Tarik nafas dan keluarkan. Bagi kita, proses bernafas terjadi semudah itu. Padahal, di dalam tubuh kita proses ini terjadi begitu kompleks. Bernafas juga merupakan aktivitas yang begitu krusial bagi tubuh manusia. Dengan bernafas, tubuh mampu mengambil oksigen dari lingkungan luar. Oksigen inilah yang dibutuhkan tubuh untuk reaksi metabolisme katabolisme [1].
Keberadaan oksigen di dalam tubuh kita diperlukan dalam metabolisme energi. Tanpa oksigen, makanan yang dikonsumsi tubuh tidak dapat dikonversi secara normal menjadi energi [1]. Bersyukurlah, sebagai manusia kita memiliki sistem pernafasan yang memastikan tubuh kita tidak pernah kekurangan oksigen. Selain itu, kita pun harus bersyukur bahwa proses ini diregulasi oleh mekanisme saraf tidak sadar [3]. Sehingga, untuk mengambil oksigen dan menghasilkan energi tidak terasa berat untuk dijalankan tubuh yang sehat.
Mempelajari sistem pernapasan
Sistem pernapasan dalam tubuh berfungsi untuk memfasilitasi pertukaran gas. Sistem ini membantu memindahkan oksigen ke dalam tubuh yang kemudian dikeluarkan dalam bentuk karbon dioksida [2].
Dalam proses pengambilan dan pengeluaran udara, tubuh manusia menggunakan organ paru-paru. Udara dalam bentuk oksigen masuk ke dalam tubuh melalui hidung kemudian mengarah ke faring lalu ke trakea. Pada trakea terdapat dua cabang bronkus yang masing-masing mengarah ke cabang paru-paru. Di tiap bronkus terdapat cabang-cabang bronkiolus, setelah itu udara di dalam kantung-kantung alveolus akan mengalami pertukaran gas, menjadi karbon dioksida [3].
Bagaimana cara udara masuk dan keluar tubuh?
Tubuh kita mengambil dan mengeluarkan udara mengikuti Hukum Boyle. Gas bergerak mengikuti gradien tekanan. Gas akan berpindah dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Oleh karena itu, sewaktu bernafas, tubuh akan mengubah tekanan udara dengan mengubah volume rongga dada [4].
Agar udara dapat masuk, tubuh akan berkontraksi dengan cara mengembangkan rongga dada. Volume rongga dada membesar kemudian akan memperkecil tekanan udara. Tekanan udara dalam tubuh relatif lebih kecil dari tekanan di atmosfer luar, sehingga gas oksigen masuk kedalam tubuh. Proses ini kita kenal dengan istilah inspirasi [3], [4].
Sebaliknya, udara akan keluar dari dalam tubuh pada saat rongga dada relaksasi. Volume rongga dada mengecil, tekanan udara membesar. Tekanan udara tubuh relatif lebih besar dari tekanan atmosfer luar, sehingga gas karbon dioksida keluar dari tubuh. Proses pengeluaran karbon dioksida inilah yang sering kita sebut dengan istilah ekspirasi [3], [4].
Mengenal Gerak Pernafasan: Pernapasan Perut & Pernafasan Dada
Masuk keluarnya udara dalam tubuh dikontrol oleh beberapa otot. Otot yang bekerja dalam pernafasan tubuh adalah diafragma dan otot interkostal [5]
Diafragma adalah struktur otot muskular yang membatasi rongga dada dan rongga abdomen. Sedangkan otot interkostal adalah sekelompok otot yang ditemukan di antara tulang rusuk. Gerak yang dilakukan oleh diafragma dan otot interkostal akan membantu dalam mengembang dan mengempisnya rongga dada [5].
Gerak pernapasan digolongkan berdasarkan otot yang digunakan. Pernafasan dada merupakan pernapasan yang melibatkan kerja otot interkostal dan pernafasan perut merupakan pernapasan yang melibatkan kerja diafragma [5].
