuhnya tidak mudah hilang. Kulit bersisik pada reptilia merupakan suatu adaptasi hidup dalam udara kering, dan bukan sebagai alat pertukaran gas.

Walau begitu, ada pula mekanisme pernapasan reptilia yang dibantu oleh permukaan epitelium lembab di sekitar kloaka. Reptilia demikian misalnya kura-kura dan penyu. Hal ini dilakukan karena tubuh kura-kura dan penyu terdapat tempurung yang kaku. Tempurung ini menyebabkan gerak pernapasan kedua hewan tersebut terbatas.

6.        Sistem Organ Pernapasan Aves (Burung)

Pada prinsipnya, sistem respirasi burung mirip dengan sistem respirasi pada Mammalia. Perbedaannya, burung memiliki 6 pasang kantung udara (saccus pneumatikus). Kantung udara ini terbentuk sebagai semacam perluasan dari paru-paru. Namun, pertukaran gas tetap terjadi di dalam paru-paru, sedangkan kantung udara berfungsi menampung udara cadangan. Berdasarkan letaknya terhadap paru-paru, beberapa kantung udara disebut kantung udara posterior (di belakang paru-paru, meliputi dua pasang kantung udara di perut) dan anterior (di depan paru-paru, meliputi sepasang di rongga dada dan sepasang di pangkal leher). Kantung udara anterior di antaranya terletak di pangkal leher, rongga dada (di antara tulang selangka), dan di antara tulang korakoid. Kantung udara posterior di antaranya terletak di pangkal leher di bawah sayap (ketiak), dan dua pasang di rongga perut.

Kantung-kantung udara ini berfungsi:

a)                   Membantu pernapasan, terutama pada saat terbang;

b)                  Membantu memperkeras suara saat berkicau;

c)                   Mencegah hilangnya panas tubuh yang terlalu besar dan melindungi dari kedinginan;

d)                  Memperbesar atau memperkecil berat jenis tubuh burung perenang pada waktu burung tersebut berenang.

Paru-paru burung berbeda dengan paru-paru manusia. Selain ukurannya yang cukup kecil jika dibandingkan dengan ukuran tubuhnya, struktur bagian dalamnya pun berbeda. Alveoli yang merupakan bagian ujung dalam saluran pernapasan manusia, digantikan oleh saluran-saluran kecil yang disebut parabronkus. Saluran-saluran kecil tersebut dibungkus oleh pembuluh-pembuluh darah. Pertukaran udara terjadi di dalam saluran parabronkus.

Gambar : Organ Respirasi Pada Burung Terdapat Perbedaan Antara

Fase Inspirasi Dan Ekspirasi Pada Bagian Paru-Paru.

Pada saat burung tidak terbang, proses inspirasi terjadi dengan memperbesar rongga dada. Pembesaran rongga dada diikuti dengan aliran udara dari luar tubuh melewati hidung, faring, trakea, dan bronkus. Sebagian besar udara diteruskan ke kantung-kantung udara posterior, sedangkan sebagian lagi langsung melewati paru-paru. Saat rongga dada mengecil, terjadi ekspirasi. Udara dari kantung udara posterior mengalir ke kantung udara interior, melewati parabronkus. Dalam parabronkus terjadi pertukaran gas. Udara kaya CO2 ditampung sementara dalam kantung-kantung udara anterior. Saat inspirasi berikutnya, udara mengalir lagi mengisi kantung udara posterior dan paru-paru. Ketika ekspirasi, udara mengalir melewati paruparu mengisi kantung udara anterior, sedangkan udara hasil pernapasan pertama dikeluarkan. Secara kontinu, paru-paru burung dilewati udara pada saat inspirasi dan ekspirasi. Pada saat burung terbang, mekanisme perbesaran rongga dada tidak dapat dilakukan karena tulang dada dan tulang rusuk merupakan tempat perlekatan untuk otot-otot terbang. Aliran udara ke dalam paru-paru terjadi ketika burung mengepakkan sayap. Pada saat sayap diangkat ke atas, kantung udara di ketiak mengembang sehingga terjadi proses inspirasi. Ketika sayap turun, kantung udara di antara tulang korakoid mengembang dan kantung udara ketiak terjepit sehingga udara mengalir ke dalam kantung udara di antara tulang korakoid melewati paru-paru. Saat itulah terjadi proses pertukaran gas.

Bagaimana proses ekspirasi terjadi? Rahang bawah akan mengendur dan diikuti oleh kontrasi otot perut dan sternohioideus yang akan menyebabkan tertekannya paru-paru. Hal ini akan mendorong udara keluar dan masuk rongga mulut.

7.        Sistem Organ Respirasi Mamalia

Mamalia merupakan jenis hewan menyusui. Organ pernapasan pada mamalia sama dengan organ pernapasan pada manusia. Alat pernapasan mamalia terdiri atas rongga hidung, batang tenggorok, dan paru-paru.

Beberapa hewan mamalia adalah sapi, kambing, kelinci, dan ikan paus (mamalia air). Hewan-hewan ini bernapas dengan paru-paru. Alat organ pernapasannya terdiri dari lubang hidung, tenggorok, dan paru-paru.

Organ pernapasan pada mamalia/sapi sama dengan organ

pernapasan pada manusia. Alat pernapasan mamalia terdiri atas

rongga hidung, batang tenggorok, dan paru-paru.

Urutan jalannya pernafasan pada  kelinci (Lepus nigricollis) adalah :

1.      Nares eksterna (Lubang hidung luar)

2.        Cavum nasalis (rongga hidung)

3.        Nares internal (lubang hidung dalam)

4.        Pharink (tekak)

5.        Larynk (jakun)

6.        Trachea (tenggorok)

7.        Bronchus (cabang dari trachea)

8.        Bronchiolus (cabang dari brochus)

9.        Alveolus (kantong udara)

G.       MEKANISME SISTEM PERNAPASAN (RESPIRASI) HEWAN INVERTEBRATA DAN VERTEBRATA

Sistem Respirasi Invertebrata

1).   Sistem respirasi pada hewan bersel satu

Pada hewan satu sel, misalnya Amoeba dan Paramaecium, proses pertukaran oksigen dan CO₂ berlangsung melalui seluruh permukaan tubuhnya secara difusi. Proses difusi dan gerakan sitoplasma akan mengantarkan oksigen menuju                        ke mitokondria. Di dalam mitokondria oksigen digunakan untuk memecah senyawa organik, sehingga dihasilkan energi dan zat sisa berupa air dan CO₂.

                                                                         

Gambar: Respirasi Pada Amuba

2).   Sistem Respirasi Pada Porifera

Hewan fillum Porifera atau kelompok hewan berpori tubuhnya tersusun atas banyak sel dan memilki jaringan yang sangat sederhana. Hewan ini banyak ditemukan  di pantai atau laut. Porifera tidak memiliki alat pernafasan khusus. Alat respirasinya masih sangat sederhana. Air yang mengandung oksigen terlarut masuk melalui pori-pori tubuhnya. Selanjutnya oksigen yang terlarut dalam air masuk melalui sel-sel permukaan tubuhnya, yaitu sel koanosit secara difusi. di dalam mitokondria pada sel koanosit, oksigen digunakan untuk mengurai molekul organic menjadi molekul anorganik yang disertai pelepasan karbondioksida. Selanjutnya molekul-molekul karbondioksida yang terlarut dalam air akan bergerak berlawanan arah menuju membram sel dan keluar menuju spongosol. Air dalam spongosol digerakkan oleh flagellum sel koanosit dan mengalir keluar melalui oskulum.

Gambar: Respirasi pada Porifera

Mekanisme Pernapasan Porifera :

Air beroksigen masuk ke tubuh melalui pori-pori -> oksigen dalam air masuk melalui koanosit secara difusi  dibawa ke mitokondria -> oksigen dipakai mengurai senyawa organik -> menghasilkan karbon dioksida -> karbon dioksida larut dalam air -> air dibawa menuju membran -> keluar dari membran menuju spongosol -> digerakkan sel flagellum koanosit -> keluar melalui oskulum 

Porifera bernapas dengan cara memasukkan air melalui pori-pori (ostium) yang terdapat pada seluruh permukaan tubuhnya, masuk ke dalam rongga spongocoel. Proses pernapasan selanjutnya dilakukan oleh sel leher (koanosit), yaitu sel yang berbatasan langsung dengan rongga spongocoel

Aliran air yang masuk melalui ostium menuju rongga spongocoel membawa oksigen sekaligus zat-zat makanan. Pengikatan O2 dan pelepasan CO2 dilakukan oleh sel leher (koanosit). Selain melakukan fungsi pernapasan, sel leher sekaligus melakukan proses pencernaan dan sirkulasi zat makanan. Selanjutnya, air keluar melalui oskulum.

