Sistem Transportasi

Sistem Transportasi Pada Makhluk Hidup

Sistem transportasi pada tubuh manusia berfungsi untuk mengangkut nutrisi, oksigen, karbondioksida serta sisa metabolisme. Proses ini berlangsung terus menerus selama kehidupan manusia.

1. Darah

Darah merupakan jaringan yang tersusun atas plasma, sel darah merah, sel darah putih, dan keping-keping darah. Kurang lebih 55% bagian dari darah adalah plasma.

1) Sel Darah Merah (Eritrosit)

Eritrosit berbentuk bulat pipih dengan bagian tengahnya cekung (bikonkaf). Sel darah merah tidak memiliki inti sel. Eritrosit berfungsi untuk mengangkut oksigen dari paru-paru ke sel-sel di seluruh tubuh. Oleh karena itu, jenis sel darah ini yang paling banyak terdapat dalam darah. Satu milimeter kubik darah (lebih kurang sekitar satu tetes) terdiri atas lima juta lebih sel darah merah. Warna merah pada darah disebabkan adanya hemoglobin (Hb) dalam sel darah merah. Hemoglobin atau zat warna darah merupakan

suatu protein yang mengandung unsur besi. Fungsi hemoglobin mengikat oksigen dan membentuk oksihemoglobin. Oksigen diangkut dari paru-paru dan diedarkan ke seluruh sel tubuh. Hemoglobin yang mengikat oksigen (oksihemoglobin) berwarna merah cerah, sedangkan hemoglobin yang masih mengikat karbondioksida berwarna merah tua keunguan. Berikut ini reaksi kimia pengikatan oksigen oleh hemoglobin. Melalui peredaran darah, oksihemoglobin akan beredar ke seluruh sel-sel tubuh. Setelah sampai di sel-sel tubuh, akan terjadi reaksi pelepasan oksigen dari hemoglobin ke sel yang kekurangan oksigen. Oksigen masuk ke dalam sel melalui proses difusi. Selama perkembangan janin dalam kandungan, sel darah merah dibentuk dalam hati dan limpa. Sel darah merah berusia sekitar 120 hari. Sel yang telah tua akan dihancurkan di hati dan limpa. Selanjutnya, di dalam hati, hemoglobin diubah dan dijadikan pigmen (pigmen empedu).

2) Sel Darah Putih

Berbeda dengan sel darah merah, sel darah putih memiliki bentuk yang tidak tetap atau bersifat amuboid dan mempunyai inti sel. Jumlah sel darah putih juga tidak sebanyak jumlah sel darah merah. Setiap satu milimeter kubik darah mengandung sekitar 8.000 sel

darah putih. Fungsi utama sel darah putih adalah melawan penyakit yang masuk ke dalam tubuh dan membentuk antibodi. Peningkatan jumlah leukosit merupakan petunjuk adanya infeksi. Jika jumlah leukosit sampai di bawah 6.000 sel per cc darah, maka disebut sebagai kondisi leukopeni. Jika jumlah leukosit melebihi normal (di atas 9.000 sel per cc), maka disebut leukositosis. Berdasarkan ada atau tidaknya butir-butir kasar (granula) dalam sitoplasma, leukosit dapat dibedakan menjadi granulosit dan agranulosit. Granulosit merupakan kelompok sel darah putih yang mempunyai granula dalam sitoplasmanya. Sebaliknya, agranulosit tidak mempunyai granula. Leukosit jenis granulosit terdiri atas eosinofil, basofil, dan netrofil. Agranulosit terdiri atas limfosit dan monosit.

3) Keping Darah (Trombosit)

Bentuk trombosit beraneka ragam, yaitu bulat, oval, dan memanjang. Trombosit tidak

berinti sel dan bergranula. Jumlah sel keping darah atau trombosit pada orang dewasa

sekitar 200.000 – 500.000 sel per cc. Umur dari keping darah sangat singkat, yaitu 5 sampai dengan 9 hari. Keping darah sangat berhubungan dengan proses mengeringnya luka, sehingga tidak heran jika ada yang menyebut keping darah dengan sel darah pembeku. Sesaat setelah terluka, trombosit akan pecah karena bersentuhan dengan permukaan kasar dari pembuluh darah yang terluka. Di dalam trombosit terdapat enzim

trombokinase atau tromboplastin. Enzim tromboplastin akan mengubah protein yang disebut protrombin (calon trombin) menjadi trombin karena pengaruh ion kalsium dan vitamin K dalam darah. Trombin akan mengubah fibrinogen (protein darah) menjadi benang-benang fibrin. Benangbenang fibrin ini akan membentuk jaring-jaring di sekitar sel-sel darah, sehingga luka tertutup dan darah tidak menetes lagi.

