Sistem Pernapasan Mamalia dan Unggas

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIOLOGI TERNAK

“ SISTEM PERNAPASAN MAMALIA DAN UNGGAS”

JurusanPeternakan

Program Studi ProduksiTernak

Oleh

Fandi Tri Laksono

C31120310

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

POLITEKNIK NEGERI JEMBER

2013

BAB I

SISTEM PERNAPASAN

1.1  Latar Belakang.

Setiap mahluk hidup membutuhkan suplai oksigen secara terus-menerus untuk proses respirasi sel, dan membuang kelebihan karbondioksida sebagai limbah beracun produk dari proses tersebut. Pertukatan gas antara oksigen dengan karbondioksida dilakukan agar proses respirasi sel terus berlangsung. Sistem respirasi adalah suatu proses pertukaran gas oksigen (O2) dari udara oleh organisme hidup yang digunakan untuk serangkaian metabolisme yang akan menghasilkan karbondioksida (CO2) yang harus dikeluarkan, karena tidak dibutuhkan oleh tubuh 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.

Sistem pernapasan atau sistem respirasi adalah sistem organ yang digunakan untuk pertukaran gas. Pada hewan berkaki empat, sistem pernapasan umumnya termasuk saluran yang digunakan untuk membawa udara ke dalam paru-paru di mana terjadi pertukaran gas. Diafragma menarik udara masuk dan juga mengeluarkannya. Berbagai variasi sistem pernapasan ditemukan pada berbagai jenis makhluk hidup. Bahkan pohon pun memiliki sistem pernapasan. 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.

BAB II

LANDASAN TEORI

SISTEM PERNAFASAN PADA MANUSIA

            Sistem pernapasan atau sistem respirasi adalah sistem organ yang digunakan untuk pertukaran gas. Pada hewan berkaki empat, sistem pernapasan umumnya termasuk saluran yang digunakan untuk membawa udara ke dalam paru-paru di mana terjadi pertukaran gas. Diafragma menarik udara masuk dan juga mengeluarkannya.Berbagai variasi sistem pernapasan ditemukan pada berbagai jenis makhluk hidup.Bahkan pohon pun memiliki sistempernapasan.

A. Struktur Alat-alat pernapasan
Alat-alat pernapasan pada manusia meliputi :
1. Hidung,
2. Saluran pernapasan (faring, laring, trakea, bronkhus, bronkeolus, alveolus)
3. Paru-paru

1. Hidung
Hidung merupakan organ pertama yang dilalui oleh udara. Di dalam rongga hidung terdapat rambut-rambut dan selaput lendir, yang berfungsi sebagai penyaring, penghangat, dan pengatur kelembaban udara yang akan masuk keparu-paru. Sebaiknya bernapas selalu melalui hidung.

2. Saluran Pernapasan : Faring

Faring (tekak) merupakan persimpangan antara kerongkongan dan tenggorokan. Terdapat katup yang disebut epiglotis (anak tekak) berfungsi sebagai pengatur jalan masuk ke kerongkongan dan tenggorokan.

Laring adalah pangkal tenggorokan, terdiri atas kepingan tulang rawan membentuk jakun dan terdapat celah menuju batang tenggorok (trakea) disebut glotis, di dalamnya terdapat pita suara dan beberapa otot yang mengatur ketegangan pita suara sehingga timbul bunyi.

Trakea (Batang Tenggorok)Berupa pipa yang dindingnya terdiri atas 3 lapisan, yaitu lapisan luar terdiri atas jaringan ikat, lapisan tengah terdiri atas otot polos dan cincin tulang rawan, dan lapisan dalam terdiri atas jaringan epitelium besilia. Terletak di leher bagian depan kerongkongan.

