Jakarta -
Bisakah kamu bayangkan menghirup udara saat flu? Bernapas terasa sulit dan sistem pernapasanmu seperti terhambat. Lalu, apa itu pernapasan?
Pernapasan adalah proses pertukaran gas dalam tubuh dan digunakan untuk menghasilkan energi.
Proses pernapasan dalam tubuh kita terbagi menjadi tiga bagian, yaitu pernapasan eksternal (pernapasan luar), pernapasan internal (pernapasan dalam), dan pernapasan seluler (pernapasan sel). Apa bedanya?
-Pernapasan eksternal adalah pertukaran oksigen dan karbon dioksida yang terjadi antara udara luar yang terdapat pada paru-paru dan darah yang berasal dari kapiler darah.
-Pernapasan internal adalah pertukaran oksigen yang dibawa dalam kapiler dengan karbon dioksida dari sel-sel tubuh.
-Pernapasan seluler adalah proses masuknya oksigen dari sel-sel tubuh ke dalam mitokondria guna menghasilkan energi.
Dalam mitokondria inilah terjadi proses oksidasi biologi. Proses ini adalah proses pembakaran zat makanan oleh tubuh dengan bantuan oksigen untuk menghasilkan energi.
Proses sistem pernapasan manusia adalah proses otomatis. Jadi, saat kita tertidur pun, proses pernapasan akan tetap berlangsung.
Sebab proses ini dipengaruhi besar oleh saraf otonom atau sususan saraf tidak sadar.
Pernapasan pada manusia menggunakan beberapa alat pernapasan, di antaranya hidung, tenggorokan, dan paru-paru.
Proses Kerja Sistem Pernapasan Manusia
Bermula dari oksigen yang dihirup oleh hidung kita yang selanjutnya melewati tenggorokan, hingga masuk ke dalam paru-paru.
-Hidung: Dalam rongga hidung terdapat rambut atau bulu-bulu hidung dan lendir yang berfungsi sebagai filter atau penyaring udara agar tidak masuk ke dalam paru-paru.
Selain hidung, manusia juga bernapas dengan mulut. Prosesnya udara masuk dari mulut melewati tekak (faring) lalu ke pangkal tenggorokan (laring). Kemudian udara akan masuk ke batang tenggorokan (trakea) hingga berakhir ke paru-paru.
-Tenggorokan: Tenggorokan menghubungkan alat pernapasan antara rongga hidung dengan paru-paru. Cabang dari tenggorokan disebut bronkus.
Bronkus memiliki cabang yang kecil-kecil lagi disebut bronkiolus. Akhir dari bronkiolus ini terdapat alveolus tempat pertukaran udara luar dan karbon dioksida.
Klik halaman berikutnya
Simak Video "Zelenskiy Bantah Tuduhan Rusia tentang Program Senjata Biologi"
[Gambas:Video 20detik]
Metabolisme adalah suatu reaksi kimia yang berlangsung dalam tubuh makhluk hidup (reaksi biokimia). Pengertian ini mencakup dua hal yaitu katabolisme dan anabolisme.
Respirasi Sel (Katabolisme) + Video Lengkap
Katabolisme
Katabolisme disebut juga respirasi, merupakan proses pemecahan bahan organik menjadi bahan anorganik dan melepaskan sejumlah energi (reaksi eksergonik).
Energi yang lepas tersebut digunakan untuk membentuk adenosin trifosfat (ATP), yang merupakan sumber energi untuk seluruh aktivitas kehidupan.
Pada prinsipnya katabolisme merupakan reaksi reduksi-oksidasi (redoks), karena itu dalam reaksi tersebut diperlukan akseptor elektron untuk menerima elektron dari reaksi oksidasi bahan organik.
Akseptor elektron tersebut diantaranya adalah: (biar lebih gampang paham, perhatikan benar jenis akseptor elektron ini)
- NAD (nikotinamida adenin dinukleotida)
- FAD (flavin adenin dinukleotida)
- Ubikuinon
- Sitokrom
- Oksigen
Ada empat langkah dalam proses respirasi, yaitu: glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, daur Krebs, dan rantai transpor elektron.
