SISTEM PERNAFASAN PADA MAMALIA dan UNGGAS

PENDAHULUAN

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.

Pernafasan mempunyai 2 arti yang sangat berbeda :

1). pernafasan oksigen (O₂ ) dalam matabolisme karbohidrat dan berbagai molekul organik lainnya,

2). suatu proses yang melibatkan pertukaran O₂ dan CO₂ di antara berbagai sel suatu organisme dan lingkungan luar.

Sebagian besar sel tubuh memperoleh energi dari reaksi kimia yang melibatkan O_2.Sel itu harus mampu melenyapkan CO₂ yang merupakan hasil akhir utama dari metabolisme oksidasi. Organisme bersel satu pertukaran O₂ dan CO₂ terjadi secara langsung dengan lingkungan luar, tetapi hal itu sama sekali tidak mungkin untuk sebagian besar sel organisme yang kompleks seperti manusia maupun hewan/ternak. Oleh karena itu, evaluasi hewan besar memerlukan perkembangan suatu sistem khusus yaitu sistem respirasi (pernafasan) untuk pertukaran O₂ dan CO₂ bagi hewan tersebut dengan lingkungan sekitarnya meliputi : paru-paru, jalan udara ke paru-paru, dan struktur dada yang bertanggung jawab terhadap gerakan udara keluar dan masuk ke paru-paru.

Terdapat lima fungsi utama dais sistem respirasi, yaitu :

1.      Menyediakan permukaan untuk pertukaran gas antara udara dan system aliran darah.

2.      Sebagai jalur untuk keluar masuknya udara dari luar ke paru-paru.

3.      Melindungi permukaan respirasi dari dehidrasi, perubahan temperature, dan berbagai keadaan lingkungan atau melindung system respirasi itu sendiri dan jaringan lain dari pathogen.

4.      Sumber produksi suara termasukuntuk berbicara, menyayi, dan bentuk komunikasi lainnya.

Memfasilitasi deteksi stimulus olfactory dengan adanya reseptor olfactory di superior pada rongga hidung.

   

    Perbedaan Sistem Respirasi pada Unggas (Ayam) dengan Mamalia

Paru-paru pada mamalia pertukaran oksigen denagn karbondioksida terjadi di kantung mikroskopis yang terdapat di paru-paru yang kemudian disebut dengan alveoli. Sedangkan pada paru-paru ayam, pertukaran gas terjadi di dinding mikroskopis tubulus, yang biasa disebut dengan kapiler udara.

Sistem pernapasan ayam lebih efisien dibandingkan pada mamalia. Mentransfer oksigen lebih dengan masing-masing pernafasan. Ini juga berarti bahwa racun dalam udara juga ditransfer lebih efisien. Ini adalah salah satu alasan mengapa asap dari teflon beracun untuk aves, tetapi tidak untuk mamalia pada konsentrasi yang sama. Ketika membandingkan ayam dan mamalia dengan berat yang sama, ayam memiliki tingkat pernafasan yang lebih lambat. Respirasi pada ayam memerlukan dua siklus pernafasan untuk memindahkan udara melalui sistem pernapasan keseluruhan. Dalam mamalia, hanya satu siklus pernapasan diperlukan.

LANDASAN TEORI

A.   UNGGAS/ AVES

Unggas bernapas dengan menggunakan paru-paru dan kantong udara (air sacs).  Secara umum sistem pernapasan dari unggas didukung oleh beberapa organ, yaitu lubang hidung, larinx, trakhea, srinx, bronkhi, paru-paru, kantung udara dan rongga tulang

1.      Lubang hidung (nares anteriores).

Lubang hidung (nares anteriores).Berjumlah sepasang, terdapat pada pangkal rostrum bagian dorsal dan merupakan lubang masuk pertama yang berhubungan dengan luar.Nares posteriores (lubang hidung dalam), terletak pada palatum dan hanya satu buah di tengah (Radiopoetrao, 1991).

2.     Glottis

terletak tepat di belakang pangkal lidah dan melanjutkan ke caudal, ke dalam larynx. Glottis ini berhubungan dengan rongga mulut melalui mulut melalui celah yang disebut rima Glottis.

3.      Larink (larynx).

Larink disokong oleh cartilago cricoidea dan cartilago arytenoidea yang berjumlah sepasang (Radiopoetra, 1991).

4.      Trachea (trakhea).

Trakhea merupakan lanjutan dari larink kearah kaudal.Berupa suatu pita yang mempunyai cincin-cincin tulang yang disebut annulus trachealis (Radiopoetra, 1991). 