BronkhusMerupakan percabangan trakea yang menuju paru-paru kanan dan kiri. Struktur bronkhus sama dengan trakea, hanya dindingnya lebih halus. Kedudukan bronkhus kiri lebih mendatar dibandingkan bronkhus kanan, sehingga bronkhus kanan lebih mudah terserang penyakit

Bronkheolus adalah percabangan dari bronkhus, saluran ini lebih halus dan dindingnya lebih tipis. Bronkheolus kiri berjumlah 2, sedangkan kanan berjumlah 3, percabangan ini akan membentuk cabang yang lebih halus seperti pembuluh.

 Alveolus  Berupa saluran udara buntu membentuk gelembung-gelembung udara, dindingnya tipis setebal selapis sel, lembab dan berlekatan dengan kapiler darah.Alveolus berfungsi sebagai permukaan respirasi,luas total mencapai 100 m2 (50 x luas permukaan tubuh)cukup untuk melakukan pertukaran gas keseluru htubuh.

3. Paru-paru

Berjumlah sepasang terletak di dalam rongga dada kiri dan kanan. Paru-paru kanan memiliki 3 lobus (gelambir), sedangkan paru-paru kiri memiliki 2 lobus (gelambir). Di dalam paru-paru ini terdapat alveolusyang berjumlah ± 300 juta buah. Bagian luar paru-paru dibungkus oleh selaput pleura untuk melindungi paru-paru dari gesekan ketika bernapas, berlapis 2 dan berisi cairan Sistem Pernafasan Manusia.Sistem pernafasan secara garis besarnya terdiri dari paru-paru dan susunan saluran yang menghubungkan paru-paru dengan yang lainnya, yaitu hidung,tekak, pangkal tenggorok, tenggorok, cabang tenggorok.Pada awalnya kita menghirup udara melalui rongga hidung yang kemudian melewati tekak dan pangkal tenggorok kemudian terus ke tenggorokan. Tenggorok bentuknya seperti pipa yang kuat, terletak di depan kerongkongan, melalui leher sampai mencapai rongga dada sebelah atas. Dinding tenggorok diperkuat oleh beberapa cincin rawan yang pada bagian belakangnya terbuka. Dalam rongga dada, tenggorok bercabang dua yaitu tenggorok kanan dan kiri yang masing-masing cabang memasuki paru-paru kanan dan paru-paru kiri.Kedua cabang tenggorok tersebut mempunyai ranting-ranting seperti pada pohon. Pada ranting-rantingnya yang terakhir terdapat gelembung-gelembung paru-paru yang amat kecil dan amat tipis dindingnya. Gelembung-gelembung itu hanya dapat dilihat dengan mikroskop. Dalam dindingnya mengalir darah melalui pembuluh-pembuluh kapiler, sehingga mudah terjadi pertukaran gas dari darah ke udara yang terdapat dalam gelembung paru-paru dan sebaliknya. Darah tersebut mengambil zat pembakar (oksigen) dan mengeluarkan karbondioksida.
Dari penjabaran di atas dapat ditarik kesimpulan-kesimpulan yaitu pertama, fungsi utama dari adanya sistem pernafasan kita adalah untuk memberikan darah gas oksigen yang nantinya disalurkan keseluruh tubuh. Kedua, ketika kita bernafas maka yang kita hirup adalah gas oksigen (lambang kimianya O2 ) sedangkan gas yang dilepaskan diesbut gas karbondioksida dengan lambang kimianya CO2.

Mekanisme Pernafasan

Gerakan pernapasan diatur oleh pusat pernapasan (medulla oblongata) yang terdapat di otak. Sedangkan keinginan bernafas adalah karena adanya rangsangan dari konsentrasi CO₂ dalam darah. Bila kita menahan napas dalam waktu tertentu, maka dorongan untuk bernapas semakin besar. Ini terjadi karena kadar CO₂ dalam darah semakin meningkat dan akan memacu pusat pernapasan agar organ pernapasan melakukan gerakan bernapas.

Ada dua cara pernafasan yang dilakukan manusia, yaitu pernafasan dada dan pernafasan perut. Organ yang terlibat pada pernafasan dada adalah tulang rusuk, otot antar rusuk (intercostae), dan paru-paru. Sedangkan pada pernafasan perut yang terlibat adalah diafragma, otot perut, dan paru-paru.

