Memahami Struktur Makroskopis, Struktur Mikroskopis, dan Mekanisme Kerja JantungSiska Rahmawati102013191Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida WacanaJl. Arjuna Utara No.06 Jakarta 11510. Telepon : (021)5694-2051Email : siska.r_050596@yahoo.com

AbstrakJantung merupakan organ yang berfungsi sebagai pompa darah. Jantung terletak pada rongga dada. Jantung memiliki aktivitas listrik untuk memicu kontraksinya. Jantung juga memiliki pemicu untuk membentuk irama denyut jantung yang normal. Curah jantung dipengaruhi oleh dua faktor yaitu kecepatan denyut jantung dan isi sekuncup. Jika jantung diberikan stimulasi parasimpatis, maka hasilnya akan menghambat kerja jantung. Begitu sebaliknya, jika stimulasi yang diberikan adalah simpatis maka hasilnya akan meningkatkan kerja jantung. Potensial listrik yang menyertai siklus jantung bisa direkam dengan menggunakan elektrokardiogram (EKG). EKG ini bisa digunakan untuk mendiagnosis beberapa kelainan jantung seperti kelainan kecepatan dan kelainan irama jantung.Kata kunci: makroskopis jantung, mikroskopis jantung, aktivitas listrik jantung, EKG

AbstractHeart is the organ that serves as a blood pump. The heart is located in the chest cavity. The heart has electrical activity to trigger contractions. Heart also has a trigger to establish a normal heart rhythm. Cardiac output is influenced by two factors: heart rate and stroke volume. If cardiac parasympathetic stimulation is given, then the result will inhibit the work of the heart. Vice versa, if sympathetic stimulation is given then the result will increase the work of the heart. Electrical potential that accompanies the cardiac cycle can be recorded using an electrocardiogram (ECG). The ECG can be used to diagnose some disorders such as abnormal heart rate and heart rhythm abnormalities.Keywords: heart macroscopic, microscopic heart, the electrical activity of the heart, ECG

PendahuluanJantung merupakan organ yang berfungsi sebagai pompa yang memberi tekanan pada darah untuk menghasilkan gradien tekanan yang dibutuhkan untuk mengalirkan darah ke jaringan.1 Beberapa orang bisa saja datang ke dokter dengan keluhan berdebar. Berdebar yang dirasakan bisa berasal dari denyut jantung yang tidak teratur atau lebih cepat. Hal tersebut mungkin terjadi karena adanya gangguan pada kerja jantung. Walau seperti itu masih ada faktor-faktor lain yang bisa mempengaruhi. Oleh karena itu, penulisan makalah ini bertujuan untuk memberikan keterangan mengenai hal-hal yang berhubungan dengan jantung dan kerja jantung. Sehingga hal-hal yang akan diuraikan yaitu struktur makroskopis dan mikroskopis jantung, aktivitas listrik jantung, pemacu normal jantung, curah jantung, efek stimulasi parasimpatis dan simpatis jantung, pemeriksaan jantung dengan elektrokardiogram, serta beberapa kelainan kecepatan dan irama jantung. Dengan harapan setelah membaca makalah ini, pembaca akan lebih mengerti mengenai jantung dan mekanisme kerja jantung.

Struktur Makroskopis JantungJantung adalah organ berongga dan berotot seukuran kepalan.1 Jantung ini terletak di rongga toraks atau mediastinum sekitar garis tengah antara sternum (tulang dada) di sebelah anterior dan vertebra (tulang belakang) di posterior (Gambar 1). Di bawah jantung ada diafragma, dan bagian kanan dan kiri jantung dibatasi oleh paru-paru.1, 2 Biasa disebut bahwa bentuk jantung seperti kerucut terbalik,2 dengan dasar (basis) lebar di atas dan meruncing membentuk titik di ujungnya (apeks) di bagian bawah.1 Basis jantung mengarah ke bahu kanan, sedangkan apeks jantung mengarah ke panggul kiri.3