3).   Sistem Respirasi Pada Nematoda (Cacing Tanah)

Nematoda tidak mempunyai organ pernapasan yang spesial. Respirasi dilakukan secara anaerob. Energi diperoleh dengan cara mengubah glikogen menjadi CO₂ dan asam lemak yang di ekskresikan melalui kutikula. Haemoglobin terjadi pada cairan perivisceral beberapa parasitik nematoda. Ini terbentuk dengan terang oleh organisme, selama ini berbeda dari haemoglobin tuan rumah, dan haemoglobin dari sifat yang berbeda kadang-kadang terjadi pada dinding tubuh dan cairan periviscera.

Cacing bernapas melalui kulit mereka yang tipis. Kulit cacing harus tetap lembab sepanjang waktu untuk memungkinkan untuk menghirup oksigen yang sangat dibutuhkan. Oksigen yang masuk lewat kulit akan diikat oleh hemoglobin dalam darah dan akan diedarkan ke seluruh tubuh. Jika kulit mereka mengering, cacing tanah akan mati lemas. Kulit cacing tanah sangat sensitif terhadap cahaya matahari langsung ataupun suhu panas yang dapat membuat kulit mereka kering.   Cacing tanah adalah hewan berdarah dingin (poikiloterm), mereka tidak mampu menghasilkan panas tubuh. Suhu tubuh mereka dipengaruhi oleh suhu lingkungan.

Mekanisme Pernapasan :

Oksigen dari lingkungan berdifusi -> masuk ke kapiler darah pada kulit -> oksigen diikat hemoglobin -> darah diedarkan ke seluruh tubuh -> menghasilkan karbon dioksida -> karbon dioksida berdifusi keluar melalui kulit

Cacing menggunakan permukaan tubuhnya untuk bernapas. Hewan ini memanfaatkan permukaan kulitnya untuk bernapas. Oleh karena itu, kulit cacing tanah selalu basah untuk memudahkan terjadinya pertukaran udara. Di bawah permukaan kulitnya yang basah tersebut, ternyata terdapat kapiler-kapiler darah. Melalui kapiler ini, oksigen berdifusi masuk ke dalam kulit, lalu ditangkap dan diedarkan oleh sistem peredaran darah. Sebaliknya, karbon dioksida yang terkandung dalam darah dilepaskan dan berdifusi keluar tubuh.
Sebagian besar Vermes bernapas menggunakan permukaan tubuhnya, misalnya anggota filum Platyhelminthes yaitu Planaria dan anggota filum Annelida yaitu cacing tanah (Pheretima sp.). Namun, pada beberapa Annelida bernapas dengan insang, misalnya Annelida yang hidup di air yaitu Polychaeta (golongan cacing berambut banyak) ini bernapas menggunakan sepasang porapodia yang berubah menjadi insang.

Pada Planaria, O2 yang terlarut di dalam air berdifusi melalui permukaan tubuhnya. Demikian juga dengan pengeluaran CO2. Pada cacing tanah, O2 berdifusi melalui permukaan tubuhnya yang basah, tipis, dan memiliki pembuluh - pembuluh darah. Selanjutnya, O2 diedarkan ke seluruh tubuh oleh sistem peredaran darah. CO2 sebagai sisa pernapasan dikeluarkan dari jaringan oleh pembuluh darah, kemudian keluar melalui permukaan tubuh secara difusi. 

4).   Sistem Respirasi Pada Arhropoda

Alat pernapasan berupa trakea, insang, dan paru-paru yang merupakan lembaran (paru-paru buku).

Hewan yang termasuk dalam anggota filum Arthropoda adalah Crustacea (golongan udang dan kepiting), Myriapoda (golongan lipan Liwung), Arachida (golongan laba-laba dan kalajengking), dan Insekta (golongan serangga). Hewan anggota filum Arthropoda tersebut mempunyai cara dan alat pernapasan yang bervariasi. Hewan yang hidup di air bernapas dengan menggunakan insang, sedangkan yang hidup di darat dengan menggunakan trakea atau paru-paru buku. Trakea adalah saluran udara yang berguna untuk mengedarkan oksigen ke seluruh tubuh. Sebagai contoh, Crustacea bernapas dengan insang, Myriapoda dan insecta bernapas dengan trakea, sedangkan Arachnida bernapas dengan paru-paru buku.

Pernapasan pada Insecta dilakukan dengan menngunakan system trakea. Udara keluar-masuk tidak melalui mulut melainkan melalui lubang-lubang sepanjang kedua sisi tubuhnya. Lubang- lubang pernapasan tersbut dinamakan stigma atau spirakel. Pada tiap-tiap ruas tubuh terdapat sepasang stigma, sebuah di sebelah kiri dan sebelah kanan. Stigma selalu terbuka dan dan merupakan lubang menuju                 ke pembuluh trakea. Trakea bercabang-bercabang sampai ke pembuluh halus yang mencapai seluruh bagian tubuh. Udara masuk melalui stigma, kemudian menyebar mengikuti trakea dengan cabang-cabangya . jadi oksigen diedarkan tidak melalui darah melainkan langsung dari pembuluh trakea ke sel-sel yang da di sekitarnya. Dengan demikian cairan tubuh serangga atau darah serangga tidak berfungsi mengangkutudara pernapasan tetapi hanya berfungsi mengedarkan sari-sari makanan dan hormon.

Proses pernapasan serangga terjadi karena otot-otot yang bergerak secara teratur. Kontraksi otot- otot tubuh mengakibatkan pembukuh trakea mengembang dan menghempis, sehingga udara keluar masuk melalui stigma, selanjutnya masuk               ke dalam trakea, lalu ke dalam trakeolus dan akhirnya masuk ke dalam sel-sel tubuh. Oksigen berdifusi ke dalam sel-sel tubuh. Karbondioksida hasil pernapasan dikeluarkan melalui system trakea yang akhirya dikeluarkan melalui stigma pada waktu trakea yang khirnya dikeluarkan meelalui stigma pada waktu trakea mengempis. Pada serangga yang hidup di air, misalnya tahap nimfa serangga, terdapat insang trakea alat ini mempunyai permukaan yang sangat halus untuk memperoleh oksigen di dalam iar secara difusi. Bagi serangga yang hidupnya                 di air, insang.

Pernapasan : Insang pada hewan air dan trakea pada hewan darat.  Tetapi sebagian besar bernapas dengan trakea. Udara masuk ke dalam system pernapasan melalui celah kecil yang disebut spirakel.  Udang bernapas dengan insang, sedangkan laba-laba bernapas dengan paru-paru buku.

          Gambar: Pernapasan Insang                         Gambar:  Paru-Paru Buku

                         (Udang)                                                        (Serangga)

5).   Sistem Respirasi Pada Echinordemata (Bintang Laut)

Echinodermata bernafas menggunakan paru-paru kulit atau dermal branchiae (Papulae) yaitu penonjolan dinding rongga tubuh (selom) yang tipis. Tonjolan ini dilindungi oleh silia dan pediselaria. Pada bagian inilah terjadi pertukaran oksigen dan karbondioksida. Ada pula beberapa jenis Echinodermata yang bernafas dengan menggunakan kaki tabung. Sisa-sisa metabolisme yang terjadi di dalam sel-sel tubuh akan diangkut oleh amoebacyte (sel-sel amoeboid) ke dermal branchiae untuk selanjutnya dilepas ke luar tubuh.

6).   Sistem Respirasi Pada Mullusca (Siput)

Mollusca yang hidup di air (siput, cumi-cumi, dan kerang/Bivalvia) bernafas menggunakan insang. Pada Mollusca yang hidup di darat (siput darat/bekicot) bernafas dengan menggunakan paru-paru.

Sistem pernapasan hewan bertubuh lunak (Mollusca) yang hidup di air, seperti siput, cumi-cumi, dan kerang (Bivalvia) bernapas menggunakan insang. Perhatikan Gambar ini Aliran air masuk ke dalam insang dan terjadi pertukaran udara dalam lamela insang. Mollusca yang hidup di darat, seperti siput darat (bekicot) bernapas menggunakan paru-paru.

