Anatomi dan fisiologi sistem pernapasan

Paru-paru terutama berfungsi untuk bertukar gas, mengambil oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Penghirupan terjadi ketika diafragma berkontraksi dan otot dada mengembang, menciptakan efek vakum yang menarik udara ke dalam tubuh. Selama pernafasan, otot-otot ini mengendur, memungkinkan paru-paru kembali ke ukuran semula dan mengeluarkan udara. Udara masuk melalui lubang hidung ke dalam rongga hidung berlapis lendir di mana lendir asin menjebak partikel debu dan bakteri dengan bantuan bulu hidung.

Rongga hidung terhubung ke empat sinus: frontal, ethmoid, sphenoid, dan maxillary. Sinus paranasal ini menghangatkan dan melembabkan udara sekaligus memperkuat suara; inilah mengapa suara berubah saat tersumbat. Udara mengalir dari rongga hidung ke faring melalui dua daerah-nasofaring menuju orofaring-sementara lipatan yang dibentuk oleh langit-langit lunak dan uvula mencegah masuknya makanan saat makan. Laringofaring mengarah ke laring di mana epiglotis menutup aliran udara selama menelan, mengarahkan makanan ke bawah alih-alih membiarkannya masuk ke jalan napas secara tidak tepat.

Bronkus batang utama kanan, lebih lebar dan lebih vertikal daripada bronkus kiri, bercabang dari trakea pada titik yang disebut karina. Paru-paru kanan terdiri dari tiga lobus sedangkan paru-paru kiri memiliki dua lobus. Saat udara mengalir melalui bronkus ini ke saluran yang lebih kecil yang dikenal sebagai bronkiolus, lapisan otot polos mengatur diameter jalan napas melalui saraf sistem saraf otonom-stimulasi simpatis melebarkan saluran udara untuk meningkatkan aliran udara selama stres atau aktivitas, sedangkan aktivasi parasimpatis menyempitkannya. Sel kolumnar bersilia melapisi saluran udara besar untuk menjebak partikel dalam lendir yang digerakkan ke arah faring oleh aksi silia-sebuah proses yang disebut eskalator mukosiliar-sementara pembelahan lebih lanjut menyebabkan bronkiolus konduksi yang lebih sempit yang tidak memiliki dukungan tulang rawan.

Bronkiolus konduksi dilapisi dengan sel piala bersilia kolumnar dan mensekresi lendir, bersama dengan sel klub yang mensekresi glikosaminoglikan pelindung. Sel-sel klub ini dapat meregenerasi jaringan epitel yang rusak. Darah beroksigen disuplai ke bronkiolus konduksi oleh arteri bronkial, yang mengarah ke bronkiolus terminal yang bertransisi menjadi bronkiolus pernapasan yang menampilkan alveoli-kantung udara kecil yang penting untuk pertukaran gas. Dinding alveolar terdiri dari pneumosit tipis; pneumosit tipe I memfasilitasi struktur sedangkan tipe II menghasilkan surfaktan untuk mengurangi tegangan permukaan di paru-paru. Makrofag alveolar membersihkan partikel dari area paru-paru dalam, mengangkutnya melalui aksi mukosiliar ke atas melalui jalur konduksi.

Darah terdeoksigenasi dari arteri pulmonalis mencapai alveoli, di mana penghalang tipis yang terdiri dari pneumosit dan kapiler memungkinkan pertukaran gas. Karbon dioksida berdifusi dari darah ke udara alveolar untuk dihembuskan, sedangkan oksigen masuk melalui penghirupan dan bergerak ke sirkulasi melalui kapiler. Proses ini memastikan bahwa darah yang baru teroksigenasi dikirim ke jaringan tubuh setelah melewati vena pulmonalis dan jantung. Sistem pernapasan secara efektif memfasilitasi siklus terus menerus menghirup oksigen dan menghembuskan karbon dioksida.