Gambar 1. Lokasi Jantung4

Meskipun jantung merupakan organ tunggal, namun sisi kanan dan kiri jantung berfungsi sebagai dua pompa terpisah. Jantung dibagi menjadi paruh kanan dan paruh kiri serta memiliki empat rongga, satu rongga atas dan satu rongga bawah di masing-masing paruh. Rongga-rongga atas yaitu atrium, menerima darah yang kembali ke jantung dan memindahkannya ke rongga bawah atau ventrikel, yang memompa darah dari jantung.1 Jadi secara fungsional ada empat ruang pompa jantung yaitu atrium kanan, ventrikel kanan, atrium kiri, dan ventrikel kiri.2 Kedua paruh jantung dipisahkan oleh septum, suatu partisi berotot kontinyu yang mencegah pencampuran darah dari kedua sisi jantung.1 Septum intratrial yaitu sekat yang memisahkan atrium kana dengan atrium kiri, sedangkan septum intraventrikular merupakan sekat pemisah antara ventrikel kanan dengan ventrikel kiri.3 Darah mengalir melalui jantung dalam satu arah tetap yaitu dari vena ke atrium lalu ke ventrikel kemudian ke arteri. Untuk memastikan bahwa darah mengalir ke satu arah, maka pada jantung terdapat katup jantung.1 Ada dua kelompok katup jantung yaitu katup atrioventrikular yang terletak di antara atrium dan ventrikel, dan katup semilunar yang terletak di antara ventrikel dan pembuluh darah aorta atau trunkus pulmonalis (Gambar 2).2

Gambar 2. Katup Jantung4

Terdapat dua katup atrioventrikuler (AV) yang masing-masing terletak diantara atrium dan ventrikel sebelah kanan dan kiri. Kedua katup ini membiarkan darah mengalir dari atrium ke dalam ventrikel selama pengisian ventrikel (ketika tekanan atrium melebihi tekanan ventrikel) tetapi mencegah aliran balik dari dari ventrikel ke dalam atrium sewaktu pengosongan ventrikel (ketika tekanan ventrikel jauh melebihi tekana atrium). Katup AV kanan disebut dengan katup trikuspid karena terdiri dari tiga cusp atau daun jantung. Sedangkan katup AV kiri yang memiliki dua daun katup disebut dengan katup bicuspid atau katup mitral.1, 2 Tepi-tepi daun katup diikat oleh genjel fibrosa tipis kuat yaitu korda tendinea. Korda tendinea mencegah katup membuka kearah atrium karena ada tekanan tinggi dari ventrikel.1 Pada kedua ventrikel terdapat bubungan otot bundar atau tidak teratur yang menonjol dari permukaan bagian dalam kedua ventrikel ke rongga ventricular yang disebut dengan trabeculae carneae. Sedangkan penonjolan trabeculae carneae ke tempat perlekatan korda kolagen katup jantung (korda tendinea ) yaitu otot papilaris.3 Katup AV membuka bila tekanan di dalam atrium lebih tinggi dari tekanan di dalam ventrikel sehingga darah mengalir dari atrium ke ventrikel. Pada saat katup AV terbuka, otot papilaris berelaksasi dan korda tendinea mengendur. Sebaliknya, sewaktu ventrikel berkontraksi sehingga tekana di dalam ventrikel meningkat, darah akan mendorong daun-daun katup AV kea rah atas, sehingga menutup. Pada saat katup AV menutup, otot papilaris berkontraksi sehingga korda tendinea tertarik ke bawah. Penarikan ini menghasilkan tegangan di daun katup AV yang tertutup untuk menahan daun-daun katup tersebut pada posisi nya. Dengan demikian, ujung daun-daun katup dapat dicegah tidak sampai terbalik ke arah atrium.1, 2Katup semilunar juga ada dua buah. Katup semilunar yang terletak di antara ventrikel kiri dan aorta disebut katup aorta, sedangkan yang terletak di antara ventrikel kanan dan trunkus pulmonalis disebut katup pulmonalis. Katup-katup ini masing-masing mempunyai tiga daun katup yang berbentuk setengah bulan sehingga disebut katup semilunar. Karena adanya katup-katup semilunar ini darah hanya dapat mengalir ke satu arah yaitu darah yang ada di ventrikel kiri mengalir ke aorta dan darah yang ada di ventrikel kanan mengalir ke dalam trunkus pulmonalis.2 Jantung terbungkus dalam kantung berdinding ganda yang disebut dengan perikardium. Kantong ini melekat pada diafragma, sternum, dan pleura yang membungkus paru-paru.3 Perikardium terdiri dari dua bagian yaitu perikardium fibrosa yang terletak di sebelah luar, terbentuk dari jaringan penyambung fibrosa yang kaku dan tidak elastis. Sedangkan yang kedua yaitu perikardium serosa yang merupakan perikardium yang paling dalam. Perikardium serosa lebih tipis dan lebih lentur daripada perikardium fibrosa. Perikardium serosa terdiri dari dua lapis yaitu lapisan luar atau lapisan parietal yang menyatu dengan perikardium fibrosa, dan lapisan dalam atau lapisan viseral yang menjadi bagian terluar dinding jantung sehingga disebut juga epikardium (Gambar 3). Lapisan ini melekat erat dengan otot jantung (miokardium). Di antara lapisan parietal dan lapisan viseral ini terdapat rongga perikardial.2