4) Plasma Darah

Plasma darah merupakan cairan darah yang sebagian besar terdiri atas air (92%). Selain

itu, dalam plasma darah juga terdapat protein plasma yang terdiri atas albumin, fibrinogen, dan globulin. Zat-zat lain yang terlarut dalam plasma darah antara lain sari makanan, mineral, hormon, antibodi, dan zat sisa metabolisme (urea dan karbondioksida).

1. Organ Peredaran Darah

1) Jantung

Organ dalam tubuh yang berdetak pada daerah dada adalah jantung. Jantung merupakan salah satu organ peredaran darah yang penting bagi tubuh manusia. Seperti pompa, jantung berfungsi memompa darah, sehingga darah dapat diedarkan ke seluruh tubuh. Meskipun kerja jantung sangat berat, tetapi jantung kamu bukanlah organ yang ukurannya

sangat besar. Besar jantung manusia kira-kira sebesar sekepalan tangan. Jantung terdiri atas 4 ruangan, yaitu serambi (atrium) kiri, serambi kanan, bilik (ventrikel) kiri, dan bilik kanan. Serambi jantung berada di sebelah atas, sedangkan bilik jantung di sebelah bawah.

Antara serambi kiri dan bilik kiri terdapat dua buah katup yang disebut bikuspidalis. Antara serambi kanan dan bilik kanan terdapat tiga buah katup yang disebut trikuspidalis. Katupkatup tersebut berfungsi menjaga agar darah dari bilik tidak kembali ke serambi. Dinding jantung di bagian bilik kiri lebih tebal karena bilik kiri berfungsi memompa darah ke seluruh tubuh. Saat berdenyut, setiap ruang jantung mengendur dan terisi darah. Selanjutnya, otot-otot jantung berkontraksi dan memompa darah keluar ruang jantung. Kedua serambi mengendur dan berkontraksi secara bersamaan, begitu juga kedua bilik akan mengendur dan berkontraksi secara bersama-sama. Darah yang mengandung banyak karbondioksida dari seluruh tubuh mengalir melalui dua pembuluh darah vena besar (vena kava) menuju serambi kanan. Setelah atrium kanan terisi darah, akan di dorong ke bilik kanan. Darah dari bilik kanan akan dipompa melalui katup pulmoner ke dalam arteri pulmonalis menuju paru-paru. Darah yang mengandung banyak oksigen mengalir melalui pembuluh darah yang disebut vena pulmonalis menuju ke serambi kiri. Peredaran darah yang terjadi di antara bagian kanan jantung, paru-paru, dan atrium kiri disebut sirkulasi pulmoner atau peredaran darah kecil. Darah dalam serambi kiri akan didorong menuju bilik kiri. Selanjutnya, darah yang mengandung banyak oksigen ini dipompa melewati katup aorta yang masuk ke dalam pembuluh darah yang disebut aorta (arteri terbesar dalam tubuh). Kemudian, darah kaya oksigen ini diedarkan ke seluruh tubuh, kecuali paru-paru.

2) Pembuluh Darah

Pembuluh darah dibedakan menjadi dua, yaitu pembuluh nadi (arteri) dan pembuluh balik (vena). Arteri merupakan pembuluh darah yang mengalirkan darah keluar jantung, sedangkan vena mengalirkan darah masuk ke dalam jantung. Arteri berisi darah yang mengandung banyak oksigen, kecuali arteri paru-paru. Vena berisi darah yang mengandung sedikit oksigen, kecuali yang berasal dari paru-paru. Ujung arteri dan vena bercabang-cabang menjadi pembuluh-pembuluh kecil yang disebut pembuluh kapiler. Pembuluh kapiler menghubungkan arteri dan vena dengan sel-sel tubuh.

1. Sistem Peredaran Darah Manusia

Peredaran darah manusia termasuk peredaran darah tertutup karena darah selalu beredar di dalam pembuluh darah. Setiap beredar, darah melalui jantung dua kali sehingga disebut peredaran darah ganda. Pada peredaran darah ganda tersebut dikenal peredaran darah kecil dan peredaran darah besar.