Mekanisme Pernapasan :

Oksigen dari luar -> masuk ke tubuh -> melalui paru-paru (moluska darat) / insang (moluska air) -> menuju ke jantung -> melalui aorta -> menyebar ke hemosoel

Hewan bertubuh lunak (Mollusca) yang hidup di air, seperti siput, cumi-cumi, dan kerang (Bivalvia) bernapas menggunakan insang.  Aliran air masuk ke dalam insang dan terjadi pertukaran udara dalam lamela insang. Mollusca yang hidup di darat, seperti siput darat (bekicot) bernapas menggunakan paru-paru.

7).   Sistem Respirasi Pada Insecta (Serangga)

Insekta (serangga) bernafas dengan menggunakan tabung udara yang disebut trakea. Udara keluar masuk ke pembuluh trakea melalui lubang-lubang kecil pada eksoskeleton yang disebut stigma atau spirakel. Stigma dilengkapi dengan bulu-bulu untuk menyaring debu, serta dapat terbuka dan tertutup karena adanya katup-katup yang geraknya diatur oleh otot. Tabung trakea bercabang-cabang ke seluruh tubuh dengan ukuran yang semakin halus. Cabang terkecil berujung buntu dan berukuran kurang lebih 0,1 mili mikron. Tabung ini disebut trakeolus; berisi udara serta cairan. Oksigen larut dalam cairan ini kemudian berdifusi ke dalam sel-sel             di dekatnya. Jadi, pada insekta oksigen tidak diedarkan melalui darah, tetapi melalui trakea.

Mekanisme Pernapasan Insekta

Pada belalang, keluar masuknya udara ke dalam trakea diatur dengan kontraksi otot perut. Ketika otot kendur, volume perut normal sehingga udara masuk. Ketika otot berkontraksi volume perut mengecil sehingga udara keluar.

Udara masuk melalui 4 pasang stigma depan dan keluar melalui 6 pasang stigma abdomen. Dengan demikian udara yang miskin O2 tidak akan bercampur dengan udara segar (kaya O2) yang masuk. Pada jentik-jentik nyamuk yang hidup dalam air, pernapasan dengan trakea berlangsung dengan menjulurkan sebuah tabung pernapasan yang dapat dibuka dan ditutup ke permukaan air.

8).   Sistem Respirasi Pada Platyhelmintes (Cacing Pipih)

Sebuah cacing pipih mengambil oksigen, tetapi tidak memiliki sistem pernapasan formal.

Pada cacing pipih, misalnya planaria, pernpasan terjadi diseluruh permukaan tubuh melalui difusi. Demikian pula cacing gilik, misalnya cacing perut, tidak memiliki alat pernapasan khusus. Cacing ini hidup di dalam usus manusia, sehingga toleran terhadap kadar oksigen rendah .oksigen masuk ke dalam jaringan tubuh cacing melalui difusi lewat permukaan tubuhnya.

9).   Sistem Respirasi Pada Trematoda (Cacing Isap)

Pernapasan dilakukan secara difusi oleh seluruh sel tubuhnya. Proses ini terjadi karena tubuhnya yang pipih. Sistem eksresi pada kelompok Platyhelminthes tertentu berfungsi untuk menjaga kadar air dalam tubuh. Kelompok Platyhelminthes tertentu memiliki sistem saraf tangga tali.

10). Sistem Respirasi Pada Nemathecmintes (Cacing Gilik)

Sistem respirasi nemathelminthes tdk ada melainkan bernafas secara difusi.

Difusi merupakan proses perpindahan atau pergerakan molekul zat atau gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga mekanisme, yaitu difusi sederhana (simple difusion),          difusi melalui saluran yang terbentuk oleh protein transmembran (simple difusion by chanel formed), dan difusi difasilitasi (fasiliated difusion).

Difusi sederhana melalui membrane berlangsung karena molekul -molekul yang berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak (lipid) sehingga dapat menembus lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran sel permeabel terhadap molekul larut lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D, E, dan K serta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak. Selain itu, memmbran sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti O,CO₂, HO, dan H₂O. Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut dalam serta ion-ion tertentu, dapat menembus membran melalui saluran atau chanel. Saluran ini terbentuk dari protein transmembran, semacam pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya. Sementara itu, molekul – molekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa, dan beberapa garam – garam mineral , tidak dapat menembus membrane secara langsung, tetapi memerlukan protein pembawa atau transporter untuk dapat menembus membrane. Proses masuknya molekul besar yang melibatkan transforter dinamakan difusi difasilitasi.

     Gambar:  Bernafas Secara Difusi

Sistem Respirasi Hewan Vertebrata

1.      Sistem Respirasi Pada Ikan

Ikan bernapas pada insang yang terdapat di sisi kanan dan kiri kepala (kecuali ikan Dipnoi yang bernapas dengan paru-paru). Selain berfungsi sebagai alat pernapasan, insang juga berfungsi sebagai alat ekskresi dan transportasi garam-garam. Oksigen dalam air akan berdifusi ke dalam sel-sel insang. Darah di dalam pembuluh darah pada insang mengikat oksigen dan membawanya beredar ke seluruh jaringan tubuh, darah akan melepaskan dan mengikat karbondioksida serta membawanya ke insang. Dari insang, karbondioksida keluar dari tubuh ke air secara difusi.

Insang (branchia) akan tersusun atas bagian-bagian berikut ini:

a.    Tutup insang (operculum). Hanya terdapat pada ikan bertulang sejati, sedangkan pada ikan bertulang rawan, tidak terdapat tutup insang. Operculum berfungsi melindungi bagian kepala dan mengatur mekanisme aliran air sewaktu bernapas,

b.    Membrane brankiostega (selaput tipis di tepi operculum), berfungsi sebagai katup pada waktu air masuk ke dalam rongga mulut,

c.     Lengkung insang (arkus brankialis), sebagai tempat melekatnya tulang tapis insang dan daun insang, mempunyai banyak saluran-saluran darah dan saluran syaraf,

d.    Tulang tapis insang, berfungsi dalam sistem pencernaan untuk mencegah keluarnya organisme makanan melalui celah insang,

e.     Daun insang, berfungsi dalam sistem pernapasan dan peredaran darah, tempat terjadinya pertukaran gas O₂ dengan CO₂,

f.     Lembaran (filamen) insang (holobran kialis) berwarna kemerahan,

g.    Saringan insang (tapis insang) berfungsi untuk menjaga agar tidak ada benda asing yang masuk ke dalam rongga insang.

Insang berbentuk lembaran-lembaran tipis berwarna merah muda dan selalu lembab. Bagian terluar dari insang berhubungan dengan air, sedangkan bagian dalam berhubungan erat dengan kapiler-kapiler darah. Tiap lembaran insang terdiri dari sepasang filamen, dan tiap filamen mengandung banyak lapisan tipis (lamela).

Pada filamen terdapat pembuluh darah yang memiliki banyak kapiler sehingga memungkinkan O₂ berdifusi masuk dan CO₂ berdifusi keluar. Insang pada ikan bertulang sejati ditutupi oleh tutup insang yang disebut operculum, sedangkan insang pada ikan bertulang rawan tidak ditutupi oleh operculum.

Insang tidak saja berfungsi sebagai alat pernapasan tetapi dapat pula berfungsi sebagai alat ekskresi garam-garam, penyaring makanan, alat pertukaran ion, dan osmoregulator. Beberapa jenis ikan mempunyai labirin yang merupakan perluasan ke atas dari insang dan membentuk lipatan-lipatan sehingga merupakan rongga-rongga tidak teratur. Labirin ini berfungsi menyimpan cadangan O₂ sehingga ikan tahan pada kondisi yang kekurangan O₂. Contoh ikan yang mempunyai labirin adalah ikan gabus dan ikan lele. Untuk menyimpan cadangan O₂, selain dengan labirin, ikan mempunyai gelembung renang yang terletak di dekat punggung.

Mekanisme Pernapasan Pada Ikan

Mekanisme Pernapasan :

Oksigen dari air -> air disaring rigi-rigi pada lengkung insang -> melalui insang -> oksigen diikat darah -> menuju ke seluruh tubuh -> mengikat karbon dioksida di jantung -> kembali ke insang -> melepas karbon dioksida

Ikan hidup di air rawa, sungai, laut, kolam, danau. Ikan bernafas dengan insang. Pernafasan ikan berlangsung 2 tahap :

Tahap I (Tahap Pemasukan) : Pada tahap ini mulut ikan membuka dan tutup insang menutup sehingga air masuk rongga mulut, kemudian menuju lembaran insang, disinilah oksigen yang larut dalam air diambil oleh darah, selain itu darah juga melepaskan karbondioksida dan uap air.