Gambar 3. Perikardium2

Struktur Mikroskopis JantungDinding jantung memiliki tiga lapisan jaringan dengan urutan dari luar ke dalam secara berturut-turut adalah epikardium, miokardium, dan endokardium. Epikardium adalah lapisan yang tipis dan transparan. Seperti yang telah ditulis di atas bahwa epikardium dibentuk oleh perikardium serosa lapisan viseral. Epikardium terdiri dari mesotelium dan jaringan penyambung jarang yang halus dan licin, karena itu permukaan paling luar jantung licin. Miokardium adalah lapisan tengah dinding jantung. Lapisan ini terdiri atas jaringan otot, dan merupakan bagian terbesar dinding jantung. Miokardium yang bertanggung jawab untuk memompa darah dengan cara berkontraksi dan berelaksasi berganti-ganti secara otomatis. Lapisan yang paling dalam yaitu endokardium. Endokardium adalah lapisan tipis yang terdiri atas selapis tipis endotelium (Gambar 4).2

Gambar 4. Dinding Jantung4Miokardium terdiri dari berkas-berkas serat otot jantung yang saling anyam dan tersusun spiral mengelilingi jantung. Masing-masing sel otot jantung saling berhubungan untuk membentuk serat yang bercabang-cabang, dengan sel-sel yang berdekatan disatukan ujungnya dengan struktur khusus yang dinamai diskus interkalaris. Di dalam lempeng ini terdapat dua jenis taut membrane, yaitu desmosom dan taut celah. Desmosom merupakan tipe taut erat yang secara mekanis menyatukan sel-sel. Pada interval-interval tertentu di sepanjang diskus interkalaris, membrane yang saling berhadapan saling mendekat membentuk taut celah (Gambar 5). Ketika satu sel jantung secara spontan mengalami potensial aksi, impuls listrik menyebar ke seluruh sel lain yang disatukan oleh taut celah sehingga mereka tereksitasi dan berkontraksi sebagai suatu sinsitium fungsional tunggal.1

Gambar 5. Susunan Serat Otot Jantung1

Aktivitas Listrik JantungJantung berkontraksi atau berdenyut secara ritmis akibat potensial aksi yang dihasilkannya sendiri, atau suatu sifat yang dinamai otoritmisitas. Terdapat dua jenis khusus sel otot jantung. Yang pertama yaitu sel kontraktil, yang membentuk 99% dari sel-sel otot jantung, melakukan kerja mekanis memompa darah. Sel-sel ini dalam keadaan normal tidak membentuk sendiri potensial aksinya. Dan sel kedua merupakan sel-sel jantung yang jumlahnya sedikit tetapi sangat penting yaitu sel otoritmik. Sel otoritmik tidak berkontraksi tetapi khusus memulai dan menghantarkan potensial aksi yang menyebabkan kontraksi sel-sel jantung kontraktil.1Berbeda dari sel saraf dan sel otot rangka yang membrannya berada pada potensial istirahat yang konstan kecuali jika sel dirangsang. Sel otoritmik jantung tidak memiliki potensial membran istirahat. Sel-sel ini malah memperlihatkan aktivitas pemacu yaitu potensial membrannya yang secara perlahan terdepolarisasi atau bergeser, antara potensial-potensial aksi sampai ambang tercapai. Pergeseran lambat potensial membran sel otoritmik ke ambang disebut potensial pemacu. Melalui siklus berulang tersebut, sel-sel otoritmik memicu potensial aksi, yang kemudian menyebar ke seluruh jantung untuk memicu denyut berirama tanpa rangsangan saraf apapun.1Potensial pemacu disebabkan oleh adanya interaksi kompleks beberapa mekanisme ionik yang berbeda. Perubahan terpenting dalam perpindahan ion yang menimbulkan potensial pemacu adalah penurunan arus K+ keluar disertai oleh arus Na+ masuk yang konstan dan peningkatan arus Ca2+ masuk (Gambar 6).1