1) Peredaran Darah Kecil

Peredaran darah kecil merupakan peredaran darah yang dimulai dari jantung menuju ke paru-paru kemudian kembali lagi ke jantung.

2) Peredaran Darah Besar

Peredaran darah besar adalah peredaran darah dari jantung ke seluruh tubuh kemudian kembali ke jantung lagi.

1. Aliran dan Tekanan Darah

Melalui mekanisme pasokan darah pada setiap bagian tubuh akan terpenuhi. Pada

saat jantung memompa darah, terdapat tekanan darah yang diperlukan untuk mendorong

darah dalam pembuluh darah. Dengan demikian, darah akan dapat diedarkan ke seluruh

tubuh.

Setelah melakukan percobaan Hukum Archimedes, kamu dapat mengetahui bahwa ketika pada suatu benda dimasukkan ke dalam air, beratnya seolah-olah berkurang. Peristiwa ini bukan berarti ada massa benda yang hilang. Berat benda berkurang saat dimasukan ke dalam air yang disebabkan oleh suatu gaya yang mendorong benda yang arahnya berlawanan dengan arah berat benda. Fenomena ini dipelajari oleh Archimedes

yang kemudian dinyatakan sebagai Hukum Archimedes.

Hukum Archimedes menyatakan bahwa “Jika suatu benda dicelupkan ke dalam suatu zat cair, maka benda itu akan mendapat tekanan ke atas yang sama besarnya dengan beratnya zat cair yang didesak oleh benda tersebut “. Menurut Archimedes, benda menjadi lebih ringan bila diukur dalam air daripada di udara karena didalam air benda mendapat gaya ke atas. Sementara ketika di udara, benda memiliki berat yang sesungguhnya.

Blaise Pascal (1623-1662) mengemukakan suatu hukum yang berlaku untuk zat

cair yang berada di dalam ruangan tertutup. Hukum tersebut menyatakan bahwa “Tekanan yang diberikan kepada zat cair di dalam ruangan tertutup diteruskan ke

segala arah dan sama besar ”. Hukum tersebut dikenal dengan “Hukum Pascal”. Alat-alat yang digunakan dalam kehidupan seharihari yang bekerja berdasarkan hukum Pascal diantaranya dongkrak hidrolik, mesin hidrolik pengangkat mobil, dan rem hidrolik. Prinsip kerja dongkrak hidrolik adalah sebagai berikut. Jika pada penampang dengan luas A1 diberi gaya F1, maka tekanannya (P1). Tekanan (P1) tersebut diteruskan ke segala arah dengan sama besar, termasuk ke luas penampang A2.

Tekanan yang terdapat pada pembuluh darah memiliki prinsip kerja seperti hukum Pascal. Hal inilah yang menjadi alasan apabila bagian tubuh kita terluka darah akan mengalir keluar dari tubuh. Jantung adalah organ yang memberikan tekanan pada darah sehingga darah dapat mengalir ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah. Tekanan diberikan pada saat jantung memompa darah ke pembuluh arteri darah pada dinding pembuluh darah ketika darah mengalir melewatinya disebut tekanan darah. Agar tekanan darah tetap terjaga, maka pembuluh harus terisi penuh oleh darah. Bila terjadi kehilangan darah akibat kecelakaan atau penyakit, tekanan dapat hilang, sehingga darah tidak dapat bergerak ke tempat yang diinginkan. Akibatnya, sel-sel tubuh akan mati karena tidak mendapatkan pasokan oksigen dan nutrisi. Para tenaga medis menginjeksikan plasma pada orang yang mengalami pendarahan hebat agar darah dapat mengalir ke tempat yang diinginkan. Plasma juga mengangkut senyawa kimia penting lain juga yang disebut hormon, untuk dibawa dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh yang lain. Hormon dapat mengatur bermacammacam fungsi tubuh seperti pertumbuhan dan cara tubuh menggunaka

Sistem Respirasi

Bernafas merupakan salah satu ciri dan aktivitas makhluk hidup. Istilah pernapasan berbeda dengan respirasi. 

Bernapas adalah proses pengambilan O2 dari lingkungan dan pengeluaran CO2 dan uap air dari dalam tubuh ke lingkungan.

