E-MODUL PEMBELAJARAN BIOLOGI UMUM

Jawablah teka teki silang di bawah ini dengan cara mengisi kolom
dan baris yang telah disediakan!

Mendatar:
3. Katup yang terletak di antara atrium dan ventrikel
4. Otot jantung yang tebal
5. Zat aglutinogen
8. Monosit pada jaringan ikat
9. Berperan dalam pembekuan darah
10. Sel belum matang yang beredar di dalam pembuluh darah
11. Pembuluh darah yang mendistribusikan darah ke alat-alat tubuh
13. Sebutan bagi jantung yang berkontraksi
15. Darah yanng keluar dari pembuluh darah sulit membeku
16. Pembuluh darah yang menampung darah dari kapiler dan mengalirkannya

ke pembuluh darah vena
286

Menurun:
1. Sel darah merah
2. Pigmen darah
3. Penyakit yang disebabkan karena terjadinya pengerasan pada pembuluh nadi
6. Memisah jantung menjadi bagian kiri dan kanan
7. Sel darah putih yang paling banyak
12. Cairan berwarna yang terdiri dari sel – sel darah dan plasma darah
14. Sistem yang atas pembuluh-pembuluh yang mengambil kelebihan cairan jaringan dan

mentraspornya ke aliran darah

287

BAB 7

SISTEM
PERNAPASAN

287

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mempelajari bab ini, mahasiswa diharapkan dapat:
1. Mengidentifikasi struktur, fungsi dan proses sistem pernafasan pada

manusia dan hewan tertentu.
2. Mengaitkan struktur, fungsi dan proses sistem pernafasan pada manusia dan

hewan tertentu
3. Mengetahui kapasitas paru-paru pada manusia
4. Menjelaskan transport oksigen dan karbondioksida di dalam darah dan cairan

tubuh
5. Mengetahui komposisi udara pernapasan pada manusia
6. Mengidentifikasi kelainan yang terjadi pada sistem pernafasan manusia

PETUNJUK KERJA

1. a. Perhatikan petunjuk modul!
b. Bacalah modul pembelajaran Anda dengan cermat, garis
bawahi semua kata-kata atau ide penting!

2. Kerja semua tugas yang ada di modul seperti:
▪ Info Penting
▪ Saya Belum Mengerti
▪ Ruang Rangkuman
▪ Ruang Peta Konsep
▪ Ruang Istilah Penting
▪ Review Pengetahuan
▪ Teka Teki Silang
▪ Bio Laboratorium

288

A. PENDAHULUAN

Salah satu ciri makhluk hidup adalah bernafas. Dalam proses pernafasan
dibutuhkan oksigen. Oksigen diperoleh dari lingkungan dimana makhluk hidup tersebut
hidup. Ada hewan mengambil oksigen dari udara bebas, ada pula yang mengambil oksigen
bebas di dalam air, bahkan ada yang mengambil oksigen bebas di dalam tanah. Variasi
sumber oksigen tersebut menyebabkan terjadinya variasi alat-alat pernafasan pada
berbagai jenis hewan. Hewan yang hidup di air bernafas dengan menggunakan insang,
sedang yang hidup di darat bernafas dengan menggunakan paru-paru. Pernafasan dengan
paru-paru mempunyai variasi lain, misalnya laba-laba bernafas dengan menggunakan paru-
paru buku, belalang bernafas dengan menggunakan trakea, serta amphibia seperti katak,
selain bernafas dengan paru-paru, juga dapat bernafas dengan kulit. Pada hewan bersel
satu seperti Amoeba dan Paramecium, mereka bernapas melalui seluruh permukaan
tubuhnya.

Respirasi adalah istilah umum yang digunakan bagi proses pertukaran gas dimana
oksigen (O2) diambil dari medium respirasi dan karbondioksida (CO2) yang merupakan hasil
dari oksidasi dikeluarkan dari dalam tubuh. Respirasi meliputi semua proses baik fisik
maupun kimiawi yang menyangkut pertukaran gas-gas dengan lingkungan sekelilingnya,
khususnya gas O2 dan CO2.

Proses respirasi dapat dibagi menjadi 4 bagian yaitu: (i) Keluar masuknya udara
antara organ pernafasan, (ii) Difusi oksigen dan karbondioksida antara udara yang
terdapat di dalam alat pernafasan dan dalam darah, (iii) transpor O2 dan CO2 dalam
darah/cairan tubuh ke dalam dan keluar sel, (iv) pengaturan pernafasan dan aspek-aspek
lainnya. Keseluruhan proses ini dibagi menjadi dua kelompok yaitu respirasi eksternal dan
respirasi internal. Respirasi eksternal meliputi pertukaran gas-gas (khususnya O2 dan
CO2) yang terjadi pada organ pernapasan (misalnya di paru-paru ) antara alveoli dengan
kapiler darah. Respirasi internal yaitu pertukaran gas antara cairan tubuh (misalnya
darah) dengan jaringan yang memerlukannya.

B. SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIA

Pada manusia, sistem respirasinya (sistem pernafasan) terdiri atas saluran
pernafasan dan paru-paru. Saluran pernafasan meliputi hidung, faring, trakea
(tenggorokan), Bronchus, bronchiolus dan alveoli. Pada manusia jumlah alveoli di dalam
paru-parunya adalah sekitar 750.000.000,00 dengan total permukaan kira-kira 100 m2
atau 50 kali luas permukaan kulit.

289

Gambar 7.1 Alat-alat pernafasan pada manusia
(Sumber: http://www.rofaeducationcentre.com)

1. Saluran Pernafasan

a. Hidung
Hidung merupakan alat pernapasan pada manusia pada manusia yang memiliki fungsi

secara umum sebagai ventilator atau saluran udara menuju ke paru-paru. Secara khusus
hidung berfungsi sebagai alat penyaring udara yang masuk menuju ke tenggorokan dan
paru-paru pada proses pernapasan. Di dalam rongga hidung terdapat rambut atau bulu-
bulu hidung yang berfungsi sebagai filter atau penyaring udara. Selain terdapat rambut
atau bulu-bulu penyaring udara, di dalam batang atau rongga hidung juga terdapat lendir.
Dengan demikian, kotoran dari udara yang tersaring oleh bulu-bulu atau rambut hidung
tersebut akan menempel pada lendir tersebut. Sehingga, kotoran tersebut tidak masuk
ke dalam tenggorokan dan paru-paru (Khamim, 2020).

290 Gambar 7.2 Bagian-bagian hidung
(Sumber: https://www.google.com/)

PIKIRKAN!!!

Diskusikan bersama teman Anda!
Pada hidung terdapat rambut-rambut halus yang menyaring kotoran yang
terbawa masuk bersama udara. Menurut Anda, apa yang terjadi bila rambut-
rambut halus tersebut tidak ada?

SAYA BELUM MENGERTI!

Setelah mambaca tentang struktur hidung, tanyakan hal-hal
yang belum dimengerti kepada teman atau dosen Anda!
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
__________________________________________________
b. Far_in_g________________________________________________
F_a_r_in_g_m__er_u_p_ak_a_n_d_a_e_r_ah__p_e_rc_a_b_an_g_a_n_a_n_ta_r_a__sa_lu_r_a_n_p_e_rn_a_f_as_a_n__da_n_ saluran
pencern_a_an__m_a_ka_n_a_n.__P_ad_a__sa_a_t_b_e_rn_a_f_as__lu_b_a_ng__ya_n_g_m_e_n_g_ar_a_h_k_e__sa_lu_r_a_n _p_e_ncernaan
makanan ditutup oleh anak tekak atau epiglotis. Faring terdiri atas tiga bagian yang
dinamai__be_r_d_a_sa_r_ka_n__le_t_a_kn_y_a_, _y_a_kn_i_n_a_s_of_a_r_in_g_(_d_i _b_e_la_k_a_ng__h_id_u_ng), orofaring (di
belakang mulut), dan laringofaring (di belakang laring) (Muttaqin, 2008).
c. Laring
Laring atau alat suara terdapat pada bagian depan leher. Bentuknya hampir
segitiga. Dibentuk oleh tulang rawan yang digerakkan oleh otot-otot sadar. Pada pangkal
tenggorokan terdapat jakun, yang tampak menonjol pada leher bagian atas. Jakun
tersusun dari katup pangkal tenggorok, tulang rawan perisai, dan tulang rawan berbentuk
cincin. Jakun ini merupakan tempat selaput suara.