Tahap II (Tahap Pengeluaran) : Mulut menutup dan tutup insang membuka sehingga air dari rongga mulut mengalir keluar melalui insang. Air yang dikeluarkan ini telah bercmpur dengan CO2 dan uap air yang dilepaskan darah

Mekanisme pernapasan pada ikan diatur oleh mulut dan tutup insang. Pada waktu tutup insang mengembang, membran brankiostega menempel rapat pada tubuh, sehingga air masuk lewat mulut. Sebaliknya jika mulut ditutup, tutup insang mengempis, rongga faring menyempit, dan membran brankiostega melonggar sehingga air keluar melalui celah dari tutup insang. Air dengan oksigen yang larut di dalamnya membasahi filamen insang yang penuh kapiler darah dan karbon dioksida ikut keluar dari tubuh bersama air melalu celah tutup insang. Ikan juga mempuyai gelembung renang yang berfungsi untuk menyimpan oksigen dan membantu gerakan ikan naik turun.

Pada beberapa jenis ikan, misalnya gabus, lele atau gurami, rongga insangnya mempunyai perluasan ke atas yang berupa lipatan-lipatan tidak teratur yang disebut labirin. Rongga labirin berfungsi menyimpan udara sehingga jenis ikan tersebut dapat hidup di air kotor dan kekurangan oksigen.

Selain dimiliki oleh ikan, insang juga dimiliki oleh katak pada fase berudu, yaitu insang luar. Hewan yang memiliki insang luar sepanjang hidupnya adalah salamander.

Hal-hal yang berkaitan dengan sistem pernapasan ialah perairan harus mengandung O₂ cukup banyak bila perairan kurang O₂, ikan akan menuju ke permukaan, ke tempat pemasukkan air dan menuju tempat air yang berarus. Selain itu daun insang harus dalam keadaan lembab.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kebutuhan ikan akan O₂ antara lain :

1.    Ukuran dan umur (standia hidup) : ikan-ikan kecil membutuhkan lebih banyak O₂,

2.    Aktivitas ikan : yang aktif berenang perlu lebih banyak O₂,

3.    Jenis kelamin : ikan betina membutuhkan lebih banyak O₂.

Selain dimiliki oleh ikan, insang juga dimiliki oleh katak pada fase berudu, yaitu insang luar. Hewan yang memiliki insang luar sepanjang hidupnya adalah salamander. 

Gambar: Respirasi pada Ikan

2.                   Sistem Respirasi Pada Amfhibi (Katak)

Katak termasuk amfibi sebab hidup di dua alam, yaitu di darat dan di air. Pada kehidupannya, katak mengalami metamorfosis atau perubahan bentuk. Tahap perkembangan katak dimulai dari telur kemudian menetas menjadi berudu. Berudu hidup di air. Berudu bernapas dengan insang. Pada saat masih berbentuk berudu, insang katak berupa insang luar. Insang luar berjumlah tiga pasang dan terletak               di sisi kiri, kanan, dan belakang kepala berudu. Perubahan alat pernapasan mengiringi perubahan bentuk tubuhnya.

Pada saat berudu mulai berkaki, tumbuh semacam lipatan kulit yang menutupi insang luar sehingga terbentuk insang dalam. Berudu berkaki tumbuh menjadi katak kecil lalu menjadi katak dewasa. Setelah berubah menjadi katak dewasa, pernapasan dilakukan dengan menggunakan paru-paru. Untuk memompa udara masuk ke dalam paru-paru, otot rahang bawah katak mengembang dan mengempis.

Katak muda (berudu) menggunakan insang untuk mengambil O2 yang terlarut dalam air. Setelah berumur lebih kurang 12 hari, insang luar diganti dengan insang dalam. Setelah dewasa, katak bernapas menggunakan selaput rongga mulut, paru-paru, dan kulit.

Selaput rongga mulut dapat berfungsi sebagai alat pernapasan karena tipis dan  banyak terdapat kapiler yang bermuara di tempat itu. Pada saat terjadi gerakan rongga mulut dan faring, lubang hidung terbuka dan glotis tertutup, sehingga udara berada di rongga mulut dan berdifusi masuk melalui selaput rongga mulut yang tipis.

Pernapasan dengan kulit dilakukan secara difusi. Hal ini karena kulit katak tipis, selalu lembap, dan mengandung banyak kapiler darah. Pernapasan dengan kulit berlangsung secara efektif baik di air maupun di darat. Oksigen (O2) yang masuk lewat kulit akan diangkut melalui vena kulit  paru-paru (vena pulmo kutanea) menuju ke jantung untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Sebaliknya karbon dioksida (CO2) dari jaringan akan dibawa ke jantung, dari jantung dipompa ke kulit dan paru-paru melalui arteri kulit paru-paru (arteri pulmo kutanea). Dengan demikian, pertukaran oksigen dan karbon dioksida terjadi di kulit.

Pada katak, oksigen berdifusi lewat selaput rongga mulut, kulit, dan paru-paru. Kecuali pada fase berudu bernapas dengan insang karena hidupnya di air. Selaput rongga mulut dapat berfungsi sebagai alat pernapasan karma tipis dan banyak terdapat kapiler yang bermuara di tempat itu. Pada saat terjadi gerakan rongga mulut dan faring, Iubang hidung terbuka dan glotis tertutup sehingga udara berada di rongga mulut dan berdifusi masuk melalui selaput rongga mulut yang tipis. Selain bernapas dengan selaput rongga mulut, katak bernapas pula dengan kulit, ini dimungkinkan karma kulitnya selalu dalam keadaan basah dan mengandung banyak kapiler sehingga gas pernapasan mudah berdifusi. Oksigen yang masuk lewat kulit akan melewati vena kulit (vena kutanea) kemudian dibawa ke jantung untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Sebaliknya karbon dioksida dari jaringan akan di bawa ke jantung, dari jantung dipompa ke kulit dan paru-paru lewat arteri kulit pare-paru (arteri pulmo kutanea). Dengan demikian pertukaran oksigen dan karbon dioksida dapat terjadi di kulit.

Selain bernapas dengan selaput rongga mulut dan kulit, katak bernapas juga dengan paru-paru walaupun paru-parunya belum sebaik paru-paru mamalia. Katak mempunyai sepasang paru-paru yang berbentuk gelembung tempat bermuaranya kapiler darah. Permukaan paru-paru diperbesar oleh adanya bentuk- bentuk seperti kantung sehingga gas pernapasan dapat berdifusi. Paru-paru dengan rongga mulut dihubungkan oleh bronkus yang pendek.

Dalam paru-paru terjadi mekanisme inspirasi dan ekspirasi yang keduanya terjadi saat mulut tertutup. Fase inspirasi adalah saat udara (kaya oksigen) yang masuk lewat selaput rongga mulut dan kulit berdifusi pada gelembung-gelembung di paru-paru. Mekanisme inspirasi adalah sebagai berikut. Otot Sternohioideus berkonstraksi sehingga rongga mulut membesar, akibatnya oksigen masuk melalui koane.

Setelah itu koane menutup dan otot rahang bawah dan otot geniohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut mengecil. Mengecilnya rongga mulut mendorong oksigen masuk ke paru-paru lewat celah-celah. Dalam paru-paru terjadi pertukaran gas, oksigen diikat oleh darah yang berada dalam kapiler dinding paru-paru dan sebaliknya, karbon dioksida dilepaskan ke lingkungan. Mekanisme ekspirasi adalah sebagai berikut. Otot-otot perut dan sternohioideus berkontraksi sehingga udara dalam paru-paru tertekan keluar dan masuk ke dalam rongga mulut. Celah tekak menutup dan sebaliknya koane membuka. Bersamaan dengan itu, otot rahang bawah berkontraksi yang juga diikuti dengan berkontraksinya geniohioideus sehingga rongga mulut mengecil. Dengan mengecilnya rongga mulut maka udara yang kaya karbondioksida keluar

   Gambar:  Alat Pernapasan Katak                  Gambar:  Bentuk Paru-Paru                                                                                                  Pada Amfibi

Mekanisme respirasi terdiri dari: fase inspirasi yaitu pengambilan udara diawali dengan keadaan otot rahang bawah yang mengendur, dan otot sterno hioideus berkontraksi sehingga rongga mulut membesar, kemudian udara masuk ke dalam rongga mulut menuju tenggorokan melalui koane (celah yang menghubungkan mulut dan hidung). Setelah itu, otot genio hioideus berkontraksi, sehingga rongga mulut menjadi kecil. Tekanan dalam rongga mulut meningkat dan celah faring terbuka, sehingga udara masuk ke paru-paru. Di dalam paru-paru terjadi pertukaran gas, yaitu oksigen diikat oleh kapiler dinding paru-paru. Fase ekspirasi diawali dengan kontraksi otot sterno hioideus dan otot perut, sehingga rongga perut mengecil dan paru-paru tetekan, udara dari paru-paru yang yang mengandung karbon dioksida keluar melalui koane (celah yang menghubungkan mulut dan hidung) menuju tenggorokan.