Respirasi adalah proses pembakaran (oksidasi) senyawa organik di dalam sel guna memperoleh energi. Respirasi bertujuan menghasilkan energi. Energi hasil respirasi tersebut sangat diperlukan untuk aktivitas hidup seperti mengatur suhu tubuh, pergerakan, pertumbuhan, dan reproduksi. 

Jadi kegiatan bernapas dengan respirasi saling berhubungan karena pada proses pernapasan dimasukkan oksigen dan oksigen tersebut digunakan untuk respirasi guna menghasilkan energi.

Beberapa fungsi bernafas  yang penting adalah:

1. Mengambil O2 yang kemudian dibawa oleh darah keseluruh tubuh untuk mengadakan pembakaran.
2. Mengeluarkan CO2 yang terjadi sebagai sisa dari pembakaran kemudian dibawa oleh darah ke paru-paru untuk dibuang.

Respirasi Manusia

Pada manusia, organ pernapasan utamanya adalah paru-paru dan dibantu oleh alat-alat pernapasan lain. Sistem pernapasan manusia secara umum dapat dilihat pada Gambar 1.

Jalur udara pernapasan untuk menuju sel-sel tubuh adalah:

Rongga hidung → faring (rongga tekak) → laring → trakea (batang tenggorok) → bronkus → paru-paru → alveolus →sel-sel tubuh.

Alat Pernafasan Manusia

1. Rongga hidung

Rongga hidung merupakan tempat yang paling awal dimasuki udara pernapasan. Udara pernapasan masuk melalui lubang hidung menuju rongga hidung yang dilengkapi silia dan selaput lendir yang berguna untuk menyaring debu, melekatkan kotoran pada rambut hidung, mengatur suhu udara pernapasan, dan menyelidiki adanya bau udara. Rongga hidung berhubungan dengan tulang dahi, kelenjar air mata, telinga bagian tengah, serta rongga mulut.

Di dalam rongga hidung udara akan mengalami penyaringan dan penghangatan

Penyaringan diperuntukkan bagi benda-benda asing yang tidak berbentuk gas, misalnya debu. Benda-benda ini dihalangi oleh rambut-rambut rongga hidung. Adanya indera pembau memungkinkan tubuh untuk menghindari gas-gas yang berbau tidak enak masuk dalam saluran pernapasan.

Penghangatan yaitu mengubah suhu udara agar sesuai dengan suhu tubuh. Bila udara yang masuk suhunya lebih rendah dari suhu tubuh, darah kapiler akan melepaskan energinya ke rongga hidung sehingga suhu udara yang masuk menjadi hangat. Adanya lendir menyebabkan udara kering yang masuk ke rongga hidung menjadi lembab.

2. Faring

Faring merupakan rongga pertigaan ke arah saluran pencernaan (esofagus), saluran pernapasan (batang tenggorok), dan saluran ke rongga hidung.

3. Laring

Laring berperan untuk pembentukan suara dan untuk melindungi jalan napas terhadap masukknya makanan dan cairan. Dalam laring terdapat selaput suara yang ketegangannya diatur oleh serabut-serabut otot sehingga dapat mengatur tinggi rendah nada suara yang diperlukan. Keras lemahnya suara ditentukan oleh aliran udara yang melewati selaput suara.

Di bagian laring terdapat beberapa organ yaitu:

• Epiglotis, merupakan katup tulang rawan untuk menutup laring sewaktu orang menelan. Bila waktu makan kita bicara (epiglotis terbuka), makanan bisa masuk ke laring (keselek) dan terbatuk-batuk yang merupakan gerakan refleks untuk mengeluarkan benda atau makanan yang masuk ke dalam saluran pernapasan. Pada saat bernapas epiglotis terbuka tapi pada saat menelan epiglotis menutup laring.
• Jika bernapas melalui mulut udara yang masuk ke paru-paru tak dapat disaring, dilembabkan atau dihangatkan yang menimbulkan gangguan tubuh dan sel bersilia akan rusak adanya gas beracun dan dehidrasi.
• Pita suara, terdapat dua pita suara yang dapat ditegangkan dan dikendurkan, sehingga lebar selah-selah antara pita-pita tersebut  berubah-ubah sewaktu berbapas dan berbicara. Selama pernapasan pita suara sedikit terpisah sehingga udara dapat keluar masuk.