291

d. Tenggorokan
Tenggorokan merupakan saluran yang dibentuk oleh cincin tulang rawan berselang-

seling dengan otot polos yang melingkar. Dengan demikian saluran ini merupakan lubang
terbuka. Tenggorokan memiliki bulu getar yang digunakan untuk menolak debu atau benda
asing keluar. Kalau kotoran udara sudah banyak yang melekat pada bulu getar, udara pada
paru-paru akan terangsang dan mendesak debu itu keluar, maka terjadilah bersin.
Tenggorokan bercabang dua menjadi bronkus. Cabang tenggorokan bercabang dua
(sepasang) disebut bronkhia. Satu menuju ke paru-paru sebelah kiri dan satu lagi menuju
ke paru-paru sebelah kanan. Peradangan pada bronchia disebut bronchitis.

Gambar 7.3 Bagian-bagian tenggorokan
( Sumber: www.wikimedia.org)

Gambar 7.4 Faring berhubungan dengan laring
dan trakea

(Sumber: https://www.google.com/)

PIKIRKAN!!!

Diskusikan bersama teman Anda!
Saat kita sedang menguyah bersamaan saat berbicara, biasanya orang akan
tersedak makanan, bahkan akan ada sisa nasi yang keluar dari hidung. Mengapa hal
ini dapat terjadi?

292

SAYA BELUM MENGERTI!

Setelah mambaca tentang struktur saluran pernapasan,
Tanyakan hal-hal yang belum dimengerti kepada teman atau
Dosen Anda!
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________

e. Paru-paru
Paru-paru dapat disamakan dengan dua buah kantong membran gastis yang bagian

dalamnya berhubungan dengan udara luar melalui saluran pernafasan. Bagian dalam sangat
luas permukaannya terdiri atas gelembung-gelembung alveolus yang berdinding sangat
tipis. Pertukaran gas berlangsung pada alveoli.

Gambar 7.5 Paru-paru pada manusia
(Sumber: https://www.google.com/search?q=paru-paru&client=firefox-b-ab&source)

293

Oksigen yang diambil selama proses pernafasan digunakan untuk mengoksidasi

bahan makanan yang berasal dari hasil pencernaan makanan. Di dalam sel-sel jaringan

tubuh berlangsung oksidasi zat-zat makanan dengan reaksi :

C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6 H2O + Energi

C6H12O6 adalah glukosa yang berasal dari proses pencernaan makanan, O2 adalah oksigen

yang diperoleh dari medium pernafasan. Hasil pernapasan adalah CO2 (karbondioksida),

H2O (air) dan energi dalam bentuk ATP.

PIKIRKAN!!!

Diskusikan dengan teman Anda!
Pada paru-paru terdapat alveolus yang berdinding sangat tipis, menurut Anda
mengapa dindingnya harus tipis dan apakah yang akan terjadi jika alveolus tidak ada?

SAYA BELUM MENGERTI!

Setelah mambaca tentang struktur paru-paru, tanyakanlah
hal-hal yang belum dimengerti kepada teman atau dosen Anda!
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
_____________________________________________________
______________________

294

Gambar 7.6 Bagian-bagian paru-paru
(Sumber: glencoe.mheducation.com)

Bronkhiolus adalah cabang-cabang dari bronkus. Makin ke ujung saluran ini makin
sempit diameternya. Yang membentuk cabang saluran ini masih tetap cincin-cincin tulang
rawan diselang seling dengan otot polos. Pada ujung bronkhiolus terdapat kantung udara
(alveolus). Dinding alveolus sangat tipis dan lembab. Hal ini diperlukan supaya pertukaran
gas antara ruang alveolus dengan kapiler darah yang memenuhi alveolus dapat berlangsung
dengan baik. Kapiler darah dari alveoli yang kaya akan oksigen akan bergabung menuju
vena paru-paru, kemudian menuju ke jantung.

295

PIKIRKAN!!!

Diskusikan bersama teman kelas Anda!
Paru-paru berjumlah sepasang, namun bagaimana jika hanya satu organ
paru-paru saja yang berfungsi? Dapatkah orang hidup dengan hanya memiliki satu
organ paru-paru?

SAYA BELUM MENGERTI!

Setelah mambaca tentang sistem pernapasan, tanyakanlah
hal-hal yang belum dimengerti kepada teman atau dosen Anda!
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
2. Otot Pernafasan

Otot-otot pernafasan terdiri dari otot-otot inspirasi dan ekspirasi yang bertaut
pada tulang iga. Apabila otot inspirasi menerima rangsangan yang menyebabkan kontraksi,
akan menyebabkan rongga dada meluas pada sumbu vertikal (pada manusia sumbu
horisontal), dan otot-otot ekspirasi bekerja kebalikannya.

Apabila otot diafragma yang bertaut pada tulang iga sebelah bawah ini
berkontraksi karena menerima rangsangan, maka sumbu antero posterior dari rongga dada
akan bertambah luas. Otot dinding perut yang bekerja akan menyebabkan rongga dada
mengecil.
296

C. MEKANISME PERNAPASAN

Pada manusia ada dua mekanisme pernafasan sehingga udara dari medium
pernafasan dapat mengalami pertukaran dengan alat-alat pernafasan. Kedua mekanisme
tersebut dikenal dengan pernafasan perut dan pernafasan dada.

Selama dalam saluran menuju ke kantung udara, udara mengalami 3 perubahan yang
penting, yaitu :
1. Disaring sehingga terbebas dari debu dan substansi asing yang lain.
2. Dipanaskan hingga sama dengan suhu tubuh.
3. Dijenuhkan dengan kelembaban, sehingga kelembaban relatif menjadi 100%
a. Pernafasan Perut

Bila sekat rongga dada atau diafragma naik, volume rongga dada mengecil, tekanan
udara di dalam rongga dada menjadi besar, dan udara dalam paru-paru mengalir keluar
melalui tenggorokan dan hidung. Sebaliknya bila sekat rongga dada tertekan ke bawah,
volume rongga dada membesar, tekanan udara di dalam rongga dada mengecil, dan udara
dari luar mengalir masuk ke dalam paru-paru. Bagian-bagian tubuh yang terlibat dalam
pernafasan perut adalah diafragma dan otot-otot dinding perut.

b. Pernafasan Dada
Bila otot diantara tulang rusuk memanjang, tulang rusuk meregang satu sama lain,

tulang dada terangkat, rongga dada membesar, tekanan udara di dalam rongga dada
mengecil, udara dari luar mengalir masuk ke dalam paru-paru. Sebaliknya bila otot diantara
tulang rusuk memendek, tulang rusuk merapat satu sama lain, tulang dada turun, rongga
dada mengecil, tekanan udara di dalam rongga dada menjadi besar, udara dari dalam paru-
paru mengalir keluar. Bagian-bagian tubuh yang terlibat selama pernafasan dada adalah :
tulang dada, tulang rusuk dan otot-otot diantara tulang rusuk.

297

Gambar 7.7 Mekanisme inspirasi dan ekspirasi
(Sumber: sainsbiologi.com)

PIKIRKAN!!!

Diskusikan bersama teman kelas Anda!
Bagaimana seseorang bernafas ketika sedang tidur? Mekanisme
pernafasan apakah yang terjadi?

