SISTEM KARDIOVASKULAR: FISIOLOGI, FUNGSI ORGAN, HISTOLOGI - ANATOMI DAN FISIOLOGI

Sistem kardiovaskular adalah sekumpulan pembuluh darah kompleks yang mengangkut zat antara sel dan darah, dan antara darah dan lingkungan. Komponennya adalah jantung, pembuluh darah dan darah.

Fungsi sistem kardiovaskular adalah: 1) mendistribusikan oksigen dan nutrisi ke jaringan tubuh; 2) mengangkut karbondioksida dan produk sisa metabolisme dari jaringan ke paru-paru dan organ ekskresi; 3) berkontribusi pada berfungsinya sistem kekebalan dan termoregulasi.

Sumber: Edoarado

Jantung bertindak sebagai dua pompa, satu untuk sirkulasi paru dan satu lagi untuk sistemik. Kedua peredaran darah tersebut membutuhkan ruang jantung untuk berkontraksi secara teratur, menggerakkan darah secara searah.

Sirkulasi paru adalah aliran darah antara paru-paru dan jantung. Ini memungkinkan pertukaran gas darah dan alveoli paru. Sirkulasi sistemik adalah aliran darah antara jantung dan bagian tubuh lainnya, tidak termasuk paru-paru. Ini melibatkan pembuluh darah di dalam dan di luar organ.

Studi tentang penyakit jantung bawaan telah memungkinkan kemajuan besar dalam pemahaman anatomi jantung pada bayi baru lahir dan orang dewasa, dan tentang gen atau kromosom yang terlibat dalam cacat bawaan.

Banyaknya penyakit jantung yang didapat selama hidup bergantung pada faktor-faktor seperti usia, jenis kelamin, atau riwayat keluarga. Pola makan yang sehat, olahraga fisik, dan pengobatan dapat mencegah atau mengendalikan penyakit ini.

Diagnosis penyakit yang dapat diandalkan pada sistem peredaran darah telah dimungkinkan oleh kemajuan teknologi dalam pencitraan. Demikian pula, kemajuan dalam pembedahan telah memungkinkan sebagian besar cacat bawaan, dan banyak penyakit non-bawaan, untuk disembuhkan.

Anatomi dan Histologi Jantung

Kamera

Jantung memiliki sisi kiri dan kanan yang secara fungsional berbeda. Setiap sisi dibagi menjadi dua ruang, yang atas disebut atrium dan yang lebih rendah disebut ventrikel. Kedua ruang tersebut terutama terdiri dari jenis otot khusus yang disebut jantung.

Atrium, atau ruang atas, dipisahkan oleh septum interatrial. Ventrikel, atau ruang bawah, dipisahkan oleh septum interventrikel. Dinding atrium kanan tipis. Tiga vena mengeluarkan darah ke interiornya: vena kava superior dan inferior, dan sinus koroner. Darah ini berasal dari tubuh.

Bagian dari hati. Sumber: Diagram_of_the_human_heart_ (dipotong) _pt.svg: Rhcastilhosderivatif karya: Ortisa

Dinding atrium kiri tiga kali lebih tebal dari atrium kanan. Empat vena pulmonalis mengeluarkan darah beroksigen ke atrium kiri. Darah ini berasal dari paru-paru.

Dinding ventrikel, terutama kiri, jauh lebih tebal dibandingkan dengan atrium. Arteri pulmonalis dimulai dari ventrikel kanan, yang mengarahkan darah ke paru-paru. Aorta dimulai dari ventrikel kiri, yang mengarahkan darah ke seluruh tubuh.

Permukaan bagian dalam ventrikel bergaris, dengan bundel dan pita otot, yang disebut trabekula carneae. Otot papiler menonjol ke dalam rongga ventrikel.

Katup

Setiap bukaan ventrikel dilindungi oleh katup yang mencegah kembalinya aliran darah. Ada dua jenis katup: atrioventrikular (mitral dan trikuspid) dan semilunar (paru dan aorta).

Katup mitral, yang bersifat bikuspid, menghubungkan atrium kiri (atrium) dengan ventrikel di sisi yang sama. Katup trikuspid menghubungkan atrium kanan (atrium) dengan ventrikel di sisi yang sama.

