4. RESPIRASI PADA HEWAN

4. Respirasi pada Hewan Invertebrata dan Vertebrata

—  Oksigen diperlukan oleh semua organisme karena berfungsi sebagai akseptor hidrogen dan akseptor elektron terakhir dalam proses pernafasan sel, bagi organisme yang aerob tanpa oksigen produksi energi akan terhenti.

—  Karbondioksida merupakan salah satu sampah metabolisme terbesar yang berasal dari oksidasi karbohidrat, lemak dan protein, gas ini harus dibuang dari dalam tubuh organisme. 

—  Hewan bernafas dengan mengambil O₂ dari lingkungannya dan mengeluarkan CO₂ sebagai sampah dari metabolisme selnya

—  Respirasi pada Hewan rendah

—  Protozoa dan hewan rendah lainnya kecuali Cephalopoda proses respirasinya cukup dengan  difusi artinya regulasi pengambilan O₂ dan penggunaannya masih belum memadai,

—  Difusi pasif pada respirasi tergantung pada :

q  Konsentrasi O₂

q  Sifat-sifat dari permukaan tempat berdifusi

q  Suhu lingkungan.

—  Pada banyak invertebrata rendah dan beberapa invertebrata tingkat tinggi seperti udang, pengambilan O₂ mempunyai hubungan langsung dengan tekanan parsial O₂.

—  Kecepatan pengambilan O₂ dari lingkungan tergantung pada kecepatan penggunaan O₂ pada proses pernafasan sel,                 artinya jika oksidasi bertambah O₂ banyak diperlukan akibatnya sel selalu kekurangan O₂, terjadilah difusi O₂ dari lingkungan

—  Sebaliknya CO₂ selalu bertambah didalam sel akibat dari proses oksidasi, dan konsentrasi CO₂ dalam sel lebih besar dibandingkan dengan konsentrasi CO₂ di lingkungannya.

—  Biasanya difusi CO₂ ke lingkungannya lebih cepat dari pada difusi O₂ dari lingkungan ke tubuhnya.

—  Ventilasi(rongga aliran udara/air) agar selalu memperoleh udara atau air yang segar terjadi dengan berbagai cara, misalnya dengan menggunakan silia, dan kontraksi kaki ambulakral (Echinodermata)

—  Pada Annelida sistem pembuluh darah telah sangat berkembang dan mempunyai pigmen pernafasan, O₂ diambil oleh kulit atau struktur semacam insang. Cacing laut membuat lubang mempunyai mekanisme untuk mengalirkan air sepanjang tubuhnya.

—  Pada Mollusca, beberapa jenis Arthropoda dan Annellida, juga vertebrata, konsentrasi CO₂ merangsang kecepatan pernafasan.

—  Tetapi  pada Crustacea (Balanus dan Carcinus) perubahan konsentrasi CO₂ tidak ada pengaruhnya terhadap kecepatan pernafasan.

RESPIRASI PADA MOLLUSCA

—  Mollusca hidup di berbagai habitat seperti di laut, air payau, air tawar atau di darat. Sehingga memiliki berbagai mekanisme respirasi

—  Mollusca yang hidup di laut bernafas dengan insang (ctenidia) aliran air terjadi karena gerakan silia. Aliran air arahnya berlawanan dengan arah aliran darah, hal ini menyebabkan peng-ambilan O₂ oleh insang menjadi lebih efisien.

—  Cephalopoda mengatur  ventilasi air dengan gerakan otot mantel secara ritmis.                 Pada Sepia terjadi 55 inspirasi tiap menit. Ventilasi pada Cephalopoda dikontrol oleh saraf dari ganglion sub-esofagus.               Kadar CO₂  mempengaruhi kekuatan kontraksi dari mantel.

—  Siput pulmonata air tawar tidak mempunyai insang tetapi mempunyai rongga mantel yang dimodifikasi menjadi paru-paru. Mollusca yang hidup di pantai juga bernafas dengan udara, tetapi masih dapat bernafas dengan air

—  Gastropoda yang hidup di daerah pasang surut pada waktu air pasang dapat menyimpan udara dengan mantelnya sehingga dapat bernafas terus sedang insang tidak berfungsi kecuali pada  air  yang mengalir.

—  Pada Gastropoda yang hidup di pantai, untuk menghindari penguapan ketika air surut, dilengkapi operkulum  yang dapat menutup rapat lubang rumahnya jika tubuhnya ditarik ke dalam.

