ANATOMI DAN FISIOLOGI SISTEM KARDIOVASKULER
PENDAHULUAN
Jantung
terletak didalam rongga mediastinum dari ronga dada (toraks) diantara kedua
paru. Selaput yang melapisi jantung disebut perikardium yang terdiri atas 2
lapisan:
- Perikardium
parietalis, yaitu lapisan luar yang melekat pada tulang dada dan selaput
paru.
- Perikardium
viseralis, yaitu lapisan permukaan dari jantung itu sendiri yang juga
disebut epikardium.
Diantara
kedua lapisan tersebut terdapat cairan perikardium sebagai pelumas yang
berfungsi mengurangi gesekan akibat gerak jantung saat memompa.
STRUKTUR
JANTUNG
Dinding
jantung terdiri dari 3 lapisan:
- Lapisan
luar disebut epikardium atau perikardium.
- Lapisan
tengah merupakan lapisan berotot, disebut miokardium.
- Lapisan
dalam disebut endokardium.
RUANG
JANTUNG
Jantung
terdiri dari 4 ruang, yaitu dua ruang yang berdinding tipis disebut atrium
(serambi), dan 2 ruang yang berdinding tebal disebut ventrikel (bilik).
- Atrium
- Atrium
kanan berfungsi sebagai penampungan darah yang rendah oksigen dari seluruh
tubuh. Darah tersebut mengalir melalui vena kava superior, vena kava
inferior, serta sinus koronarius yang berasal dari jantung sendiri. Dari
atrium kanan kemudian darah di pompakan ke ventrikel kanan.
- Atrium
kiri menerima darah yang kaya akan oksigen dari paru melalui 4 buah vena
pulmonalis. Kemudian darah dialirkan ke ventrikel kiri.
Antara kedua
atrium dipisahkan oleh sekat yang disebut septum atrium.
- Ventrikel
- Ventrikel
kanan, menerima darah dari atrium kanan yang kemudian dipompakan ke paru
melalui arteri pulmonalis.
- Ventrikel
kiri, menerima darah dari atrium kiri kemudian memompakannya ke seluruh
tubuh melalui aorta.
Kedua
ventrikel dipisahkan oleh sekat yang disebut septum ventrikel.
KATUP JANTUNG
- Katup
Atrioventrikuler
Merupakan
katup yang terletak diantara atrium dan ventrikel.. katup antara atrium kanan
dan ventrikel kanan mempunyai tiga buah daun katup disebut katup
trikuspidalis. Sedangkan katup yang terletak diantara atrium kiri dan
ventrikel kiri mempunyai dua buah daun katup disebut katup
bikuspidalis atau katup mitral.
Katup AV
memungkinkan darah mengalir dari masing-masing atrium ke ventrikel pada waktu
diastole ventrikel, serta mencegah aliran balik ke atrium pada saat sistol
ventrikel.
- Katup
Semilunar
Katup
pulmonal, terletak
antara arteri pulmonalis dan ventrikel kanan.
Katup aorta, terletak antara ventrikel kiri dan
aorta.
Kedua katup
semilunar terdiri dari 3 daun katup. Adanya katup semilunar memungkinkan darah
mengalir dari masing-masing ventrikel ke arteri pulmonalis atau aorta selama
sistol ventrikel, dan mencegah aliran balik ke ventrikel sewaktu diastole
ventrikel.
Arteri
Koroner
Arteri
koroner adalah cabang pertama dari sirkulasi sistemik. Sirkulasi koroner
terdiri dari: arteri koroner kanan dan arteri koroner kiri.
Arteri koroner bermuara di sebelah atas daun katup aorta yang disebut ”sinus
valsava”.
Vena Jantung
Distribusi
vena koroner sesungguhnya paralel dengan distribusi arteri koroner. Sistem vena
jantung terdiri dari 3 bagian: vena tebesian, vena kardiaka anterior,
sinus koronaria.
PEMBULUH
DARAH
Keseluruhan
sistem peredaran (sistem kardiovaskuler) terdiri dari arteri, arteriola,
kapiler, venula dan vena.
Arteri
Arteri
berfungsi untuk transportasi darah dengan tekanan yang tinggi ke seluruh
jaringan tubuh. Dinding arteri kuat dan elastis (lentur), kelenturannya
membantu mempertahankan tekanan darah diantara denyut jantung. Dinding arteri
banyak mengandung jaringan elastis yang dapat teregang saat sistol dan
mengadakan rekoil saat diastol.