Cusp adalah lipatan endokardium berbentuk daun (membran yang diperkuat dengan jaringan ikat fibrosa). Cusp dan otot papiler dari katup atrioventrikular bergabung dengan struktur yang disebut chordae tendinae, dalam bentuk tali tipis.

Katup semilunar adalah struktur berbentuk kantong. Katup paru, terdiri dari dua selebaran, menghubungkan ventrikel kanan dengan arteri pulmonalis. Katup aorta, terdiri dari tiga selebaran, menghubungkan ventrikel kiri dengan aorta.

Pita jaringan ikat fibrosa (annulus fibrosus), yang memisahkan atrium dari ventrikel, menyediakan permukaan untuk perlekatan otot dan penyisipan katup.

Dinding

Dinding jantung terdiri dari empat lapisan: endokardium (lapisan dalam), miokardium (lapisan tengah bagian dalam), epikardium (lapisan tengah luar), dan perikardium (lapisan luar).

Endokardium adalah lapisan tipis sel yang mirip dengan endotel pembuluh darah. Miokardium mengandung unsur kontraktil jantung.

Miokardium terdiri dari sel otot. Masing-masing sel ini memiliki miofibril yang membentuk unit kontraktil yang disebut sarkomer. Setiap sarkomer memiliki filamen aktin yang menonjol dari garis berlawanan, dan disusun di sekitar filamen miosin tebal.

Epikardium adalah lapisan sel mesothelial yang ditembus oleh pembuluh koroner yang menuju ke miokardium. Pembuluh ini memasok darah arteri ke jantung.

Perikardium adalah lapisan sel epitel lepas yang bertumpu pada jaringan ikat. Ini membentuk kantung selaput tempat jantung tergantung. Itu melekat di bawah diafragma, di sisi pleura, dan di depan sternum.

Histologi sistem vaskular

Pembuluh darah besar berbagi struktur tiga lapis, yaitu: tunica intima, tunica media, dan tunica adventitia.

Tunika intima, yang merupakan lapisan paling dalam, merupakan lapisan tunggal sel endotel yang ditutupi oleh jaringan elastis. Lapisan ini mengontrol permeabilitas vaskular, vasokonstriksi, angiogenesis, dan mengatur koagulasi.

Tunika intima pada vena lengan dan kaki memiliki katup yang mencegah aliran balik darah, mengarahkannya ke jantung. Katup-katup ini terdiri dari endotelium dan jaringan ikat kecil.

Media tunika, yang merupakan lapisan perantara, dipisahkan dari intima oleh lembaran elastis internal yang terdiri dari elastin. Media tunika terdiri dari sel otot polos, tertanam dalam matriks ekstraseluler, dan serat elastis. Di arteri, media tunika tebal, sedangkan di vena tipis.

Tunica adventitia, yang merupakan lapisan terluar, adalah yang terkuat dari tiga lapisan. Ini terdiri dari kolagen dan serat elastis. Lapisan ini adalah penghalang pembatas, melindungi kapal dari ekspansi. Pada arteri dan vena besar, adventitia mengandung vasa vasorum, pembuluh darah kecil yang memasok oksigen dan nutrisi ke dinding vaskular.

Fisiologi jantung

Sistem mengemudi

Kontraksi jantung yang teratur adalah hasil dari ritme yang melekat pada otot jantung. Kontraksi dimulai di atrium. Ini mengikuti kontraksi ventrikel (sistol atrium dan ventrikel). Relaksasi ruang atrium dan ventrikel (diastole) mengikuti.

Sistem konduksi jantung khusus bertanggung jawab untuk menembakkan aktivitas listrik dan mengirimkannya ke semua bagian miokardium. Sistem ini terdiri dari:

- Dua massa kecil jaringan khusus, yaitu: simpul sinoatrial (simpul SA) dan simpul atrioventrikular (simpul AV).

- Bundel-Nya dengan cabang-cabangnya dan sistem Purkinje, yang terletak di ventrikel.