298

SAYA BELUM MENGERTI

Setelah mambaca tentang mekanisme pernapasan, tanyakanlah
hal-hal yang belum dimengerti kepada teman atau dosen Anda!
_________________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

D. KAPASITAS PARU-PARU

Pada keadaan tenang

individu dalam sekali

bernafas membawa 500 ml

udara, dari sekian ini hanya

sekitar 350 ml yang

mencapai alveoli sedang

yang lain tertinggal dalam

saluran napas, udara yang

tertinggal ini disebut ruang

mati (dead spaces), karena

tidak terjadi pertukaran Gambar 7.8 Spirogram
gas. Ruang mati ini akan (Sumber: http://www.clevelandclinicmeded.com)

dibuang dengan ekspirasi berikutnya. Jika masih ada ruang mati maka ini akan masuk ke

alveoli pada inspirasi selanjutnya.

Udara yang masuk dan keluar pada saat bernafas disebut volume udara naik-turun

(tidal). Setelah inspirasi normal, udara dapat dimasukkan lagi sekitar 3.000 ml (volume

inspirasi cadangan). Setelah membuang udara tidal, sangat mungkin pula untuk

berekspirasi dengan kuat dan membuang sebesar 1.500 ml lagi (volume ekspirasi cadang).

Kapasitas vital adalah banyaknya udara yang dapat diambil dan dibuang dengan suatu usaha

yang paling kuat. Pada umumnya kapasitas vital rata-rata tiap orang adalah sekitar 4.500

ml. Orang yang fisiknya terlatih mempunyai kapasitas vital yang lebih besar. Jadi

kapasitas vital adalah jumlah udara tidal, volume inspirasi cadang dan volume ekspirasi

cadang. Laju respirasi normal pada manusia sekitar 15 dan 16 kali per menit; untuk wanita

dan anak-anak sekitar 20 kali per menit. Latihan dan faktor-faktor yang lain akan

menambah laju respirasi.

299

Gambar 7.9 Alat spirometer untuk menghitung kapasitas vital paru-paru
(Sumber: https://is.alicdn.com/img/pb/727/157/369/369157727_229.jpg)

300

BIO LABORATORIUM

AKTIVITAS I

Siapkan botol berskala dengan volume 3500 cc. Isilah botol tersebut dengan air

hingga penuh. Siapkan bejana dengan volume 10000 cc. Isilah air hingga 8 liter.

Tutuplah mulut botol dengan tangan anda, kemudian dengan hati-hati

masukkanlah botol tersebut di dalam bejana yang berisi air dalam keadaan

terbalik. Upayakan agar tidak ada udara yang masuk. Masukkanlah selang plastik

pada mulut botol secara hati-hati. Tariklah napas kuat-kuat, kemudian

hembuskan napas melalui selang plastik. Hitunglah berapa cc permukaan air yang

turun pada botol plastik, tentukanlah kapasitas vital masing-masing teman anda.

Tabel Pengamatan

Nomor Nama Mahasiswa Kapasitas Vital

1

2

3

4

5

301

BIO LABORATORIUM

AKTIVITAS II

Hitunglah berapa kali kalian bernafas dalam 10 detik (Satu kali bernafas adalah

satu kali inspirasi dan satu kali ekspirasi)

Tabel pengamatan

Nomor Nama Mahasiswa Banyaknya pernafasan dalam…

10 detik 1 menit

1

2

3

4

5

Hitunglah berapa banyak udara yang kalian hirup dalam 2, 4, 6, dan 10 menit?

302

E. TRANSPORT OKSIGEN DAN KARBONDIOKSIDA DI DALAM

DARAH DAN CAIRAN TUBUH

Bila darah telah berdifusi dalam alveolus ke dalam darah paru-paru, ia akan

ditransport dalam ikatan dengan hemoglobin ke kapiler jaringan dimana ia akan dilepaskan
untuk digunakan oleh sel. adanya hemoglobin di dalam sel darah merah, memungkinkan
darah mengangkut oksigen 30 sampai 100 kali lebih banyak daripada yang dapat diangkut

hanya dalam keadaan oksigen terlarut di dalam cairan darah. Di dalam sel, oksigen

digunakan dalam proses metabolisme, dan terbentuklah sejumlah besar karbondioksida
sebagai salah satu hasil akhirnya. Seperti oksigen, karbon dioksida berdifusi ke dalam

darah dan berikatan dengan hemoglobin 15 sampai 20 kali lebih banyak dari pada yang

diangkut hanya dalam bentuk karbon dioksida terlarut di dalam cairan darah, untuk
ditranspor kembali ke dalam paru-paru. Di dalam paru-paru, O2 berdifusi dari alveolus ke
dalam kapiler darah disebabkan tekanan partial oksigen dalam alveoli lebih besar, daripada
tekanan O2 darah kapiler, dan tekanan CO2 darah kapiler lebih tinggi daripada tekanan
CO2 alveoli sehingga CO2 berdifusi dari darah ke alveoli. Di jaringan (tenunan) terjadi
sebaliknya.

O2 + Hb HbO2 (oksihemoglobin)
CO2 + Hb HbCO2 (Karbominohemoglobin)

F. KOMPOSISI UDARA PERNAFASAN

Udara terdiri dari Nitrogen (78,09%), Oksigen (20,95%), Karbon dioksida
(0,03%), Argon dan lain-lain (0,93%). Udara hasil pernafasan terdiri atas Oksigen 4,34%,
karbondioksida 4,34% dan Nitrogen 78,09%. Dengan demikian komposisi udara di
atmosfer tidak sama dengan komposisi udara di dalam alveolus paru-paru, sebab : (i) Hanya
sebagian udara alveoli di ganti oleh udara atmosfer pada setiap inspirasi, (ii) O2 terus
diabsorbsi dari udara alveoli, (iii) CO2 terus berdifusi dari darah paru-paru ke dalam
alveoli, dan (iv) Udara atmosfer kering yang memasuki saluran pernafasan dilembabkan
bahkan sebelum ia mencapai alveoli.

303

BIO LABORATORIUM

AKTIVITAS III

Siapkan dua gelas erlenmeyer. Salah satu gelas diisi dengan air kapur sebanyak 10 cc

dan yang lainnya diisi dengan air biasa sebanyak 10 cc. Dengan menggunakan pipa

bengkok, tiuplah air tersebut selama 3 menit, dan selanjutnya amati apa yang terjadi!

Tabel Pengamatan

Jenis Air Keadaan air setelah ditiup

Sebelum ditiup Setelah ditiup

Air biasa

Air kapur

304

G. PERNAPASAN PADA HEWAN

Pada protozoa, seperti Amoeba, seluruh permukaan tubuhnya berperan sebagai

permukaan respirasi. Pertukaran gas terjadi pada seluruh permukaan tubuhnya dengan

cara difusi. Polichaeta yang memiliki insang luar mempunyai filamen insang yang halus

seperti benang yang menonjol ke luar untuk berlangsungnya pertukaran gas. Biasanya

bentuk insang seperti ini dijumpai pada cacing yang hidup di dalam lumpur atau pasir. Pada

moluska, insang terletak di dalam rongga mantel dan air di sirkulasi melalui insang dan

rongga mantel. Pada udang, kepiting dan crustaceae kecil, insang relatif besar dan

terletak di sisi daerah thorax. Filamen insang yang halus dilindungi oleh rangka luar yang

berkhitin.

Cacing tanah tidak mempunyai alat respirasi yang khusus untuk mengambil oksigen

dan melepaskan karbondioksida. Tugas respirasi dilakukan melalui membran pada seluruh

permukaan tubuhnya. Oleh sebab itu di bawah kutikula terdapat banyak kapiler-kapiler

darah guna memudahkan pertukaran gas CO2 dan O2. Hal ini dipermudah dengan tipisnya

membran yang menutupi tubuh cacing dan selalu bersifat lembab.

Serangga dan beberapa Arthropoda

lainnya bernapas melalui sistem trakea yang

tersusun atas pipa-pipa udara yang kompleks.

