8.2 - Mekanisme Pernafasan

Pernafasan merupakan proses berulang yang melibatkan penyedutan oksigen and penghembusan karbon dioksida dalam organisma hidup. Mekanisme pernafasan/ventilasi dalam haiwan dan manusia adalah berlainan.

Mekanisme Pernafasan Serangga

Rajah 6 - Otot abdomen mengecut dan mengendur semasa pernafasan. Apabila serangga menarik nafas, otot abdomen mengendur dan spirakel buka. Tekanan udara dalam trakea berkurang dan udara ditarik masuk. Sebaliknya, apabila serangga menghembus nafas, otot abdomen mengecut. Ini meningkatkan tekanan udara dalam trakea dan memaksa udara keluar melalui spirakel. Oksigen diangkut terus ke sel badan dan tiada sistem darah terlibat.

Mekanisme Pernafasan Ikan

Ikan melakukan ventilasi dengan berenang dan dengan membuka dan menutup operkulum. Air didorong masuk ke dalam mulut dan melalui insang. Proses ventilasi membantu meningkatkan pengaliran air melalui permukaan respirasi.

Rajah 7 - Semasa tarikan nafas, bahagian dasar rongga mulut diturunkan. Pada masa yang sama, ruang operkulum menjadi besar dan bukaan operkulum ditutup. Ini mengurangkan tekanan dalam rongga mulut. Air yang mengandungi oksigen didorong masuk ke dalam mulut.

Semasa hembusan nafas, mulut ditutup dan menyebabkan bahagian dasar rongga mulut dinaikkan. Air mengalir melalui lamela dan pertukaran gas berlaku antara kapilari darah dengan air. Pada masa yang sama, ruang operkulum menjadi lebih kecil. Tekanan dalam rongga mulut menjadi lebih tinggi daripada tekanan di luar. Tekanan yang tinggi memaksa operkulum buka dan air mengalir ke luar.

Mekanisme Pernafasan Katak

Rajah 8 - Semasa tarikan nafas , udara masuk melalui lubang hidung. Ini menyebabkan dasar rongga mulut diturunkan dan glotis tertutup. Udara ditarik masuk ke dalam rongga mulut. Apabila glotis terbuka, lubang hidung ditutup dan dasar rongga mulut dinaikkan. Ini meningkatkan tekanan udara dalam ruang dan udara ditolak masuk ke dalam peparu.

Semasa hembusan nafas, peparu mengecut dan udara dipaksa keluar dari peparu. Proses ini dibantu oleh tekanan abdomen dan sifat kekenyalan peparu. Sementara sebahagian udara dikeluarkan melalui lubang hidung, yang selebihnya bercampur dengan udara di dalam rongga mulut.

Mekanisme Pernafasan Manusia

Rajah 9 - Semasa tarikan nafas , otot interkosta luar mengecut manakala otot interkosta dalam mengendur. Ini menyebabkan sangkar rusuk dinaikkan ke atas dan ke arah depan. Pada masa yang sama, otot diafragma mengecut dan diafragma menjadi leper dan mendatar. Ini menyebabkan isi padu rongga toraks bertambah dan tekanan rongga toraks berkurang. Tekanan atmosfera yang tinggi memaksa udara masuk ke dalam peparu.

Rajah 10 - Semasa hembusan nafas , otot interkosta luar mengendur manakala otot interkosta dalam mengecut. Ini menyebabkan sangkar rusuk digerakkan ke bawah dan ke arah dalam. Pada masa yang sama, otot diafragma mengendur dan diafragma melengkung ke atas (bentuk kubah). Ini menyebabkan isi padu rongga toraks berkurang dan tekanan rongga toraks bertambah. Tekanan yang tinggi memaksa udara ke luar dari peparu.

Membanding dan Membezakan antara Mekanisme Pernafasan dalam Manusia dengan Haiwan

• Persamaan
  • Mempunyai struktur otot khas yang mengendur dan mengecut rongga pernafasan.
  • Perubahan isi padu dan tekanan dalam rongga pernafasan semasa pernafasan.
• Perbezaan
  • Serangga
    • Liang pernafasan: Spirakel
    • Struktur lain yang membantu dalam pernafasan: Toraks dan abdomen
    • Mekanisme pernafasan: Melibatkan pengecutan dan pengenduran otot abdomen
  • Ikan
    • Liang pernafasan: Mulut dan operkulum
    • Struktur lain yang membantu dalam pernafasan: Operkulum dan rongga mulut berotot
    • Mekanisme pernafasan: Melibatkan pergerakan dasar rongga mulut dan operkulum
  • Katak
    • Liang pernafasan: Lubang hidung
    • Struktur lain yang membantu dalam pernafasan: Rongga mulut berotot
    • Mekanisme pernafasan: Melibatkan pergerakan pantas dasar rongga mulut dan kekenyalan peparu
  • Manusia
    • Liang pernafasan: Lubang hidung
    • Struktur lain yang membantu dalam pernafasan: Diafragma, sangkar rusuk dan otot interkosta
    • Mekanisme pernafasan: Melibatkan pengecutan dan pengeduran otot interkosta, diafragma dan pergerakan sangkar rusuk