Gambar 6. Aktivitas Pemacu Sel Otoritmik Jantung1

Fase awal depolarisasi lambat ke ambang disebabkan oleh penurunan siklus fluks pasif K+ keluar disertai kebocoran Na+ ke dalam yang berlangsung lambat dan konstan. Di sel otoritmik jantung, permeabilitas K+ tidak tetap diantara potensial aksi seperti di sel saraf dan sel otot rangka. Permeabilitas membran terhadap K+ menurun diantara dua potensial aksi karena saluran K+ secara perlahan menutup pada potensial negatif. Penutupan lambat ini secara bertahap mengurangi aliran keluar ion positif kalium mengikuti penurunan gradien konsentrasinya. Juga, tidak seperti sel saraf dan sel otot rangka, sel otoritmik tidak memiliki saluran Na+ berpintu voltase. Sel ini memiliki saluran yang selalu terbuka sehingga permeabel terhadap ion Na+ pada potensial negatif. Akibatnya terjadi influks pasif Na+ dalam jumlah kecil dan konstan pada saat yang sama ketika kecepatan efluks K+ secara perlahan berkurang. Karena itu bagian dalam secara gradual menjadi kurang negatif yaitu membran secara bertahap mengalami depolarisasi dan bergeser menuju ambang. Selanjutnya suatu saluran Ca2+ transien membuka. Sewaktu depolarisasi lambat berlanjut, saluran ini terbuka sebelum membran mencapai ambang. Influks singkat Ca2+ yang terjadi semakin mendepolarisasi membran, membawanya ke ambang. Jika ambang telah tercapai, terbentuk fase naik potensial aksi sebagai respons terhadap pengaktifan saluran Ca2+ berpintu voltase yang berlangsung lebih lama dan diikuti oleh influks Ca2+ dalam jumlah besar. Fase turun disebabkan oleh efluks K+ yang terjadi ketika permeabilitas K+ meningkat akkibat pengaktifan saluran K+ berpintu voltase. Setelah potensial aksi selesai terjadi depolarisasi lambat selanjutnya akibat penutupan saluran K+ secara perlahan.1

Pemacu Normal JantungSel-sel jantung non kontraktil yang mampu melakukan otoritmisitas dapat ditemukan dibeberapa tempat berikut. Yang pertama yaitu nodus sinuatrialis (nodus SA), suatu daerah kecil khusus di dinding atrium kanan dekat pintu masuk vena kava superior. Yang kedua yaitu nodus atrioventrikularis (nodus AV), suatu berkas kecil sel-sel otot jantung khusus yang terletak di dasar atrium kanan dekat septum, tepat di atas pertemuan atrium dan ventrikel. Yang ketiga yaitu berkas His, suatu jaras sel-sel khusus yang berasal dari nodus AV dan masuk ke septum antar ventrikel. Di sini berkas tersebut terbagi menjadi cabang berkas kanan dan kiri yang turun menyusuri septum, melengkung mengelilingi ujung rongga ventrikel, dan berjalan balik kea rah atrium di sepanjang dinding luar. Yang keempat yaitu serat purkinye, serat-serat halus terminal yang menjulur dari berkas His dan menyebar ke seluruh miokardium ventrikel.1Irama denyut jantung yang normal dapat timbul hanya jika perangsangan dimulai dari nodus SA dan mengikuti jalur normal melalui nodus AV, berkas His, dan serat purkinye. Irama denyut jantung yang normal bergantung pada sistem eksitasi dan konduktif jantung yang harus berjalan dengan baik. Agar jantung dapat berkontraksi dengan irama yang teratur, kontraksi otot jantung harus dicetuskan oleh potensial aksi dari nodus SA.5 Kemampuan membentuk potensial aksi di di sel non kontraktil jantung itu berbeda-beda (Tabel 1).

