Kenapa Manusia Bernapas?

Napas adalah kehidupan. Tak cuma soal menarik oksigen dan mengalirkannya ke darah serta semua sel, proses ini juga berperan dalam pembentukan suasana hati alias mood.

Pernapasan sekilas tampak seperti pergerakan udara keluar masuk rongga dada. Lebih rincinya, proses respirasi ini merupakan pertukaran gas di paru-paru.

"Respirasi eksternal adalah pertukaran oksigen dan karbon dioksida antara udara dan darah di paru-paru," kata Sarah Novotny dan Len Kravitz dari University of New Mexico dalam tulisannya yang berjudul 'The Science of Breathing'.

Peneliti menjelaskan bernapas terbagi menjadi dua aksi, yakni inspirasi atau menarik napas; dan ekspirasi atau menghembuskan napas.

Ketika inspirasi, diafragma dan otot interkostal eksternal berkontraksi. Diafragma bergerak ke bawah meningkatkan volume rongga toraks (dada), dan otot interkostal eksternal menarik tulang rusuk ke atas dan ke luar, memperluas tulang rusuk, semakin meningkatkan volume dada.

Peningkatan volume ini menurunkan tekanan udara di paru-paru dibandingkan dengan udara di luar.

Karena udara selalu mengalir dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah, udara mengalir melalui saluran napas tubuh (lubang hidung, tenggorokan, laring, dan trakea) ke dalam alveoli paru-paru.

Ketika ekspirasi, diafragma dan otot interkostal eksternal berelaksasi, mengembalikan rongga toraks ke volume aslinya (lebih kecil), dan memaksa udara keluar dari paru-paru ke luar tubuh.

Novotny dan Kravitz menjelaskan darah memasuki paru-paru melalui arteri pulmonalis. Kemudian berlanjut melalui arteriol dan masuk ke kapiler alveolar yang sangat kecil.

"Oksigen dan karbon dioksida dipertukarkan antara darah dan udara; oksigen dimuat ke sel darah merah sementara karbon dioksida diturunkan dari mereka ke udara. Darah beroksigen kemudian mengalir keluar dari kapiler alveolar, melalui venula, dan kembali ke jantung melalui vena pulmonal," jelas mereka.

"Jantung kemudian memompa darah ke seluruh arteri sistemik untuk mengantarkan oksigen ke seluruh tubuh," tambahnya.

Bagaimana jika tak bernapas?

Tanpa oksigen, tubuh manusia hanya dapat bertahan hidup selama beberapa menit sebelum proses biologis yang menggerakkan sel-sel mulai mengalami kegagalan. Ujungnya, sinyal listrik yang menggerakkan neuron di otak berkurang dan akhirnya berhenti sama sekali. Wafat.

"Kehilangan oksigen itu ujung paling ujung dari kelangsungan hidup," kata Mike Tipton, kepala laboratorium lingkungan ekstrem di Universitas Portsmouth di Inggris, dikutip dari BBC.

Menurutnya, orang dewasa saat istirahat biasanya akan menggunakan seperlima hingga seperempat liter oksigen per menit. Penggunaannya meningkat menjadi empat liter per menit jika saat beraktivitas keras.

"Jika stres atau panik, [kondisi] ini juga dapat meningkatkan laju metabolisme mereka," jelas Tipton, yang mempelajari orang-orang yang bertahan lama tanpa udara di bawah air itu.

Mood

Pernapasan punya pusat kendali di batang otak. Bagian otak ini mengirimkan pesan ke otot pernapasan yang memberi tahu mereka kapan harus bernapas.

Medula, yang terletak paling dekat dengan sumsum tulang belakang, mengarahkan sumsum tulang belakang untuk mempertahankan pernapasan, dan pons, bagian otak yang sangat dekat dengan medula, memberikan kelancaran pola pernapasan lebih lanjut.

Semua kontrol tersebut berjalan secara otomatis dan terus menerus. Kita tidak harus secara sadar memikirkannya untuk melakukan pernapasan.

Meski demikian, pernapasan bisa dikendalikan secara sadar oleh korteks otak. Bentuknya, perubahan tempo atau ritme pernapasan pada aktivitas yang membutuhkan napas panjang seperti berbicara, menyanyi, dan memainkan beberapa alat musik.

Sejumlah peneliti mensintesis belasan penelitian dengan pencitraan otak hewan pengerat, monyet, dan manusia, dan menggunakannya untuk mengusulkan model komputasi baru yang menjelaskan bagaimana pernapasan kita memengaruhi otak.

Micah Allen, profesor dari Aarhus University, Denmark, menyebut studi ini menjelaskan pernapasan lebih dari sekadar aktivitas untuk bertahan hidup. Aktivitas ini juga membangun suasana hati, pikiran, dan mental.

"Ini menunjukkan bahwa otak dan pernapasan saling terkait erat dengan cara yang jauh melampaui kelangsungan hidup, untuk benar-benar memengaruhi emosi, perhatian, dan cara kita memproses dunia luar," katanya, seperti dikutip dari Aarhus University.

"Kesulitan bernapas dikaitkan dengan peningkatan risiko gangguan mood yang sangat besar seperti kecemasan dan depresi. Kita tahu bahwa pernapasan, penyakit pernapasan, dan gangguan kejiwaan sangat erat kaitannya," tutur Allen.

Menurutnya, menstabilkan pikiran dapat dilakukan melalui teknik pernapasan yang digunakan dalam banyak tradisi seperti yoga dan meditasi.

Penelitian ini juga menunjukkan bahwa pola pernapasan kita membuat otak lebih "bersemangat", yang berarti neuron lebih cenderung aktif selama pola pernapasan tertentu.