Dalam hati manusia, simpul SA terletak di atrium kanan, di sebelah vena kava superior. Nodus AV terletak di bagian posterior kanan dari septum interatrial.

Kontraksi jantung ritmik berasal dari impuls listrik yang dihasilkan secara spontan di simpul SA. Kecepatan pembangkitan impuls listrik dikendalikan oleh sel alat pacu jantung dari node ini.

Denyut nadi yang dihasilkan di node SA melewati node AV. Kemudian, itu berlanjut melalui berkas Nya dan cabang-cabangnya menuju sistem Purkinje, di otot ventrikel.

Otot jantung

Sel otot jantung dihubungkan oleh cakram selingan. Sel-sel ini terhubung satu sama lain secara seri dan paralel sehingga membentuk serat otot.

Membran sel dari cakram interkalasi menyatu satu sama lain, membentuk celah permeabel yang memungkinkan difusi ion cepat dan dengan demikian arus listrik. Karena semua sel terhubung secara elektrik, otot jantung dikatakan berfungsi sebagai syncytium listrik.

Jantung terdiri dari dua sinkronisasi:

- Salah satu atrium, dibentuk oleh dinding atrium.

- Ventrikel, terdiri dari dinding ventrikel.

Pembagian jantung ini memungkinkan atrium berkontraksi sesaat sebelum ventrikel berkontraksi, membuat jantung memompa secara efektif.

Potensi aksi otot jantung

Distribusi ion yang melintasi membran sel menghasilkan perbedaan potensial listrik antara bagian dalam dan luar sel, yang dikenal sebagai potensial membran.

Potensi membran istirahat sel jantung mamalia adalah -90 mV. Stimulus menghasilkan potensial aksi, yaitu perubahan potensial membran. Potensi ini menyebar dan bertanggung jawab atas permulaan kontraksi. Potensi aksi terjadi secara bertahap.

Pada fase depolarisasi, sel jantung dirangsang dan terjadi pembukaan saluran natrium gerbang tegangan dan masuknya natrium ke dalam sel. Sebelum saluran ditutup, potensial membran mencapai +20 mV.

Pada fase repolarisasi awal, saluran natrium menutup, sel mulai melakukan repolarisasi, dan ion kalium keluar dari sel melalui saluran kalium.

Pada fase dataran tinggi, terjadi pembukaan saluran kalsium dan penutupan saluran kalium secara cepat. Fase repolarisasi yang cepat, penutupan saluran kalsium, dan pembukaan saluran kalium yang lambat mengembalikan sel ke potensi istirahatnya.

Respon kontraktil

Pembukaan saluran kalsium yang bergantung pada tegangan dalam sel otot merupakan salah satu peristiwa depolarisasi yang memungkinkan Ca ⁺² memasuki miokardium. Ca ⁺² adalah efektor yang memasangkan depolarisasi dan kontraksi jantung.

Setelah depolarisasi sel, terjadi masuknya Ca ⁺² , yang memicu pelepasan tambahan Ca ⁺² melalui saluran sensitif Ca ^{+ 2-} di retikulum sarkoplasma. Ini meningkatkan konsentrasi Ca ⁺² seratus kali lipat .

Respon kontraktil otot jantung dimulai setelah depolarisasi. Ketika sel otot berepolarisasi, retikulum sakoplasma menyerap kembali kelebihan Ca ⁺² . Konsentrasi Ca ⁺² kembali ke tingkat awalnya, memungkinkan otot untuk rileks.

Pernyataan hukum Starling tentang jantung adalah "energi yang dilepaskan selama kontraksi bergantung pada panjang serat awal." Saat istirahat, panjang awal serat ditentukan oleh derajat pengisian diastolik jantung. Tekanan yang berkembang di ventrikel sebanding dengan volume ventrikel di akhir fase pengisian.

Fungsi jantung: siklus jantung dan elektrokardiogram

Pada diastol lanjut, katup mitral dan trikuspid terbuka dan katup aorta dan paru ditutup. Sepanjang diastol, darah masuk ke jantung dan mengisi atrium dan ventrikel. Laju pengisian melambat saat ventrikel mengembang dan katup AV menutup.