RESPIRASI PADA ARTHROPODA (Chelicerata dan Insecta)

—  Keberhasilan hewan hidup didarat karena dapat membatasi hilangnya air waktu bernafas. Alat pernafasan pada hewan darat merupakan organ dalam yang mungkin dpt mengambil oksigen tanpa kehilangan air.

—  Arthropoda merupakan golongan hewan yg berhasil menghuni daratan, karena memiliki eksoskeleton yang tidak dpt ditembus oleh air melindungi dirinya dari kekeringan.

—  Chelicerata tingkat rendah yang hidup di air (Limulus) bernafas dengan insang buku, sedangkan yang tingkat tinggi (bangsa laba-laba atau Arachnida) bernafas dengan paru-paru buku.

—  Insang buku (book gills) terjadi karena eksvaginasi dari permukaan luar tubuhnya (kiri-kanan tubuhnya) masing-masing terdiri atas 100 lembaran tipis. Ventilasi disebabkan karena gerakan otot yang menggerakkan insang secara ritmis.

—  Paru-paru buku (book lungs) merupakan invaginasi dari permukaan tubuh dan di dalamnya membentuk helaian-helaian dalam sebuah rongga, yang memiliki lubang keluar (spirakel).

—  Pada  beberapa jenis spirakel dapat membuka dan menutup untuk mencegah kehilangan air pada beberapa jenis yang lain otot dapat menggerakkan paru-paru buku sehingga terjadi ventilasi udara.        

—  Pernafasan pada Arachnida semata-mata dilakukan oleh paru-paru buku, sehingga jika paru-paru buku dipotong pernafasan berhenti sama sekali.

—  Beberapa jenis Arachnida seperti serangga mempunyai sistem pernafasan dengan trakea. Trakea merupakan invaginasi dari eksoskeleton dan umumnya mempunyai lubang keluar  yang disebut Spirakel.

—  Sistem trakea merupakan sistem untuk mengambil O₂ dari udara, mendistribusikan-nya keseluruh tubuh dan mengeluarkan CO₂.

—  Perkembangan sistem trakea sesuai dengan tingkat perkembangan serangga.

v  Serangga paling primitif bernafas cukup dengan difusi gas dari permukaan tubuhnya.

v  Serangga primitif tiap segmen mempunyai trakea yang terpisah.

v  Serangga yang tinggi tingkatannya seluruh sistem trakea saling berhubungan.

—  Serangga kecil dengan difusi sudah mencukupi untuk proses pertukaran O₂ dan CO₂

—  Serangga besar atau yang aktif, kombinasi dari membuka dan menutupnya tutup spirakel dengan kontraksi otot-otot dinding tubuh membantu ventilasi,               aktivitas yang terkoordinir ini menyebabkan menyebabkan terjadinya aliran udara pada sistem trakea, biasanya dari bagian muka ke bagian belakang melalui saluran hubungan trakea pada ruas-ruas tubuhnya.

—  Pada serangga terbang gerakan sayap dan otot, membantu kelancaran ventilasi selama serangga tersebut terbang.

—  Ada tiga fase gerakan pernafasan pada serangga, yaitu:

q   Inspirasi ± ¼ detik. Pada awal inspirasi katup spirakel terbuka

q   Fase pertukaran selama 1 detik, baik spirakel pada toraks atau abdomen menutup.

q   Fase ekspirasi, spirakel abdomen membuka.

—  Membuka dan menutupnya spirakel dikontrol oleh sistem saraf. Pada berbagai serangga seperti Coleoptera, belalang, lipas, larva dan pupa kupu-kupu terdapat gejala respirasi siklik.

q  RESPIRASI SIKLIK: pengeluaran CO₂  terjadi dalam waktu yang pendek sekaligus, sedang pengambilan O₂ terjadi secara kontinu. Pengeluaran CO₂ terjadi pada jangka waktu tertentu dari mulai dari beberapa kali tiap jam, sampai satu minggu sekali, tergantung pada: Jenis serangga; Kecepatan metabolisme; Suhu lingkungan

—  Berbagai adaptasi untuk pengangkutan O₂ terjadi pada berbagai serangga air:

q  Beberapa jenis larva serangga yang hidup di air mempunyai insang trakea (tracheal gills) atau insang rektum (rectal gills)

q  Serangga yang habitatnya air di sekitar spirakel terdapat plastron (daerah yang berserabut halus tempat menyimpan lapisan udara).