Di sini oksigen di bawah langsung ke sel tanpa

di bawah oleh darah. Pengamatan dari luar,

trakea tampak sebagai sepasang lubang yang

berpasangan pada sisi lateral abdomen dan

disebut spiracle. Trakea kemudian

bercabang-cabang membentuk trakheola

terminal. Oksigen dan karbon dioksida di

bawa ke pipa-pipa trakea secara difusi.

Membuka dan menutupnya spiracle diatur

oleh katup yang dioperasikan oleh otot yang

kecil.

Laba-laba bernapas melalui paru-paru

buku. Paru-paru buku merupakan rongga di Gambar 7.10 Sistem pernafasan trakea pada
dalam tubuh yang memiliki anyaman kapiler serangga.
yang sangat rapat agar dapat berfungsi
(Sumber: http://images.tutorvista.com)

sebagai alat pertukaran udara. Berbeda dengan trakea, pada paru-paru buku medium

pengangkutan untuk pertukaran gas adalah darah. Paru-paru buku terdiri atas jaringan

yang menonjol, terbungkus dalam suatu rongga yang membuka keluar lewat suatu celah

305

yang disebut stigmata. Lamella yang menonjol tersebut bertumpuk dan tampak seperti
buku.

Gambar 7.11 Paru-paru buku sebagai alat pernafasan laba-laba
(Sumber: https://qph.ec.quoracdn.net)

Ikan bernapas dengan insang. Pada ikan bertulang sejati, insang terletak pada sisi
sisi faring di bawah operculum atau tutup insang. Pada ikan bertulang rawan insangnya
tidak dilindungi oleh penutup insang. Rongga insang berhubungan langsung dengan bagian
luar tubuh. Pada insang semacam ini setiap filamen insang melekat pada lengkung insang
yang dibangun oleh jaringan tulang rawan. Antara dua filamen yang melekat pada lengkung
insang yang sama terdapat sekat insang atau septum. Adanya septum ini menyebabkan
insang semacam ini disebut insang septum.

(a) Gambar 7.12 Insang pada ikan
bertulang rawan. (a) Diagram
Dari kedua permukaan setiap bagian kepala dengan 4 lengkung
filamen terdapat lamella yang sangat kaya insang di sebelah lateral, (b)
dengan kapiler-kapiler darah. Pada
lamella inilah terjadi pertukaran gas Diagram insang berseptum.
antara O2 dan Co2. Dari lengkung insang
terdapat rigi-rigi yang menonjol (Sumber:
ke arah ruang farink dan dikenal dengan https://opentextbc.ca/biology)
tapis insang. Tapis insang berfungsi untuk
(b)
306

menyaring partikel-partikel makanan dan menyalurkan partikel-partikel makanan tersebut
ke arah oesophagus. Air yang masuk ke dalam ruang farink dapat melalui mulut atau
melalui sepasang spirakel, yaitu lubang yang terletak pada ujung depan kepala sebelah
kiri dan kanan. Sebaliknya aliran air yang keluar dapat dilakukan melalui celah insang.
Jumlah celah insang bervariasi antara 5-7 pasang, tergantung jenis ikannya. Pada ikan
bertulang rawan, air masuk ke dalam mulut, menyebabkan dasar rongga mulut terangkat
ke atas, sehingga air terpompa ke arah insang dan keluar melalui celah insang.

Gambar 7.13 Insang pada ikan bertulang sejati
(Sumber: https://opentextbc.ca/biology)

Pada ikan bertulang sejati, insang terdiri atas 4 pasang yang terletak pada setiap
sisi faring,. Lengkung insang terdiri atas 5 pasang, jadi sepasang tidak mempunyai filamen
insang Setiap lengkung insang terdiri atas rigi-rigi insang, lengkung insang dan filamen
insang. Pada filamen insang terdapat kapiler-kapiler darah yang menyebabkan insang
tampak berwarna merah cerah bila ikan dalam keadaan hidup. Pada saat bernapas,
operculum tertutup, sedangkan lengkung insang membengkak ke lateral. Sementara itu air
masuk melalui mulut, dan katup oral tertutup, lengkung insang mengkerut, operculum
terangkat, dan air mengalir ke luar melalui filamen. Darah dalam filamen melepaskan CO2
dan mengikat O2 dari air. Ketika bernapas tidak ada air yang masuk ke dalam perut. Hanya
ketika makan ikan memasukkan air bersama makanannya.

Aliran darah yang melalui insang adalah darah vena yang miskin oksigen dan
alirannya berlawanan arah dengan aliran air dan membantu pertukaran gas menjadi lebih
mudah dan lebih efisien. Selain insang, pada ikan yang menghuni air tenang memiliki
gelembung udara yang kaya dengan anyaman kapiler sehingga dapat berfungsi sebagai alat
pernapasan, walaupun fungsi utamanya bukan untuk pernapasan. Gelembung renang

307

berfungsi (i) sebagai alat hidrostatik, yaitu alat yang dapat mengatur berat jenis ikan
sehingga ikan tersebut mampu untuk tetap tinggal pada kedalaman tertentu tanpa
tenggealm. Berat jenis ikan secara keseluruhan dapat diubah dengan jalan mengurangi
atau menambah gas di dalam gelembung renang, (ii) sebagai alat untuk menyimpan oksigen
(iii) penting sebagai organ perasa dalam menangkap perubahan-perubahan tekanan dan
merupakan alat pengeras dalam menerima getaran suara, dan (iv) merupakan alat untuk
menimbulkan getaran suara.

PIKIRKAN!!!

Diskusikan bersama teman kelas Anda!
Mengapa pada ikan bertulang sejati terdapat operculum,sedangkan pada
ikan bertulang rawan tidak? Faktor apa yang mempengaruhi hal demikian?

SAYA BELUM MENGERTI!

Setelah mambaca tentang sistem pernapasan, tanyakanlah
hal-hal yang belum dimengerti kepada teman atau dosen Anda!
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
Pada ikan paru-paru Neoceratodus, gelembung udara berlaku sebagai paru-paru
dan di_s_eb_u_t__pu_l_m_os_i_s.__B_ila__p_e_ra_ir_a_n__te_m_p_a_t_h_i_d_up_n_y_a_k_e_k_er_i_ng_a_n_, _m_a_k_a_p_ulmosisnya
diguna_ka_n_u_n_t_uk_b_e_r_t_ah_a_n_h_id_u_p_, _ja_d_i _se_b_a_ga_i_a_la_t_p_e_m_b_an_t_u_in_s_a_ng_._N_a_m_u_n_d_e_mikian pada
308 _

jenis Protopterus dan Lepidosiren, paru-parunya mempunyai peranan yang lebih penting
dibandingkan dengan insangnya. Kedua ikan tersebut hanya dapat bernapas dengan paru-
paru.

Gambar 7.14 (a). Ikan paru-paru
(Protopterus) (b) Paru-paru dilihat
dari ventral
(Sumber: sainsbiologi.com)

(a)

(b)
Ketika berbentuk kecebong, katak hidup di air dan bernafas dengan insang dan
kulitnya. Mula-mula berudu mempunyai tiga pasang insang luar yang letaknya di sisi kiri,
kanan dan belakang kepala. Insang luar dibentuk dari lembaran-lembaran kulit luar dan
banyak mengandung kapiler darah, tempat berlangsungnya pertukaran gas. Dengan
demikian, oksigen yang terlarut di dalam air dapat berdifusi ke dalam pembuluh-pembuluh
kapiler darah, sedangkan karbon dioksida dilepaskan ke dalam air. Setelah berudu berusia
lebih kurang 9 hari, tumbuh lipatan kulit dari arah depan ke belakang menutupi insang luar
ini dan membentuk insang dalam. Lipatan kulit tadi berfungsi seperti tutup insang pada
ikan. Insang dalam tersebut juga berfungsi seperti insang luar. Selanjutnya, berudu

309

mengalami metamorfosis menjadi katak kecil yang akan berkembang menjadi katak
dewasa dan hidup di darat. Selama mengalami metamorfosis, alat pernapasannya juga
berubah sehingga fungsinya sesuai dengan lingkungan tempat hidupnya.