Mekanisme Pernapasan :

a.    Fase larva & berudu

Oksigen dalam air -> masuk ke tubuh -> melalui insang -> berdifusi ke pembuluh darah -> tersebar ke seluruh tubuh -> menghasilkan karbon dioksida -> kembali ke insang -> melepas karbon dioksida 

b.    Fase katak dewasa

Oksigen dalam udara -> masuk ke tubuh -> melalui hidung ke rongga mulut -> melalui paru-paru -> melalui alveolus -> terjadi pertukaran gas -> kembali ke paru-paru -> keluarkan karbon dioksida dari hidung

Alat pernafasan berupa selaput rongga mulut, kulit dan paru-paru. Alat pernafasan ini mempunyai lapisan tipis dan basah yang berdekatan dengan pembuluh darah sehingga oksigen dapat berdifusi.

Selaput rongga mulut, bila faring rongga mulut bergerak, lubang hidung terbuka dan glotis tertutup sehingga udara masuk rongga mulut melalui selaput rongga mulut yang tipis.

Kulit, oksigen masuk kulit melewati vena kulit (vena kutanea) kemudian ke jantun gdan selanjutnya diedarkan ke seluruh tubuh. CO₂ dari jaringan dibawa ke jantung dan selanjutnya ke kulit dan paru-paru melalui arteri kulit paru-paru (arteri pulmo kutenea).

Paru-paru, terdapat sepasang paru-paru berbentuk gelembung tempat bermuara kapiler darah. Katak tidak memiliki tulang rusuk dan diafragma, sehingga mekanisme pernafasan diatur oleh otot rahang bawah dan otot perut. Katak inspirasi ekspirasi berlangsung pada saat mulut tertutup. 

Pada katak, oksigen berdifusi lewat selaput rongga mulut, kulit, dan paru-paru. Kecuali pada fase berudu bernapas dengan insang karena hidupnya di air. Selaput rongga mulut dapat berfungsi sebagai alat pernapasan karma tipis dan banyak terdapat kapiler yang bermuara di tempat itu. Pada saat terjadi gerakan rongga mulut dan faring, Iubang hidung terbuka dan glotis tertutup sehingga udara berada di rongga mulut dan berdifusi masuk melalui selaput rongga mulut yang tipis. Selain bernapas dengan selaput rongga mulut, katak bernapas pula dengan kulit, ini dimungkinkan karma kulitnya selalu dalam keadaan basah dan mengandung banyak kapiler sehingga gas pernapasan mudah berdifusi. Oksigen yang masuk lewat kulit akan melewati vena kulit (vena kutanea)kemudian dibawa ke jantung untuk diedarkan ke seluruh tubuh. Sebaliknya karbon dioksida dari jaringan akan di bawa ke jantung, dari jantung dipompa ke kulit dan paru-paru lewat arteri kulit pare-paru(arteri pulmo kutanea). Dengan demikian pertukaran oksigen dan karbon dioksida dapat terjadi di kulit. 

Selain bernapas dengan selaput rongga mulut dan kulit, katak bernapas juga dengan paruparu walaupun paru-parunya belum sebaik paru-paru mamalia.
Katak mempunyai sepasang paru-paru yang berbentuk gelembung tempat bermuaranya kapiler darah. Permukaan paru-paru diperbesar oleh adanya bentuk- bentuk seperti kantung sehingga gas pernapasan dapat berdifusi. Paru-paru dengan rongga mulut dihubungkan oleh bronkus yang pendek.

Dalam paru-paru terjadi mekanisme inspirasi dan ekspirasi yang keduanya terjadi saat mulut tertutup. Fase inspirasi adalah saat udara (kaya oksigen) yang masuk lewat selaput rongga mulut dan kulit berdifusi pada gelembung-gelembung di paru-paru. Mekanisme inspirasi adalah sebagai berikut. Otot  Sternohioideus  berkonstraksi sehingga rongga mulut membesar, akibatnya oksigen masuk melalui koane.

Setelah itu koane menutup dan otot rahang bawah dan otot geniohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut mengecil. Mengecilnya rongga mulut mendorong oksigen masuk ke paru-paru lewat celah-celah. Dalam paru-paru terjadi pertukaran gas, oksigen diikat oleh darah yang berada dalam kapiler dinding paru-paru dan sebaliknya, karbon dioksida dilepaskan ke lingkungan. Mekanisme ekspirasi adalah sebagai berikut. Otot-otot perut dan sternohioideus berkontraksi sehingga udara dalam paru-paru tertekan keluar dan masuk ke dalam rongga mulut. Celah tekak menutup dan sebaliknya koane membuka. Bersamaan dengan itu, otot rahang bawah berkontraksi yang juga diikuti dengan berkontraksinya geniohioideus sehingga rongga mulut mengecil. Dengan mengecilnya rongga mulut maka udara yang kaya karbon dioksida keluar. 

Katak dalam daur hidupnya mengalami metamorfosis atau perubahan bentuk. Pada waktu muda berupa berudu dan setelah dewasa hidup di darat. Mula-nula berudu bernapas dengan insang luar yang terdapat di bagian belakang kepala. Insang tersebut selalu bergetar yang mengakibatkan air di sekitar insang selalu berganti. Oksigen yang terlarut dalam air berdifusi di dalam pembuluh kapiler darah yang terdapat dalam insang. Setelah beberapa waktu insang luar ini akan berubah menjadi insang dalam dengan cara terbentuknya lipatan kulit dari arah depan ke belakang sehingga menutupi insang luar. Katak dewasa hidup di darat, pernapasannya dengan paru-paru. Selain dengan paru-paru, oksigen dapat berdifusi dalam rongga mulut yaitu melalui selaput rongga mulut dan juga melalui kulit.

Sepasang paru-paru pada katak berbentuk seperti balon elastis tipis yang diliputi kapiler darah. Dinding bagian dalam paru-paru ini memiliki lipatanlipatan yang berperan sebagai perluasan. Paru-paru ini dihubungkan dengan semacam bronkus pendek yang berhubungan dengan rongga mulut. Katak tidak memiliki tulang rusuk dan diafragma. Mekanisme inspirasi dan ekspirasi terjadi karena kontraksi atau relaksasinya otot-otot rahang bawah dan otot perut

Rongga mulut membesar ketika otot rahang bawah (submaksilaris) mengendur, dan otot sternohioideus di bagian bawah rahang berkontraksi. Hal ini menyebabkan peningkatan tekanan dalam rongga mulut sehingga terjadi aliran udara melalui rongga mulut dan koane. Ketika otot submaksilaris dan otot genio hioideus berkontraksi, rongga mulut mengecil. Koane menutup dan celah faring membuka sehingga udara terdorong masuk ke dalam paruparu. Kemudian, di dalam paru-paru terjadi pertukaran gas. Pada proses ekspirasi, otot submaksilaris kembali berelaksasi dan otot sternohioideus serta otot-otot perut berkontrasi sehingga menekan paru-paru dan mendorong udara kaya CO₂ keluar rongga mulut. Segera setelah celah faring menutup dan koane membuka, otot submaksilaris dan otot geniohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut mengecil. Akibatnya, udara yang kaya CO₂ tertekan keluar. Pernapasan dengan menggunakan kulit dapat berlangsung ketika berada di darat maupun di air. Kulit katak tipis dengan lendir yang dihasilkan oleh kelenjar pada kulitnya. Selain itu, memiliki banyak kapiler yang merupakan perkembangan dari sistem pernapasan menggunakan insang luar. Pada saat berada dalam stadium larva, organ yang dimiliki bukanlah paru-paru, tetapi insang luar. Insang luar berupa lipatan-lipatan kulit yang mengandung banyak pembuluh darah. Pada salamander, salah satu jenis Amphibia, insang luar ini tetap ada hingga hewan tersebut dewasa.

