fisiologi sistem kardiovaskuler


PEMBAHASAN

 

  1.       II.            FISIOLOGI
    1. 1.      Hemodinamika Jantung

Prinsip penting yang menentukan arah aliran darah adalah aliran cairan dari daerah bertekana tinggi ke daerah bertekanan rendah. Tekanan yang bertanggung jawab terhadap aliran darah dalam sirkulasi normal dibangkitkan oleh kontraksi otot ventrikel. Ketika otot berkontraksi darah terdorong dari vebtrikel ke aorta selama periode dimana tekanan ventrikel kiri melebihi tekanan aorta. Bila kedua tekanan menjadi seimbang katup aorta akan menutup dan keluaran dari vebtrikel kiri terhenti. Darah yang telah memasuki aorta akan menaikkan tekanan darah pembuluh darah tersebut. Akibatnya terjadi perbedaan tekanan yang akan mendorong darah secara progresif ke arteri, kapiler, dan ke vena. Darah kemudian kembali ke antrium kanan karena tekanan dalam kamar ini lebih rendah dari tekanan vena. Perbedaan tekanan juga bertanggung jawab terhadap aliran darah dari arteri pulmonalis ke paru dan kembali ke antrium kiri. Perbedaan tekanan dalam sirkulasi pulmonal secara bermakna lebih rendah dari tekanan sirkulasi sitemik karena aliran di pembuluh darah pulmonal lebih rendah.

  1. 2.      Elektrofisiologi Jantung

Aktivitas listrik jantung terjadi akibat ion (partikel bermuatan seperti natrium, kalium dan kalsium) bergerak menembus membran sel. Perbedaan muatan listrik yang tercatat dalam sebuah sel mengakibatkan apa yang dinamakan potensial aksi jantung.

Pada keadaan istirahat, otot jantung terdapat dalam keadaan terpolarisasi artinya terdapat perbedaan muatan listrik antara bagian dalam membran yang bermuatan negatif dan bagian luar yang bermuatan positif. Siklus jantung bermula saat dilepaskannya impuls listrik, mulailah fase depolarisasi. Permeabilitas membran sel berubah dan ion bergerak melintasinya. Dengan bergeraknya ion ke dalam sel maka bagian dalam sel akan menjadi positif. Kontraksi otot terjadi setelah depolarisasi.sel otot jantung normalnya akan mengalami depolarisasi ketika sel-sel tetengganya mengalami depolarisasi (meskipun dapat juga terdepolarisasi akabat stimulasi listrik eksternal).depolarisasi sebuah sel sisrem hantaran khusus yang memadai akan mengakibatkan depolarisasi dan kontraksi seluruh miokardium.Repolarisasi terjadi saat sel kembali kekeadaan dasar (menjadi lebih negatif),dan sesuai dengan relaksasi otot miokardium.

Setelah influks natrium cepat ke dalam sel selama depolarisasi,permeabilitas membran sel terhadap kalsium akan berubah,sehingga memungkinkan ambilan kalsium ke dalam sel. Influks kalsium,yang terjadi selama fase plateau repolarisasi,jauh lebih lambat dibandingkan natrium dan berlangsung lebih lama. Interaksi antara perubahan voltase membran dan kontraksi otot di nbamkan kopling elektromekanikal.

Oto jantung,tidak seperti otot lurik atau otot polos,mempunyai periode refraktori yang panjang,pada saat sel tidak dapat distimulasi untuk berkontraksi.Hal tersebut melindungi jantung dari kontraksi berkepanjangan (tetani),yang dapat mengakibatkan henti jantung mendadak.

Kopling elektromekanikal dan kontraksi jantung yang normal tergantung pada komposisi cairan interstisialsekitar otot jantung.Komposisi cairan tersebut pada gilirannya tergantung pada komposisi darah. Maka perubahan konsentrasi kalsium dapat mempengaruhi kontraksi serabut otot jantung. Perubahan konsentrasi kalium darah juga penting,karena kalium mempengaruhi voltase listrik normal sel.

  1. 3.      Mekanisme Jantung Sebagai Pompa

Pada kurva EKG, sistolik atrium dimulai setelah gelombang P dan sistolik ventrikel dekat akhir gelombang R dan berakhir segera setelah gelombang T. Kontraksi menghasilkan runtutan perubahan tekanan dan aliran dalam rongga jantung dan pembuluh darah. Perlu dicatat bahwa istilah tekanan sistolik dalam sistem pembuluh darah merujuk pada puncak tekanan tertinggi yang dicapai selama sistolik, bukan tekanan rata-rata; demikian pula halnya, tekanan diastolik merujuk pada tekanan terendah selama diastolik.

