Respirasi aves

RESPIRASI AVES

Sistem pernapasan pada hewan menyusui dan burung bekerja dengan cara yang sepenuhnya berbeda, terutama karena burung membutuhkan oksigen dalam jumlah yang jauh lebih besar dibandingkan yang dibutuhkan hewan menyusui. Sebagai contoh, burung tertentu bisa memerlukan dua puluh kali jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh manusia. Karenanya, paru-paru hewan menyusui tidak dapat menyediakan oksigen dalam jumlah yang dibutuhkan burung. Itulah mengapa paru-paru burung diciptakan dengan rancangan yang jauh berbeda.

Pada hewan menyusui, aliran udara adalah dua arah: udara melalui jaringan saluran-saluran, dan berhenti di kantung-kantung udara yang kecil. Pertukaran oksigen-karbon dioksida terjadi di sini. Udara yang sudah digunakan mengalir dalam arah berlawanan meninggalkan paru-paru dan dilepaskan melalui tenggorokan.

Sebaliknya, pada burung, aliran udara cuma satu arah. Udara baru datang pada ujung yang satu, dan udara yang telah digunakan keluar melalui lubang lainnya. Hal ini memberikan persediaan oksigen yang terus-menerus bagi burung, yang memenuhi kebutuhannya akan tingkat energi yang tinggi.Dalam hal burung, bronkhus (cabang batang tenggorokan yang menuju paru-paru) utama terbelah menjadi tabung-tabung yang sangat kecil yang tersebar pada jaringan paru-paru. Bagian yang disebut parabronkhus ini akhirnya bergabung kembali, membentuk sebuah sistem peredaran sesungguhnya sehingga udara mengalir dalam satu arah melalui paru-paru…. Meskipun kantung-kantung udara juga terbentuk pada kelompok reptil tertentu, bentuk paru-paru burung dan keseluruhan fungsi sistem pernapasannya sangat berbeda. Tidak ada paru-paru pada jenis hewan bertulang belakang lain yang dikenal, yang mendekati sistem pada unggas dalam hal apa pun.

Aliran udara searah dalam paru-paru burung didukung oleh suatu sistem kantung udara. Kantung-kantung ini mengumpulkan udara dan memompanya secara teratur ke dalam paru-paru. Dengan cara ini, selalu ada udara segar dalam paru-paru. Sistem pernafasan yang rumit seperti ini telah diciptakan untuk memenuhi kebutuhan burung akan jumlah oksigen yang tinggi.
Semakin tinggi seekor burung terbang maka semakin tipis/sedikit oksigen yang tersedia di udara maka paru-paru burung harus dapat memasok sejumlah besar oksigen yang dibutuhkan untuk terbang.
Burung memiliki alat pernapasan berupa paru-paru dan kantong-kantong udara berdinding tipis yang terhubung dengan paru-parunya. Ketika kantong-kantong udara digembungkan, tubuh burung sangat ringan. Kantong udara itu juga digunakan oleh burung untuk mengambil oksigen sebanyak mungkin.
Pada burung, tempat berdifusinya gas pernapasan hanya terjadi di paru-paru. Paru-paru burung berjumlah sepasang dan terletak dalam rongga dada yang dilindungi oleh tulang rusuk. Selain paru-paru, burung memiliki 8 atau 9 perluasan paru-paru atau kantung-kantung udara berselaput tipis (air sacs/sakus pneumatikus) yang menyebar sampai ke perut, leher, dan sayap.Di kantung-kantung udara (air sacs) tidak terjadi difusi gas pernapasan; kantung-kantung udara hanya berfungsi sebagai penyimpan cadangan oksigen dan meringankan tubuh. Karena adanya kantung-kantung udara maka pernapasan pada burung menjadi efisien. Kantung-kantung udara terdapat di pangkal leher (servikal), ruang dada bagian depan (toraks anterior), antara tulang selangka (korakoid), ruang dada bagian belakang (toraks posterior), dan di rongga perut (kantong udara abdominal).
Masuknya udara yang kaya oksigen ke paru-paru (inspirasi) disebabkan adanya kontraksi otot antar tulang rusuk (interkostal) sehingga tulang rusuk bergerak keluar dan tulang dada bergerak ke bawah. Atau dengan kata lain, burung mengisap udara dengan cara memperbesar rongga dadanya sehingga tekanan udara di dalam rongga dada menjadi kecil yang mengakibatkan masuknya udara luar. Udara luar yang masuk sebagian kecil tinggal di paru-paru dan sebagian besar akan diteruskan ke kantung-kantung udara sebagai cadangan udara.