Mekanisme pernapasan ini diatur oleh otot-otot pernapasan, yaitu: otot rahang bawah (submandibularis), sternohioideus, geniohioideus, dan otot perut.

Perhatikan Gambar di Bawah ini:

   Gambar: Skema Mekanisme Pernapasan Pada Katak

Mekanisme inspirasi dan ekspirasi dijelaskan seperti berikut:

1)        Fase inspirasi katak

       Fase inspirasi terjadi bila otot sternohioideus berkontraksi sehingga rongga mulut membesar, akibatnya oksigen masuk melalui koane (celah hidung). Setelah itu, koane menutup, otot submandibularis dan otot geniohioideus berkontraksi, sehingga rongga mulut mengecil. Mengecilnya rongga mulut mendorong oksigen masuk ke paru-paru lewat celah-celah. Dalam paru-paru terjadi pertukaran gas, oksigen diikat oleh darah yang berada dalam kapiler dinding paru-paru, dan sebaliknya karbon dioksida dilepaskan ke lingkungan.

2)        Fase ekspirasi katak

       Mekanisme ekspirasi terjadi setelah pertukaran gas di dalam paru-paru, otot rahang bawah mengendur atau berelaksasi, sementara otot perut dan sternohioideus berkontraksi. Hal ini mengakibatkan paru-paru mengecil, sehingga udara tertekan keluar dan masuk ke dalam rongga mulut. Selanjutnya koane membuka, sedangkan celah tekak menutup, sehingga terjadi kontraksi otot rahang bawah yang diikuti berkontraksinya otot geniohioideus. Akibatnya, rongga mulut mengecil dan udara yang kaya karbon dioksida terdorong keluar melalui koane.

3.                   Sistem Respirasi Pada Reptilia

Reptil disebut juga hewan melata. Contohnya, cecak, kadal, tokek, buaya, komodo, ular, bunglon, kura-kura, dan penyu. Alat pernapasan reptil terdiri atas                  hidung, batang tenggorokan, cabang batang tenggorokan, dan paru-paru.
Pada paru-paru terjadi penyerapan oksigen serta pengeluaran karbondioksida dan uap air. Pada reptil yang hidup di air, misalnya buaya, pada saat menyelam hidung-nya dapat ditutup sehingga air tidak masuk ke dalam paru-paru. Cara pernapasan reptil adalah udara dihirup melalui hidung. Udara kemudian disalurkan oleh batang tenggorokan, dan diteruskan cabang batang tenggorokan menuju paru-paru. Paru-paru reptil berada dalam rongga dada dan dilindungi oleh tulang rusuk.

Paru-paru reptil terdiri dari lipatan-lipatan dinding untuk memperbesar permukaan pertukaran gas. Beberapa reptil yang bisa terbang bahkan memiliki pundi-pundi hawa, sama seperti burung.

Gambar: Alur Pernapasan Pada Reptil

Otot tulang rusuk berkontraksi – rongga dada membesar – paru-paru mengembang– O2 masuk melalui lubang hidung – rongga mulut – anak tekak – trakea yang panjang – bronkiolus dalam paru-paru – O2 diangkut darah menuju seluruh tubuh.

Otot tulang rusuk berelaksasi – rongga dada mengecil – paru-paru mengecil – CO2 dari jaringan tubuh menuju jantung melalui darah – paru-paru – bronkiolus – trakea yang panjang – anak tekak – rongga mulut  – lubang hidung.

Respirasi Reptil (Kura-Kura)

Paru-paru reptilia berada dalam rongga dada dan dilindungi oleh tulang rusuk. Paru-paru reptilia lebih sederhana, hanya dengan beberapa lipatan dinding yang berfungsi memperbesar permukaan pertukaran gas. Pada reptilia pertukaran gas tidak efektif.

Pada kadal, kura-kura, dan buaya paru-paru lebih kompleks, dengan beberapa belahan-belahan yang membuat paru-parunya bertekstur seperti spon. Paru-paru pada beberapa jenis kadal misalnya bunglon Afrika mempunyai pundi-pundi hawa cadangan yang memungkinkan hewan tersebut melayang di udara.

Gambar: Pernapasan Kura-Kura

Mekanisme Pernapasan Reptilia :

Oksigen dari air -> air disaring rigi-rigi pada lengkung insang -> melalui insang -> oksigen diikat darah -> menuju ke seluruh tubuh -> mengikat karbon dioksida              di jantung -> kembali ke insang -> melepas karbon dioksida.

Reptilia bernapas menggunakan paru-paru. Gas O2 dalam udara masuk melalui lubang hidung -> rongga mulut -> anak tekak -> trakea yang panjang -> bronkiolus dalam paru-paru. Dari paru-paru, O2 diangkut darah menuju seluruh jaringan tubuh. Dari jaringan tubuh, gas CO2 diangkut darah menuju jantung untuk dikeluarkan melalui paru-paru => bronkiolus -> trakea yang panjang -> anak tekak -> rongga mulut -> lubang hidung. Pada Reptilia yang hidup di air, lubang hidung dapat ditutup ketika menyelam.            

Reptil bernafas dengan paru-paru. udara masuk melalui hidung, kemudian menuju batang tenggorokan, lalu ke paru-paru. reptil yang sering berkubang di air misalnya buaya, lubang hidungnya dapat ditutup sewaktu menyelam agar air tidak masuk ke dalam paru-paru. Contoh reptil adalah ular, buaya, kadal, cicak, dan biawak.

Paru-paru reptilia berada dalam rongga dada dan dilindungi oleh tulang rusuk. Paru-paru reptilia lebih sederhana, hanya dengan beberapa lipatan dinding yang berfungsi memperbesar permukaan pertukaran gas. Pada reptilia pertukaran gas tidak efektif. 

Pada kadal, kura-kura, dan buaya paru-paru lebih kompleks, dengan beberapa belahanbelahan yang membuat paru-parunya bertekstur seperti spon. Paru-paru pada beberapa jenis kadal misalnya bunglon Afrika mempunyai pundi-pundi hawa cadangan yang memungkinkan hewan tersebut melayang di udara

4.      Sistem Respirasi pada Aves (Burung)

Pada burung, tempat berdifusinya gas pernapasan hanya terjadi di paru-paru. Paru-paru burung berjumlah sepasang dan terletak dalam rongga dada yang dilindungi oleh tulang rusuk.

Jalur pernapasan pada burung berawal di lubang hidung. Pada tempat ini, udara masuk kemudian diteruskan pada celah tekak yang terdapat pada dasar faring yang menghubungkan trakea. Trakeanya panjang berupa pipa bertulang rawan yang berbentuk cincin, dan bagian akhir trakea bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri. Dalam bronkus pada pangkal trakea terdapat sirink yang pada bagian dalamnya terdapat lipatan-lipatan berupa selaput yang dapat bergetar. Bergetarnya selaput itu menimbulkan suara. Bronkus bercabang lagi menjadi mesobronkus yangmerupakan bronkus sekunder dan dapat dibedakan menjadi ventrobronkus (di bagian ventral) dan dorsobronkus (di bagian dorsal). Ventrobronkus dihubungkan dengan dorsobronkus, oleh banyak parabronkus (100 atau lebih).

Parabronkus berupa tabung tabung kecil. Di parabronkus bermuara banyak kapiler sehingga memungkinkan udara berdifusi. Selain paru-paru, burung memiliki 8 atau 9 perluasan paru-paru atau pundi-pundi hawa (sakus pneumatikus) yang menyebar sampai ke perut, leher, dan sayap. Pundi-pundi hawa berhubungan dengan paru-paru dan berselaput tipis. Di pundi-pundi hawa tidak terjadi difusi gas pernapasan; pundi-pundi hawa hanya berfungsi sebagai penyimpan cadangan oksigen dan meringankan tubuh. Karena adanya pundi-pundi hawa maka pernapasan pada burung menjadi efisien. Pundi-pundi hawa terdapat di pangkal leher (servikal), ruang dada bagian depan (toraks anterior), antara tulang selangka (korakoid),ruang dada bagian belakang (toraks posterior), dan di rongga perut(kantong udara abdominal).

Masuknya udara yang kaya oksigen ke paru-paru (inspirasi) disebabkan adanya kontraksi otot antar tulang rusuk (interkostal) sehingga tulang rusuk bergerak keluar dan tulang dada bergerak ke bawah. Atau dengan kata lain, burung mengisap udara dengan cara memperbesar rongga dadanya sehingga tekanan udara di dalam rongga dada menjadi kecil yang mengakibatkan masuknya udara luar. Udara luar yang masuk sebagian kecil tinggal di paru-paru dan sebagian besar akan diteruskan ke pundi- pundi hawa sebagai cadangan udara.