Kontraksi otot atrium, atau sistol atrium, mengurangi foramina vena kava superior dan inferior serta vena pulmonalis. Darah cenderung tertahan di jantung oleh inersia pergerakan darah yang masuk.

Kontraksi ventrikel, atau sistol ventrikel, dimulai dan katup AV menutup. Selama fase ini otot ventrikel sedikit memendek dan miokardium menekan darah di ventrikel. Ini disebut tekanan isovolumic, ini berlangsung sampai tekanan di ventrikel melebihi tekanan di aorta dan arteri pulmonalis dan katupnya terbuka.

Pengukuran fluktuasi potensi siklus jantung tercermin dalam elektrokardiogram: gelombang P dihasilkan oleh depolarisasi atrium; kompleks QRS didominasi oleh depolarisasi ventrikel; gelombang T adalah repolarisasi ventrikel.

Berfungsi dari sistem peredaran darah

Komponen

Sirkulasi dibagi menjadi sistemik (atau perifer) dan paru. Komponen sistem peredaran darah adalah vena, venula, arteri, arteriol, dan kapiler.

Venula menerima darah dari kapiler dan secara bertahap bergabung dengan vena besar. Vena membawa darah kembali ke jantung. Tekanan dalam sistem vena rendah. Dinding pembuluh darah tipis tetapi cukup berotot untuk berkontraksi dan mengembang. Ini memungkinkan mereka menjadi reservoir darah yang dapat dikontrol.

Arteri memiliki fungsi mengangkut darah di bawah tekanan tinggi ke jaringan. Karena itu, arteri memiliki dinding pembuluh darah yang kuat dan darah bergerak dengan kecepatan tinggi.

Arteriol adalah cabang kecil dari sistem arteri, yang bertindak sebagai saluran kontrol di mana darah diangkut ke kapiler. Arteriol memiliki dinding otot yang kuat yang dapat berkontraksi atau melebar beberapa kali. Ini memungkinkan arteri untuk mengubah aliran darah sesuai kebutuhan.

Kapiler adalah pembuluh darah kecil di arteriol yang memungkinkan terjadinya pertukaran nutrisi, elektrolit, hormon, dan zat lain antara darah dan cairan interstisial. Dinding kapiler tipis dan memiliki banyak pori-pori yang dapat ditembus oleh air dan molekul kecil.

Tekanan

Ketika ventrikel berkontraksi, tekanan internal ventrikel kiri meningkat dari nol menjadi 120 mm Hg. Hal ini menyebabkan katup aorta terbuka dan aliran darah dikeluarkan ke aorta, yang merupakan arteri pertama dari sirkulasi sistemik. Tekanan maksimum selama sistol disebut tekanan sistolik.

Katup aorta kemudian menutup dan ventrikel kiri mengendur, sehingga darah dapat masuk dari atrium kiri melalui katup mitral. Periode relaksasi disebut diastol. Selama periode ini tekanan turun menjadi 80 mm Hg.

Oleh karena itu, perbedaan antara tekanan sistolik dan diastolik adalah 40 mm Hg, yang dinyatakan sebagai tekanan nadi. Pohon arteri kompleks mengurangi tekanan denyut, membuat, dengan beberapa denyutan, aliran darah ke jaringan terus menerus.

Kontraksi ventrikel kanan, yang terjadi bersamaan dengan ventrikel kiri, mendorong darah melalui katup pulmonalis dan masuk ke arteri pulmonalis. Ini dibagi menjadi arteri kecil, arteriol, dan kapiler sirkulasi paru. Tekanan paru jauh lebih rendah (10-20 mm Hg) dibandingkan tekanan sistemik.

Respon peredaran darah terhadap perdarahan

Pendarahan bisa eksternal atau internal. Ketika mereka besar, mereka membutuhkan perhatian medis segera. Penurunan volume darah yang signifikan menyebabkan penurunan tekanan darah, yang merupakan kekuatan yang menggerakkan darah dalam sistem peredaran darah untuk menyediakan oksigen yang dibutuhkan jaringan untuk tetap hidup.