Mekanisme Pernafasan
Proses pernapasan pada saat burung tidak terbang. Pada saat otot tulang rusuk berkontaksi, tulang rusuk bergerak ke arah depan dan tulang dada bergerak ke bawah. Rongga dada menjadi besar dan tekanannya menurun. Hal ini menyebabkan udara yang kaya dengan oksigen masuk ke dalam paru-paru dan selanjutnya masuk ke dalam kantung-kantung udara. Pada waktu otot tulang rusuk mengendur, tulang rusak bergerak ke arah belakang dan tulang dada bergerak ke arah atas. Rongga dada mengecil dan tekanannya menjadi besar, mengakibatkan udara keluar dari paru-paru. Demikian juga udara dari kantung-kantung udara keluar melalui paru-paru. Pengambilan oksigen oleh paru-paru terjadi pada waktu inspirasi dan ekspirasi. Pertukaran gas hanya terjadi di dalam paru-paru.

Kantung Udara Pada Paru Paru Merpati
Udara pada kantung-kantung udara dimanfaatkan hanya pada saat udara di paru-paru berkurang, yakni saat burung sedang mengepakkan sayapnya. Saat sayap mengepak atau diangkat ke atas maka kantung udara di tulang korakoid terjepit sehingga oksigen pada tempat itu masuk ke paru-paru. Sebaliknya, ekspirasi terjadi apabila otot interkostal relaksasi maka tulang rusuk dan tulang dada kembali ke posisi semula, sehingga rongga dada mengecil dan tekanan menjadi lebih besar dari tekanan di udara luar akibatnya udara dari paru-paru yang kaya karbon dioksida keluar. Bersamaan dengan mengecilnya rongga dada, udara dari kantung udara masuk ke paru-paru dan terjadi pelepasan oksigen dalam pembuluh kapiler di paru-paru. Jadi, pelepasan oksigen di paru-paru dapat terjadi pada saat ekspirasi maupun inspirasi.

Ketika burung terbang gerakan otot dada dapat mengganggu pengambilan oksigen oleh paru-paru. Karena itu, selain dengan bernapas dengan paru-paru, pada saat terbang burung bernapas dibantu dengan kantong udara ( air sacs ).

Kantong udara mempunyai fungsi :
1. Membantu pernapasan pada waktu terbang.
2. Membantu memperbesar ruang siring sehingga dapat memperkeras suara.
3. Menyelubungi alat-alat dalam rongga tubuh hingga tidak kedinginan.
4. Membantu mencegah hilangnya panas badan yang terlalu besar.

Kecepatan Bernafas
Kecepatan bernafas pada bangsa burung tergantung pada ukuran badan, seks, rangsangan, dan berbagai faktor lain. Pada umumnya bangsa burung yang lebih kecil mempunyai kecepatan (frekuensi) pernafasan yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang lebih besar, misalnya pada bangsa unggas jantan seperti merpati, itik, angsa, kalkun, dan anak ayam adalah 28, 42, 20, 28, dan 16 kali/menit secara berturut-turut; sedangkan yang betina 16, 110, 40, 49, dan 28 secara berturut-turut. Kecepatan bernafas bertambah bila suhu badan meningkat. Pada anak ayam yang suhu badannya 43,5oC – 44,5oC , kecepatannya bisa mencapai 140 – 170 kali/menit

Pernafasan Selama Terbang
Persediaan dan kecepatan oksigen (O2) berdifusi dalam paru-paru sangat penting artinya burung pada waktu terbang. Pada waktu terbang konsumsi oksigen bisa 10 – 15 kali lebih banyak dibandingkan dengan pada keadaan istirahat. Konsumsi itu juga tergantung pada kecepatan terbang. Pada kecepatan terbang 35 km/jam, oksigen yang diperlukan rata-rata 21,9 ml/g/jam atau 12,8 kali lebih banyak dibandingkan dengan keadaan tidak terbang, dan pada kecepatan terbang 40 km/jam konsumsi oksigen 23ml/g/jam.

Konsumsi oksigen paling tinggi pada waktu terbang menaik dan paling rendah pada waktu terbang menurun. Beberapa peneliti mengasumsikan bahwa pernafasan (aliran udara paru-paru) ada hubungan (sinkronisasi) dengan berbagai gerakan sayap pada waktu terbang. Pada waktu sayap bergerak ke bawah, terjadi ekspirasi.

Gambar sistem respirasi Aves

·         Inspirasi : udara kaya oksigen masuk ke paru-paru. Otot antara tulang rusuk (interkosta) berkontraksi sehingga tulang rusuk bergerak ke luar dan tulang dada membesar. Akibatnya tekanan udara dada menjadi kecil sehingga udara luar yang kaya oksigen akan masuk. Udara yang masuk sebagian kecil menuju ke paru-paru dan sebagian besar menuju ke kantong udara sebagai cadangan udara.