4. Trakea

Trakea terletak di daerah leher, di bagian depan kerongkongan. Trakea berbentuk pipa yang terdiri dari gelang-gelang tulang rawan. Lihat gambar 1.2. Dinding batang tenggorok (trakea) dan dinding bronkus (cabang batang tenggorok) terdiri atas tiga lapisan sel. Lapisan-lapisan itu berturut-turut dari dalam adalah lapisan epitelium (bersilia dan berlendir). Lapisan tulang rawan dengan otot polos, dan lapisan terluar yang terdiri dari jaringan pengikat. Dinding dalamnya dilapisi selaput lendir yang sel-selnya berambut getar. Rambut-rambut getar berfungsi untuk menolak debu atau benda-benda asing. Jika kita tiba-tiba batuk atau bersin mungkin karena di saluran batang tenggorok ada lendir atau debu yang mengganggu jalannya pernapasan.

5. Bronkus

Bronkus merupakan cabang batang tenggorok yang jumlahnya sepasang, yang satu menuju  ke paru-paru kanan dan yang satu lagi menuju ke paru-paru kiri. Lihat gambar 1.2. Dinding bronkus tersusun atas lapisan jaringan ikat, lapisan otot polos, dan cincing tulang rawan, serta lapisan jaringan epitel.

6. Bronkiolus dan alveolus

Dari bronkus, udara masuk ke cabang bronkus yang semakin halus lagi yang disebut brokiolus. Bronkiolus berakhir sebagai gelembung-gelembung halus yang disebut alveolus. Lihat gambar 1.3.

Alveolus diselebungi oleh pembuluh darah kapiler tempat terjadinya difusi O2 dan CO¬2.

7. Paru-paru

Paru-paru terletak dalam rongga dada, dibatasi oleh tulang rusuk dan otot dada, bagian bawah dibatasi oleh otot diafragma yang kuat. paru-paru merupakan himpunan dari bronkiolus, saccus alveolaris dan alveolus. Paru-paru dan rongga dada berselaput tipis yang disebut pleura. Pleura mempunya struktur rangkap dua yang merupakan kantong tertutup. Pleura yang langsung melekat pada paru-paru disebut pleura viscelaris. Diantara selaput dan paru-paru terdapat cairan limfa yang berfungsi untuk melindungi paru-paru dari gesekan pada waktu mengembang dan mengempis. Mengembang dan mengempis paru-paru disebabkan oleh adanya perubahan tekanan dalam rongga dada.

Mekanisme Pernafasan

Bernapas adalah proses pengambilan udara pernapasan luar untuk dibawah masuk ke dalam paru-paru dan proses pengeluaran gas sisa ke udara bebas. Proses bernapas pada manusia dibedakan menjadi dua yaitu:

1. Inspirasi yaitu pemasukan oksigen dan udara atmosfer ke paru-paru.
2. Ekspirasi  yaitu pengeluaran karbon dioksida dan uap air dari paru-paru keluar tubuh.

Setiap menit kita melakukan inspirasi dan ekspirasi sebanyak 15 sampai 18 kali. Proses inspirasi dan ekspirasi dapat dilihat pada Gambar 2.

Aliran udara dari udara bebas ke paru-paru dan sebaliknya, ditentukan oleh perubahan tekanan udara dalam rongga paru-paru, rongga dada, dan rongga perut. Perubahan tekanan disebabkan oleh terjadinya perubahan volume setiap ruangan. Perubahan volume setiap ruangan ini diatur oleh otot-otot pernapasan yaitu otot antar tulang rususk, otot diafragma, dan otot dinding perut.

Berdasarkan otot yang berperan aktif dalam proses pernapasan, pernapasan dibagi menjadi pernapasan dada dan pernapasan perut.

Pernafasan Dada

Pada pernapasan dada, otot yang berperan aktif adalah otot tulang antar  rusuk. Otot ini dapat dibedakan menjadi dua yaitu otot antar tulang rusuk luar yang berperan mengangkat tulang-tulang rusuk dan otot antar tulang rusuk dalam yang berperan menurunkan tulang rusuk ke posisi semula.

Bila otot antar tulang rusuk luar berkonstraksi, tulang rusuk terangkat hingga volume udara rongga dada bertambah besar. Hal ini menyebabkan tekanan udara rongga dada menjadi kecil dari tekanan udara rongga paru-paru, sehingga mendorong paru-paru mengembang dan mengubah tekanannya menjadi lebih kecil dari pada tekanan udara bebas. Dari semua proses ini, selanjutnya akan terjadi aliran udara dari luar ke dalam rongga paru-paru melalui rongga hidung, batang tenggorok, bronkus dan alveolus. Proses ini disebut inspirasi.