Tabel 1. Kemampuan Membentuk Potensial Aksi Sel Non Kontraktil Jantung1

Penyebaran eksitasi jantung berawal ketika potensial aksi yang dimulai di nodus SA mula-mula menyebar ke kedua atrium (Gambar 7). Penyebarannya dipermudah oleh dua jalur penghantar atrium khusus yaitu jalur antaratrium dan jalur antarnodus. Nodus AV adalah satu-satunya titik tempat potensial aksi dapat menyebar dari atrium ke ventrikel. Dari nodus AV, potensial aksi menyebar cepat ke seluruh ventrikel. Dipercepat oleh sistem penghantar ventrikel khusus yang terdiri dari berkas His dan serat purkinye.1

Gambar 7. Penyebaran Eksitasi Jantung1

Curah JantungCurah jantung adalah volume darah yang dipompa oleh masing-masing ventrikel per menit, bukannya jumlah total darah yang dipompa oleh jantung. Curah jantung bergantung pada kecepatan denyut jantung dan isi sekuncup. Isi sekuncup adalah jumlah darah yang dipompa oleh masing-masing ventrikel pada setiap denyut jantung. Curah jantung dapat bervariasi tergantung pada kebutuhan tubuh. Misalnya jantung berdetak cepat (meningkatnya kecepatan jantung) dan kuat (meningkatnya isi sekuncup) ketika seseorang sedang melakukan aktivitas fisik berat atau situasi dimana kebutuhan akan peningkatan curah jantung terjadi.1

Efek Stimulasi Parasimpatis JantungPengaruh sistem saraf parasimpatis pada nodus SA adalah mengurangi kecepatan jantung. Sedangkan pengaruh sistem saraf parasimpatis pada nodus AV adalah mengurangi mengurangi eksitabilitas nodus, memperlama transmisi impuls ke ventrikel. Stimulasi parasimpatis pada sel kontraktil atrium mempersingkat potensial aksi, mengurangi kontraktilitas yang menyebabkan kontraksi atrium melemah. Sedangkan stimulus parasimpatis untuk kontraksi ventrikel tidak berefek. Karena jarangnya persarafan parasimpatis pada ventrikel jantung.1Maka dari itu jantung bekerja lebih santai di bawah pengaruh parasimpatis. Karena organ jantung berdenyut lebih lambat, waktu antara kontraksi atrium dan ventrikel memanjang, dan kontraksi atrium lebih lemah. Efek-efek tersebut sesuai karena sistem parasimpatis mengontrol kerja jantung pada situasi tenang dan rileks ketika tubuh tidak membutuhkan peningkatan curah jantung.1

Efek Stimulasi Simpatis JantungSistem saraf simpatis yang mengontrol kerja jantung pada situasi darurat atau olahraga, efek utama stimulasi simpatis pada nodus SA adalah percepatan depolarisasi sehingga ambang lebih mudah tercapai yang menyebabkan meningkatnya kecepatan denyut jantung. Stimulasi simpatis pada nodus AV meningkatkan eksitabilitas dan mengurangi penundaan nodus AV. Stimulasi simpatis mempercepat penyebaran potensial aksi ke seluruh jalur hantaran khusus. Pada sel kontraktil atrium dan ventrikel, di mana keduanya memiliki ujung saraf simpatis, stimulasi simpatis meningkatkan kekuatan kontraksi sehingga jantung berdenyut lebih kuat dan memeras keluar lebih banyak darah.1