—  RESPIRASI PADA ARTHROPODA (Crustacea)

—  Crustacea bernafas dengan insang yang sangat efisien dilengkapi dengan mekanisme untuk ventilasi air yang konstan.

—  Insang udang merupakan insang luar yang banyak mengandung pembuluh darah dengan selaput yang tipis sehingga mudah terjadi pertukaran gas secara difusi.

—  Biasanya insang terletak pada ruangan (branchial chamber) yang dilengkapi dengan penutup (karapaks)

—  Kebanyakan Entomostraca mempunyai eksoskeleton tipis dan pernafasan terjadi melalui eksoskeleton ini.

—  Dengan berfungsinya permukaan tubuh untuk bernafas sering jumlah insang diperkecil.

—  Misalnya Ostracoda mempunyai penutup tubuh yang banyak mengandung pembuluh darah dan insangnya tidak berkembang.

—  Walaupun kebanyakan Entomostraca mempu-nyai insang, berupa bagian anggota badan dan gerakan waktu berenang menghasilkan ventilasi air.

—  Beberapa Branchiopoda semua appendages thorax dipakai untuk membuat aliran air melalui insang.

—  Pada Decapoda (udang dan kepiting) mempunyai struktur khusus pada antena kedua dan berfungsi untuk penggerak air.

—  Pada Isopoda (udang-udangan yang hidup didarat), Stomatopoda dan Amphipoda pleopod (kaki perut) berfungsi sebagai penggerak air sehingga proses respirasi berlangsung.

                Pleopod endopodit untuk bernafas, tertutup oleh bagian sebelah luar (eksopodit) untuk menghalangi penguapan.

—  Modifikasi insang tergantung pada lingkungannya, semakin tinggi kemmpuan hidup di darat insang akan direduksi. Contoh:

q  kepiting yang hidup di daerah low tidal mempunyai 26 buah insang,

q  di zona intertidal mempunyai 18 buah insang,

q  sementara yang hidup di pantai 12 buah insang.

—  Pada Decapoda yang amfibius biasanya rongga insang mempunyai banyak pembuluh darah,dan jumlah insang dikurang.

—  Dengan berkurangnya jumlah insang akan menghambat penguapan

—  Pada beberapa kepiting darat terjadi sirkulasi udara pada rongga insang dan insang merupakan tonjolan pada rongga insang yang berfungsi untuk pertukaran gas.

—  Kecepatan ventilasi berbeda-beda tergantung kepada jenis dan lingkungannya. konsentrasi CO₂ akan menaikkan ventilasi pada beberapa jenis udang, tapi pada jenis yang lain ventilasi akan menjadi berkurang.

—  Pada  udang Astacus astacus 0,2-0,8 liter air per jam melalui insang

—  Udang ukuran 332 gr (Hommarus gammarus) mengedarkan air sekitar insang ± 9,8 liter per jam, pada udang ini ventilasi air akan bertambah jika air kekurangan O₂ .

—  Beberapa jenis udang mempunyai pig-men respirasi, tapi kapasitas pengangkut-an O₂ tidak begitu tinggi,

—  Udang besar (Lobster) pigmen kemo-sianinnya dapat mengangkut 1,7 ml O₂ tiap 100 ml darah.

—  Cephalopoda (Octopus) dapat meng-angkut 4,5 ml O₂ tiap 100ml darah.

—  Bandingkan dgn vertebrata rendah yg dpt mengangkut 12 ml O₂ tiap 100 ml darah.

Respirasi pada Vertebrata

1. Pada pisces,

—  Organ  respirasinya adalah insang, insang juga berfungsi untuk ekskresi dan transpor garam-garam. Pada osteichthyes insang terdapat pada ruang insang yang ditutup oleh operkulum. Tapi beberapa ikan dapat bernafas dengan kulit.

—  Oksigen yang larut dalam air sangat rendah, sehingga diperlukan banyak air melalui insang. Aliran air pada insang  berlawanan dengan aliran darah.

—  Darah mengalir masuk dasar filamen insang melalui sebuah arteri dan mengalir melalui lamel sekunder dalam pembuluh kapiler.

—  Keadaan ini sangat bermanfaat karena darah dapat mengabsorpsi  O₂ semaksimal mungkin.

