STRUKTUR & FUNGSI
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:
1.
Lapisan luar disebut epikardium atau perikardium.
2.
Lapisan tengah merupakan lapisan berotot, disebut miokardium.
3.
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).
1.
Atrium
2.
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.
1.
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.
1.
Ventrikel
2.
Ventrikel kanan, menerima darah dari atrium kanan yang kemudian dipompakan
ke paru melalui arteri pulmonalis.
3.
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
1.
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.
2.
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.
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
1.
Mengalirkan darah ke berbagai organ tubuh.
2.
Memenuhi kebutuhan organ yang berbeda.
3.
Memerlukan tekanan permulaan yang besar.
4.
Banyak mengalami tahanan.
5.
Kolom hidrostatik panjang.
Sirkulasi Pulmonal
1.
Hanya mengalirkan darah ke paru.
2.
Hanya berfungsi untuk paru-paru.
3.
Mempunyai tekanan permulaan yang rendah.
4.
Hanya sedikit mengalami tahanan.
5.
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:
- Depolarisasi
Merupakan rangsang listrik yang menimbulkan kontraksi otot. Respon mekanik
dari fase depolarisasi otot jantung adalah adanya sistolik.
- Repolarisasi
Merupakan fase istirahat/relaksasi otot, respon mekanik depolarisasi otot
jantung adalah diastolik.
Fase Siklus Jantung
1.
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.
1.
Diastole Lanjut
Gelombang depolarisasi menyebar melalui atrium berhenti pada nodus
atrioventrikuler (nodus AV). Otot atrium berkontraksi memberikan 20%-30% pada
isi ventrikel.
1.
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 sebagaikontraksi isovolumetrik.
1.
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.
1.
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
1.
Makin besar isi jantung sewaktu diastol, semakin besar jumlah darah yang
dipompakan ke aorta.
2.
dalam batas-batas fisiologis, jantung memompakan ke seluruh tubuh darah
yang kembali ke jantung tanpa menyebabkan penumpukan di vena.
3.
jantung dapat memompakan jumlah darah yang sedikit ataupun jumlah darah
yang besar bergantung pada jumlah darah yang mengalir kembali dari vena.
REGULASI TEKANAN DARAH
1.
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.
1.
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.