Bila otot antar tulang rusuk dalam berkonstraksi dan otot-otot antar tulang rusuk bagian luar relaksasi, tulang rusuk tertarik ke posisis semula sehingga mendesak dinding paru-paru. Akibatnya rongga paru-paru mengecil dan menyebabkan tekanan udara di dalamnya meningkat. Hal ini yang menyebabkan udara dalam rongga paru-paru terdorong ke luar. Proses ini disebut ekspirasi. 

Pernafasan Perut

Pada pernafasan perut, otot yang berperan aktif adalah otot diafragma dan otot dinding rongga perut. Bila otot diafragma berkontraksi, posisi diafragma akan mendatar. Hal ini menyebabkan volume rongga dada bertambah besar, sehingga tekanan udara di dalamnya mengecil. Penurunan tekanan udara akan diikuti mengembangnya paru-paru. Hal ini menyebabkan terjadinya aliran udara ke dalam paru-paru (inspirasi).

Bila otot diafragma berelaksasi dan otot dinding perut berkonstraksi, isi rongga perut akan terdesak ke arah diafragma, sehingga posisi diafragma akan cekung ke arah rongga dada. Hal ini menyebabkan volume rongga dada mengecil dan tekanannya meningkat, sehingga menyebabkan isi rongga paru-paru terdorong ke luar dan terjadilah ekspirasi.

Volume udara pernapasan dalam paru-paru

Dalam keadaan normal, volume udara inspirasi dan sekitar 500 ml. volume udara dalam paru-paru dan kecepatan pertukaran saat inspirasi dan ekspirasi dapat diukur melalui spirometer.

Secara garis besar volume udara pernapasan manusia adalah:

1. Volume tidal atau udara pernapasan yaitu volume udara yang masuk dan keluar paru-paru selama ventilasi normal biasa. Umumnya padapada laku-laki sekitar 500 ml dan pada perempuan 380 ml. Volume tidal dapat berubah, tergantung aktivitas tubuh. Dari 500 ml udara tersebut pada umumnya 350 ml sampai di paru-paru, sedangkan 150 ml hanya sampai di saluran pernapasan.
2. Volume cadangan inspirasi atau udara komplementer yaitu volume udara exstra yang masuk paru-paru dengan inspirasi maxsimum di atas inspirasi tidal. Umumnya pada laki-laki berkisar 3100 ml dan pada perempuan 1900 ml.
3. Volume cadangan ekspirasi atau udara suplementer adalah volume extra udara yang dapat dengan kuat dikeluarkan pada akhir ekspirasi tidak normal. Umumnya pada laki-laki berkisar 1200 ml dan pada perempuan 800 ml.
4. Volume residual yaitu volume udara sisa dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi kuat. Rata-rata pada laki-laki sekitar 1200 ml dan pada perempuan 1000 ml. volume residual penting untuk kelangsungan aerasi dalam darah saat jeda pernapasan.

Jumlah udara pernapasan kita adalah 500 ml-3500 ml yaitu 500 ml volume tidal ditambah 1500 ml udara suplementer dan 1500 udara komplementer. Jumlah udara pernapasan 3500 ml inilah yang disebut kapasitas vital paru-paru. Kapasitas vital seseorang tidak sama, ada yang mencapai 4000 ml karena dapat menambah udara cadangan ekspirasi (udara suplementer) hingga 2000 ml, tergantung dari kondisi tubuh dan latihan pernapasan.

Frekuensi pernapasan

Pada umumnya setiap menit manusia melakukan pernapasan antara 15-18 kali (inspirasi-ekspirasi). Cepat atau lambatnya manusia bernapas dipengaruhi oleh beberapa faktor, baik dari dalam maupun dari luar yaitu sebagai berikut:

