Sistem kardiovaskular adalah satu set kompleks pembuluh darah 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 karbon dioksida dan produk sisa metabolisme dari jaringan ke paru-paru dan organ ekskresi; 3) berkontribusi pada fungsi sistem kekebalan dan termoregulasi.
Sumber: Edoarado [CC0]
Jantung bertindak sebagai dua pompa, satu untuk peredaran pulmonal dan yang lainnya untuk peredaran sistemik. Kedua peredaran membutuhkan ruang jantung untuk berkontraksi secara teratur, menggerakkan darah searah.
Sirkulasi paru adalah aliran darah antara paru-paru dan jantung. Hal ini memungkinkan pertukaran gas darah dan alveoli paru . Sirkulasi sistemik adalah aliran darah antara jantung dan seluruh tubuh, termasuk paru-paru. Ini melibatkan pembuluh darah di dalam dan di luar organ.
Studi tentang penyakit jantung bawaan telah memungkinkan kemajuan besar dalam pemahaman tentang anatomi jantung pada bayi baru lahir dan orang dewasa, dan gen atau kromosom yang terlibat dalam cacat bawaan.
Sejumlah besar penyakit jantung yang diderita selama hidup bergantung pada faktor-faktor seperti usia, jenis kelamin, atau riwayat keluarga. Diet sehat, latihan fisik, dan obat-obatan dapat mencegah atau mengendalikan penyakit ini.
Diagnosis diandalkan dari penyakit sistem peredaran telah dimungkinkan oleh kemajuan teknologi dalam pencitraan. Demikian juga, kemajuan dalam operasi telah memungkinkan cacat yang paling bawaan, dan banyak penyakit non-bawaan, harus diperbaiki.
Indeks artikel
Anatomi dan Histologi Jantung
Kamera
Jantung memiliki sisi kiri dan kanan yang berbeda secara fungsional. Setiap sisi dibagi menjadi dua ruang, yang atas disebut atrium dan yang lebih rendah disebut ventrikel. Kedua ruang terutama terdiri dari jenis otot khusus yang disebut jantung.
Atrium, atau bilik atas, dipisahkan oleh septum interatrial. Ventrikel, atau bilik bawah, dipisahkan oleh septum interventrikular. Dinding atrium kanan tipis Tiga vena mengalirkan darah ke dalamnya: vena cava superior dan inferior, dan sinus koroner. Darah ini berasal dari tubuh.
Bagian dari hati. Sumber: Diagram_of_the_human_heart_ (dipotong) _pt.svg: Karya turunan Rhcastilhos: Ortisa [Domain publik]
Dinding atrium kiri tiga kali lebih tebal dari dinding kanan. Empat vena pulmonalis mengeluarkan darah beroksigen ke atrium kiri. Darah ini berasal dari paru-paru.
Dinding ventrikel, terutama kiri, jauh lebih tebal daripada 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 berusuk, dengan berkas dan pita otot, yang disebut trabekula carneae . Otot papiler menonjol ke dalam rongga ventrikel.
katup
Setiap pembukaan ventrikel dilindungi oleh katup yang mencegah kembalinya aliran darah. Ada dua jenis katup: atrioventrikular (mitral dan trikuspid) dan semilunar (pulmonal dan aorta).
Katup mitral, yang 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). Daun katup dan otot papiler katup atrioventrikular bergabung dengan struktur, yang disebut korda tendinae , berbentuk seperti akord halus.
Katup semilunar adalah struktur berbentuk saku. Katup pulmonal, terdiri dari dua selebaran, menghubungkan ventrikel kanan dengan arteri pulmonalis. Katup aorta, terdiri dari tiga daun, menghubungkan ventrikel kiri dengan aorta.
Sebuah 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: endocardium (lapisan dalam), miokardium (inner lapisan tengah), epikardium (luar lapisan tengah), dan perikardium (lapisan luar).
Endokardium adalah lapisan sel tipis yang mirip dengan endotelium pembuluh darah. Miokardium mengandung unsur kontraktil jantung.
Miokardium terdiri dari sel-sel otot. Masing-masing sel ini memiliki miofibril yang membentuk unit kontraktil yang disebut sarkomer. Setiap sarkomer memiliki filamen aktin yang menonjol dari garis yang berlawanan, dan tersusun di sekitar filamen miosin yang tebal.