Udara pada pundi-pundi hawa dimanfaatkan hanya pada saat udara (OZ)         di paru-paru berkurang, yakni saat burung sedang mengepakkan sayapnya. Saat sayap mengepak atau diangkat ke atas maka kantung hawa di tulang korakoid terjepit sehingga oksigen pada tempat itu masuk ke paru-paru. Sebaliknya, ekspirasi terjadi apabila otot interkostal relaksasi maka tulang rusuk dan tulang dada kembali ke posisi semula, sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar dari tekanan di udara luar akibatnya udara dari paru-paru yang kaya karbon dioksida keluar. Bersamaan dengan mengecilnya rongga dada, udara dari kantung hawa masuk ke paru-paru dan terjadi pelepasan oksigen dalam pembuluh kapiler di paru-paru. Jadi, pelepasan oksigen di paru-paru dapat terjadi pada saat ekspirasi maupun inspirasi.

Alat pernapasan pada burung adalah paru-paru. Ukuran paru-paru relatif kecil dibandingkan ukuran tubuh burung. Paru-paru burung terbentuk oleh bronkus primer, bronkus sekunder, dan pembuluh bronkiolus. Bronkus primer berhubungan dengan mesobronkus. Mesobronkus merupakan bronkiolus terbesar. Mesobronkus bercabang menjadi dua set bronkus sekunder arterior dan posterior yang disebut ventrobronkus dan dorsobronkus dihubungkan oleh parobronkus. Paru-paru burung memiliki ±1000 buah parabronkus yang bergaris tengah ±0,5 mm. Paru-paru burung memiliki perluasan yang disebut kantong udara yang mengisi daerah selangka dada atas, dada bawah, daerah perut, daerah tulang humerus dan daerah leher.

Berturut-turut dari luar ke dalam. Susunan alat pernapasan burung adalah sebagai berikut:

a.         Lubang hidung,

1)                  Sepasang lubang hidung luar, terdapat pada pangkal paruh

2)                  Sepasang lubang hidung dalam, terdapat pada langit-langit rongga mulut

b.         Celah tekak pada dasar faring, berhubungan dengan trakea,

-          Terdapat pada pangkal tenggorok

c.         Trakea, berupa pipa dengan penebalan tulang rawan berbentuk cincin yang tersusun di sepanjang trakea.

-      Berbentuk pipa yang terdiri dari cincin tulang rawan

-      Pada trakea terdapat kantung suara (sirink) yang melekat pada dinding trakea. Sirink memiliki selaput yang akan bergetar dan menghasilkan bunyi jika ada udara yang lewat. Trakea bercabang ke kiri dan kanan menjadi bronkus.

-      Siring (alat suara), terletak di bagian bawah trakea. Dalam siring terdapat otot sternotrakealis yang menghubungkan tulang dada dan trakea, serta berfungsi untuk menimbulkan suara. Selain itu terdapat juga otot siringialis yang menghubungkan siring dengan dinding trakea sebelah dalam. Dalam rongga siring terdapat selaput yang mudah bergetar. Getaran selaput suara tergantung besar kecilnya ruangan siring yang diatur oleh otot sternotrakealis dan otot siringalis.

e.     Bifurkasi trakea, yaitu percabangan trakea menjadi dua bronkus kanan dan kiri,

f.     Bronkus (cabang trakea) terletak di antara siring dan paru-paru,

g.    Paru-paru dengan selaput pembungkus paru-paru yang disebut pleura.

Paru-paru dibungkus oleh selaput (pleura) dan dihubungkan dengan kantong hawa/pundit-pundi udara (Saccus pneumaticus).

Paru-paru burung tidak mempunyai alveoli dan sebagai gantinya adalah pembuluh udara yang disebur “Parabronki”. Saluran udara pada parabronki bercabang-cabang, yaitu berupa pembuluh kapiler udara yang letaknya berdampingan dengan kapiler darah.

Pada burung, tempat berdifusinya gas pernapasan hanya terjadi di paru-paru. Paru-paru burung berjumlah sepasang dan terletak dalam rongga dada yang dilindungi oleh tulang rusuk.

Burung adalah hewan berdarah panas, sama seperti mamalia ,sehingga suhu  pada tubuh burung bersifat stabil. Karena burung memiliki reseptor  pada bagian otak yang dapat mengatur suhu tubuh, sehingga burung dapat melakukan aktivitas pada suhu lingkungan yang berbeda . Burung menggunakan paru-paru dan pundi hawa (pundi-pundi udara) sebagai alat pernafasanya.

Burung memiliki dua lubang hidung, yaitu :

a. Lubang hidung luar terletak pada pangkal paruh bagian atas.

b. Lubang hidung dalam terletak pada langit-langit rongga mulut

Trakea pada burung sama seperti pada manusia yaitu berupa tulang rawan yang  berbentuk cincin-cincin . trakea bercabang menjadi bronkus kanan dan kiri. Bronkus kanan dan kiri merupakan penghubung siring dengan paru-paru. Didalam siring terdapat lipatan-lipatan berupa selaput yang dapat bergetar menghasilkan suara. Burung memiliki sepasang paru-paru yang menempel pada dinding bagian dalam. Paru-paru sendiri terbungkus oleh selaput paru-paru (pluera) yang berhubungan dengan pundi-pundi hawa. Paru-paru burung tidak memiliki alveolus ,sebagai ganti fungsinya adalah parabronki (Pembuluh kapiler yang berdampingan dengan kapiler darah). Selain itu burung juga tidak memiliki diafragma sehingga dalam pergerakan paru-paru (inhale-exhale) dibantu oleh rongga seluruh tubuh.

Fungsi pundi-pundi hawa pada burung :

1.    Untuk bernapas saat terbang,

2.    Memperkeras suara dengan memperbesar ruang siring,

3.    Mencegah kedinginan dengan menyelubungi organ dalam dengan rongga udara,

4.    Mengurangi hilangnya panas tubuh,

5.    Memperbesar atau memperkecil berat jenis tubuh (berguna saat berenang)

Pundi-pundi hawa pada burung berjumlah sembilan yaitu :

1.      2  kantong di leher (servikal)

2.      1  kantong di antara tulang selangka (korakoid/interclavicular)

3.      2  kantong di dada depan (toraks anterior)

4.      2  kantong di dada belakang (toraks posterior)

5.      2  kantong di perut (abdominal)

Fungsi kantong udara  :

a)        Membantu pernafasan terutama saat terbang

b)        Menyimpan cadangan udara (oksigen)

c)        Memperbesar atau memperkecil berat jenis pada saat burung berenang

d)       Mencegah hilangnya panas tubuh yang terlalu banyak

Gambar: Respirasi Burung

Mekanisme Pernapasan Pada Burung

Mekanisme Pernapasan I :

a.     Fase sayap diangkat

       Oksigen dari udara -> masuk ke tubuh melalui lubang hidung -> melewati trakea -> melewati siring -> melewati bronkus -> menuju ke paru-paru sebesar kurang lebih 25% -> menuju ke kantong udara krg lebi sebesar 75%

b.    Fase sayap diturunkan

       kemudian darah di paru-paru mengikat karbon dioksida -> karbon dioksida di paru-paru dibawa ke trakea, sementara oksigen di kantong udara dibawa ke paru-paru -> karbon dioksida dibawa ke hidung -> karbon dioksida dikeluarkan dari tubuh.

Mekanisme Pernapasan II :

a.     Saat Terbang 

       Fase Inspirasi :

       Sayap terangkat -> kantong udara diketiak mengembang -> rongga dada membesar -> paru-paru mengembang -> kantong udara diselangkang terjebit -> udara masuk.

Fase Ekspirasi :

       Sayap diturunkan -> kantong udara diketiak terjebit -> kantong udara diselangka mengembang paru-paru mengempis -> udara keluar

b.         Saat burung istirahat

Fase Inspirasi :

Tulang dada bergerak -> tulang-tulang rusuk bergerak ke bawah / muka -> rongga dada membesar -> paru-paru mengembang -> udara masuk ke paru-paru -> kantong udara bagian belakang -> paru-paru -> kantong udara bagian depan.