1. Umur. Umunya makin bertambah umur seseorang, irama pernapasannya semakin lambat. Hal ini berkaitan dengan makin berkurangnya kebutuhan energi. Usia balita atau anak-anak remaja merupakan masa pertumbuhan fisik yang sangat membutuhkan banyak energi, yanmg berarti laju metabolisme dalam tubuh juga akan lebih cepat sehingga membutuhkan banyak oksigen dan juga mengeluarkan banyak karbon dioksida. 
2. Jenis kelamin. Laki-laki umumnya beraktivitas lebih banyak dan lebih keras dari pada perempuan. Hal ini mengakibatkan semakin tingginya kebutuhan energi, sehingga membutuhkan banyak oksigen untuk meningkatkan laju metabolisme tubuh.
3. Suhu tubuh. Manusia termasuk jenis makhluk hidup yang bersifat homoiterm, yang berarti suhu tubuhnya relatif konstan sekitar 36-370C. Suhu tubuh konstan karena manusia mampu mengatur produksi panas tubuhnya dengan cara meningkatkan laju metabolisme tubuh. Semakin rendah suhu semakin cepat pernapasan, sebaliknya semakin tinggi suhu semkin lambat pernapasan. Akan tetapi hal tersebut demikian tidak berlangsung secara linier. Apabila suhu tubuh terus meningkat, pada suhu tertentu laju irama pernapasan akan semakin cepat, misalnya pada saat tubuh demam.
4. Posisi tubuh. Posisi tubuh menentukan banyaknya  otot dan organ tubuh yang bekerja. Hal ini berarti menentukan kebutuhan energi untuk mendukungnya. Sebagai contoh saat berdiri otot kaki banyak yang berkontraksi, juga otot tubuh juga ikut menjaga agar posisi tubuh tegak berdiri ikut berkontraksi. Di sampng itu, agar tubuh dapat berdiri maka organ dan pusat saraf keseimbangan bekerja untuk mengendalikan posisi tubuh. Karena itu irama pernapasan pada posisi berdiri lebih cepat dari pada orang yang duduk atau orang yang berbaring.
5. Kegiatan atau aktivitas tubuh. Semakin banyak organ tubuh yang bekerja dan semakin berat kerja organ tersebut, semakin tinggi kebutuhan energi yang diperlukan, sehingga laju metabolisme dan irama pernapasan semakin cepat.

Irama pernapasan diatur oleh pusat pernapasan yang ada di medula oblongata, yang mengolah implus saraf dari reseptor dalam pembuluh darah. Reseptor ini sangat peka terhadap kadar CO2 di dalam darah. Jika seseorang ditutup mulut dan lubang hidungnya, maka tidak lama kemudian orang itu akan mengalami hiperventilasi (kenaikan frekuensi pernapasan). Respon ini merupakan perintah dari medulla oblongata. Pada saat lubang pernapasan ditutup, proses pengeluaran CO2 keluar tubuh akan terganggu sehingga CO2 merangsang reseptor-reseptor yang ada di dalam pembuluh darah. Implus dari pembuluh darah yang sampai ke medulla oblongata mengakibatkan medulla oblongata memerintah kontraksi otot-otot pernapasan sehingga orang tersebut mengalami hiperventilasi.

Pertukaran O2 dan CO2 dalam tubuh

Oksigen sangat diperlukan dalam semua kegiatan tubuh. Oleh karena itu pemasukkan oksigen dari luar ke dalam tubuh tidak boleh berhenti. Difusi oksigen dari paru-paru ke sel-sel jaringan tubuh terjadi akibat perbedaan tekanan oksigen. Pada waktu tekanan uadar luar satu atmosfer (760 mmHg), besarnya tekanan okasigen di paru-paru  150 mmHg, di arteri  100 mmHg, di vena  40 mmHg dan di jaringan  40 mmHg, sehingga oksigen dapat berdifusi ke sel-sel jaringan tubuh. Dalam kondisi biasa, kita memerlukan oksigen  300  liter sehari semalam atau ¼ liter tiap menit. Jumlah ini bertambah apabila aktivitas tubuh meningkat.

Transport O2 dalam darah terjadi dengan dua cara yaitu dengan cara sederhana (terlarut dalam plasma darah) atau dengan cara diikat oleh hemoglobin.

1. Sekitar 97% oksigen dalam darah dibawah oleh eritrosit yang telah berikatan dengan hemoglobin (Hb). Adanya HB dalam darah dapat meningkatkan kapasitas pengangkutan O2 oleh darah 20 kali lipat sehingga setiap 100 ml darah dapat membawa 20 ml O2. tanpa Hb darah hanya dapat mengukur O2  sebanyak I ml per 100 ml  darah. Hb berikatan dengan O2 ¬ membentuk oksihemoglobin. Pada daerah yang memiliki tekanan O2 rendah atu punya Ph rendah, oksihemoglobin sangat mudah terurai dan membebaskan O2.
2. 3% sisanya larut dalam plasma. Proses pengikatan dan pelepasan O2 ini dipengaruhi oleh kadar oksigen, karbondioksida dan tekanan oksigen.