5.      Srink/pita suara (srynx).

Srink terdapat pada bagian bifurcatio tracheae, tersusun dari beberapa annulus trachealis pada bagian kaudal dan annulus bronchialis pada daerah kranial.  Alat ini membatasi bagian yang melebar yang disebut tympanum.Pita suara atau bagian jakun bawah pada batang tenggorok (percabangan bronki menjadi dua) ini menghasilakan suara pada unggas.Pita suara merupakan satu-satunya bagian alat pernapasan yang mampu menghasilkan suara, sedangkan jakun merupakan bagian pembentuk suara.

Adapun otot-otot yang terdapat di trachea dan srynx, yaitu :

1.      Musculus syringealis intrinsic, sepasang berorigo pada dinding trchea, dan berinsertio pada syrinx.

2.      Musculus sterno trachealis, sepasang berorigo pada sternum dan berisertio pada trachea.

6.      Bronchi (bronkhi).

Bronkhi merupakan percabangan dari trakhea kearah kanan dan kiri (bronchus dexter dan broncus sinister), dengan tempat percabangan yang disebut bifurcatio trachea.Batang tenggorok ini masih terbagi lagi menjadi bronchi lateralis yang masing-masing terbagi lagi menjadi parabronchi (Radiopoetro, 1991).

7.      Paru-paru (lung/pulmo).  

Paru-paru terdapat pada bagian ujung-ujung bronkhi berjumlah sepasang dan melekat pada bagian dorsal thorax.Paru-paru terbungkus oleh selaput yang disebut pleura (Radiopoetro, 1991).Paru merupakan organ yang sangat penting peranannya dalam pernapasan.Fungsi utamanya untuk mencukupi oksigen yang diperlukan oleh tubuh untuk pembakaran dan untuk pembentukan tenaga.Juga berfungsi untuk mengeluarkan sisa pembakaran yang berupa karbon dioksida dan uap air.Struktur paru-paru ayam sangat kaku dan selama bernapas hanya terjadi sedikit gerakan mengembang dan mengempis (Akoso, 1993).

Pulmo mempunyai hubungan dengan kantong-kantong hawa yang disebut saccus pneumaticus yang terdiri dari :

a.       Saccus abdominalis, terdapat diantara lipatan intestinum.

b.      Saccus trhoracalis anterior, terletak pada dinding sisi tubuh pada rongga dada sebelah muka.

c.       Saccus thoracolis posterior, terletak tepat di belakang saccus thoracolis anterior.

d.      Saccus interclavicularis, terletak di median, hanya satu buah dan berhubungan dengan kedua pulmo.

e.       Saccus cervicalis, terletak pada pangkal leher, berjumlah sepasang.

f.       Saccus axillaris, yaitu saccus yang dibentuk oleh penonjolan sisi-sisi dari saccus interreclavicularis yang terdapat pada daerah ketiak.

Suara pada aves dihasilkan oleh getaran dari membrana seminularis.Getaran ini terjadi karena hasil kerja otot-otot di atas.Rongga hidung dilengkapi dengan silia (bulu getar) yang berperan menyaring partikel-partikel yang tercampur udara yang dihirup ayam, seperti debu maupun bibit penyakit (virus maupun bakteri). Sedangkan pada bagian trakea, bronkus dan bronkeolus dilengkapi dengan sel-sel epitel yang juga mempunyai bulu getar dan sel tak bersilia yang akan menghasilkan lendir yang mengandung enzim proteolitik dan surfaktan. Adanya enzim dan surfaktan (penurun tegangan permukaan) tersebut mampu menghancurkan beberapa mikroorganisme patogen.

8.      Kantung udara (air sacs)/ Pundi-pundi Udara

pundi-pundi udara yang menyebar sampai ke perut, leher, dan sayap. Pundi-pundi udara berhubungan dengan paru-paru dan berselaput tipis.Di pundi-pundi udara tidak terjadi difusi gas pernapasan; pundi-pundi udara hanya berfungsi sebagai penyimpan cadangan oksigen dan meringankan tubuh.Karena adanya pundi-pundi udara maka pernapasan pada burung menjadi efisien. Pundi-pundi udara 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).

Kantung udara merupakan suatu rongga dengan dinding jaringan tipis dan halus sehingga sulit dikenali pada posisi mengempis. Kantung udara selain membantu dalam proses pernapasan pada waktu terbang juga berfungsi:

a.       Membantu mempertahankan suhu luar oleh pengaruh keadaan luar.

b.      Membantu memperkeras suara.

c.       Meringankan tubuh.

d.      Mengapungkan tubuh diudara.

e.       Membantu difusi dari darah untuk diekskresikan lewat paru-paru   sebagai uap air.