Penurunan tekanan darah dirasakan oleh baroreseptor, yang menurunkan laju pelepasannya. Pusat kardiovaskular batang otak yang terletak di dasar otak mendeteksi penurunan aktivitas basoreseptor, yang melepaskan serangkaian mekanisme homeostatis yang berupaya mengembalikan tekanan darah normal.

Pusat kardiovaskular meduler meningkatkan rangsangan simpatis dari simpul sinoatrial kanan, yang: 1) meningkatkan kekuatan kontraksi otot jantung, meningkatkan volume darah yang dipompa di setiap denyut nadi; 2) meningkatkan jumlah detak per unit waktu. Kedua proses tersebut meningkatkan tekanan darah.

Secara bersamaan, pusat kardiovaskular meduler menstimulasi kontraksi (vasokonstriksi) pembuluh darah tertentu, memaksa bagian darah yang dikandungnya untuk pindah ke seluruh sistem peredaran darah, termasuk jantung, meningkatkan tekanan darah.

Respon peredaran darah untuk berolahraga

Selama berolahraga, jaringan tubuh meningkatkan kebutuhan oksigennya. Oleh karena itu, selama latihan aerobik ekstrim, laju pemompaan darah melalui jantung harus meningkat dari 5 menjadi 35 liter per menit. Mekanisme paling jelas untuk mencapai hal ini adalah peningkatan jumlah detak jantung per unit waktu.

Peningkatan pulsasi disertai dengan: 1) vasodilatasi arteri di otot; 2) vasokonstriksi pada sistem pencernaan dan ginjal; 3) vasokonstriksi vena, yang meningkatkan aliran balik vena ke jantung dan, oleh karena itu, jumlah darah yang dapat dipompa. Dengan demikian, otot menerima lebih banyak darah dan karenanya lebih banyak oksigen

Sistem saraf, khususnya pusat kardiovaskular meduler, memainkan peran mendasar dalam respons terhadap olahraga ini melalui stimulasi simpatis.

Embriologi

Pada minggu ke 4 perkembangan embrio manusia, sistem peredaran darah dan darah mulai terbentuk menjadi "pulau darah" yang muncul di dinding mesodermal kantung kuning telur. Pada saat ini, embrio mulai menjadi terlalu besar untuk distribusi oksigen hanya dilakukan melalui difusi.

Darah pertama, terdiri dari eritrosit berinti seperti pada reptil, amfibi, dan ikan, berasal dari sel yang disebut hemangioblas, yang terletak di "pulau darah".

Dalam minggu ke 6-8, produksi darah, yang terdiri dari sel darah merah khas mamalia tanpa nukleus, mulai bergerak ke hati. Pada bulan ke-6, eritrosit menjajah sumsum tulang dan produksinya oleh hati mulai menurun, berhenti pada awal periode neonatal.

Pembuluh darah embrio dibentuk oleh tiga mekanisme:

- Koalesensi in situ (vaskulogenesis).

- Migrasi sel prekursor endotel (angioblas) menuju organ.

- Pengembangan dari pembuluh yang ada (angiogenesis).

Jantung muncul dari mesoderm dan mulai berdetak pada minggu keempat kehamilan. Selama perkembangan daerah serviks dan kepala, tiga lengkung cabang pertama dari embrio membentuk sistem arteri karotis.

Penyakit: daftar parsial

Aneurisme . Pelebaran segmen arteri yang lemah disebabkan oleh tekanan darah.

Aritmia . Penyimpangan dari keteraturan ritme jantung yang normal karena kerusakan pada konduksi listrik jantung.

Aterosklerosis . Penyakit kronis yang disebabkan oleh pengendapan (plak) lipid, kolesterol, atau kalsium di endotel arteri besar.

Cacat bawaan . Kelainan genetik atau lingkungan yang berasal dari sistem peredaran darah yang ada saat lahir.

Dislipidemia . Tingkat lipoprotein darah yang tidak normal. Lipoprotein mentransfer lipid antar organ.

Endokarditis . Radang endokardium yang disebabkan oleh infeksi bakteri dan terkadang jamur.

Penyakit serebrovaskular . Kerusakan mendadak akibat berkurangnya aliran darah di bagian otak.