Epikardium adalah lapisan sel mesothelial yang ditembus oleh pembuluh koroner yang menuju ke miokardium. Pembuluh darah ini memasok darah arteri ke jantung.
Perikardium adalah lapisan sel epitel longgar yang terletak pada jaringan ikat. Ini membentuk kantung membran di mana jantung ditangguhkan. Itu melekat di bawah diafragma, di samping ke pleura, dan di depan tulang dada.
Histologi sistem vaskular
Pembuluh darah besar berbagi struktur tiga lapis, yaitu: tunika intima, tunika media, dan tunika adventitia.
Tunika intima, yang merupakan lapisan terdalam, merupakan satu lapis sel endotel yang dilapisi oleh jaringan elastik. Lapisan ini mengontrol permeabilitas vaskular, vasokonstriksi, angiogenesis, dan mengatur koagulasi.
Tunika intima vena lengan dan kaki memiliki katup yang mencegah aliran darah kembali, mengarahkannya ke jantung. Katup ini terdiri dari endotelium dan sedikit jaringan ikat.
Tunika media, yang merupakan lapisan antara, dipisahkan dari intima oleh lapisan elastis internal, terdiri dari elastin. Tunika media terdiri dari sel otot polos, tertanam dalam matriks ekstraseluler, dan serat elastis. Di arteri, tunika media tebal, sedangkan di vena tipis.
Tunika adventitia, yang merupakan lapisan terluar, adalah yang terkuat dari ketiga lapisan tersebut. Ini terdiri dari kolagen dan serat elastis. Lapisan ini adalah penghalang pembatas, melindungi kapal dari ekspansi. Di arteri dan vena besar, adventitia mengandung vasa vasorum , pembuluh darah kecil yang memasok oksigen dan nutrisi ke dinding pembuluh darah.
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 (sistolik atrium dan ventrikel). Relaksasi ruang atrium dan ventrikel (diastol) mengikuti.
Sebuah sistem konduksi jantung khusus bertanggung jawab untuk menembakkan aktivitas listrik dan mentransmisikannya ke semua bagian miokardium. Sistem ini terdiri dari:
– Dua massa kecil jaringan khusus, yaitu: nodus sinoatrial (nodus SA) dan nodus atrioventrikular (nodus AV).
– Bundel His dengan cabang-cabangnya dan sistem Purkinje, terletak di ventrikel.
Di jantung manusia, SA node terletak di atrium kanan, di sebelah vena cava superior. Nodus AV terletak di bagian posterior kanan septum interatrial.
Kontraksi jantung ritmik berasal dari impuls listrik yang dihasilkan secara spontan di nodus SA. Kecepatan generasi impuls listrik dikendalikan oleh sel-sel alat pacu jantung dari node ini.
Pulsa yang dihasilkan di SA node melewati AV node. Kemudian berlanjut melalui berkas His dan cabang-cabangnya menuju sistem Purkinje, di otot ventrikel.
Otot jantung
Sel-sel otot jantung dihubungkan oleh cakram yang diselingi. Sel-sel ini terhubung satu sama lain secara seri dan paralel dan dengan demikian membentuk serat otot.
Membran sel dari cakram yang diselingi menyatu satu sama lain, membentuk sambungan komunikasi permeabel yang memungkinkan difusi ion dengan cepat dan dengan demikian arus listrik. Karena semua sel terhubung secara elektrik, otot jantung dikatakan secara fungsional merupakan syncytium elektrik.
Jantung terdiri dari dua syncytics:
– 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.
Potensial aksi otot jantung
Distribusi ion melintasi membran sel menghasilkan perbedaan potensial listrik antara bagian dalam dan luar sel, yang dikenal sebagai potensial membran.
Potensial membran istirahat sel jantung mamalia adalah -90 mV. Stimulus menghasilkan potensial aksi, yang merupakan perubahan potensial membran. Potensi ini menyebar dan bertanggung jawab atas timbulnya kontraksi. Potensial aksi terjadi secara bertahap.