1. Pernapasan dada

• Inspirasi : Bila otot antar tulang rusuk berkontraksi, maka tulang rusuk terangkat, volume rongga dada akan membesar sehingga tekanan udara di dalamnya menjadi lebih kecil daripada tekanan udara luar, sehingga udara masuk ke paru-paru.
• Ekspirasi : Bila otot antar tulang rusuk relaksasi, maka posisi tulang rusuk akan menurun, akibatnya volume rongga dada akan mengecil sehingga tekanan udara membesar, akibatnya udara terdorong ke luar dari paru-paru.

2. Pernapasan perut

• Inspirasi : Bila otot diafragma berkontraksi, maka posisi diafragma akan mendatar, akibatnya volume rongga dada bertambah besar, tekanan mengecil, sehingga udara masuk ke paru-paru
• Ekspirasi : Bila otot diafragma relaksasi, maka posisi diafragma naik/melengkung, sehingga rongga dada mengecil, tekanan membesar, akibatnya udara terdorong keluar.

Volume Udara Pernafasan

Volume udara yang dipernafaskan sangat bervariasi, sebab dipengaruhi oleh cara dan kekuatan seseorang melakukan respirasi. Udara yang dipernafaskan oleh tubuh dapat digolongkan menjadi:

1.      Volume Tidal (VT) : Volume udara yang keluar masuk paru-paru sebagai akibat aktivitas pernapasan biasa (500 cc).

2.      Volume Komplemen (VK) : Volume udara yang masih dapat dimasukkan secara maksimal ke dalam paru-paru setelah inspirasi biasa (1500 cc)

3.      Volume Suplemen (VS) : Volume udara yang masih dapat dihembuskan secara maksimal dari dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi biasa (1500 cc)

4.      Volume Residu (VR) : Volume udara yang selalu tersisa di dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi sekuat-kuatnya (1000 cc)

5.      Kapasitas Vital (KV) : Volume udara yang dapat dihembuskan sekuat-kuatnya setelah melakukan inspirasi sekuat-kuatnya (KV = VT + VK + VS)

6.      Kapasitasi Total (KT) : Volume total udara yang dapat tertampung di dalam paru-paru (KT = KV + VR)

Frekuensi Pernafasan

Pada umumnya setiap menit manusia mampu bernapas antara 15 – 18 kali. Cepat atau lambatnya manusia bernapas dipengaruhi oleh beberapa faktor,  antara lain:

• Umur, umumnya makin bertambah umur seseorang akan makin rendah frekuensi pernapasannya
• Jenis kelamin, umumnya laki-laki lebih banyak gerak, sehingga lebih banyak memerlukan energi
• Suhu tubuh, makin tinggi suhu tubuh semakin cepat frekuensi pernapasannya
• Posisi tubuh, ini berpengaruh terhadap mekanisme inspirasi dan ekspirasi
• Kegiatan, karena orang yang giat melakukan kegiatan memerlukan lebih banyak energi dari pada orang yang sedang santai

Bagaimana pertukaran O₂ dan CO₂ bisa berlangsung udara, O₂ akan bergerak menembus alveolus paru-paru, lalu diikat dan diangkut oleh darah menuju ke seluruh jaringan tubuh. Sekitar 97% oksigen yang masuk ke dalam darah akan diangkut oleh hemoglobin/eritrosit, sedangkan yang 2-3 % lagi akan larut dan diangkut oleh plasma darah. Oksigen yang terikat dalam Hb dikenal dengan oksihemoglobin (HbO₂). Persamaan reaksi oksigen dengan hemoglobin adalah sebagai berikut:

Hb + O₂ —-> HbO₂ (pengikatan oksigen oleh darah di alveolus paru-paru)