Fase Ekspirasi :

Tulang dada bergerak -> tulang-tulang rusuk keatas -> rongga dada mengempus -> paru-paru mengecil -> udara dari kantong udara -> paru-paru (parabronkus) terjadi difusi -> dikeluarkan.

a.         Pernafasan burung saat tidak terbang

Fase Inspirasi : tulang rusuk bergerak ke depan  –  volume rongga dada membesar– tekanan mengecil  –  udara akan masuk melalui saluran  pernapasan. Saat inilah sebagian oksigen masuk ke paru-paru dan O₂ berdifusi ke dalam darah kapiler, dan sebagian udara dilanjutkan masuk ke dalam katong-kantong udara. Fase Ekspirasi : tulang rusuk kembali ke posisi semula  –  rongga dada mengecil  –tekanan membesar. Pada saat ini udara dalam alveolus dan udara dalam kantong-kantong hawa bersama-sama keluar melalui paru- paru.

Pada saat melewati alveolus, O₂ diikat oleh darah kapiler alveolus, dan darah melepas CO2. Dengan demikian, pertukaran gas CO2 dan O2 dapat berlangsung saat inspirasi dan ekspirasi.  

b.        Pernafasan burung saat terbang

Pundi hawa sangat berperan pentng ketika burung mulai terbang, dikarenakan burung yang terbang tidak dapat menggerakan tulang rusuknya, sehingga pundi hawalah yang dipergunakan oleh burung untuk bernafas. Inspirasi dan ekspirasinya dilakukan secara bergantian oleh pundi-pundi hawa.

Fase Inspirasi : Pada saat sayap diangkat, pundi hawa antar tulang korakoid terjepit, sedangkan pundi hawa ketiak mengembang, akibatnya udara masuk ke  pundi hawa ketiak melewati paru-paru, terjadilah inspirasi. Saat melewati paru- paru akan terjadi pertukaran gas O2 dan CO2.

Fase Ekspirasi : Sebaliknya pada saat sayap diturunkan, pundi hawa ketiak terjepit, sedangkan pundi hawa antar tulang korakoid mengembang, sehingga udara mengalir keluar dari kantong hawa melewati paru-parusehingga terjadilah ekspirasi. Saat melewati paru-paru akan terjadi pertukaran gas O2 dan CO2. Dengan cara inilah inspirasi dan ekspirasi udara dalam paru-paru burung saat terbang. Jadi pertukaran gas pada burung saat terbang juga berlangsung saat inspirasi dan ekspirasi.

Paru-paru burung berhubungan dengan kantong udara melalui perantaraan bronkus rekurens. Selain berfungsi sebagai alat bantu pernapasan saat terbang, kantong udara juga membantu memperbesar ruang siring sehingga dapat memperkeras suara. Kantong udara juga berfungsi mencegah hilangnya panas dengan menyelubungi alat-alat dalam untuk mencegah kedinginan dan mengubah massa jenis tubuh pada burung-burung perenang.

Perubahan massa jenis terjadi dengan cara memperbesar atau memperkecil kantong udara. Kantong udara terdapat pada pangkal leher (servikal), ruang dada bagian depan (toraks anterior), antar tulang selangka (korakoid), ruang dada bagian belakang (toraks posterior), rongga perut (saccus abdominalis), ketiak (saccus axillaris).

Jalur pernapasan pada burung berawal di lubang hidung. Pada tempat ini, udara masuk kemudian diteruskan pada celah tekak yang terdapat pada dasar faring yang menghubungkan trakea. Trakeanya panjang berupa pipa bertulang rawan yang berbentuk cincin, dan bagian akhir trakea bercabang menjadi dua bagian, yaitu bronkus kanan dan bronkus kiri. Dalam bronkus pada pangkal trakea terdapat sirink (alat suara yang terletak pada bagian bawah trakea) yang pada bagian dalamnya terdapat lipatan-lipatan berupa selaput yang dapat bergetar. Bergetarnya selaput itu menimbulkan suara. Bronkus bercabang lagi menjadi mesobronkus yang merupakan bronkus sekunder dan dapat dibedakan menjadi ventrobronkus (di bagian ventral) dan dorsobronkus (di bagian dorsal). Ventrobronkus dihubungkan dengan dorsobronkus, oleh banyak parabronkus (100 atau lebih).

Parabronkus berupa tabung- tabung kecil. Di parabronkus bermuara banyak kapiler sehingga memungkinkan udara berdifusi. Selain paru-paru, burung memiliki 8 atau 9 perluasan paru-paru atau pundi-pundi hawa (sakus pneumatikus) yang menyebar sampai ke perut, leher, dan sayap. Pundi-pundi hawa berhubungan dengan paru-paru dan berselaput tipis. Di pundi-pundi hawa tidak terjadi difusi gas pernapasan, pundi-pundi hawa hanya berfungsi sebagai penyimpan cadangan oksigen dan meringankan tubuh. Karena adanya pundi-pundi hawa maka pernapasan pada burung menjadi efisien. .

Udara pada pundi-pundi hawa dimanfaatkan hanya pada saat udara (O2)                    di paru-paru berkurang, yakni saat burung sedang mengepakkan sayapnya. Saat sayap mengepak atau diangkat ke atas maka kantung hawa di tulang korakoid terjepit sehingga oksigen pada tempat itu masuk ke paru-paru. Sebaliknya, ekspirasi terjadi apabila otot interkostal relaksasi maka tulang rusuk dan tulang dada kembali ke posisi semula, sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar dari tekanan di udara luar akibatnya udara dari paru-paru yang kaya karbondioksida keluar. Bersamaan dengan mengecilnya rongga dada, udara dari kantung hawa masuk ke paru-paru dan terjadi pelepasan oksigen dalam pembuluh kapiler di paru-paru. Jadi, pelepasan oksigen di paru-paru dapat terjadi pada saat ekspirasi maupun inspirasi.

Selain itu, pada waktu burung tidak terbang, pernapasan terjadi karena gerakan tulang dada sehingga tulang-tulang rusuk bergerak ke muka dan ke arah bawah. Akibatnya, rongga dada membesar dan paru-paru akan mengempis sehingga udara dari kantong udara kembali ke paru-paru. Jadi, udara segar mengalir melalui parabronkus pada waktu inspirasi dan ekspirasi sehingga fungsi paru-paru burung lebih efisien daripada paru-paru mamalia. Kecepatan respirasi pada berbagai hewan berbeda bergantung dari berbagai hal, antara lain, aktifitas, kesehatan, dan bobot tubuh.

5.                Sistem Respirasi Pada Mamalia

Mamalia atau hewan menyusui banyak yang pernah kita jumpai. Misalnya, kuda, gajah, kambing, harimau, kele-lawar, dan kera. Mereka umumnya hidup di darat. Namun ada pula yang hidup di air. Misalnya, paus, lumba-lumba, dan pesut.
Alat pernapasan mamalia terdiri atas hidung, batang tenggorokan, cabang tenggorokan, dan paru-paru. Di dalam paru-paru terjadi penyerapan oksigen, sedangkan  karbon-dioksida dan uap air dihembuskan keluar melalui hidung. Lubang hidung paus berada di atas kepalanya sehingga dia dapat bernapas sementara mulutnya berada dalam air.

PENUTUP

Sistem respirasi ada dua macam, yaitu respirasi eksternal dan respirasi internal. Respirasi seluler adalah proses masuknya O2 ke dalam sel dan dikeluarkan CO2 dan ATP yang dimana CO2 dibuang dan ATP digunakan. Organ respirasi hewan:

1.        Hewan Akuatik menggunakan kulit dan insang,

2.        Hewan terrestrial menggunakan paru-paru difusi, paru-paru buku, paru-paru alveolar dan trakea.

DAFTAR PUSTAKA

Alsagaff, H., Mukty, A., 2002. Dasar-Dasar Ilmu Penyakit Paru. Airlangga University Press, Surabaya.

Anonim. 2009. Respirasi. http://one.indoskripsi.com/node/4672. Diakses pada hari Jumat/26 Juni 2009.

Campbell,dkk. 2005. Biologi Jilid 3. Jakarta : Erlangga.

Isnaeni,Wiwi.2006. Fisiologi Hewan.Yogyakarta:Kanisius

Kastawi,Yusuf. Zoologi Avertebrata.Malang: FMIPA UM.

Seeley, R. R., T.D. Stephens, P. Tate. 2003. Essentials of  Anatomy dan Physiology fourth edition. McGraw-Hill Companies.

Syaifudin, 1996. Anatomi Fisiologi. Edisi II .Jakarta. EGC.

Tobin, A.J. 2005. Asking About Life. Thomson Brooks/Cole, Canada

.