SISTEM PERNAFASAN
UNGGAS DAN MAMALIA
DHEVI DWI HERLIANSAH
C31121128
PETERNAKAN
POLITEKHNIK NEGERI
JEMBER
v PERNAFASAN
MAMALIA.
1.
Mekanisme
Ventilasi (Pertukaran Udara) Pulmonalis
Paru-paru dapat membesar dan berkontraksi dengan 2
jalan : 1). dengan gerakan turun naik diafragma akan memanjang dan memperpendek
rongga dada, dan 2). dengan pengangkatan dan penekanan tulang rusuk akan
mengangkat/memperbesar dan menurunkan/memperkecil diameter anteroposterior rongga dada.Pernafasan normal dilakukan
hampir sempurna oleh gerakan inspirasi (menghirup) diafragma. Selama
inspirasi diafragma menarik ke bawah permukaan bagian bawah paru-paru. Selama ekspirasi (menghembus) diafragma berelaksasi dan
mendorong paru-paru ke belakang, dinding dada dan struktur perut mendorong
paru-paru. Selama bernafas berat, dorongan ke belakang tidak cukup kuat untuk
menyebabkan respirasi cepat, hal itu dapat dicapai dengan kontraksi urat perut
yang mendorong isi perut ke atas melawan diafragma bagian bawah. Cara kedua
untuk memperbesar paru-paru adalah dengan meningkatkan/memperbesar ruangan dada
melalui rib cage. Hal itu akan memperbesar paru-paru
karena dalam posisi istirahat secara alamiah, tulang rusuk miring ke bawah,
sehingga memungkinkan tulang dada bergerak ke belakang di depan kolumnis
spinalis. Namun, bila rib cage terangkat, tulang rusuk langsung
mengarah ke belakang. Dengan demikian, tulang dada pada waktu itu bergerak ke
belakang menjauhi spinosus yang menyebabkan anteroposterior dada
menjadi lebih besar kira-kira 20% selama respirasi maksimum dibandingkan selama
ekspirasi. Oleh karena itu, berbagai otot tersebut yang mengangkat rongga dada
dapat diklasifikasikan sebagai urat daging inspirasi, dan urat daging yang
menekan rongga dada adalah urat daging ekspirasi.
2.
Kapasitas
dan Volume Paru-paru
Suatu metode sederhana untuk mempelajari pertukaran
udara paru-paru adalah mancatat volume udara yang bergerak ke dalam dan ke luar
paru-paru disebutspirometer. Sebuah
alat spirometer terdiri dari sebuah silinder yang berada dalam sebuah ruangan
berisi air yang keseimbangannya dapat diatur melalui suatu pemberat. Dalam
selinder terdapat campuran udara pernafasan biasanya udara atau O2 ; suatu tabung yang menghubungkan
mulut dengan ruang udara. Karena nafas masuk dan ke luar ruang udara maka
silinder terangkat/naik dan turun, dan suatu grafik akan terlihat pada kertas
yang terdapat pada silinder yang berputar. Untuk memudahkan menjelaskan
berbagai kejadian pertukaran udara paru-paru maka udara dalam paru-paru telah
dibagi menjadi 4 volume dan 4 kapasitas.Volume paru-paru bagian kiri terdiri
atas 4 volume yang berbeda dan bila dijumlahkan semuanya sama dengan volume
maksimum paru-paru yang masih dapat diharapkan. Arti penting dari masing-masing
volume tersebut adalah sebagai berikut.
Volume tidal (tidal
volume = TV) adalah volume udara pada waktu inspirasi atau
ekspirasi normal, dan volumenya kira-kira 500 ml.Volume cadangan inspirasi (inspiratory reserve volume = IRV)adalah volume
ekstra udara yang masih dapat dihirup setelah inspirasi normal sebagai volume
udara tambahan terhadap volume volume tidal, dan biasanya volume udara itu
kira-kira 3000 ml.
Volume cadangan ekspirasi (expiratory
reseve volume = ERV) adalah jumlah udara yang masih dapat dikeluarkan
dengan berekspirasi sekuat-kuatnya (maksimum) pada saat akhir ekspirasi normal,
biasanya volume ini kira-kira 1100 ml.Volume
residu (residual volume =
RV) adalah volume udara
yang masih tinggal di dalam paru-paru setelah melakukan respirasi maksimum.