—  Arus air melalui insang hampir kontinu. hal ini disebabkan tekanan dari rongga mulut (Buccal pressure pump) yang mengalirkan air melalui insang,

—  sementara rongga insang menarik air (opercular suction pump). Arus air hanya ke satu arah karena adanya katup-katup yang mengatur mulut dan rongga operkular.

—  Pada Chondrichthyes ventilasi disebabkan karena tekan-an dimuka insang dan tarikan dari belakang insang.

—  Mekanisme ventilasi pada ikan yang selalu berenang dise-babkan arus air masuk ke mulut yang disalurkan ke bela-kang. Cara ini dapat terlihat pula pada ikan Hiu dan Tuna.

—  Ada pula mekanisme lain pada ikan Hiu yang mempunyai spirakel, air masuk melalui mulut dan spirakel ke rongga orobranchial.

—  Jika ikan diambil dari air akan mati karena insang rusak dan lamel sekunder lengket.

—  Ada beberapa ikan seperti belut, yang mempunyai jaringan penyokong pada insangnya untuk mencegah insang menjadi kolaps.

—  Ikan lain misalnya gabus, lele, dan ikan betok mempunyai alat tambahan yang memungkinkan pertukaran gas dari udara.

—  Ikan-ikan ini dapat hidup di air yang kotor dan mengambil udara untuk mencukupi kebutuhan O₂.

2.   Pada Amphibia,

—  Pada  stadium larva pernafasan berlangsung melalui insang yang terbentuk dari perluasan epithelium pharynk. 

—  Pada katak dewasa bernafas dengan paru-paru, tapi belum sebaik paru-paru mammalia.

—  Jika kita amati bagian bawah rongga mulutnya,akan kita lihat gerakan Bucco-pharyngeal (rongga mulut dan faring) kira-kira 80-120 kali per menit.

—  Pada rongga bucco-faring ini mengandung banyak pembuluh darah, sehingga kemungkinan disini terjadi pertukaran gas.

—  Cara bernafas seperti ini kurang efisien dan secara teratur katak mendorong udara di rongga mulut ke paru-paru (menelan udara).

—  Katak juga dapat bernafas dengan kulitnya, dengan syarat kulit dalam keadaan basah.

—  Sejenis katak (Xenopus) dapat hidup di air dalam waktu yang lama.

—  Di daerah sub tropis, pada musim dingin katak lebih banyak bernafas dengan kulitnya.

—  Darah bersih diangkut dari kulit melalui vena cutanea magna.

3. Pada Reptilia

—  Kebanyakan reptil mempunyai paru-paru yang masih sederhana.

—  Pembuluh trakea mempunyai penebalan sirkuler dari tulang rawan.

—  Pada sejenis bunglon terdapat kantung udara pada rongga tubuhnya yang berhubungan dengan paru-parunya seperti pada aves, sehingga tubuh bunglon dapat membesar.

—  Ular hanya mempunya paru-paru kanan.

—  Reptil yang hidup di air seperti penyu paru-parunya direduksi, misalnya paru-paru penyu (kura-kura air) ± 3-6 ml/100gr,

—  sedangkan kura-kura darat mempunyai volume 21 ml/100gr.

—  Seperti  amphibi, reptil mempunyai tipe respirasi:

q    Pernafasan bucco-pharynk

q    Pernafasan paru-paru

q    Pernafasan kulit (untuk yang hidup di air)

—  Ventilasi paru-paru pada reptil sangat penting dalam proses pertukaran gas.

—  Udara masuk karena rongga dada membesar dengan bantuan tulang rusuk.

—  Jadi inspirasi dilakukan secara aktif sedang ekspirasi secara pasif karena paru-paru sifatnya elastis.kontraksi otot perut tranversal membantu proses ekspirasi.

—  Pada jenis londok (bunglon) bernafas mulai dari ekspirasi, jika udara didorong ke luar paru-paru, kemudian diikuti oleh inspirasi yang cepat. 

—  Paru-paru mengembang, dan dibiarkan sementara, kemudian terjadi proses pernafasan berikutnya.

—  Pada waktu suhu rendah udara ditahan di paru-paru dalam waktu yang lama.

4. Pada aves

—  Burung merupakan hewan homoioterm yang metabolismenya sangat tinggi, karena itu konsumsi O₂-nya sangat tinggi.untuk mengimbanginya burung mempunyai cara ventilasi yang sangat efisien karena mempunyai struktur paru-paru yang berkembang.