1. Glikolisis
Glikolisis berlangsung di sitosol, merupakan proses pemecahan molekul glukosa yang memiliki 6 atom C menjadi dua molekul asam piruvat yang memiliki 3 atom C. Reaksi yang berlangsung di sitosol ini menghasilkan 2 NADH dan 2 ATP.
2. Dekarboksilasi Oksidatif
Dekarboksilasi oksidatif berlangsung di matriks mitokondria, sebenarnya merupakan langkah awal untuk memulai langkah ketiga, yaitu daur Krebs. Pada langkah ini 2 molekul asam piruvat yang terbentuk pada glikolisis masing-masing diubah menjadi Asetil-KoA (asetil koenzim A) dan menghasilkan 2 NADH.
3. Daur Krebs
Daur Krebs yang berlangsung di matriks mitokondria disebut juga daur asam sitrat atau daur asam trikarboksilat dan berlangsung pada matriks mitokondria. Asetil-KoA yang terbentuk pada dekarboksilasi oksidatif, memasuki daur ini. Pada akhir siklus dihasilkan 6 NADH, 2 FADH, dan 2 ATP. (lihat skema di bawah)
4. Rantai Transpor Elektron
Rantai transpor elektron berlangsung pada krista mitokondria. Prinsip dari reaksi ini adalah: setiap pemindahan ion H (elektron) yang dilepas dari dua langkah pertama tadi antar akseptor dihasilkan energi yang digunakan untuk pembentukan ATP.
Baca juga yang ini : Bioteknologi (1) : Konsep dasar dan perkembangan
Setiap satu molekul NADH yang teroksidasi menjadi NAD akan melepaskan energi yang digunakan untuk pembentukan 3 molekul ATP. Sedangkan oksidasi FADH menjadi FAD, energi yang lepas hanya bisa digunakan untuk membentuk 2 ATP.
Jadi, satu mol glukosa yang mengalami proses respirasi dihasilkan total 38 ATP.
Tabel berikut menjelaskan perhitungan pembentukan ATP per mol glukosa yang dipecah pada proses respirasi.
| Proses | ATP | NADH | FADH |
Glikolisis Dekarboksilasi oksidatif Daur Krebs Rantai transpor elektron |
2 |
2 |
– – 2 – |
| Total | 38 | 10 | 2 |
Respirasi Anaerob
Oksigen diperlukan dalam respirasi aerob sebagai penerima H yang terakhir dan membentuk H2O.
Bila berlangsung aktivitas respirasi yang sangat intensif seperti pada kontraksi otot yang berat akan terjadi kekurangan oksigen yang menyebabkan berlangsungnya respirasi anaerob.
Contoh respirasi anaerob adalah fermentasi asam laktat pada otot, dan fermentasi alkohol yang dilakukan oleh jamur Sacharromyces (ragi).
1. Fermentasi asam laktat
Asam piruvat yang terbentuk pada glikolisis tidak memasuki daur Krebs dan rantai transpor elektron karena tak ada oksigen sebagai penerima H yang terakhir. Akibatnya asam piruvat direduksi karena menerima H dari NADH yang terbentuk saat glikolisis, dan terbentuklah asam laktat yang menyebabkan rasa lelah pada otot. Peristiwa ini hanya menghasilkan 2 ATP untuk setiap mol glukosa yang direspirasi.
CH3.CO.COOH + NADH —–> CH3.CHOH.COOH + NAD + E
(asam piruvat) (asam laktat)
2. Fermentasi alkohol
Pada fermentasi alkohol asam piruvat diubah menjadi asetaldehid yang kemudian menerima H dari NADH sehingga terbentuk etanol. Reaksi ini juga menghasilkan 2 ATP.
CH3.CO.COOH —–> CH3.CHO + NADH —–> C2H50H + NAD + E
(asam piruvat) (asetaldehid) (etanol)
Silahkan pelajari video berikut:
Langkah Glikolisis
Daur Krebs
Rantai Transpor Elektron
Silahkan baca juga langkah proses fotosintesis dan praktikum mengenai fotosintesis.