·         Ekspirasi : otot interkosta relaksasi sehingga tulang rusuk dan tulang dada ke posisi semula. Akibatnya rongga dada mengecil dan tekanannya menjadi lebih besar dari pada tekanan udara luar. Ini menyebabkan udara dari paru-paru yang kaya karbondioksida ke luar.

SISTEM RESPIRASI MAMALIA

 Paru-paru mamalia berada dalam rongga dada, yang dapat dibesarkan atau disempitkan, sehingga udara dapat keluar masuk. Percabangan pada paru-paru masih mengalami percabangan-percabangan lagi, sehingga percabangan yang terkecil tidak lagi diperkuat oleh cincin tulang rawan dan berakhir pada ujung yang buntu disebut alveolus yang berfungsi memperluas permukaan paru-paru, sehingga memperbesar kemungkinan mengadakan pertukaran udara pernafasan oleh kapiler-kapiler pada dinding alveolus (Brotowidjoyo, 1994).

Urutan jalannya pernafasan pada Mamalia adalah :

1.      Nares eksterna (Lubang hidung luar)

2.      Cavum nasalis (rongga hidung)

3.      Nares internal (lubang hidung dalam)

4.      Pharink (tekak)

5.      Larynk (jakun)

6.      Trachea (tenggorok)

7.      Bronchus (cabang dari trachea)

8.      Bronchiolus (cabang dari brochus)

9.      Alveolus (kantong udara)

     

SISTEM PERNAFASAN PADA MAMMALIA TERDIRI DARI :

·         Nares anteriores

-          Lubang hidung luar – yang berlanjut dengan vestibulum  nasalis (rongga hidung luar)

-          Terdapat : rambut – rambut, kel. keringat, kel. minyak, epithel mukosa

·         Cavum nasi / fosa nasalis (rongga hidung dalam)

-          Ada 2 rongga, dipisahkan oleh septum nasalis

§  Tiap rongga tdd : 3 conchae ( superior, medial & inferior)

-          Terdapat berkas neuron (nervus olfactorius)

-          Flexus venosus → menghangatkan udara & kelembaban

• Naso pharinx

     - Terletak dibelakang rongga hidung

     - Berbatasan langsung dengan rongga mulut → oro pharinx

     - Banyak epithel mukosa

•  Nares posteriores / choane

    - Lubang hidung yang terdapat didalam cavum oris

·         Pharinx

Merupakan tempat persilangan antara oesophagus & trachea, ujung trachea disebut Larynx. Hubungan antara pharinx dengan larynx melalui rima glotidis. Disebelah dorsal pharinx terdapat 2 lubang muara tubulus eustachius (rongga telinga tengah)

Rongga hidung berhubungan dengan rongga mulut pada amphibia s/d mammalia, sedangkan pada ikan tidak berhubungan

·         Larinx

             - Pada pangkal atas trachea tersusun oleh :

§   Tulang rawan besar : thyroid, krikoid & aritenoid (tulang rawan hialin)

§   Tulang rawan kecil : epiglotis, cuneiformis & kornikulatum (tulang rawan elastin)

             - Epiglotis : katup tulang rawan yang menutup larinx saat menelan

             - Pita suara : 2 buah, didalam larinx merupakan selaput elastin, membentang dari tulang rawan tyroid ke aritenoid

GAMBAR LARINK

·         Trachea

o   Dilapisi oleh mukosa respirasi (epithel silindris bersilia)

o   Tersusun oleh rangkaian cincin tulang rawan hialin berbentuk C (annulus trachealis). Ujungnya dihubungkan oleh ligamentum fibroelastin & berkas otot polos

o   Ujung trachea membentuk pencabangan bifurcatio trachea

·         Bronchus

o   Terdapat dua bronchus utama yang merupakan cabang dari trachea menuju pulmo (paru)

o   Tulang rawan elastin berbentuk lempengan

-          Dexter (kanan) : cabang 3

-          Sinister (kiri)         : cabang 2

·         Broncheolus

o  Cabang – cabang dari bronchus

o  Tidak mengandung lempengan tulang rawan

o  Bercabang 5-7 broncheolus terminal

•         Epithel silindris bersilia

•         Terdapat limfosit bebas dalam lamina propria / antara sel epithel

·         Alveolus

o   cabang broncheolus terminal

o   tempat berlangsungnya proses respirasi

o   terdiri atas selapis epithel squamosa (pipih)

·         Pulmo / paru

o   Merupakan organ pernafasan utama

o   Berasal dari vertikulum (pelebaran) caudal pharinx

o   Didalam pulmo terdapat : bronchus, broncheolus & alveolus

o   Pembuluh darah : arteria pulmonalis & vena pulmonalis

o   Kedudukan : cavum thoraxalis

-          kanan : 3 lobus

-          kiri      : 2 lobus