Setelah dewasa, katak hidup di darat dan kadang hidup di air. Pada saat hidup di
darat, katak bernapas dengan paru-paru dan kulit, sedangkan pada saat hidup di dalam air,
katak bernapas dengan kulit dan selaput rongga mulut.

Gambar 7.15 Paru-paru pada katak
(Sumber: http://images.tutorvista.com)

Pada katak terdapat tulang-tulang rusuk dan sekat rongga dada (diafragma).
Mekanisme pernapasannya diatur oleh otot-otot perut. Kulit di rahang bawah selalu
digerak-gerakkan, maksudnya adalah untuk memompa agar udara masuk ke dalam paru-
paru. Katak mempunyai sepasang paru-paru yang berupa kantong selaput tipis elastis. Pada
permukaan dinding dalamnya terdapat lipatan-lipatan yang mengandung banyak kapiler
darah sehingga memperluas bidang penyebarannya. Dalam gelembung paru-paru terjadi
pertukaran gas, pertukaran gas, yaitu menyerap oksigen dan mengeluarkan karbon
dioksida dan uap air.

Kulit katak tipis, mengandung banyak kapiler darah dan banyak menghasilkan
lendir. Lendir ini berguna untuk menjaga kelembaban kulitnya sehingga oksigen dapat
diserap dan CO2 dilepaskan melalui kulit dengan cara difusi. Pada bagian bawah kulit
katak juga terdapat kantung-kantung limf yang berisi cairan limf. Pada katak difusi O2
masuk ke dalam tubuhnya dapat melalui kulit, paru-paru dan rongga mulut.

310

PIKIRKAN!!!

Diskusikan bersama teman kelas Anda!
Pada masa berudu alat pernafasan berupa insang, kemudian saat dewasa
alat pernafasan telah menjadi paru-paru. Bagaimana perubahan ini bisa terjadi?

SAYA BELUM MENGERTI!

Setelah mambaca tentang sistem pernapasan pada hewan,
tanyakanlah hal-hal yang belum dimengerti kepada teman
atau dosen Anda!
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________
_________________________________________________

Selain memiliki paru-paru, unggas atau aves juga memiliki kantung atau pundi-pundi
udara dan tulang-tulang pneumatik. Kantung udara merupakan kantung yang berdinding
tipis, bersifat elastis dan berfungsi sebagai pompa sehingga udara dapat dihisap masuk
ke atau dipompa keluar dari kantung udara. Aliran udara yang masuk atau keluar dari
kantung udara selalu melalui paru-paru dahulu, dan pertukaran O2 dan CO2 hanya terjadi
di paru-paru saja. Pada umumnya kantung udara pada burung adalah (i) kantung udara
leher yang letaknya di daerah leher dan sejajar dengan tulang belakang bagian anterior.
Masing-masing keluar dari paru-paru kiri dan kanan. (ii) kantung udara antar tulang
selangka yang terletak di tengah dan di bawah kantung udara leher. Kantung ini tidak
berpasangan. Dari sisi kiri dan kanan kantung ini keluar dua kantung udara tambahan yang
berbentuk tabung panjang. Salah satu diataranya menuju ke dalam tulang pangkal lengan
(iii) kantung udara dada depan yang keluar dari masing-masing paru-paru ke arah ventral
(iv) kantung udara dada belakang yang juga keluar dari masing-masing paru-paru dan

311

memenuhi bagian belakang rongga dada (v) kantung udara perut yang keluar dari bagian
ujung belakang paru-paru. kantung udara ini merupakan kantung udara yang besar,
memenuhi ruang perut dan berada diantara lilitan usus halus.

(a) (b)

Gambar 7.16 Kantung udara pada burung dara. (a) Dilihat dari samping, (b) Dilihat dari ventral
(Sumber: http://greathornedowlsresource.weebly.com)

Kapasitas total paru-paru pada aves lebih kecil dari pada Mamalia, tetapi volume
total sistem respirasinya tiga kali lebih besar dari pada Mamalia pada ukuran yang sama.
Karena adanya kantung udara, tulang pneumatik dan volume trakea menjadi lebih besar.
Fungsi kantung udara adalah (i) membantu peranafasan terutama pada waktu terbang(ii)
meningkatkan ventilasi pulmonum dan pertukaran gas-gas di dalam paru-paru,(iii)
membantu mengatur suhu tubuh dengan cara mendinginkan atau memanaskan udara
inspirasi, dan (iv) melembabkan udara inspirasi. (v) membantu pemperkeras suara yang
dihasilkan oleh syrink (vi) mengatur berat jenis tubuh (pada burung berenang) atau pada
saat terbang dan melindungi organ-organ dalam

Respirasi pada burung dilakukan dengan bantuan otot-otot rusuk, dada dan perut.
Pada proses inspirasi otot-otot rusuk menaikkan rusuk sehingga memperbesar rongga
dada dan rongga perut yang mengakibatkan tekanan udara di dalam paru-paru dan
kantung-kantung uadara menurun dan menyebabkan udara dari luar masuk ke dalam paru-
paru dan terus kekantung udara. Pada proses ekspirasi otot-otot dada dan perut
mengerut (berkonstraksi) sehingga rongga dada mengecil, tekanan udara meningkat dan
udara tertekan ke luar dari paru-paru menuju lubang hidung.
312

Selama terbang seluruh rangka burung dalam keadaaan tidak digerakkan. Cara
pernafasan yang dilakukan adalah dengan konstraksi otot antar rusuk dan perut. Jadi
dalam keadaan terbang inspirasi dan ekspirasi dilakukan dengan tiga cara yaitu (i)
mengecilkan dan membesarkan rongga dada dan rongga perut dengan bantuan otot-otot
dada (ii) adanya tekanan alat-alat jeroan terhadap kantung-kantung udara hingga dapat
mengecilkan dan membesarkan kantung-kantung udara. Akibatnya terjadi aliran udara
bolak-balik melalui paru-paru (iii) dengan gerakan-gerakan tulang dada

PIKIRKAN!!!

Diskusikan bersama teman kelas Anda!
Pada waktu burung terbang, pernapasan dilakukan dengan menggunakan
cadangan udara di dalam kantung udara. Mengapa pada waktu terbang tidak
bernapas menggunakan paru-paru?

SAYA BELUM MENGERTI!

Setelah mambaca tentang sistem pernapasan pada hewan,
tanyakanlah hal-hal yang belum dimengerti kepada teman
atau dosen Anda!
_________________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

_________________________________________________

313

BIO LABORATORIUM

AKTIVITAS IV

Siapkan alat dan bahan dan susunlah instrumen seperti gambar di atas, caranya
sebagai berikut:
1. Bungkus Kristal KOH/NaOH dengan kapas, kemudian masukkan ke dalam

tabung respirometer
2. Kemudian masukkan jangkrik yang sudah ditimbang ke dalam tabung

respirometer
3. Tutup tabung respirometer kemudian sambungan penutupnya diberi plastisin

agar tidak ada udara yang masuk dan keluar
4. Tetesi eosin pada ujung pipa respirometer dengan menggunakan pipet tetes

secukupnya
5. Ukur pergerakan eosin dengan menggunakan stopwatch secara berkala (2

menit, 4 menit, 6 menit, 8 menit, 10 menit).
Ulangi langkah di atas pada serangga/ jangkrik yang berbeda beratnya.

314

BIO LABORATORIUM

AKTIVITAS IV

Hasil Pengamatan

Isi tabel di bawah sesuai dengan hasil pengamatan!