Gambar  Bagian-bagian dari organ pernapasan unggas

Keterangan: 1. Nares, 2. Glottis, 3. Larynx,  4. Trachea, 5. Syrinx, 6. Bronchi dan  7. Pulmo 

Gambar:  Bagian-bagian dari kantung udara

A.    MEKANISME PERNAFASAN AVES

1.     Istirahat

a.      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.

b.      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

2.     Terbang.

Pada saat terbang, burung tidak dapat menggerakkan tulang rusuknya.Oleh sebab itu, pada saat burung terbang yang berperan penting dalam pernapasan adalah kantong hawa.Inspirasi dan ekspirasinya dilakukan secara bergantian oleh pundi-pundi hawa antar tulang korakoid (bahu) dan pundi hawa bawah ketiak.

a.       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.

b.      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-paru sehingga 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.

3.     Bagan pernapasan pada burung di saat hinggap adalah sebagai berikut.

Burung mengisap udara - udara mengalir lewat bronkus ke pundi-pundi udara bagian belakang - bersamaan dengan itu udara yang sudah ada di paru-paru mengalir ke pundi pundi udara - udara di pundi-pundi belakang mengalir ke paru-paru - udara menuju pundi pundi udara depan.

Sistem Pernapasan Pada MAMALIA

.Respirasi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu :
1. Respirasi Luar yang merupakan pertukaran antara O2 dan CO2 antara darah dan udara.
2. Respirasi Dalam yang merupakan pertukaran O2 dan CO2 dari aliran darah ke sel-sel tubuh.

Dalam mengambil nafas ke dalam tubuh dan membuang napas ke udara dilakukan dengan dua cara pernapasan, yaitu :
1. Respirasi / Pernapasan Dada
- Otot antar tulang rusuk luar berkontraksi atau mengerut
- Tulang rusuk terangkat ke atas
- Rongga dada membesar yang mengakibatkan tekanan udara dalam dada kecil sehingga udara masuk ke dalam badan.
2. Respirasi / Pernapasan Perut
- Otot difragma pada perut mengalami kontraksi
- Diafragma datar
- Volume rongga dada menjadi besar yang mengakibatkan tekanan udara pada dada mengecil sehingga udara pasuk ke paru-paru.

Normalnya manusia butuh kurang lebih 300 liter oksigen perhari. Dalam keadaan tubuh bekerja berat maka oksigen atau O2 yang diperlukan pun menjadi berlipat-lipat kali dan bisa sampai 10 hingga 15 kalilipat. Ketika oksigen tembus selaput alveolus, hemoglobin akan mengikat oksigen yang banyaknya akan disesuaikan dengan besar kecil tekanan udara.

Pada pembuluh darah arteri, tekanan oksigen dapat mencapat 100 mmHg dengan 19 cc oksigen. Sedangkan pada pembuluh darah vena tekanannya hanya 40 milimeter air raksa dengan 12 cc oksigen. Oksigen yang kita hasilkan dalam tubuh kurang lebih sebanyak 200 cc di mana setiap liter darah mampu melarutkan 4,3 cc karbondioksida / CO2. CO2 yang dihasilkan akan keluar dari jaringan menuju paruparu dengan bantuan darah.

Proses Kimiawi Respirasi Pada Tubuh Manusia :
1. Pembuangan CO2 dari paru-paru : H + HCO3 ---> H2CO3 ---> H2 + CO2
2. Pengikatan oksigen oleh hemoglobin : Hb + O2 ---> HbO2
3. Pemisahan oksigen dari hemoglobin ke cairan sel : HbO2 ---> Hb + O2
4. Pengangkutan karbondioksida di dalam tubuh : CO2 + H2O ---> H2 + CO2

Pengertian pernafasan atau respirasi adalah suatu proses mulai dari pengambilan oksigen, pengeluaran karbohidrat hingga penggunaan energi di dalam tubuh. Menusia dalam bernapas menghirup oksigen dalam udara bebas dan membuang karbondioksida ke lingkungan.

Respirasi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu :
1. Respirasi Luar yang merupakan pertukaran antara O2 dan CO2 antara darah dan udara.
2. Respirasi Dalam yang merupakan pertukaran O2 dan CO2 dari aliran darah ke sel-sel tubuh.

Dalam mengambil nafas ke dalam tubuh dan membuang napas ke udara dilakukan dengan dua cara pernapasan, yaitu :
1. Respirasi / Pernapasan Dada
- Otot antar tulang rusuk luar berkontraksi atau mengerut
- Tulang rusuk terangkat ke atas
- Rongga dada membesar yang mengakibatkan tekanan udara dalam dada kecil sehingga udara masuk ke dalam badan.
2. Respirasi / Pernapasan Perut
- Otot difragma pada perut mengalami kontraksi
- Diafragma datar
- Volume rongga dada menjadi besar yang mengakibatkan tekanan udara pada dada mengecil sehingga udara pasuk ke paru-paru.

