Pernapasan

Pencitraan resonansi magnetik waktu sebenarnya dari toraks manusia selama pernapasan
Video sinar-X dari seekor aligator Amerika betina ketika bernapas.

Pernapasan (atau ventilasi) adalah proses menggerakkan udara masuk dan keluar dari paru-paru untuk memfasilitasi pertukaran gas dengan lingkungan internal tubuh, terutama dengan memasukkan oksigen dan membuang karbon dioksida.

Semua makhluk aerobik membutuhkan oksigen untuk respirasi seluler, yang menggunakan oksigen untuk memecah makanan untuk mendapatkan energi dan menghasilkan karbon dioksida sebagai produk buangan. Pernapasan, atau "respirasi eksternal", membawa udara ke paru-paru tempat pertukaran gas terjadi di alveolus melalui difusi. Sistem peredaran darah tubuh mengangkut gas-gas ini ke dan dari sel-sel, tempat "respirasi seluler" terjadi.[1][2]

Pernapasan semua vertebrata yang memiliki paru-paru terdiri dari siklus berulang inhalasi dan ekshalasi melalui sistem tabung atau saluran udara bercabang yang mengarah dari hidung ke alveolus.[3] Jumlah siklus pernapasan per menit adalah laju respirasi, dan merupakan salah satu dari empat tanda vital utama kehidupan.[4] Dalam kondisi normal, kedalaman dan laju pernapasan dikendalikan secara otomatis dan tidak sadar oleh beberapa mekanisme homeostatis yang menjaga tekanan parsial karbon dioksida dan oksigen dalam darah arteri konstan. Menjaga tekanan parsial karbon dioksida dalam darah arteri tidak berubah di bawah berbagai keadaan fisiologis, memberikan kontribusi signifikan terhadap kontrol ketat pH cairan ekstraseluler (extracellular fluid, ECF). Pernapasan yang berlebihan (hiperventilasi) dan kurang bernapas (hipoventilasi), yang masing-masing menurunkan dan meningkatkan tekanan parsial arteri karbon dioksida, menyebabkan kenaikan pH ECF pada kasus pertama, dan penurunan pH pada kasus kedua. Keduanya menyebabkan gejala yang menyakitkan.

Pernapasan memiliki fungsi penting lainnya. Pernapasan menyediakan mekanisme untuk wicara, tawa dan ekspresi emosi yang serupa. Pernapasan juga digunakan untuk refleks seperti menguap, batuk dan bersin. Hewan yang tidak dapat melakukan termoregulasi dengan keringat, karena hewan tersebut tidak memiliki kelenjar keringat yang cukup, dapat membuang panas melalui penguapan dengan terengah-engah.

Udara yang dapat dihirup adalah 78% nitrogen, 20,95% oksigen, dan sejumlah kecil gas lainnya termasuk argon, karbon dioksida, neon, helium, dan hidrogen. Gas yang dihembuskan adalah 4-5% volume karbon dioksida, sekitar seratus kali lipat dari jumlah yang dihirup. Volume oksigen berkurang sekitar seperempat, 4% hingga 5%, dari total volume udara.

Frekuensi dan kedalaman pernapasan secara otomatis dikontrol oleh pusat pernapasan, yang menerima informasi dari kemoreseptor perifer dan pusat.[5][6] Kemoreseptor ini secara terus menerus mengontrol tekanan parsial karbon dioksida dan oksigen dalam darah arteri. Sensor pertama adalah kemoreseptor pusat pada permukaan medula oblongata batang otak, yang sangat sensitif terhadap pH serta tekanan parsial karbon dioksida dalam darah dan cairan serebrospinal. Kelompok sensor kedua mengukur tekanan parsial oksigen dalam darah arteri. Bersama-sama, keduanya dikenal sebagai kemoreseptor perifer dan terletak di aorta dan arteri karotis.[7][8][9]

Pernapasan otomatis dapat diganti sampai batas tertentu dengan pemilihan sederhana atau untuk memfasilitasi sesi berenang, berbicara, bernyanyi, atau latihan vokal lainnya.[10][11] Tidak mungkin menekan keinginan untuk bernapas hingga mencapai titik hipoksia, tetapi latihan dapat meningkatkan kemampuan untuk menahan napas Anda. Praktik pernapasan yang penuh kesadaran telah terbukti meningkatkan relaksasi dan menghilangkan stres, tetapi belum terbukti memiliki manfaat kesehatan lainnya.[12][13]

Ada refleks lain untuk kontrol otomatis pernapasan. Perendaman, terutama pada wajah, dalam air dingin memicu reaksi yang disebut refleks menyelam.[14] Efek awal dari hal ini adalah menutup jalan napas terhadap masuknya air.

Referensi

  1. ^ Hall, John (2011). Guyton and Hall textbook of medical physiology (edisi ke-12th). Philadelphia, Pa.: Saunders/Elsevier. hlm. 5. ISBN 978-1-4160-4574-8. 
  2. ^ Pocock, Gillian; Richards, Christopher D. (2006). Human physiology : the basis of medicine (edisi ke-3rd). Oxford: Oxford University Press. hlm. 311. ISBN 978-0-19-856878-0. 
  3. ^ Pocock, Gillian; Richards, Christopher D. (2006). Human physiology : the basis of medicine (edisi ke-3rd). Oxford: Oxford University Press. hlm. 320. ISBN 978-0-19-856878-0. 
  4. ^ "Vital Signs 101". www.hopkinsmedicine.org (dalam bahasa Inggris). 
  5. ^ "Control of Ventilation". doctorlib.info. Diakses tanggal 2024-09-28. 
  6. ^ "Control of breathing" (PDF). doctor2020.jumedicine.com. Diakses tanggal 2024-09-28. 
  7. ^ "Chemoreceptors". teachmephysiology.com. Diakses tanggal 2024-09-28. 
  8. ^ "Control of ventilation and oxygenation". derangedphysiology.com. Diakses tanggal 2024-09-28. 
  9. ^ "Control and Regulation of Blood Gases". books.lib.uoguelph.ca. Diakses tanggal 2024-09-28. 
  10. ^ "Pulmonary Breathing: Anatomy, Mechanics of Breathing, Defenses Against Infection and Respiratory Disorders". scopeheal.com. Diakses tanggal 2024-09-28. 
  11. ^ "Proper Breathing Techniques for Body Oxygenation, Health, and Fitness". www.normalbreathing.com. Diakses tanggal 2024-09-28. 
  12. ^ "Mindful Breathing: The Science Behind Stress Reduction". science.zeba.academy. Diakses tanggal 2024-09-28. 
  13. ^ "How Mindfulness Breathwork Can Transform Your Relationship With Anxiety". www.satorimindsbreathwork.com. Diakses tanggal 2024-09-28. 
  14. ^ "The Mammalian Diving Response: An Enigmatic Reflex to Preserve Life?". www.ncbi.nlm.nih.gov. Diakses tanggal 2024-09-28. 

Bacaan lebih lanjut

Wikiquote memiliki koleksi kutipan yang berkaitan dengan: Pernapasan.