  1. 4.      Sistem Konduksi

Di dalam otot jantung terdapat jaringan khusus yang menghantarkan aliran listrik. Jaringan tersebut mempunyai sifat-sifat yang khusus,yaitu :

  1. Otomatisasi,kemampuan untuk menimbulkan impuls secara spontan.
  2. Irama,kemampuan membentuk impuls yang teratur.
  3. Daya konduksi,kemampuan untuk menyalurkan impuls.
  4. Daya rangsang,kemampuan untuk bereaksi terhadap rangasang.

Berdasarkan sifat-sifat tersebut di atas,maka secara spontan dan teratur jantung akan menghasilkan impuls-impuls yang di salurkan melalui system hantaran untuk merangsang otot jantung dan bisa menimbulkan kontraksi otot. Perjalanan impuls di mulai dari nodus SA ke nodus AV,sampai ke serabut purkinye.

Di dinding atrium kanan terdapat nodus sinoatrial (SA). Sel-sel dari nodus SA memiliki otomatisasi. Karena nodus SA secara normal melepaskan impuls dengan kecepatan lebih cepat dari pada sel jantung lain dengan otomatisasi 60-100 denyut/menit. Jaringan khusus ini bekerja sebagai pemacu jantung normal. Pada bagian bawah septum interatrial terdapat nodus atrioventrikuler (AV). Jaringan ini bekerja untuk menghantarkan,memperlambat,potensial aksi atrial sebelum ia mengirimnya ke ventrikel. Potensial aksi mencapai nodus AV pada waktu yang berbeda. Nodus AV memperlambat hantaran dari potensial aksi ini sampai semua potensial aksi telah di keluarkan atrium dan memasuki nodus AV.

Setelah sedikit perlambatan ini,nodus AV melampau potensial aksi sekaligus,ke jaringan konduksi ventrikular, memungkinkan kontraksi simultan semua sel ventrikel. Pelambatan nodus AV ini juga memungkinkan waktu untuk atrium secara penuh mengejeksi kelebihan darahnya ke dalam ventrikel,sebagai persiapan untuk sistole ventrikel.

Dari nodus AV ,impuls berjalan ke berkas  his di septum interventrikular ke cabang berkas kanan dan kiri,dan kemudian melalui satu dari beberapa serat purkinye ke jaringan miokard ventrikel itu sendiri. Potensial aksi dapat melintasi jaringan penghantar 3-7 kali lebih cepat dari pada melalui miokard ventrikel. Maka berkas, cabang dan serabut purkinye dapat mendekati kontraksi simultan dari semua bagian ventrikel,sehingga memungkinkan terjadinya penyatuan kerja pompa maksimal.

  1. 5.      Pembuluh Arteri, Vena, dan Sistem Kapiler
    1. Pembuluh darah arteri atau nadi.

Pembuluh darah arteri adalah pembuluh darah yang berasal dari bilik jantung yang berdinding tebal dan kaku. Pembuluh arteri yang datang dari bilik sebelah kiri dinamakan aorta yang tugasnya mengangkut oksigen untuk disebar ke seluruh tubuh. Pembuluh arteri yang asalnya dari bilik kanan disebut sebagai pembuluh pulmonalis yang betugas membawa darah yang terkontaminasi karbon dioksida dari setiap bagian tubuh menuju ke paru-paru.

  1. Pembuluh darah vena atau balik

Pembuluh darah vena adalah pembuluh darah yang datang menuju serambi jantung yang bersifat tipis dan elastis. Pembuluh vena kava anterior adalah pembuluh balik yang berasal dari bagian atas tubuh. Pembuluh vena kava pulmonalis adalah pembuluh balik yang berasal dari bagian bawah tubuh.

  1. c.      Pembuluh darah kapiler

pembuluh darah kapiler adalah ujung yang berada di paling akhir dari pembuluh arteri. Jaringan pembuluh darah kapiler membentuk suatu anyaman rumit di mana setiap mili meter dari suatu jaringan memiliki kurang lebih sekitar 2000 kapiler darah.

 

  1. 6.      Tekanan Darah dan Sistem Regulasi

Faktor –faktor utama yang mempengaruhi tekanan darah adalah curah jantung, tekanan pembuluh darah perifer, dan volume atau aliran darah. Kontrol terhadap tekanan darah bergantung pada sensor-sensor yang secara terus menerus mengukur tekana darah dan mengirim informasinya ke otak. Otak mengintergrasikan semua informasi yang masuk dan berespon dengan mengirim rangsangan eferen ke jantung dan sistem pembuluh melalui saraf-saraf otonom. Berbagai hormon dan mediator kimiawi lokal berperan dalam mengontrol tekanan darah.