Arteriola
Merupakan
cabang paling ujung dari sistem arteri, berfungsi sebagai katup pengontrol
untuk mengatur pengaliran darah ke kapiler. Arteriol mempunyai dinding yang
kuat sehingga mampu kontriksi atau dilatasi beberapa kali ukuran normal,
sehingga dapat mengatur aliran darah ke kapiler. Otot arteriol dipersarafi oleh
serabut saraf kolinergik yang berfungsi vasodilatasi. Arteriol merupakan penentu
utama resistensi/tahanan aliran darah, perubahan pada diameternya
menyebabkan perubahan besar pada resistensi.
Kapiler
Merupakan
pembuluh darah yang halus dan berdinding sangat tipis, yang berfungsi sebagai
jembatan diantara arteri (membawa darah dari jantung) dan vena (membawa darah
kembali ke jantung).
Kapiler memungkinkan oksigen dan zat makanan berpindah dari darah ke dalam
jaringan dan memungkinkan hasil metabolisme berpindah dari jaringan ke dalam
darah.
Venula
Dari kapiler
darah mengalir ke dalam venula lalu bergabung dengan venul-venul lain ke dalam
vena, yang akan membawa darah kembali ke jantung.
Vena
Vena
memiliki dinding yang tipis, tetapi biasanya diameternya lebih besar daripada
arteri, sehingga vena dapat mengangkut darah dalam volume yang sama tetapi
dengan kecepatan yang lebih rendah dan tidak terlalu dibawah tekanan. Karena
tekanan dalam sistem vena rendah maka memungkinkan vena berkontraksi sehingga
mempunyai kemampuan untuk menyimpan atau menampung darah sesuai kebutuhan
tubuh.
SIRKULASI
JANTUNG
Lingkaran sirkulasi
jantung dapat dibagi menjadi dua bagian besar yaitu sirkulasi sistemik dan
sirkulasi pulmonal. Namun demikian terdapat juga sirkulasi koroner yang juga
berperan sangat penting bagi sirkulasi jantung.
Sirkulasi
Sistemik
- Mengalirkan
darah ke berbagai organ tubuh.
- Memenuhi
kebutuhan organ yang berbeda.
- Memerlukan
tekanan permulaan yang besar.
- Banyak
mengalami tahanan.
- Kolom
hidrostatik panjang.
Sirkulasi
Pulmonal
- Hanya
mengalirkan darah ke paru.
- Hanya
berfungsi untuk paru-paru.
- Mempunyai
tekanan permulaan yang rendah.
- Hanya
sedikit mengalami tahanan.
- Kolom
hidrostatiknya pendek.
Sirkulasi
Koroner
Efisiensi
jantung sebagi pompa tergantung dari nutrisi dan oksigenasi yang cukup pada
otot jantung itu sendiri. Sirkulasi koroner meliputi seluruh permukaan jantung
dan membawa oksigen untk miokardium melalui cabang-cabang intramiokardial yang
kecil-kecil.
Aliran darah
koroner meningkat pada:
- Peningkatan
aktifitas
- Jantung
berdenyut
- Rangsang
sistem saraf simpatis
MEKANISME
BIOFISIKA JANTUNG
Tekanan
Darah
Tekanan
darah (blood pressure) adalah tenaga yang diupayakan oleh darah untuk
melewati setiap unit atau daerah dari dinding pembuluh darah. Faktor yang
mempengaruhi tekanan darah adalah: curah jantung, tahanan pembuluh
darah perifer, aliran, dan volume darah.
Bila
seseorang mangatakan tekanan darahnya adalah 100 mmHg maka tenaga yang
dikeluarkan oleh darah dapat mendorong merkuri pada tabung setinggi 50 mm.
Aliran Darah
Aliran darah
pada orang dewasa saat istirahat adalah 5 L/menit, ayang disebut sebagai curah
jantung (cardiac output). Aliran darah melalui pembuluh darah dipengaruhi oleh
dua faktor:
- Perbedaan
Tekanan ( DP: P1-P2), merupakan penyebab terdorongnya darah melalui
pembuluh.
- Hambatan
terhadap aliran darah sepanjang pembuluh, disebut juga sebagai ”vascular
resistance” atau tahanan pembuluh.
Beda tekanan
antara dua ujung pembuluh darah menyebabkan darah mengalir dari daerah
bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah, sedangkan resistensi / tahanan
menghambat aliran darah.
