Setiap hari kita bernapas sekitar 20.000 kali tanpa perlu berpikir atau diperintah. Proses ini berjalan begitu saja, baik saat kita sedang tidur nyenyak, belajar di kelas, maupun saat berolahraga.
Namun, pernahkah kamu penasaran bagaimana udara bisa keluar dan masuk ke dalam paru-paru kita dengan begitu lancar? Di dalam ilmu biologi, aktivitas naik-turunnya napas ini dikendalikan oleh dua fase utama, yaitu inspirasi dan ekspirasi.
Yuk, kita pelajari bersama apa itu inspirasi dan ekspirasi serta bagaimana tubuh kita mengaturnya dengan sangat kompak!
Pengertian Inspirasi dan Ekspirasi
Secara mekanis, bernapas adalah proses memindahkan udara masuk dan keluar dari paru-paru. Proses ini tidak terjadi begitu saja, melainkan memanfaatkan perubahan tekanan udara di dalam rongga dada yang digerakkan oleh otot-otot tubuh.
- Inspirasi (Inhalasi): Adalah proses menghirup atau memasukkan udara dari lingkungan luar ke dalam sistem pernapasan tubuh.
- Ekspirasi (Ekshalasi): Adalah proses mengembuskan atau mengeluarkan udara sisa proses metabolisme dari dalam tubuh kembali ke lingkungan luar.
Kedua proses ini terjadi berkat kerja sama yang luar biasa antara tulang rusuk, otot dada, dan sebuah otot besar berbentuk kubah yang membatasi rongga dada dan perut, yang disebut diafragma.
Mekanisme Kerja Inspirasi: Saat Udara Masuk
Bagaimana cara paru-paru “menyedot” udara luar? Paru-paru kita tidak memiliki otot untuk bergerak sendiri yang melekat pada rongga dada dan mengikuti gerakan dinding dada.
Berikut adalah urutan kejadian saat Anda melakukan proses inspirasi:
1.Otot Diafragma Berkontraksi: Otot diafragma yang semula berbentuk melengkung ke atas (seperti kubah) akan berkontraksi menjadi datar.
2.Otot Antar-tulang Rusuk Bekerja: Otot-otot di antara tulang rusuk Anda ikut berkontraksi, menarik tulang rusuk ke atas dan ke luar.
3.Rongga Dada Membesar: Gerakan diafragma yang mendatar dan tulang rusuk yang terangkat membuat volume rongga dada membesar secara signifikan.
4.Tekanan Udara Menurun: Karena volume rongga dada membesar, tekanan udara di dalam paru-paru menjadi lebih rendah (kecil) dibandingkan tekanan udara di luar tubuh.
5.Udara Masuk: Sesuai hukum fisika, udara akan mengalir dari tempat bertekanan tinggi ke tempat bertekanan rendah. Udara luar yang kaya oksigen (O2) pun mengalir masuk melalui hidung hingga memenuhi paru-paru.
Mekanisme Kerja Ekspirasi: Saat Udara Keluar
Setelah oksigen diserap oleh tubuh di dalam alveolus, tubuh perlu membuang karbon dioksida (CO2). Di sinilah fase ekspirasi dimulai. Proses ini adalah kebalikan total dari proses inspirasi:
1.Otot Relaksasi: Otot diafragma dan otot antar-tulang rusuk kembali rileks (mengendur).
2.Diafragma Melengkung Kembali: Diafragma kembali ke bentuk semula, yaitu melengkung ke atas, dan tulang rusuk bergerak turun ke bawah.
3.Rongga Dada Menyusut: Akibat relaksasi otot-otot tersebut, rongga dada mengecil dan volume paru-paru menyusut.
4.Tekanan Udara Meningkat: Volume yang mengecil menyebabkan tekanan udara di dalam paru-paru menjadi jauh lebih tinggi daripada tekanan udara di luar tubuh.
5.Udara Terdorong Keluar: Udara yang kaya akan karbon dioksida dan uap air di dalam paru-paru terdesak keluar melewati jalur pernapasan menuju hidung atau mulut.
Jenis Pernapasan: Dada vs Perut
Berdasarkan otot utama yang bekerja, mekanisme inspirasi dan ekspirasi ini dibagi menjadi dua jenis:
- Pernapasan Dada: Pernapasan yang dominan menggunakan kerja otot antar-tulang rusuk. Jenis pernapasan ini biasanya paling sering kita gunakan dalam aktivitas sehari-hari.
- Pernapasan Perut: Pernapasan yang memaksimalkan kerja otot diafragma. Saat menarik napas, perut akan terlihat membusung karena diafragma mendorong organ perut ke bawah. Pernapasan perut sangat efektif untuk menenangkan diri, bernyanyi, atau saat melakukan meditasi.
Kesimpulan
Proses inspirasi dan ekspirasi adalah contoh nyata betapa hebatnya sistem mekanika di dalam tubuh manusia. Dengan mengatur volume rongga dada melalui kontraksi dan relaksasi otot, tubuh kita bisa terus berganti pasokan udara tanpa henti.
Jagalah kelenturan dan kesehatan otot pernapasan Anda dengan rutin berolahraga dan menghindari kebiasaan yang merusak paru-paru!
Referensi
Hall, J. E., & Hall, M. E. (2020). Guyton and Hall textbook of medical physiology (14th ed.). Elsevier
Komentar