Volume residu ini rata-rata 1200 ml.Kapasitas paru-paru dalam siklus paru-paru
kadang-kadang perlu mempertimbangkan 2 atau lebih volume udara tersebut di atas
secara bersama-sama. Penggabungan ini disebut kapasitas paru-paru. Kapasitas
paru-paru berbeda-beda dapat dijelaskan sebagai berikut ini.Kapasitas inspirasi (inspiratory capacity/IC) = volume tidal (TV) + volume cadangan
inspirasi (IRV). Ini adalah sejumlah udara (kira-kira 3500 ml) yang berarti
seseorang bernafas mulai dengan tingkat ekspirasi normal dan memperbesar
paru-parunya hingga maksimum.Kapasitas
residu fungsional (functional residual capacity/FRC) = volume cadangan ekspirasi (ERV) +
volume residu (RV). Ini adalah sejumlah udara yang tinggal dalam paru-paru pada
akhir ekspirasi normal (kira-kira 2300 ml).Kapasitas vital (vital capacity/VC) = volume cadangan inspirasi (IRV) +
volume tidal (TV) + volume cadangan ekspirasi (ERV). Ini adalah jumlah udara
maksimum yang dapat dikeluarkan dari paru-paru setelah ekspirasi dan
dilanjutkan dengan ekspirasi maksimum.
Kapasita total paru-paru (total
lung capacity/TLC) adalah
volume maksimum paru-paru yang masih dapat diperbesar dengan inspirasi sekuat
mungkin (kira-kira 5800 ml). TLC = IRV + TV + ERV + RV.Sebagai
contoh dapat dikemukakan di sini bahwa laki-laki mempunyai VT = 400 ml, VC =
4800 ml, IRV = 3100 ml, IC = 3600 ml, ERV = 1200 ml, RV = 1200 ml, FRC = 2000
ml, TLC = 6000 ml. Sapi betina (dalam keadaan tidur) mempunyai TV = 3100 ml;
sedangkan dalam posisi berdiri adalah 3800 ml.
Semua volume dan kapasitas paru-paru wanita 20 – 25%
lebih rendah dibandingkan laki-laki, dan volume serta kapasitasnya lebih besar
pada orang yang bertubuh besar dan olahragawan dibandingkan dengan orang yang
bertubuh kecil dan menderita asma.
3.
Difusi Gas
Melalui Membrana Respirasi
Unit alat pernafasan terdiri dari bronkhiolus,
berbagai saluran alveoli, atrium dan alveoli (kira-kira 300 juta pada kedua
paru-paru, masing-masing alveolus mempunyai diameter kira-kira 0,25 mm).
Dinding alveoli sangat tipis, dan di antara banyak dinding itu terdapat
berbagai kapiler yang cukup kuat. Aliran darah pada dinding kapiler merupakan
suatu sheet dari peredaran darah. Jadi
jelaslah bahwa gas alveoli hampir sama dengan gas darah kapiler. Konsekwensinya
pertukaran gas antara udara alveoli dan darah volmonaris terjadi di seluruh
membrana terminal paru-paru. Membrana ini disebut membrana respirasi atau
membrana vulmonaris.
4.
Transportasi
O2 dan CO2
Gas dapat mengaliri suatu tempat ke tempat lain dengan
jalan difusi dan hal ini selalu disebabkan oleh
adanya perbedaan tekanan dari satu tempat terhadap tempat lainnya. Jadi, O2 berdifusi dari alveoli ke dalam
pembuluh darah kapiler pulmonaris karena perbedaan tekanan yang dalam hal ini
tekanan O2 (PO2)
di dalam alveoli lebih besar dibandingkan dengan PO2 di dalam darah pulmonaris. Darah
pulmonaris diangkut melalui sirkulasi darah menuju berbagai jaringan perifir.
Di sana PO2 lebih
rendah dalam sel dibandingkan dengan yang di dalam darah arteri yang masuk ke
dalam berbagai pembuluh darah kapiler. Di situ lagi PO2 jauh lebih tinggi dalam darah
kapiler menyebabkan O2 berdifusi
ke luar dari pembuluh kapiler dan seluruh cairan interstisial menuju sel.Karena
O2 dimetabolisasikan
dengan makanan dalam sel untuk membentuk CO2maka tekanan CO2 (PCO2) meningkat mencapai
nilai tinggi dalam sel yang menyebabkan CO2 berdifusi dari sel ke dalam
jaringan kapiler. CO2 dalam
darah diangkut ke kapiler pulmonaris. CO2 itu berdifusi ke luar dari darah dan
menuju ke dalam alveoli karena PCO2 di
dalam alveoli lebih rendah dibandingkan dengan yang di dalam darah. Hal yang
mendasar di sini adalah bahwa angkutan O2 dan CO2 ke dan dari berbagai jaringan
tergantung dari difusi dan aliran darah secara berturut-turut.