Normalnya manusia butuh kurang lebih 300 liter oksigen perhari. Dalam keadaan tubuh bekerja berat maka oksigen atau O2 yang diperlukan pun menjadi berlipat-lipat kali dan bisa sampai 10 hingga 15 kalilipat. Ketika oksigen tembus selaput alveolus, hemoglobin akan mengikat oksigen yang banyaknya akan disesuaikan dengan besar kecil tekanan udara.

Pada pembuluh darah arteri, tekanan oksigen dapat mencapat 100 mmHg dengan 19 cc oksigen. Sedangkan pada pembuluh darah vena tekanannya hanya 40 milimeter air raksa dengan 12 cc oksigen. Oksigen yang kita hasilkan dalam tubuh kurang lebih sebanyak 200 cc di mana setiap liter darah mampu melarutkan 4,3 cc karbondioksida / CO2. CO2 yang dihasilkan akan keluar dari jaringan menuju paruparu dengan bantuan darah.

Proses Kimiawi Respirasi Pada Tubuh Manusia :
1. Pembuangan CO2 dari paru-paru : H + HCO3 ---> H2CO3 ---> H2 + CO2
2. Pengikatan oksigen oleh hemoglobin : Hb + O2 ---> HbO2
3. Pemisahan oksigen dari hemoglobin ke cairan sel : HbO2 ---> Hb + O2
4. Pengangkutan karbondioksida di dalam tubuh : CO2 + H2O ---> H2 + CO2

FOTO HASIL PENGAMATAN

PEMBAHASAN

Pada unggas dampak faktor lingkungan adalah ritme meningkat dan detak jantung meningkat (meningkatnya pertukaran juga dan deyut nadi meningkat).

Perbedaan Sistem Respirasi pada Unggas dengan Mamalia :

Paru-paru pada mamalia pertukaran oksigen denagn karbondioksida terjadi di kantung mikroskopis yang terdapat di paru-paru yang kemudian disebut dengan alveoli. Sedangkan pada paru-paru unggas, pertukaran gas terjadi di dinding mikroskopis tubulus, yang biasa disebut dengan kapiler udara.

Sistem pernapasan unggas lebih efisien dibandingkan pada mamalia.mentransfer oksigen lebih dengan masing-masing pernafasan. Ini juga berarti bahwa racun dalam udara juga ditransfer lebih efisien. Ini adalah salah satu alasan mengapa asap dari teflon beracun untuk aves, tetapi tidak untuk mamalia pada konsentrasi yang sama. Ketika membandingkan umggas dan mamalia dengan berat yang sama, unggas memiliki tingkat pernafasan yang lebih lambat. Respirasi pada unggas memerlukan dua siklus pernafasan untuk memindahkan udara melalui sistem pernapasan keseluruhan.Dalam mamalia, hanya satu siklus pernapasan diperlukan.

Pulmo unggas terletak pada pangkal tulang rusuk, unggas tidak memiliki kelenjar keringat sedangkan mamalia memiliki kelenjar keringat.

KESIMPULAN

Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa :

A.    Unggas

1.      Unggas bernafas menggunakan paru-paru dan dibantu dengan pundi-pundi udara/paru-paru tambahan,

2.      Pundi-pundi udara pada unggas berupa selaput bening,

3.      Kantung udara pada unggas saat terbang membantu memompa udara,

4.      Pembuluh nadi pada unggas terdapat pada pangkal paha dan leher unggas,

5.      otot-otot yang terdapat di trachea dan syarinx, yaitu : Musculus syringealis intrinsic, musculus sterno trachealis,

B.     Mamalia

1.      Pernafasan normal dilakukan hampir sempurna oleh gerakan inspirasi (menghirup) diafragma,

2.      Prinsip dan formula terjadinya difusi gas melalui membrana respirasi sama dengan difusi gas melalui air dan berbagai jaringan,

3.      Volume paru-paru bagian kiri terdiri atas 4 volume yaitu : Volume tidal (tidal volume = TV), Volume cadangan inspirasi (inspiratory reserve volume = IRV), Volume cadangan ekspirasi (expiratory reseve volume = ERV), Volume residu (residual volume = RV),

4.      Volume kira-kira udara dan Kapasitas kira-kira udara

Volume	Kapasitas
TV     : 500 ml IRV   : 3000 ml ERV  : 1100 ml RV     : 1200 ml	IC      : 3500 ml FRC   : 2300 ml TLC   : 5800 ml