Penyakit katup jantung . Kegagalan katup mitral untuk mencegah aliran darah yang tidak tepat.

Gagal hati . Ketidakmampuan jantung untuk berkontraksi dan rileks secara efektif, mengurangi kinerja dan mengganggu sirkulasi.

Hipertensi . Tekanan darah lebih besar dari 140/90 mm Hg. Menghasilkan aterogenesis dengan merusak endotelium

Infark . Kematian sebagian miokardium disebabkan oleh gangguan aliran darah oleh trombus yang tersangkut di arteri koroner.

Varises dan wasir . Cacar air adalah pembuluh darah yang membengkak oleh darah. Wasir adalah kelompok varises di anus.

Referensi

Aaronson, PI, Ward, JPT, Wiener, CM, Schulman, SP, Gill, JS 1999. Sekilas tentang sistem kardiovaskular Blackwell, Oxford.
Artman, M., Benson, DW, Srivastava, D., Joel B. Steinberg, JB, Nakazawa, M. 2005. Perkembangan kardiovaskular dan malformasi kongenital: mekanisme molekuler dan genetik. Blackwell, Malden.
Barrett, KE, Brooks, HL, Barman, SM, Yuan, JX-J. 2019. Review Ganong tentang fisiologi medis. McGraw-Hill, New York.
Burggren, WW, Keller, BB 1997. Pengembangan sistem kardiovaskular: molekul menjadi organisme. Cambridge, Cambridge.
Dzau, VJ, Duke, JB, Liew, C.-C. 2007. Genetika dan genomik kardiovaskular untuk ahli jantung, Blackwell, Malden.
Farmer, CG1999. Evolusi sistem kardio-paru vertebrata. Review Tahunan Fisiologi, 61, 573–592.
Gaze, DC 2012. Sistem kardiovaskular - fisiologi, diagnostik, dan implikasi klinis. InTech, Rijeka.
Gittenberger-de Groot, AC, Bartelings, MM, Bogers, JJC, Boot, MJ, Poelmann, RE 2002. Embriologi batang arteri umum. Kemajuan dalam Kardiologi Anak, 15, 1–8.
Gregory K. Snyder, GK, Sheafor, BA 1999. Sel darah merah: inti dalam evolusi sistem peredaran darah vertebrata. American Zoologist, 39, 89–198.
Hall, JE 2016. Guyton dan Hall buku teks fisiologi medis. Elsevier, Philadelphia.
Hempleman, SC, Warburton, SJ 2013. Embriologi komparatif dari tubuh karotis. Fisiologi & Neurobiologi Pernapasan, 185, 3–8.
Muñoz-Chápuli, R., Carmona, R., Guadix, JA, Macías, D., Pérez-Pomares, JM 2005. Asal usul sel endotel: pendekatan evo-devo untuk transisi invertebrata / vertebrata dari sistem peredaran darah . Evolusi & Perkembangan, 7, 351-358.
Rogers, K. 2011. Sistem kardiovaskular. Penerbitan Pendidikan Britannica, New York.
Safar, ME, Frohlich, ED 2007. Aterosklerosis, arteri besar dan risiko kardiovaskular. Karger, Basel.
Saksena, FB 2008. Warna atlas tanda lokal dan sistemik penyakit kardiovaskular. Blackwell, Malden.
Schmidt-Rhaesa, A. 2007. Evolusi sistem organ. Oxford, Oxford.
Taylor, RB 2005. Penyakit Kardiovaskular Taylor: Buku Pegangan. Springer, New York.
Topol, EJ, dkk. 2002. Buku Ajar Kedokteran Kardiovaskular. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia.
Whittemore, S., Cooley, DA 2004. Sistem peredaran darah. Chelsea House, New York.
Willerson, JT, Cohn, JN, Wellens, HJJ, Holmes, DR, Jr. 2007. Pengobatan kardiovaskular. Springer, London.

SISTEM KARDIOVASKULAR: FISIOLOGI, FUNGSI ORGAN, HISTOLOGI - ANATOMI DAN FISIOLOGI - 2025