5.
Faktor
yang Mempengaruhi Difusi Gas
Prinsip dan formula terjadinya difusi gas melalui
membrana respirasi sama dengan difusi gas melalui air dan berbagai jaringan.
Jadi, faktor yang menentukan betapa cepat suatu gas melalui membrana tersebut
adalah : 1). ketebalan membrana, 2).luas permukaan membrana, 3).koefisien
difusi gas dalam substansi membrana, dan 4). perbedaan tekanan antara kedua
sisi membrana.
Sering terjadi kecepatan difusi melalui membrana tidak
proporsional terhadap ketebalan membrana sehingga setiap faktor yang meningkatkan
ketebalan melebihi 2 – 3 kali dibandingkan dengan yang normal dapat
mempengaruhi secara sangat nyata pertukaran gas pernafasan normal. Khusus pada
olahragawan, luas permukaan membrana respirasi sangat mempengaruhi prestasi
dalam pertandingan maupun latihan. Luas permukaan paru-paru yang berkurang
dapat berpengaruh serius terhadap pertukaran gas pernafasan. Dalam hal
koefisien difusi masing-masing gas kaitannya dengan perbedaan tekanan ternyata
CO2 berdifusi melalui
membrana kira-kira 20 kali lebih cepat dari O2, dan O2 dua kali lebih cepat dari N2.
Dalam hal perbedaan tekanan gas, tekanan gas parsial menyebabkan gas mengalir
melalui membrana respirasi. Dengan demikian, bila tekanan parsial suatu gas
dalam alveoli lebih besar dibandingkan dengan tekanan gas dalam darah seperti
halnya O2 , difusi
terjadi dari alveoli ke arah dalam, tetapi bila tekanan gas dalam darah lebih
besar dibandingkan dengan dalam alveoli seperti halnya CO2 maka difusi terjadi dari darah
ke dalam alveoli.
6.
Kapasitas
Difusi Membrana Respirasi
Kemampuan seluruh membrana respirasi untuk terjadinya
pertukaran gas antara alveoli dan darah pulmonaris dapat diekspresikan dengan
istilah kapasitas difusinya, yang dapat didefinisikan sebagai volume gas
yang berdifusi melalui membrana tadi setiap menit untuk setiap perbedaan
tekanan 1 mm Hg. Kapasitas difusi O2 laki-laki
muda dewasa pada waktu istirahat rata-rata 21 ml per menit per mm Hg. Rata-rata
perbedaan tekanan O2 menembus
membrana respirasi selama dalam keadaan normal yaitu dalam keadaan bernafas
tenang kira-kira 11 mm Hg. Peningkatan tekanan itu menghasilkan kira-kira 230
ml O2 berdifusi normal
melalui membrana respirasi setiap menit; dan itu sama dengan kecepatan tubuh
menggunakan O2. Di
lain pihak, kapasitas difusi CO2 belum
pernah dihitung karena kesukaran teknis. Sebenarnya sangat penting diketahui
kapasitas difusi yang tinggi dari CO2 itu. Bila tidak demikian maka membrana
respirasi banyak mengalami kerusakan. Akibatnya, kapasitasnya membawa O2 ke dalam darah sering tidak
cukup sehingga menyebabkan kematian seseorang jauh lebih cepat daripada
ketidakseimbangan yang serius dari difusi CO2.
7.
Mekanisme
Respirasi
Selama respirasi, terjadi gerakan dada (thorax)
dan perut. Pada inspirasisternum coracoid , furcula, dan rusuk bergerak ke
depan dan ke bawah. Rusuk vertebral ditarik ke depan dan ke dalam. Jadi, pada
inspirasi diameter vertikal dada bertambah besar dan diameter melintangnya
bertambah kecil. Paru-paru membesar pada saat inspirasi, dan tulang rusuk serta
dada tertarik ke arah dalam.
v PERNAFASAN UNGGAS
1.