KONTROL TEKANAN DARAH

Pusat kardiovaskuler di otak berada di formasio retikularis dan terletak di medula oblongata bagian bawah dan pons. Impuls yang berkaitan dengan tekanan darah diintegrasikan disini. Apabila terjadi perubahan tekanan darah, maka pusat kardiovaskuler mengaktifkan sistem saraf otonom, sehingga terjadi perubahan stimulasi simpatis dan parasimpatis ke jantung dan selanjutnya akan terjadi perubahan stimulasi simpatis ke seluruh sistem pembuluh darah.

 

 

  1.     III.            BOIFISIKA
    1. 1.      Listrik Jantung

Aliran arus listrik dari masa sinsitium otot jantung

Sebelum masa sisitium otot jantung terangsang semua bagian luar sel otot itu bermuatan positif dan bagian dalam bermuatan negatif. Begitu suatu daerah sinsitium jantung terdepolarisasi, muatan negative akan bocor keluar dari serabut otot yang mengalami depolarisasi sehingga daerah permukaan ini menjadi elektronegatif. Karena proses depolarisasi menyebar kesegala arah melalui jantung,perbedaan potensial yang tampak hanya menetap selama seperbeberapa ribu detik,dan perhitungan voltase yang sebenarnya hanya dapat dilakukan dengan alat perekam yang berkecepatan tinggi.

Aliran arus listrik yang mengelilingi jantung pada dada (paru)

Walaupun sebagian besar paru terisi oleh udara tapi dapat juga menghantarkan arus listrik yang cukup besar dan cairan yang terdapat dalam jaringan lain yang terletak di sekeliling jantung juga dapat menghantarkan arus listrik dengan mudah. Oleh karena itu,sebenarnya jantung terendam did lam media yang konduktif. Bila satu bagian ventrikal  mengalami depolarisasi maka daerah itu akan menjadi elektronegatif di bandingkan bagian lainnya. Aliran listrik akan mengalir dari daerah yang terdepolarisasi menuju ke daerah yang terpolarisasi melalui jalur melingkar yang besar.

Impuls jantung mula-muloa akan sampai di bagian septum ventrikal dan selanjutnya segera menyebar ke permukaan dalam dari sisa ventrikel lainnya. Keadaan ini akan menyebabkan kenegatifan di bagian dalam ventrikel,sedangkan di bagian luar dinding ventrikel akan mengalami kepositifan,dengan arus listrik akan mengalir melalui cairan yang terdapat di sekeliling ventrikael menurut jalur elips. Dengan kata lain arus listik rata-rata dengan kenegatifan akan mengalir kebasal jantung dan arus listrik rata-rata dengan kepositifan akan mengalir ke bagian apeks.

Selama berlangsungnya sebagian besar sisa proses depolarisasi,arus juga tetap mengalir menurut arah penyebaran yang sama,sementara depolarisasi menyebar dari permukaan endokardium keluar melalui masa otot ventrikel.Kemudian,sesaat sebelum proses depolarisasi selesai melintasi ventrikel,selama kira-kira 0,01 detik,rata-rata aliran arus listrik ini akan terbalik,yakni akan mengalir dari apeks ventrikel menuju ke bagian basal,sebab bagian ja ntung yang paling akhir terdepolarisasi adalah dinding bagian luar ventrikel yang dekat dengan basal jantung.

Jadi pada ventrikel jantung yang normal,selama hampir seluruh siklus depolarisasi,arus mengalir dari negative ke positif,terutama dari arah basal jantung menuju ke apeks kecuali pada bagian akhir dari proses depolarisasi.

  1. 2.      Konduksi Jantung
  2. 3.      Viskositas Pembuluh Jantung

 

  1.    IV.            BIOKIMIA
    1. 1.      Struktur dan Fungsi Enzim

Analisa enzim jantung dalam plasma merupakan bagian dari profil diagnostic, yang meliputi riwayat, gejala, dan elektrokardiogram, untuk mendiagnosa infark miokard. Enzim dilepaskan dari sel bila sel mengalami cedera dan membrannya pecah. Kebanyakan enzim tidak spesifik dalam hubungannya dengan organ tertentu yang rusak. Namun berbagai isoenzim hanya dihasilkan oleh sel miokardium dan dilepaskan bila sel mengalami kerusakan akibat hipoksia lama dan mengakibatkan infark. Isoenzim bocor ke rongga interstisial miokardium dan kemudian di angkut ke peredaran darah umum oleh system limfa dan peredaran koronaria, mengakibatkan peningkatan kadar dalam darah.