HbO₂ —–> Hb + O₂ (pelepasan oksigen oleh darah, selanjutnya oksigen diambil oleh sel-sel tubuh)

Perpindahan oksigen dari atmosfer ke alveolus paru-paru, lalu ke darah, dan selanjutnya ke dalam jaringan tubuh dapat terjadi karena adanya perbedaan tekanan parsial oksigen. Tekanan udara adalah satu atmosfer atau 760 mmHg, sedangkan tekanan parsial oksigennya adalah 150 mmHg. Tekanan parsial oksigen pada kapiler darah adalah 100 mmHg, sedangkan tekanan parsial oksigen dalam jaringan tubuh antara 0 sampai 40 mmHg. Keadaan inilah yang memungkinkan oksigen berdifusi dari luar ke darah lalu ke jaringan.

Hal yang berkebalikan terjadi pada perpindahan CO₂. Tekanan parsial CO₂ yang tertinggi adalah jaringan tubuh. Berturut-turut semakin rendah pada  darah dan di luar tubuh. Dengan cara yang sama CO₂ dapat berpindah secara difusi dari jaringan hingga keluar tubuh.

Proses pengangkutan CO₂

Proses oksidasi biologi di dalam sel dan jaringan akan menghasilkan zat-zat sisa seperti CO₂ dan H₂O. Zat-zat ini harus segera dikeluarkan dari dalam tubuh. CO₂ yang dihasilkan oleh jaringan akan keluar dari sel dan masuk ke dalam darah untuk beredar bersama darah. Di dalam darah CO₂ akan diangkut ke paru-paru dalam tiga bentuk, yaitu:

a. Diangkut dalam bentuk HCO^-₃ (bikarbonat) oleh plasma darah (60%-70%)

CO₂ bereaksi dengan H₂O plasma (cairan sel) dari eritrosit dengan bantuan enzim karbonat anhidrase menyebabkan terbentuknya asam karbonat (H₂CO₃).  H₂CO₃ lalu terurai menjadi ion H⁺ dan HCO^-₃ (bikarbonat). Karena ion H⁺ dapat menyebabkan perubahan pH (keasaman), oleh sebab itu segera diikat oleh Hb menjadi HHb (asam hemoglobin). Sedangkan ion HCO^-₃ akan segera meninggalkan eritrosit masuk ke plasma darah. Kedudukan ion HCO^-₃ di dalam eritrosit diganti oleh ion klor (Cl). Inilah yang disebut dengan pertukaran klorida.

Di dalam paru-paru reaksi yang berkebalikan terjadi. HCO^-₃ yang telarut dalam plasma darah akan bergabung kembali dengan H⁺ yang semula diikat Hb membentuk H₂CO₃ kembali, juga dengan bantuan karbonat anhidrase. H₂CO₃ lalu terurai kembali menjadi CO₂ dan H₂O, kemudian akan dikeluarkan dari dalam paru-paru. Sementara itu Hb yang telah melepaskan H⁺ akan mengikat kembali O₂ di alveolus.

b. CO₂ akan diikat oleh Hb membentuk karbominohemoglobin (25%)

CO2 + Hb —–> HbCO₂

c. CO₂ diangkut oleh plasma darah dalam bentuk senyawa asam karbonat / H₂CO₃ (6% – 10%)