—  Salah satu perbandingannya adalah mempunyai saccus pneumaticus yang mengisi berbagai bagian tubuh yaitu di antara rongga tubuh, otot dan bahkan dalam tulang anggota.

—  Kantung udara merupakan pelebaran dari bronki yang mengisi kira-kira 80 % rongga tubuh. Trakea mempunyai penebalan sel rawan berupa cincin.

—  Jika otot interkosta luar berkontraksi, tulang rusuk bergerak ke luar (ke depan) sedangkan tulang dada bergerak ke bawah, hal ini menyebabkan rongga dada bertambah besar.

—  Tekanan di rongga dada-perut turun dan terjadi pengisapan udara masuk paru-paru dan kantung udara.

—  Trakea burung  dibagi dalam dua bronki primer.pada pertemuan dua bronki itu terjadi sedikit pembesaran yang disebut siring (syrink) atau alat suara.

—  Siring mempunyai selaput bulan sabit  (semilunaris) yang dapat bergetar jika  dilalui udara dan terjadilah bunyi.

—  Paru-paru burung tidak mempunyai alveoli. Paru-paru  dibentuk oleh pembuluh-pembuluh bronkial, yang terbesar satu buah disebut mesobronkus.

—  Mesobronkus berhubungan dengan bronkus primer. Dari mesobronkus keluar dua set bronki sekunder yaitu bronkus sekunder anterior dan bronkus sekunder posterior.

—  Bronki sekunder membentuk paru-paru burung dan dibangun sejumlah besar parabronki (± 1000 buah) dengan diameter ± 0,5 mm.

—  Pada parabronki terdapat kapiler dan disinilah tempat terjadinya pertukaran gas.

—  Udara mengalir melalui parabronki baik pada waktu inspirasi atau pada ekspirasi, karena itu paru-paru burung lebih efisien dari paru-paru mammalia.

—  Udara pada parabronki dengan mudah O₂ nya berdifusi ke pembuluh darah.

—  Sewaktu burung terbang membutuhkan udara lebih banyak O₂. Gerakan sternum secara ritmis pada waktu terbang membantu menambah ventilasi udara.

—  Jadi  secara otomatis burung pada waktu terbang paru-parunya dapat menyerap O₂ lebih banyak daripada waktu tidak terbang.

—  Luas paru-paru atau insang biasanya diukur dalam gram misalnya luas paru-paru manusia 7 cm³/gram.

—  Di bawah ini tabel mengenai luas insang dan paru-paru dan hubungannya dengan adaptasi lainnya.

5.   Pada mammalia 

—  Adanya diafragma merupakan sumbangan yang besar untuk pernafasan mammalia yang memerlukan banyak O₂ karena aktivitas dan kecepatan metabolismenya tinggi.

—  Paru-paru mammalia terletak di rongga dada di dalam selaput pleura.

—  Jika otot radial dan otot melingkar diafragma berkontraksi, diafragma turun dan volume rongga dada bertambah besar.

—  Pada mammalia udara masuk paru-paru melalui lubang hidungyang berfungsi sebagai saringan dan juga memanaskan udara pernafasan.

—  Dari rongga hidung masuk faring dan juga terbuka ke rongga mulut.

—  Dari faring masuk trakea. Epiglotis melindungi agar makanan tidak masuk ke laring dan trakea waktu menelan.

—  Larynk merupakan pangkal tenggorok dan dapat menghasilkan suara karena terjadi getaran pada selaput suara (vocal cord).

Ventilasi pada mammalia

—  Trakea bercabang dua menjadi bronki kiri dan kanan yang berhubungan denganparu-paru kiri dan kanan.

—  Trakea mempunyai penebalan tulang rawan berbentuk C sebagai penyokong.

—  Sebuah paru-paru manusia mempunyai kira-kira 300 juta alveoli.

—  Permukaan seluruh alveoli dari dua paru-paru kira-kira 70m².

—  alveoli dikelilingi oleh pembuluh kapiler dan di daerah ini terjadi difusi O₂ dan CO₂.

—  Rongga dada di sebelah luar disokong oleh tulang rusuk dan dipisahkan dengan rongga perut oleh diafragma.

—  Paru-paru dilapisi pleura visceral dan pleura parietal. Diantara dua pleura terdapat rongga pleura. Tekanan pada rongga pleura ± 3-4 mmHg.