Pada fase depolarisasi, sel jantung dirangsang dan pembukaan saluran natrium berpintu tegangan dan masuknya natrium ke dalam sel terjadi. 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, pembukaan saluran kalsium dan penutupan cepat saluran kalium terjadi. Fase repolarisasi cepat, penutupan saluran kalsium, dan pembukaan lambat saluran kalium mengembalikan sel ke potensi istirahatnya.
Respon kontraktil
Pembukaan kanal kalsium yang bergantung pada voltase dalam sel otot merupakan salah satu peristiwa depolarisasi yang memungkinkan Ca +2 masuk ke miokardium. Ca +2 adalah efektor yang menggabungkan depolarisasi dan kontraksi jantung.
Setelah depolarisasi sel, Ca 2 entri terjadi , yang memicu pelepasan tambahan Ca +2 , melalui Ca + 2- saluran sensitif , dalam retikulum sarkoplasma. Hal ini meningkatkan konsentrasi Ca +2 seratus kali .
Respon kontraktil otot jantung dimulai setelah depolarisasi. Ketika sel otot berepolarisasi, retikulum sakkoplasma menyerap kembali kelebihan Ca +2 . Konsentrasi Ca +2 kembali ke tingkat awalnya, memungkinkan otot untuk rileks.
Pernyataan hukum Starling hati adalah “energi yang dilepaskan selama kontraksi tergantung pada panjang serat awal.” Saat istirahat, panjang awal serat ditentukan oleh derajat pengisian diastolik jantung. Tekanan yang berkembang di ventrikel sebanding dengan volume ventrikel pada akhir fase pengisian.
Fungsi jantung: siklus jantung dan elektrokardiogram
Pada akhir diastol, katup mitral dan trikuspid terbuka dan katup aorta dan pulmonal tertutup. Sepanjang diastol, darah memasuki jantung dan mengisi atrium dan ventrikel. Kecepatan pengisian menurun saat ventrikel mengembang dan katup AV menutup.
Kontraksi otot atrium, atau sistol atrium, mengurangi foramen vena cava 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 ke ventrikel. Ini disebut tekanan isovolumik, 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.
Fungsi 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 tipis tetapi cukup berotot untuk berkontraksi dan mengembang. Ini memungkinkan mereka menjadi reservoir darah yang terkendali.
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 melalui mana darah diangkut ke kapiler. Arteriol memiliki dinding otot yang kuat yang dapat berkontraksi atau melebar beberapa kali. Hal ini memungkinkan arteri untuk mengubah aliran darah sesuai kebutuhan.
Kapiler adalah pembuluh kecil di arteriol yang memungkinkan pertukaran nutrisi, elektrolit, hormon, dan zat lain antara darah dan cairan interstisial. Dinding kapiler tipis dan memiliki banyak pori yang permeabel terhadap 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 dalam aorta, yang merupakan arteri pertama dari peredaran sistemik. Tekanan maksimum selama sistol disebut tekanan sistolik.
Kemudian katup aorta menutup dan ventrikel kiri berelaksasi 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 disebut tekanan nadi. Pohon arteri kompleks mengurangi tekanan denyut, membuat, dengan beberapa denyut, aliran darah ke jaringan terus menerus.
Kontraksi ventrikel kanan, yang terjadi bersamaan dengan ventrikel kiri, mendorong darah melalui katup pulmonal dan masuk ke arteri pulmonalis. Ini dibagi menjadi arteri kecil, arteriol dan kapiler peredaran paru. Tekanan paru jauh lebih rendah (10-20 mm Hg) daripada tekanan sistemik.
Respon peredaran darah terhadap perdarahan
Pendarahan bisa eksternal atau internal. Ketika mereka besar, mereka memerlukan 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 memulihkan tekanan darah normal.
Pusat kardiovaskular meduler meningkatkan stimulasi simpatis dari nodus sinoatrial kanan, yang: 1) meningkatkan kekuatan kontraksi otot jantung, meningkatkan volume darah yang dipompa di setiap denyut nadi; 2) meningkatkan jumlah ketukan per satuan waktu. Kedua proses tersebut meningkatkan tekanan darah.