Pernapasan dada
Fase inspirasi dimulai dengan kontraksi otot interkostal menaikan tulang rusuk , mengakibatkan volume rongga dada membesar, tekanan udara dalam paru-paru relatif lebih rendah dibanding tekanan atmosfer luar. Oksigen kemudian masuk kedalam tubuh [5], [6].
Fase ekspirasi dimulai dengan kembalinya otot interkostal relaksasi diikuti dengan mengecilnya volume rongga dada, tekanan udara dalam paru-paru relatif lebih besar dibanding tekanan atmosfer. Karbon dioksida kemudian keluar dari tubuh [5], [6].
Pernapasan Perut
Fase inspirasi dimulai dengan kontraksi diafragma menyebabkan organ-organ abdominal mengarah ke bawah, mengakibatkan rongga dada membesar, tekanan udara dalam paru-paru relatif lebih rendah dibanding tekanan atmosfer luar. Oksigen kemudian masuk kedalam tubuh [5], [6].
Fase ekspirasi dimulai dengan relaksasi diafragma menyebabkan organ-organ abdominal bergerak ke atas , mengakibatkan rongga dada mengecil, tekanan udara dalam paru-paru relatif lebih besar dibanding tekanan atmosfer luar. Karbon dioksida kemudian keluar dari tubuh [5], [6].
Pernapasan kombinasi
Pernapasan umumnya dilakukan secara kombinasi. Merupakan kerja sama antara otot interkostal dan diafragma [3].Fase inspirasi dimulai dengan kontraksi 2 otot. Kontraksi otot interkostal mengembangkan sangkar tulang rusuk pada waktu bersamaan diafragma kontraksi mengembangkan rongga dada ke bawah. Kontraksi 2 otot memperbesar volume rongga dada. Tekanan udara dalam paru-paru relatif lebih rendah dari tekanan atmosfer luar. Oksigen kemudian masuk dalam tubuh [3].
Fase ekspirasi dimulai dengan relaksasi 2 otot. Otot interkostal relaksasi mengecilkan sangkar tulang rusuk pada waktu bersamaan diafragma relaksasi menggerakan rongga dada ke atas. Relaksasi kedua otot mengecilkan volume rongga dada.Tekanan udara dalam paru-paru relatif lebih besar dari tekanan atmosfer luar. Karbon dioksida kemudian keluar dari tubuh [3].
Pada tubuh manusia normal, gerak pernapasan merupakan gabungan dari pernapasan dada dan pernapasan perut. Kondisi lain seperti umur, penyakit, dan gender akan mempengaruhi gerak pernapasan yang mendominasi [6].
Tubuh kita telah dirancang sedemikian canggih untuk menyokong aktivitas keseharian kita. Dalam satu tarikan nafas, ternyata melibatkan kerjasama nan kompleks antar organ. Sebagai pemilik dari sistem yang rumit ini, alangkah baiknya jika kita menjaga paru-paru kita. Bisa dimulai dengan langkah sederhana, yaitu hindari kegiatan merokok, rajin berolahraga dan menggunakan masker jika beraktivitas di tempat penuh polusi.
Referensi:
[1]. S. Glass and G. B. Dwyer.2007. ASCM’s Metabolic Calculations Handbook. Lippincott Williams & Wilkins.p,3
[2]. N.S.Cherniack and E.P. Cherniack. ‘Respiratory system’ in Encyclopedia of Gerontology. Elsevier. p.442-449.
[3]. Campbell, N.A. et al., 2010. Biologi. Pearson Erlangga. p. 78,88.
[4]. T. Marcy. 1999. Medical Management of Pulmonary Diseases. CRC Press. P.32
[5] V. Aspinalli, S. Bowden, M. Capello. 2009. Introduction to Veterinary Anatomy and Physiology. Butterworth-Heinemann.
[6]. W. Zhao. 2018. Rehabilitation Therapeutics of Neurological Training. Springer.p.428.