Oksigen yang dibutuhkan

Nama Organisme Berat (dalam menit)

2’ 4’ 6’ 8’ 10’

Pertanyaan:
1. Apakah fungsi NaOH dan KOH dalam percobaan di atas?
2. Apa yang terjadi dengan kedudukan eosin? Jelasakan!
3. Faktor apa yang mempengaruhi laju respirasi?
4. Adakah hubungan antara berat jangkrik dengan kebutuhan oksigen?
5. Buatlah grafik hubungan antara berat jangkrik dan kebutuhan oksigen!

315

H. KELAINAN PADA SISTEM PERNAPASAN MANUSIA

Sistem pernapasan manusia yang terdiri atas beberapa organ dapat mengalami
gangguan. Gangguan ini biasanya berupa kelainan atau penyakit. Penyakit atau kelainan
yang menyerang sistem pernapasan ini dapat menyebabkan terganggunya proses
pernafasan.

Berikut adalah beberapa contoh gangguan pada sistem pernapasan manusia.
1. Asma

Kelainan penyumbatan saluran pernapasan yang disebabkan oleh alergi, seperti
debu, bulu, ataupun rambut. Kelainan ini dapat diturunkan. Kelainan ini juga dapat kambuh
jika suhu lingkungan cukup rendah atau keadaan dingin

Gambar 7.17 Penyempitan
Bronkiolus Pada Penderita Asma
(Sumber:
http://www.healthcentral.com)

2. Bronkhitis
Gangguan pada cabang batang tenggorokan akibat infeksi. Gejalanya adalah

penderita mengalami demam dan menghasilkan lendir yang menyumbat batang
tenggorokan. Akibatnya penderita mengalami sesak napas.

316

Gambar 7.18 Bronchitis
(Sumber: http://www.healthcentral.com)

3. Kanker paru-paru
Penyakit ini merupakan salah satu yang paling berbahaya. Sel-sel kanker pada paru-

paru terus tumbuh tidak terkendali. Penyakit ini lamakelamaan dapat menyerang seluruh
tubuh. Salah satu pemicu kanker paru-paru adalah kebiasaan merokok. Merokok dapat
memicu terjadinya kanker paru-paru dan kerusakan paru-paru.

Gambar 7.19 Merokok dapat
menyebabkan kanker paru-paru
(Sumber: https://i0.wp.com/alimi.ng)

4. Tuberkulosis (TBC)
Tuberkulosis merupakan penyakit paru-paru yang disebabkan oleh Mycobacterium

tuberculosis. Bakteri tersebut menimbulkan bintil-bintil pada dinding alveolus. Jika
penyakit ini menyerang dan dibiarkan semakin luas, dapat menyebabkan sel-sel paru-paru
mati. Akibatnya paru-paru akan kuncup atau mengecil. Hal tersebut menyebabkan para
penderita TBC napasnya sering terengah-engah.

317

Gambar 7.20 Alveoli terisi cairan

(Sumber: healthtipsinsurance.com)
5. Influenza (flu)

Influenza merupakan penyakit yang disebabkan oleh virus influenza. Penyakit ini
timbul dengan gejala bersin-bersin, demam, dan pilek.

Gambar 7.21 Virus influenza masuk ke paru-
paru
(Sumber: http://sahsrojas.pbworks.com)

318

RUANG RANGKUMAN

_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________

319

RUANG PETA KONSEP

Setelah Anda membaca materi sistem pernapasan, buatlah peta
konsep! Caranya, daftarkanlah kata-kata atau konsep penting. Selanjutnya
hubungkan konsep yang satu dengan yang lain dengan menggunkan preposisi.

320

RUANG ISTILAH
PENTING

________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________
________________________________________________________

321

REVIEW
PENGETAHUAN

Bagian ini berfugsi untuk mereview pengetahuan Anda setelah mempelajari
modul di rumah. Anda diminta untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan
berdasarkan hasil bacaan Anda. Review pengetahuan mengharapkan jawaban yang
akan menjadi dasar bagi Anda untuk berpikir pada tingkat yang lebih kompleks.
1. Tuliskan 4 bagian dari proses respirasi!

Jawaban :

2. Tuliskan alat-alat pernapasan pada manusia!
Jawaban :

3. Apa keuntungannya bernafas dengan melalui hidung?
Jawaban :

4. Jelaskan mekanisme pernafasan dada dan perut!
Jawaban :

5. Bandingkan proses pengangkutan oksigen dan karbon dioksida antara serangga
dengan manusia!
Jawaban :

6. Jelaskan fungsi kantung udara pada unggas dan gelembung udara pada ikan!
Jawaban :

7. Jelaskan proses pernafasan burung pada saat terbang!
Jawaban :

322

EVALUASI

A. Pilihlah Satu Jawaban Yang Paling Tepat!
1. Urutan organ pernapasan yang benar dari luar ke dalam adalah ....

A. mulut, tenggorokan, paru-paru
B. hidung, tenggorokan, paru-paru
C. mulut, kerongkongan, paru-paru
D. hidung, kerongkongan, paru-paru
E. hidung, tenggorokan, kerongkongan, paru-paru
2. Udara yang masuk lewat hidung menjadi bersih karena ....
A. udara yang masuk bukan udara busuk
B. udara masuk lewat organ yang normal
C. udara bereaksi dulu dengan lendir di hidung
D. udara disaring oleh rambut dan selaput lendir hidung
E. udara yang dihirup adalah udara bersih
3. Pertukaran oksigen dan karbon dioksidi terjadi melalui proses difusi. Jadi dalam hal
ini difusi adalah proses pertukaran zat yang berwujud ....
A. gas
B. uap
C. cair
D. padat
E. partikel
4. Udara yang bisa didapat saat kita mengembuskan napas sekuat-kuatnya dinamakan
udara ....
A. tidal
B. residu
C. suplementer
D. komplementer
E. maksimum
6. Tenggorokan terbagi menjadi beberapa bagian, yaitu ....
A. akar, batang, dan cabang tenggorokan
B. akar, cabang, dan ranting tenggorokan
C. pangkal, batang, dan ranting tenggorokan

323

D. pangkal, batang, dan cabang tenggorokan
E. pangkal, cabang, akar tenggorokan
7. Proses inspirasi mengakibatkan ….
A. rongga dada mengecil
B. otot diafragma berkontraksi
C. otot-otot tulang rusuk melemas
D. tekanan dalam rongga dada bertambah
E. udara dalam paru-paru keluar
8. Untuk membuktikan bahwa pernapasan menghasilkan H2O dapat dilakukan dengan
cara ….
A. meniup air kapur
B. meniup cermin
C. Meniupair dalam gelas
D. meniup air dalam sungkup
E. meniup air di bak mandi
9. Jika volume udara tidal 500 mL, udara suplementer 1500 mL, udara komplementer
1500 mL, dan udara residu 1500 mL, kapasitas vital paru-parunya adalah ....
A. 3000 mL
B. 3500 mL
C. 5000 mL
D. 5500 mL
E. 4500 mL
10. Penyakit yang terjadi di dalam paru-paru adalah . . . .
A. polip
B. ISPA
C. Mimisan
D. Tuberculosis
E. Influenza

B. Jawablah Soal Tantangan Berikut Dengan Tepat!
1. Selain oksigen, di dalam udara juga terdapat gas-gas yang lain. Apakah yang
terjadi dengan gas-gas tersebut pada saat kita menghirup napas?
2. Mengapa pada saat menderita flu, napas terasa sesak dan tidak nafsu makan?

324

Jawablah teka teki silang di bawah ini dengan cara mengisi kolom dan baris
yang telah disediakan!