Pemanfaatan oksigen untuk respirasi di dalam tubuh

Dalam pernapasan oksigen digunakan untuk pembakaran bahan makanan di dalam sel tubuh. Proses pembakaran tubuh tersebut disebut oksidasi biologi. Oksidasi biologi sebenarnya adalah proses pemecahan zat gula agar diperoleh energi, dengan oksigen berperan sebagai zat pembakar atau tepatnya sebagai aseptor electron/hydrogen. Selain gula, zat makanan yang dapat dioksidasi adalah lemak dan protein, setelah melalui proses reaksi kimia yang berbeda-beda. Bahan makanan tersebut merupakan sumber makanan yang kaya energi. Proses oksidasi secara sederhana daapt diiktisarkan sebagai berikut:

C6H12O6  +  6O2 → 6CO2  +6H2O  +  38 ATP

Respirasi di dalam otot tubuh hewan atau manusia dan beberapa jenis mikroba dapat terjadi secara anaerob, terutama pada saat otot kekurangan oksigen, misalnya jika kerja otot terlalu keras dan berlebih sehingga jumlah oksigen tidak mencukupi. Dalam reaksi reaksi anaerob, gula akan dipecah oleh enzim menjadia asam laktat. Jika jumlah asam laktat terlalu banyak, otot akan kejang atau kram.

Transport CO2

Aktivitas metabolisme sel akan menghasilkan zat sisa antara lain CO2 dan H¬2O. Difusi karbondioksida dari jaringan ke aliran darah dan paru-paru juga disebabkan oleh perbedaan tekanan karbon dioksida. Tekanan karbon dioksida dalam jaringan  60mmHg, dalam vena  47 mmHg, dalam arteri 41mmHg dan adalah alveolus 35 mmHg. Oleh karena itu, karbondioksida dalam jaringan akan diangkut ke alveolus dalam paru-paru. Dalam keadaan biasa, tubuh kita menghasilkan 200 ml karbon dioksida per hari. Pengangkutan karbon dioksida dapat digolongkan menjadi 3 cara sebagai berikut:

1. Kurang lebih 3% CO2 larut dalam plasma membentuk asam karbonat dalam reaksi CO2 + H2O → H2CO3. Sebagai akibatnya pH darah menjadi 4,5 dan bersifat asam. Akan tetapi, asam ini dapat dinetralkan oleh ion natrium dan kalium dalam darah.
2. Pengangkutan CO2 yang kedua dalam bentuk senyawa karbomino, yaitu CO2 berdifusi ke dalam sel darah merah dan berikatan dengan amin NH2 (ptotein dari Hb). Dengan cara ini , 30% CO2 dapat diangkut.
3. Selebihnya 65% pengangkutan CO3- dalam bentuk ion HCO3- melalui proses berantai yang disebut pertukaran klorida. Karbondioksida masuk ke dalam sel darah merah dan terjadilah reaksi kimia bolak-balik yang dipercepat oleh enzim karbonat anhidrase dalam darah. H+  bersifat racun dan dapat diikat oleh hemoglobin, sedangkan HCO3- keluar dari sel darah merah masuk ke dalam plasma darah. Sementara itu, kedudukan HCO3-  digantikan oleh ion Cl (klorida) dari plasma darah. Itulah sebabnya pengangkutan karbon dioksida dalam bentuk ion HCO3-  ini disebut proses pertukaran klorida, yang merupakan cara terbanyak dalam proses pengangkutan CO2.

Pada penderita pneumonia (radang paru-paru), proses pengangkutan karbon dioksida terganggu sehingga kadar asam karbonat dan bikarbonat dalam darah naik. Keadaan ini disebut asidosis. Dalam peristiwa asidosis, tidak berarti bahwa darah menjadi lebih asam, melainkan dapat menyebabkan turunnya kadar alkali dalam darah yang berfungsi sebagi larutan buffer, akan tetapi pH darah tetap 7,4.

Kelainan Sistem Respirasi

Sistem pernapasan dapat mengalami gangguan. Gangguan tersebut dapat disebabkan oleh kuman, polusi udara atau faktor keturunan (genetik).