—  Mengapa tekanannya rendah? Karena dalam perkembangan paru-paru mula-mula memenuhi seluruh rongga dada, tapi kemudian rongga dada berkembang lebih besar daripada paru-paru.

—  Akibatnya paru-paru lepas dari dinding rongga dada karena elastisitas paru-paru.

—  Karena itu tekanan pada rongga pleura atau tekanan intratoraks biasanya 3-4 mmHg lebih kecil dibanding tekanan luar.

Inspirasi

—  Selama inspirasi rongga intratoraks bertambah besar. Gerakan diafragma menyebabkan 75 % bertambah besar pada nafas biasa.

—  Pada manusia waktu inspirasi diafragma turun 1-5 cm menyebabkan rongga dada bertanbah dan terjadi perbedaan tekanan lebih besar antara udara luar dan rongga intratoraks. Karena itu paru-paru mengembang karena menghisap udara ± 500 ml. Pernafasan dengan penggunakan diafragma disebut pernafasan perut.

—  Membesarnya rongga dada dapat pula dengan kontraksi otot interkosta. Yang menyebabkan tulang rusuk terangkat. Dengan demikian rongga dada akan bertambah volumenya. Pernafasan ini disebut pernafasan dada.

Ekspirasi

—  Tekanan intratoraks bertambah karena diafragma dan tulang rusukkembali kepada kedudukan semula.

—  Hal ini menyebabkan udara di paru-paru didorong keluar karena tekanan intratoraks bertambah dan elastisitas, paru-paru itu sendiri.

—  Terdapat variasi ventilasi pada mammalia.

—  Binatang berkaki 4, Anak-anak dan wanita  lebih banyak mempergunakan diafragma

—  Hewan penyelam dan laki-laki  lebih banyak dengan otot interkosta.

Volume Udara Pernafasan Pada Manusia

—  Pada pernafasan normal, volume udara inspirsi dan udara ekspirasi disebut Volume Tidal ± 500 ml, volume tidal dapat berubah tergantung aktivitas tubuh.

—  Udara Komplementer:                                  Udara Suplemen:

—  Udara Residu:                                                    Kapasitas Vital:                  Kapasitas Total:

Kecepatan Respirasi
Kecepatan respirasi pada manusia dewasa 15-20 per – menit, yang lain sbb:
Kecepatan respirasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu:

—  Suhu, jika suhu turun kecepatan respirasi bertambah

—  Kekurangan O₂ menyebabkan kecepatan respirasi bertambah

—  Konsentrasi CO₂ bertambah menyebabkan kecepatan respirasi bertambah.

Regulasi  dari Respirasi

—  Kebutuhan O₂ pada hewan sangat berbeda-beda dari waktu ke waktu. Pada waktu istirahat udara yang diambil paru-paru selama 1 menit kira-kira 10 liter, selama berolah raga ternyata bisa meningkat menjadi 125 liter/menit.

—  Ada dua macam cara mengontrol pernafasan yaitu secara kimia dan saraf.

—  Pusat pernafasan letaknya pada medulla oblongata yang terdiri dri pust inspirasi dan pusat ekspirasi. Kedua pusat  ini bekerja secara bergantian sehingga terjadi ritme pernafasan.

—  Saraf vagus mempunyai ujung-ujung saraf pada paru-paru. jika saraf vagus dirangsang oleh listrik, pusat pernafasan dihambat dan berhenti bernafas.

—  Pons mempunyai pusat yang disebut pusat pneumotaksik, yang berpengaruh terhadap pusat inspirasi dan menghasilkan hambatan yang periodik.

—  Faktor lain yng dpat mempengaruhi pusat pernafsan ialah saraf aferen dari sendi, otot dan reseptor sakit. Juga dapat mempengaruhi pusat pernafasan.

Pengaruh zat kimia terhadap pusat pernafasan:

—  Kelebihan CO₂ pada darah, merangsang pusat pernafasan menyebabkan kecepatan dan kedalaman respirasi bertambah.

—  Kekurangan O₂ menyebabkan anoxia. Jika konsentrasi O₂ dalam darah rendah secara tidak langsung dapat menyebabkan kecepatan dan kedalaman respirasi bertambah.

—  pH darahyang sedikit turun merangsang pusat respirasi kecepatan dan kedalaman respirasi bertambah.

Selama kegiatan olah raga semua faktor di atas terjadi, sehingga baik  kecepatan maupun kedalaman respirasi bertambah.