Karena enzim yang berbeda dilepaskan ke dalam darah pada periode yang berbeda setelah infark miokard, maka sangat penting mengevaluasi kadar enzim yang dihubungkan dengan waktu awitan nyeri dada atau gejala lainnya. Kreatinin kinase (CK) dan isoenzimnya (CK-MB) adalah enzim paling spesifik yang di analisa untuk mendiagnosa infark jantung akut, dan merupakan enzim pertama yang meningkat. Laktat dehidrogenase (LDH) dan isoenzimnya juga perlu diperiksa pada pasien yang datang terlambat berobat, karena kadarnya baru meningkat dan mencapai puncaknya pada 2-3 hari, jauh lebih lambat dibandingkan CK.

  1. 2.      Apoptosis, Injury Sel dan adaptasi sel

Apoptosis (dari bahasa Yunani apo = “dari” dan ptosis = “jatuh”) adalah mekanisme biologi yang merupakan salah satu jenis kematian sel terprogram. Apoptosis berbeda dengan nekrosis.Apoptosis pada umumnya berlangsung seumur hidup dan bersifat menguntungkan bagi tubuh. Contoh nyata dari keuntungan apoptosis adalah pemisahan jari pada embrio.Apoptosis yang dialami oleh sel-sel yang terletak di antara jari menyebabkan masing-masing jari menjadi terpisah satu sama lain.Bila sel kehilangan kemampuan melakukan apoptosis maka sel tersebut dapat membelah secara tak terbatas dan akhirnya menjadi kanker.

Apoptosis memiliki ciri morfologis yang khas seperti blebbing membran plasma, pengerutan sel, kondensasi kromatin dan fragmentasi DNA,dan dimulai dengan enzim kaspase dari kelompok sisteina protease membentuk kompleks aktivasi protease multi sub-unit yang disebut apoptosom. Apoptosom disintesis di dalam sitoplasma setelah terjadi peningkatan permeabilitas membran mitokondria sisi luar dan pelepasan sitokrom c ke dalam sitoplasma,setelah terjadi interaksi antara membran ganda sardiolipin mitokondria dengan fosfolipid anionik yang memicu aktivitas peroksidase. Apoptosom merupakan kompleks protein yang terdiri dari sitokrom c, Apaf-1 dan prokaspase-9.

Fungsi apoptosis :

  1. Berhubungan dengan kerusakan sel atau infeksi. Dimana terjadinya apoptosis ketika sel mengalami kerusakan yang sudah tidak dapat diperbaiki lagi. Keputusan untuk melakukan apoptosis berasal dari sel itu sendiri, dari jaringan yang mengelilinginya, atau dari sel yang berasal dari sistem imun.
  2. Sebagai respon stress atau kerusakan DNA

Kondisi yang mengakibatkan sel mengalami stress, misalnya kelaparan, atau kerusakan DNA akibat racun atau paparan terhadap ultraviolet atau radiasi (misalnya radiasi gamma atau sinar X), dapat menyebabkan sel memulai proses apoptosis

  1. Sebagai upaya menjaga kestabilan jumlah sel
  2. Sebagai bagian dari pertumbuhan
  3. Regulasi sistem imun

Sel B dan Sel T merupakan pelaku utama pertahanan tubuh terhadap zat asing yang dapat menginfeksi tubuh. “Sel T pembunuh” (killer T cells) menjadi aktif saat terpapar potongan-potongan protein yang tidak sempurna (misalnya karena mutasi), atau terpapar antigen asing karena adanya infeksi virus. Setelah sel T menjadi aktif, sel-sel tersebut bermigrasi keluar dari lymph node, menemukan dan mengenali sel-sel yang tidak sempurna atau terinfeksi, dan membuat sel-sel tersebut melakukan kematian sel terprogram

Proses apoptosis secara morfologi :

Sel yang mengalami apoptosis menunjukkan morfologi unik yang dapat dilihat menggunakan mikroskop

  1. Sel terlihat membulat. Hal itu terjadi karena struktur protein yang menyusun cytoskeleton mengalami pemotongan oleh peptidase yang dikenal sebagai caspase. Caspase diaktivasi oleh mekanisme sel itu sendiri.
  2. Kromatin mengalami degradasi awal dan kondensasi.
  3. Kromatin mengalami kondensasi lebih lanjut dan membentuk potongan-potongan padat pada membran inti.
  4. Membran inti terbelah-belah dan DNA yang berada didalamnya terpotong-potong.
  5. Lapisan dalam dari membran sel, yaitu lapisan lipid fosfatidilserina akan mencuat keluar dan dikenali oleh fagosit, dan kemudian sel mengalami fagositosis, atau
  6. Sel pecah menjadi beberapa bagian yang disebut badan apoptosis, yang kemudian difagositosis.
  7. 3.      Nekrosis Sel

Nekrosis adalah kematian sel yang disebabkan oleh kerusakan sel secara akut