Menurun
2. Radang selaput yang menyelubungi paru-paru
4. Gelembung udara pada ikan paru-paru Neoceratodus

325

8. Penyumbatan saluran pernapasan yang disebabkan alergi
9. Salah satu fase mekanisme pernapasan kembali relaksasi
10. Sistem pernapasan serangga
Mendatar
1. Pengukur kapasitas vital paru-paru
3. Proses pertukaran O2 dan CO2
5. Peradangan yang bias menyebabkan sakit kepala dan nyeri pada tulang pipi
6. O2
7. Kotak suara
10. Penyakit yang disebabkan Mycobacterium tuberculosis
11. Berdinding sangat tipis
12. Membawa udara dari trakea ke paru-paru
13. Serabut saraf penciuman

326

BAB 8

SISTEM
EKSKRESI

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mempelajari bab ini, Mahasiswa diharapkan dapat:
1. Menjelaskan pengertian sistem ekskresi
2. Menjelaskan organ sistem ekskresi pada manusia
3. Menjelaskan struktur ginjal manusia
4. Menjelaskan proses pembentukan urine pada manusia
5. Menjelaskan fungsi setiap organ ekskresi pada manusia dan zat yang di

keluarkan
6. Menjelaskan kelainan-kelainan yang terjadi pada sistem ekskresi

manusia
7. Menjelaskan organ sistem eksresi pada hewan

PETUNJUK KERJA

1. a. Perhatikan petunjuk modul!
b. Bacalah modul pembelajaran Anda dengan
cermat, garis bawahi semua kata-kata atau ide
penting!

2. Kerja semua tugas yang ada di modul seperti:
▪ Pikirkan
▪ Saya Belum Mengerti
▪ Bio Laboratorium
▪ Ruang Rangkuman
▪ Ruang Peta Konsep
▪ Ruang Istilah Penting
▪ Review Pengetahuan
▪ Evaluasi
▪ Teka Teki Silang

327

A. PENDAHULUAN
Zat makanan yang diserap oleh usus akan diedarkan oleh darah ke seluruh tubuh.

Di dalam sel-sel tubuh, zat-zat tersebut akan mengalami berbagai proses yang disebut
metabolisme. Proses metabolisme menghasilkan zat dan tenaga atau energi yang
bermanfaat bagi tubuh, dan juga zat sisa atau sampah. Selama metabolisme berlangsung,
zat sampah tersebut jumlahnya di dalam tubuh semakin banyak. Apabila zat sampah ini
jumlahnya dalam tubuh berlebihan, maka dapat membahayakan kesehatan.

Sistem ekskresi adalah sistem pengeluaran zat-zat sisa metabolisme yang tidak
berguna bagi tubuh dari dalam tubuh, seperti: menghembuskan gas CO2 ketika bernafas,
berkeringat dan buang air kecil (urine). Sistem ekskresi membantu memelihara
homeostasis dengan tig acara, yaitu melakukan osmoregulasi, mengeluarkan sisa
metabolisme, dan mengatur konsentrasi sebagian besar penyusun cairan tubuh.

Alat-alat ekskresi pada manusia meliputi paru-paru, hepar/hati, ginjal dan kulit.
Zat atau bahan yang dikeluarkan oleh paru-paru adalah uap air (H2O) dan karbondioksida
(CO2), sedangkan zat yang dikeluarkan oleh hati adalah empedu. Air, urea, garam, racun
dan vitamin adalah zat yang dikeluarkan oleh ginjal, sedangkan air dan garam adalah zat
yang dikeluarkan oleh kulit.

Sistem ekskresi dikelompokkan menjadi tiga, meliputi: 1) Defekasi (feses), yaitu
suatu proses pengeluaran sisa-sisa makanan melalui anus; 2) Ekskresi, yaitu suatu proses
pengeluaran zat sisa hasil metabolisme yang tidak dapat dipergunakan lagi; dan 3) Sekresi,
yaitu suatu proses pengeluaran zat sisa berupa getah yang dikeluarkan melalui sela tau
kelenjar. Getah yang dikeluarkan umumnya mengandung enzim dan bermanfaat pada proses
faal dalam tubuh (Rani, dkk, 2022).

B. ALAT-ALAT EKSKRESI PADA MANUSIA

1. Ginjal
a. Pengertian Ginjal

Ginjal merupakan alat eksresi utama pada manusia. Ginjal manusia, merupakan
organ yang jumlahnya sepasang. Letaknya di dalam rongga perut ke arah bagian belakang
(pinggang belakang). Bentuknya seperti kacang ercis. Panjangnya sekitar 10-15 cm.
Beratnya 200 gram. Kedudukan ginjal sebelah kiri lebih tinggi sedikit dari ginjal kanan.
Fungsi ginjal adalah untuk melepas urea, air dan garam dari darah.

328

Gambar 8.1 Ginjal merupakan salah satu alat ekskresi pada manusia
(Sumber: http://atlantavascularandveincenters.com/wp-content/uploads/2015/07/Adrenal3.jpg)

Diskusikan Bersama Teman Kelas Anda!

1. Tuliskan nama organ apa yang menghubungkan ginjal dengan kantung

kemih? Berapa jumlahnya ?
_____________________________________________________

2. Tuliskan nama kelenjar endokrin yang terletak pada bagian atas ginjal?

_____________________________________________________

3. Jelaskan perbedaan antara ureter laki-laki dan perempuan ?

______________________________________________________
_______________________________________________________

Ginjal memiliki beberapa fungsi, antara lain: (1) Mengatur volume di dalam tubuh;
(2) Mengatur keseimbangan osmotik dan mempertahankan keseimbangan ion dalam
plasma; (3) Mengatur keseimbangan asam basa cairan tubuh; (4) Mengekskresikan sisa-
sisa hasil metabolisme; dan (5) Fungsi hormonal dan metabolisme.

b. Struktur Ginjal
Apabila ginjal dipotong membujur maka akan nampak bagian-bagian ginjal: (1)

Korteks (kulit ginjal), bagian ginjal yang letaknya lebih luar, berwarna merah tua., (2)
Medula (sumsum ginjal), bagian dalam ginjal berwarna lebih pucat dari korteks. Pada medula

329

terlihat bentuk-bentuk yang mirip piramida, (3) Ujung-ujung piramida ini berada pada
suatu rongga disebut piala ginjal atau rongga ginjal (pelvis renalis), yang menghubungkan
ginjal dengan ureter, dan (4) Pembungkus ginjal berupa jaringan yang terdiri dari jaringan
ikat, biasa disebut kapsul ginjal. Pada korteks dan medula ginjal terdapat unit fungsional
ginjal yang disebut nefron.

Nefron terdiri dari (1) Badan Gambar 8.2 Struktur nefron terdiri dari badan
malphigi, yang terdiri atas kapsul Bowman malphigi dan glomerulus (Sumber: www.google.com )
dan glomerulus. Kapsul Bowman adalah
adalah kapsul yang berfungsi menampung
hasil filtrasi darah. Kapsula Bowman
menyelubungi glomerulus dan memiliki dinding
berlumen yang tersusun atas epitel pipih dan
berhubungan dengan tubulus kontortus
proximal. Glomerulus adalah kapiler ginjal
yang melakukan filtrasi darah, dan (2)
Tubulus nefron. yang terdiri atas tubulus
kontortus proksimal, lengkung Henle,
tubulus kontortus distal dan tubulus
pengumpul atau tubulus kolektivus. Tubulus
kontortus proksimal adalah saluran nefron
lanjutan kapsula Bowman yang melakukan
reabsorpsi. Lengkung Henle adalah saluran
lanjutan Tubulus kontortus proximal yang
berbentuk lengkungan dan melakukan
reabsorpsi. Tubulus kontortus distal adalah
saluran nefron yang melakukan reabsorpsi
dan augmentasi.Tubulus pengumpul adalah
saluran nefron yang mengumpulkan urin dari
nefron- nefron ginjal.