Organ
Pernafasan dan Fungsinya
Alat
pernafasan pada burung (unggas) terbagi atas paru-paru mempunyai bronkhus
tertier yang lebih banyak jumlahnya dibandingkan dengan paru-paru ayam. Ayam
mempunyai 7 kantong hawa, yaitu
sepasang kantong hawa servikalis, sepasang abdominalis, sepasang torakalis, dan
sebuah kantong hawa klavikularis. Kalkun mempunyai 8 kantong hawa dan sebuah
kantong hawa servikalis (sama dengan klavikularis), 2 pasang kantong torakalis,
2 pasang kantong abdominalis.Pada umumnya kebanyakan jenis burung kecil hanya
sedikit atau tidak memilikipneumatic
bones, sedangkan jenis
burung yang besar mempunyai banyak pneumatic
bones. Jadi, ternyata bahwa
ada tidaknya pneumatic bones hanya berperan kecil dalam
kemampuan terbang. Ada pendapat yang menyangkal bahwa humerus pada ayam itu
merupakan pneumatic bones,
tetapi ada pendapat lain yang menyatakan bahwa pneumatic bones pada ayam meliputi hampir semua
vertebre servikalis, 2 tulang rusuk yang pertama, tulang dada, humerus, dan
bagian setengah bawah korakoid. Semua pneumatic
bones tidak berhubungan
dengan kantong hawa, tetapi humerus berhubungan dan beberapa jenis burung dapat
bernafas melalui humerus pada kondisi tertentu.
2.
Mekanisme
Pernafasan
Selama pernafasan (respirasi), terjadi gerakan dada (thorax = thorak) dan perut. Pada inspirasi,
sternum korakoid, furkula, dan rusuk bergerak ke depan dan ke bawah. Rusuk
vertebral ditarik ke depan dan ke dalam. Jadi, pada inspirasi diameter vertical
thorak bertambah besar dan diameter melintangnya bertambah kecil. Paru-paru
membesar pada saat inspirasi, dan tulang rusuk serta dada tertarik ke arah
dalam.
3.
Kecepatan
Bernafas
Kecepatan bernafas pada bangsa burung tergantung pada
ukuran badan, seks, rangsangan, dan berbgai faktor lain. Pada umumnya bangsa
burung yang lebih kecil mempunyai kecepatan (frekuensi) pernafasan yang lebih
tinggi dibandingkan dengan yang lebih besar, misalnya pada bangsa unggas jantan
seperti merpati, itik, angsa, kalkun, dan anak ayam adalah 28, 42, 20, 28, dan
16 kali/menit secara berturut-turut; sedangkan yang betina 16, 110, 40, 49, dan
28 secara berturut-turut. Kecepatan bernafas bertambah bila suhu badan
meningkat. Pada anak ayam yang suhu badannya 43,5oC – 44,5oC
, kecepatannya bisa mencapai 140 – 170 kali/menit.
4.
Pernafasan
Selama Terbang
Persediaan dan kecepatan oksigen (O2)
berdifusi dalam paru-paru sangat penting artinya bagi bangsa burung pada waktu
terbang. Pada waktu terbang konsumsi oksigen bisa 10 – 15 kali lebih banyak
dibandingkan dengan pada keadaan istirahat. Konsumsi itu juga tergantung pada
kecepatan terbang. Pada kecepatan terbang 35 km/jam, oksigen yang diperlukan
rata-rata 21,9 ml/g/jam atau 12,8 kali lebih banyak dibandingkan dengan keadaan
tidak terbang, dan pada kecepatan terbang 40 km/jam konsumsi oksigen
23ml/g/jam.Konsumsi oksigen paling tinggi pada waktu terbang menaik dan paling
rendah pada waktu terbang menurun. Beberapa peneliti mengasumsikan bahwa
pernafasan (aliran udara paru-paru) ada hubungan (sinkronisasi) dengan berbagai
gerakan sayap pada waktu terbang. Pada waktu sayap bergerak ke bawah, terjadi
ekspirasi.
5.