Rumus:
Q : DP
R
Q
: aliran
DP
: perbedaan tekanan
R
: resistensi
Resistensi
Resistensi/tahanan
adalah hambatan terhadap aliran darah terhadap suatu pembuluh yang tidak dapat
diukur secara langsung. Resistensi dipengaruhi oleh dua faktor yaitu: diameter
pembuluh darah (terutama arteriol) dan viskositas (kekentalan)
darah. Peningkatan diameter pembuluh darah (vasodilatasi) akan menurunkan
tahanan, sedangkan penurunan diameter pembuluh darah (vasokontriksi) dapat
meningkatkan resistensi. Viskositas sebagaian besar dipengaruhi oleh kadar
hematokrit (ht), yaiu prosentase volume darah yang ditempati oleh sel darah
merah. Semakin tinggi viskositas darah, maka semakin meningkat pula resistensi
pembuluh darah.
SIKLUS
JANTUNG
Setiap
siklus jantung terdiri dari urutan peristiwa listrik dan mekanik yang saling
terkait. Rangsang listrik dihasilkan dari beda potensial ion antar sel yang
selanjutnya akan merangsang otot untuk berkontraksi dan relaksasi. Kelistrikan
jantung merupakan hasil dari aktivitas ion-ion yang melewati membran sel
jantung. Aktivitas ion tersebut disebut sebagai potensial aksi.
Mekanisme potensial aksi terdiri dari fase depolarisasi dan repolarisasi:
Merupakan
rangsang listrik yang menimbulkan kontraksi otot. Respon mekanik dari fase
depolarisasi otot jantung adalah adanya sistolik.
Merupakan
fase istirahat/relaksasi otot, respon mekanik depolarisasi otot jantung adalah
diastolik.
Fase Siklus
Jantung
- Mid
Diastole
Merupakan
fase pengisian lambat ventrikel dimana atrium dan ventrikel dalam keadaan
istirahat. Darah mengalir secara pasif dari atrium ke ventrikel melalui katup
atrioventrikuler, pada saat ini katup semilunaris tertutup dan terdengar
sebagai bunyi jantung kedua.
- Diastole
Lanjut
Gelombang
depolarisasi menyebar melalui atrium berhenti pada nodus atrioventrikuler
(nodus AV). Otot atrium berkontraksi memberikan 20%-30% pada isi ventrikel.
- Sistole
Awal
Depolarisasi
menyebar dari sinus AV menuju miokardium ventrikel. Ventrikel berkontraksi
menyebabkan tekanan dalam ventrikel lebih tinggi dari tekanan atrium sehingga
menyebabkan katup atrioventrikuler menutup yang terdengar sebagai bunyi
jantung satu. Dalam keadaan ini tekanan dalam aorta dan arteri pulmo tetap
lebih besar, sehingga katup semilunar tetap tertutup. Kontraksi ventrikel ini
disebut sebagai kontraksi isovolumetrik.
- Sistole
Lanjut
Tekanan
ventrikel meningkat melebihi tekanan pembuluh darah sehingga menyebabkan katup
semilunaris membuka. Setelah katup semilunar terbuka, terjadi ejeksi isi
ventrikel kedalam sirkulasi pulmoner dan sistemik.
- Diastole
Awal
Gelombang
repolarisasi menyebar ke ventrikel sehingga ventrikel menjadi relaksasi.
Tekanan ventrikel turun melebihi tekanan atrium sehingga katum AV membuka.
Dengan terbukanya katup AV maka ventrikel akan terisi dengan cepat, 70%-80%
pengisian ventrikel terjadi dalam fase ini
FAKTOR
PENENTU KERJA JANTUNG
Jantung
sebagai pompa fungsinya dipengaruhi oleh 4 faktor utama yang saling terkait
dalam menentukan isi sekuncup (stroke volume) dan curah jantung (cardiac
output) yaitu:
- Beban
awal (pre load)
- Kontraktilitas
- Beban
akhir (after load)
- Frekuensi
jantung
Curah
Jantung
Curah
jantung merupakan faktor utama yang harus diperhitungkan dalam sirkulasi,
karena curah jantung mempunyai peranan penting dalam transportasi darah yang
memasok berbagai nutrisi. Curah jantung adalah jumlah darah yang dipompakan
oleh ventrikel selama satu menit. Nilai normal pada orang dewasa adalah 5
L/mnt.
Isi Sekuncup (curah sekuncup)
Isi sekuncup
merupakan jumlah darah yang dipompakan keluar dari masing-masing venrikel
setiap jantung berdenyut. Isi sekuncup tergantung dari tiga variabel: beban
awal, kontraktilitas, dan beban akhir.