SISTEM PERNAFASAN UNGGAS

Sistem respirasi adalah suatu proses pertukaran gas oksigen (O2) dari udara oleh organisme hidup yang digunakan untuk serangkaian metabolisme yang akan menghasilkan karbondioksida (CO2) yang harus dikeluarkan, karena tidak dibutuhkan oleh tubuh. Setiap makhluk hidup melakukan pernafasan untuk memperoleh oksigen O2 yang digunakan untuk pembakaran zat makanan di dalam sel-sel tubuh. Alat pernafasan setiap makhluk tidaklah sama, pada hewan invertebrata memiliki alat pernafasan dan mekanisme pernafasan yang berbeda dengan hewan vertebrata. Ada dua jenis respirasi yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup yaitu respirasi internal dan respirasi eksternal. Respirasi internal adalah proses absorpsi oksigen dan pelepasan karbon dioksida dari sel. Sedangkan respirasi eksternal adalah proses penggunaan oksigen oleh sel tubuh dan pembuangan sisa hasil metabolisme sel yang berupa O2 ( Wiwi Isnaeni, 2006).Sistem respirasi pada unggas (merpati) terdiri dari nasal cavities, larynx, trachea (windpipe), syrinx (voice box), bronchi, bronchiale dan bermuara di alveoli. Oleh karena unggas memerlukan energi yang sangat banyak untuk terbang, maka unggas memiliki sistem respirasi yang memungkinkan untuk berlangsungnya pertukaran oksigen yang sangat besar per unit hewan.

·         Alat Pernapasan Pada Unggas

Lubang hidung Terdapat dua lubang hidung yaitu lubang hidung luar dan dalam. Lubang hidung luar terdapat pada pangkal paruh sebelah atas dan berjumlah sepasang. Sedangkan lubang hidung dalam terdapat pada langit-langit rongga mulut.

     

Trakea tersusun atas tulang rawan yang berbentuk lingkaran. Trakea ini bercabang menjadi bronkus kanan dan kiri. Bronkus ini kemudian akan menghubungkan siring dengan paru-paru. Siring memiliki selaput yang akan bergetar dan menghasilkan bunyi jika ada udara yang lewat.

Paru-paru terdapat sepasang dan menempel di dinding dada bagian dalam. Paru-paru pada burung dibungkus oleh selaput paru-paru (pleura) dan berhubungan dengan kantong udara. Paru-paru burung tidak memiliki alveoli dan sebagi gantinya adalah pembuluh udara yang disebut parabronki. Saluran udara pada parabronki bercabang-cabang yaitu berupa pembuluh kapiler udara yang letaknya berdampingan dengan kapiler darah.

   

Kantung udara

Pada burung terdapat kantong udara. kantong udara pada burung berjumlah 9, antara lain:

·         buah kantong udara di leher

·         1 buah kantong udara di antara tulang selangka

·         buah kantong udara di dada depan

·         buah kantong udara di dada belakang

·         2 buah kantong udara di perut

Kantong udara berfungsi antara lain:

·         Untuk bernapas saat terbang;

·         Membantu memperkeras suara karena dapat memperbesar ruang siring;

·         Mencegah kedinginan dengan menyelubungi alat-alat dalam dengan rongga udara;

·         Mengurangi panas badan agar tidak banyak yang hilang;

·         Pada saat berenang, dapat memperbesar dan memperkecil berat jenis tubuhnya.

Sistem Mekanisme Respirasi Pada Unggas

Mekanisme pernapasan pada burung terdiri dari dua fase yaitu inspirasi dan ekspirasi. Proses pengambilan udara pada burung berbeda pada waktu burung terbang dan pada waktu istirahat. Pada waktu burung terbang, pernapasan dilakukan dengan menggunakan cadangan udara di dalam kantung udara. Coba kamu cari tahu, mengapa pada waktu terbang tidak bernapas menggunakan paru-paru

Sistem mekanisme pernafasan pada ayam menjadi dua macam, yaitu:

(Pernapasan pada 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.

Pernapasan pada burung saat terbang

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-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

Gambar saat melakukan pembedahan dalam praktikum

gambar sistem pernapasan merpati

Perbedaan Sistem Respirasi pada Unggas (merpati) 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 umggas 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 unggas  unggas 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.

BAB III

KESIMPULAN

dalam praktikum kami mengidentifikasi antara merpati denagn membandingkan sistem respirasi mamalia.perbedaanya sngatlah kompleks Respirasi pada unggas memerlukan dua siklus pernafasan untuk memindahkan udara melalui sistem pernapasan keseluruhan. Dalam mamalia, hanya satu siklus pernapasan diperlukan.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.