Secara bersamaan, pusat kardiovaskular meduler merangsang kontraksi (vasokonstriksi) pembuluh darah tertentu, memaksa bagian dari darah yang dikandungnya untuk pindah ke seluruh sistem peredaran darah, termasuk jantung, meningkatkan tekanan darah.
Respon peredaran darah terhadap olahraga
Selama berolahraga, jaringan tubuh Anda meningkatkan kebutuhan mereka akan oksigen. Oleh karena itu, selama latihan aerobik yang ekstrim, laju pemompaan darah melalui jantung harus meningkat dari 5 menjadi 35 liter per menit. Mekanisme yang paling jelas untuk mencapai hal ini adalah peningkatan jumlah detak jantung per satuan waktu.
Peningkatan denyut disertai dengan: 1) vasodilatasi arteri pada 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 , terutama pusat kardiovaskular meduler, memainkan peran mendasar dalam respons ini terhadap latihan melalui stimulasi simpatis.
Embriologi
Pada minggu ke-4 perkembangan embrio manusia, sistem peredaran darah dan darah mulai terbentuk menjadi “pulau-pulau darah” yang muncul di dinding mesodermal kantung kuning telur. Pada saat ini, embrio mulai menjadi terlalu besar untuk distribusi oksigen yang hanya dapat dilakukan dengan difusi.
Darah pertama, terdiri dari eritrosit berinti seperti reptil, amfibi dan ikan, berasal dari sel yang disebut hemangioblas, yang terletak di “pulau darah”.
Dalam minggu 6-8, produksi darah, yang terdiri dari sel darah merah tanpa inti mamalia yang khas, mulai bergerak ke hati. Pada bulan ke-6, eritrosit menjajah sumsum tulang dan produksinya oleh hati mulai menurun, berhenti pada periode neonatal awal.
Pembuluh darah embrio dibentuk oleh tiga mekanisme:
– Penggabungan 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 regio servikal dan sefalik, tiga lengkung branchial pertama embrio membentuk sistem arteri karotis.
Penyakit: daftar sebagian
Aneurisma . Pelebaran segmen lemah arteri yang disebabkan oleh tekanan darah.
Aritmia . Penyimpangan dari keteraturan normal dari irama jantung karena cacat dalam konduksi listrik jantung.
Aterosklerosis . Penyakit kronis yang disebabkan oleh deposisi (plak) lipid, kolesterol atau kalsium di endotelium arteri besar.
Cacat lahir . Kelainan genetik atau lingkungan dari sistem peredaran darah hadir saat lahir.
Dislipidemia . Kadar lipoprotein darah yang tidak normal. Lipoprotein mentransfer lipid antar organ.
Endokarditis . Peradangan pada endokardium yang disebabkan oleh infeksi bakteri dan terkadang jamur.
Penyakit serebrovaskular . Kerusakan mendadak akibat berkurangnya aliran darah di bagian otak.
Penyakit katup . Regurgitasi katup mitral untuk mencegah aliran darah yang tidak tepat.
Gagal jantung . Ketidakmampuan jantung untuk berkontraksi dan rileks secara efektif, mengurangi kinerjanya dan mengganggu peredaran.
Hipertensi . Tekanan darah lebih dari 140/90 mm Hg. Menghasilkan aterogenesis dengan merusak endotelium
Infark . Kematian sebagian miokardium disebabkan oleh terhentinya aliran darah oleh trombus yang tersangkut di arteri koroner.
Varises dan wasir . Cacar air adalah pembuluh darah yang telah 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 untuk organisme. Cambridge, Cambridge.
- Dzau, VJ, Duke, JB, Liew, C.-C. 2007. Genetika kardiovaskular dan genomik untuk ahli jantung, Blackwell, Malden.
- Petani, CG1999. Evolusi sistem kardio-paru vertebrata. Tinjauan 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. Ahli Zoologi Amerika, 39, 89–198.
- Hall, JE 2016. Buku teks fisiologi medis Guyton and Hall. Elsevier, Philadelphia.
- Hempleman, SC, Warburton, SJ 2013. Embriologi komparatif dari tubuh karotis. Fisiologi Pernapasan & Neurobiologi, 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 & Pengembangan, 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. Atlas warna 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. Kedokteran kardiovaskular. Springer, London.