Difusi O2 dari Kapiler ke Cairan Interstisial
Pada kapiler jaringan, O2 berdifusi ke dalam jaringan oleh
suatu proses penting yang sama dengan yang terjadi dalam paru-paru. Dengan
demikian tekanan O2 (PO2)
dalam cairan interstisial di luar kapiler rendah dan diperkirakan sangat
bervariasi, rata-rata sekitar 40 mm Hg, sedangkan di dalam darah arteri tinggi
sekitar 95 mm Hg. Oleh karena itu, pada kapiler tekanannya berbeda sampai 55 mm
Hg yang menyebabkan difusi O2. Pada waktu itu, darah yang mengalir
melalui kapiler banyak O2 berdifusi
ke dalam jaringan dan PO2 kapiler
mendekati 40 mm Hg dalam cairan jaringan. Konsekwensinya, darah venous yang meninggalkan jaringan mengandung
O2 yang sangat penting
untuk berbagai aktivitas.
6.
Difusi O2 dari Cairan Interstisial ke Dalam Sel
Selama O2 masih
digunakan oleh sel, tekanan O2 intraseluler
tetap lebih rendah dibandingkan dengan tekanan O2 cairan interstisial. O2 berdifusi
melalui membrana sel dengan sangat cepat. Oleh karena itu, PO2 intraseluler hampir sama dengan PO2di
dalam cairan interstisial. Namun, dalam banyak hal ada yang perlu
dipertimbangkan misalnya jarak antara kapiler dan sel. Dengan demikian, PO2intraseluler
normal berkisar dari yang terendah 5 mm Hg sampai yang tertinggi 60 mm Hg
dengan rata-ratanya 23 mm Hg yang merupakan nilai yang diberikan pada sel
tersebut. Kira-kira hanya 1 – 3 mm Hg PO2 yang diperlukan untuk mendukung
sepenuhnya proses metabolisme sel. Jadi dapat dilihat bahwa walau PO2 rendah namun cukup aktual dan aman
untuk metabolisme sel.
7.
Transportasi
CO2 ke Paru-paru
Karena pembentukan CO2 dalam sel sangat banyak dan
terus-menerus maka PO2intraseluler berdifusi kira-kira 20 kali lebih
mudah dibandingkan O2 yang
berdifusi dari sel dengan sangat cepat ke dalam darah kepiler. Darah arteri
masuk kapiler jaringan mengandung CO2 pada tekanan kira-kira 40 mm Hg.
Mengalirnya darah melalui kapiler, PCO2 meningkat sampai 45 mm Hg.Untuk
mengeluarkan CO2 dari
darah pulmonaris, PCO2 vena
kira-kira 45 mm Hg. Sedangkan dalam alveoli sekitar 40 mm Hg. Perbedaan tekanan
awal untuk difusi hanya 5 mm Hg jauh lebih rendah dari difusi O2 menembus membrana. Walau demikian,
karena koefisien difusi 20 kali lebih besar dari koefisien difusi O2 maka kelebihan CO2 dalam darah dengan cepat dikirim ke
dalam alveoli.
Kesimpulan
Selama pernafasan (respirasi), terjadi gerakan dada (thorax = thorak) dan perut. Pada inspirasi,
sternum korakoid, furkula, dan rusuk bergerak ke depan dan ke bawah. Rusuk
vertebral ditarik ke depan dan ke dalam. Jadi, pada inspirasi diameter vertical
thorak bertambah besar dan diameter melintangnya bertambah kecil. Paru-paru
membesar pada saat inspirasi, dan tulang rusuk serta dada tertarik ke arah
dalam.
Persediaan dan kecepatan oksigen (O2) berdifusi dalam paru-paru sangat penting artinya bagi bangsa burung pada waktu terbang. Pada waktu terbang konsumsi oksigen bisa 10 – 15 kali lebih banyak dibandingkan dengan pada keadaan istirahat. Konsumsi itu juga tergantung pada kecepatan terbang. Pada kecepatan terbang 35 km/jam, oksigen yang diperlukan rata-rata 21,9 ml/g/jam atau 12,8 kali lebih banyak dibandingkan dengan keadaan tidak terbang, dan pada kecepatan terbang 40 km/jam konsumsi oksigen 23ml/g/jam.Konsumsi oksigen paling tinggi pada waktu terbang menaik dan paling rendah pada waktu terbang menurun. Beberapa peneliti mengasumsikan bahwa pernafasan (aliran udara paru-paru) ada hubungan (sinkronisasi) dengan berbagai gerakan sayap pada waktu terbang. Pada waktu sayap bergerak ke bawah, terjadi ekspirasi.
BalasHapusdata nya sangat lengkap
BalasHapustrima kasih
makasih banyak
BalasHapus