Dikenal dua tipe nefron yaitu (1) Nefron kortikal, yaitu nefron yang hanya berada di
ujung medulla, dengan lengkung Henle yang pendek, dan (2) Nefron jukstamedula, yaitu
nefron yang berlanjut sampai ke dalam medulla, dengan lengkung Henle yang panjang.

c. Sirkulasi Ginjal
Darah meninggalkan jantung melalui aorta dan bergerak ke renal arteri, yang

membawa darah masuk ke ginjal. Ketika darah bersirkulasi melalui ginjal, ribuan tubulus
kecil yang disebut nefron yang menyaring zat sisa keluar dari darah. Darah meninggalkan
ginjal melalui vena renalis yang membawa darah menuju vena cava inferior dan kembali ke

330

jantung. Zat sisa yang ada dikumpulkan di dalam pelvis ginjal mengalir ke bawah menuju
ureter, diteruskan ke kantung kemih dimana mereka disimpan untuk pelepasan selanjutnya
dari tubuh melalui uretra. Urutan aliran darah di sekitar glomerulus adalah:

Gambar 8.3 Sirkulasi Ginjal: urutan aliran darah di sekitar glomerulus
(Sumber: https://cdn.thinglink.me/api/image/487772039784955906/1240/10/scaletowidth )

Arteri kecil dari arteri renal membawa darah ke bola kapiler yang disebut
glomerulus, yang ditemukan di bagian dalam nefron yang disebut Kapsul Bowman.darah
disirkulasikan melalui glomerulus dan sebuah vena kecil membawa darah ke vena ginjal. Air,
urea, garam dan beberapa material makanan meninggalkan darah dari glomerulus menuju
ke kapsul Bowman, dan seterusnya menuju nefron hingga tubulus pengumpul yang menampung
zat sisa dari berbagai nefron. Tubulus pengumpul mengosongkan zat sisa lalu menuju ke
renal pelvis. Darah tidak pernah meninggalkan glomerulus atau pembuluh darah karena
manusia memiliki system peredaran darah tertutup. Area lengkung henle dari nefron
menyerap kembali material makanan (glukosa dan asam amino) dan beberapa air masuk ke
darah disekitar kapiler.
d. Mekanisme Pembentukan Urine

1) Filtrasi (penyaringan). Filtrasi merupakan langkah pertama dalam proses
pembentukan urine. Dua faktor utama yang memungkinkan terjadinya filtrasi
adalah struktur glomerulus (kumpulan kapiler darah) yang sangat berpori dan
tekanan darah di glomerulus yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan tekanan
di kapiler-kapiler tubuh lain. Dalam proses ini, darah dalam glomerulus yang
331

mengandung air, garam, gula, urea dan zat-zat lain akan melewati pori glomerulus,
kecuali yang bermolekul besar seperti sel darah merah dan protein. Hasil
penyaringan (filtrat), ditampung dalam kapsul Bowman dan disebut filtrat
glomerulus atau urine primer. Jadi, cairan yang berada pada kapsul Bowman sama
dengan cairan darah dikurangi sel darah merah dan molekul protein. Dalam keadaan
normal, akan diproduksi 125 cc/menit cairan filtrat dari kedua ginjal.
2) Reabsorpsi merupakan proses penyerapan kembali zat-zat yang masih berguna yang
terdapat pada urine primer. Filtrat glomerulus/urine primer yang dihasilkan dari
proses filtrasi masih mengandung bahan- bahan yang berguna bagi tubuh, seperti
glukosa, garam-garam, asam amino, dan air. Oleh karena itu, bahan-bahan tersebut
harus diserap kembali ke dalam darah untuk dapat digunakan oleh tubuh. Proses
reabsorpsi terjadi selama filtrat melalui tubulus nefron yang dikelilingi pembuluh
darah sehingga hasil reabsorpsinya segera diserap oleh pembuluh-pembuluh darah
tersebut dan masuk kembali ke dalam tubuh. Urin primer yang dihasilkan pada
proses filtrasi masih meloloskan zat penting yang akan diserap kembali oleh kapiler
peritubuler. Reabsorpsi terjadi pada tubulus kontortus. proximal, lengkung Henle,
dan tubulus kontortus distal.
Reabsorpsi dilakukan melalui dua cara:

➢ Reabsorpsi obligat, yaitu reabsorpsi yang mutlak terjadi,yaitu reabsorpsi
air (osmosis) dan glukosa, asam amino, vitamin dan mineral (transpor aktif)
pada tubulus kontortus. Proximal.

➢ Reabsorpsi fakultatif, yaitu reabsorpsi yang terjadi sesuai kebutuhan
tertentu, yaitu reabsorpsi air di lengkung Henle, tubulus kontortus. distal
dan tubulus kolektivus. Reabsorpsi urin primer menghasilkan urin sekunder.

3) Augmentasi merupakan suatu proses pengeluaran zat sisa yang tidak diperlukan
oleh tubuh dalam bentuk urine. Pada proses ini, urine sekunder dari tubulus distal
menuju tubulus kolektipus. Selanjutnya, pada tubulus ini masih terjadi penyerapan
ion Na+, Cl, Sisanya merupakan bentuk urine yang sesungguhnya. Urineini akan
dibawa menuju pelvis renalis. Dari pelvis renalis, urine dialirkan melalui ureter
hingga sampai pada vesika urinaria (kandung kemih). Sebagai tempat penyimpanan
sementara urine, kandung kemih akan menyimpan urine sampai penuh. Apabila
sudah penuh, urine akan dikeluarkan dari tubuh melalui uretra. Secara normal,
urine yang dikeluarkan tubuh mengandung berbagai zat, misalnya air, urea, amonia
(NH3), dan zat lainnya. Selain itu, warnanya lebih jernih transparan. Saat tertentu
urine dapat berwarna kuning muda. Sebab, urine tersebut diwarnai oleh zat warna
empedu yakni bilirubin dan biliverdin. Berdasarkan proses ekskresinya, ada
beberapa fungsi ginjal yang dapat kita ketahui, antara lain mengatur keseimbangan
air dan garam dalam darah, memproses zat sisa metabolisme dan membuangnya
dari tubuh, mencegah adanya zat-zat berbahaya dalam tubuh, mengatur tekanan

332

darah dalam arteri, dan membuang bahan makanan tertentu yang berlebih seperti

gula dan vitamin.

Komposisi urine pada tubuh yang sehat adalah (1) air (95%); (2) Urea, asam

ureat, dan amoniak. Zat-zat ini adalah sisa-sisa perombakan

protein; (3) Zat warna empedu yaitu bilirubin dan biliverdin; Warnanya hijau

kekuning-kuningan, sehingga urine berwarna kuning; (4) Macam-macam garam,

terutama garam NaCl; (5) Zat-zat yang berupa racun; (6) Zat yang berlebihan yang

ada di dalam darah, misalnya hormon, vitamin, enzim, dan lain-lain.

Pengeluaran air dari tubuh yang berupa urine, dipengaruhi oleh beberapa

macam faktor. Misalnya suhu. Apabila suhu lingkungan lebih tinggi dari suhu tubuh,

maka pengeluaran urine sedikit, karena air lebih banyak keluar melalui kulit berupa

keringat. Sebaliknya apabila suhu lingkungan lebih rendah dari suhu tubuh, maka

air tubuh lebih banyak keluar melalui urine dibandingkan melalui kulit. Pada wanita

yang hamil besar, lebih sering membuang urine. Urine seseorang dapat mengandung

gula disebabkan faktor tertentu sehingga dikatakan menderita sakit gula atau

kencing manis.

Dari rongga ginjal (pelvis ginjal) melalui ureter, urine menuju ke kandung

kemih. Apabila kandung kemih sudah penuh, maka dinding kandung kemih menjadi

tegang. Hal ini akan merangsang kita ingin membuang urine. Pada saat dinding

kandung kemih tegang, dinding saluran urine (urethra) akan relaksasi. Akan tetapi

pengeluaran urine adalah di bawah kehendak kita yaitu dengan memerintahkan otot

spinkter di ujung urethra untuk berkontraksi atau berelaksasi. Apabila

diperintahkan untuk kontraksi, maka urine akan tertahan.

SAYA BELUM MENGERTI!

Setelah mambaca tentang ginjal, tanyakanlah hal-hal yang belum
dimengerti kepada teman atau dosen Anda!
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
_________________________________________________________
____

333