Beban Awal
Beban awal
adalah derajat peregangan serabut miokardium pada akhir pengisian ventrikel.
Hal ini sesuai dengan Hukum Starling: peregangan serabut miokardium selama
diastole melalui peningkatan volume akhir diastole akan meningkatkan kekuatan
kontraksi pada saat sistolik. Sebagai contoh karet yang diregangkan maksimal
akan menambah kekuatan jepretan saat dilepaskan.
Dengan kata
lain beban awal adalah kemampuan ventrikel meregang maksimal saat diastolik
sebelum berkontraksi/sistolik.
Faktor
penentu beban awal:
- Insufisiensi
mitral menurunkan beban awal
- Stensosis
mitral menurunkan beban awal
- Volume
sirkualsi, peningkatan volume sirkulasi meningkatkan beban awal. Sedangkan
penurunan volume sirkulasi menurunkan beban awal.
- Obat-obatan,
obat vasokonstriktor meningkatkan beban awal. Sedangkan obat-obat
vasodilator menurunkan beban awal.
Beban Akhir
Beban akhir
adalah besarnya tegangan dinding ventrikel untuk dapat memompakan darah saat
sistolik. Beban akhir menggambarkan besarnya tahanan yang menghambat
pengosongan ventrikel. Beban akhir juga dapat diartikan sebagai suatu beban
pada ventrikel kiri untuk membuka katup semilunar aorta, dan mendorong darah
selama kontrakis/sistolik.
Beban akhir
dipengaruhi:
- Stenosis
aorta meningkatkan beban akhir
- Vasokontriksi
perifer meningkatkan beban akhir
- Hipertensi
meningkatkan beban akhir
- Polisitemia
meningkatkan beban akhir
- Obat-oabatan,
vasodilator menurunkan beban akhir, sedangkan vasokonstriktor
meningkatkan beban akhir.
Peningkatan
secara drastis beban akhir akan meningkatkan kerja ventrikel, menambah
kebutuhan oksigen dan dapat berakibat kegagalan ventrikel.
Kontraktilitas
Kontraktilitas
merupakan kemampuan otot-otot jantung untuk menguncup dan mengembang.
Peningkatan kontraktilitas merupakan hasil dari interaksi protein otot
aktin-miosin yang diaktifkan oleh kalsium. Peningkatan kontraktilitas otot
jantung memperbesar curah sekuncup dengan cara menambah kemampuan ventrikel
untuk mengosongkan isinya selama sistolik.
HUKUM FRANK
STARLING
- Makin
besar isi jantung sewaktu diastol, semakin besar jumlah darah yang
dipompakan ke aorta.
- dalam
batas-batas fisiologis, jantung memompakan ke seluruh tubuh darah yang
kembali ke jantung tanpa menyebabkan penumpukan di vena.
- jantung
dapat memompakan jumlah darah yang sedikit ataupun jumlah darah yang besar
bergantung pada jumlah darah yang mengalir kembali dari vena.
REGULASI
TEKANAN DARAH
- Sistem
Saraf
Sistem saraf
mengontrol tekanan darah dengan mempengaruhi tahanan pembuluh darah perifer.
Dua mekanisme yang dilakukan adalah mempengaruhi distribusi darah dan
mempengaruhi diameter pembuluh darah. Umumnya kontrol sistem saraf terhadap
tekanan darah melibatkan: baroreseptor dan serabut2 aferennya, pusat vasomotor
dimedula oblongata serta serabut2 vasomotor dan otot polos pembuluh darah.
Kemoreseptor dan pusat kontrol tertinggi diotak juga mempengaruhi mekanisme
kontrol saraf.
Pusat
Vasomotor
mempengaruhi diameter pembuluh darah dengan mengeluarkan epinefrin sebagai
vasokonstriktor kuat, dan asetilkolin sebagai vasodilator.
Baroresptor, berlokasi pada sinus karotikus dan
arkus aorta. Baroresptor dipengaruhi oleh perubahan tekanan darah pembuluh
arteri.
Kemoresptor,
berlokasi
pada badan karotis dan arkus aorta. Kemoreseptor dipengaruhi oleh
kandungan O2, CO2, atau PH darah.
- Kontrol
Kimia
Selain CO2
dan O2, sejumlah kimia darah juga membantu regulasi tekanan darah melalui
refleks kemoreseptor yang akan dibawa ke pusat vasomotor.
Hormon yang
mempengaruhi: epinefrin dan norepinefrin, Natriuretik Atrial, ADH, angiotensin
II, NO, dan alkohol.