Elektrokardiogram (EKG)Elektrokardiogram adalah rekaman potensial listrik yang menyertai siklus jantung atau rekaman gelombang depolarisasi atau potensial aksi yang dihasilkan oleh serat otot jantung. Alat yang digunakan untuk merekamnya yaitu elektrokardiograf.2 Meskipun di jantung terjadi proses listrik yang sama namun aktivitas ini memperlihatkan bentuk gelombang yang berbeda jika direkam oleh elektroda-elektroda yang terletak pada titik yang berbeda di tubuh. Untuk menghasilkan perbandingan yang baku, rekaman EKG secara rutin terdiri dari 12 sistem elektroda konvensional atau sadapan. 12 sadapan yang berbeda itu masing-masing merekam aktivitas listrik di jantung dari lokasi yang berbeda beda (Gambar 8). Enam sadapan dari ekstremitas yang mencakup sadapan I, II, III, aVR, aVL, dan aVF. Sedangkan enam sadapan lainnya adalah sadapan dada V1-V6, di berbagai tempat sekitar jantung.1

Gambar 8. Sadapan Elektrokardiogram1

EKG normal memiliki tiga bentuk gelombang yang jelas yaitu gelombang P, kompleks QRS, dan gelombang T. Gelombang P mencerminkan depolarisasi atrium, kompleks QRS mencerminkan depolarisasi ventrikel, gelombang T mencerminkan repolarisasi ventrikel (Gambar 9).1

Gambar 9. Bentuk Gelombang Elektrokardiogram1

EKG dapat digunakan untuk mendiagnosis kelainan kecepatan denyut jantung dan aritmia.

Kelainan pada Kecepatan dan Irama JantungKelainan kecepatan jantung ada dua jenis yaitu takikardia atau kecepatan denyut jantung yang melebihi 100 kali per menit, dan bradikardia atau kecepatan denyut jantung yang kurang dari 60 kali per menit.1Kelainan irama atau aritmia dapat disebabkan oleh perubahan aktivitas pemacu nodus SA atau gangguan hantaran. Kelainan pada irama jantung yang dapat dideteksi dengan EKG antara lain flutter atrium, fibrilasi atrium, fibrilasi ventrikel, dan blok jantung.1Flutter atrium yaitu keadaan di mana frekuensi denyut atrium yang sangat cepat, hingga 200 kali per menit. Fibrilasi atrium adalah keadaan di mana frekuensi jantung sangat tinggi namun tidak ada kontraksi dan daya pompa oleh jantung. Fibrilasi ventrikel adalah keadaan di mana tekanan darah bisa turun sampai 0 mmHg, jantung tidak dapat berkontraksi, tidak ada daya pompa, dan hanya bergetar saja. Blok jantung ada tiga tipe. Tipe pertama yaitu blok AV ringan (derajat I) di mana semua impuls dari simpul SA diteruskan ke ventrikel tetapi masa hantarannya memanjang. Tipe kedua yaitu blok AV parsial (derajat II) dimana tidak semua impuls dari simpul SA (atrium) diteruskan ke ventrikel. Tipe ketiga yaitu blok AV total (derajat III) dimana tidak ada impuls dari simpul SA yang diteruskan ke ventrikel karena tidak ada hubungan antara kerja atrium dengan ventrikel.

PenutupJantung merupakan organ berongga dan berotot yang terletak di rongga dada. Jantung memiliki empat ruang yaitu dua ventrikel dan dua atrium di kedua sisi kanan dan kiri. Antara atrium dan ventrikel dipisahkan oleh katup agar darah mengalir searah. Katup bikuspidalis yang memisahkan atrium kiri dengan ventrikel kiri, dan katup trikuspidalis yang memisahkan atrium kanan dengan ventrikel kanan. Jantung dilapisi oleh kantung yang disebut dengan perikardium. Jantung memiliki aktivitas kelistrikan di mana akan memicu terjadinya potensial aksi untuk berkontraksi. Jika seseorang merasa berdebar, denyut jantungnya lebih cepat dan kuat, atau denyut jantung tidak teratur, hal itu bisa terjadi karena beberapa faktor. Seperti curah jantung yang meningkat, adanya stimulasi simpatis pada jantung atau terjadi kelainan kecepatan jantung seperti takikardia dan kelainan irama jantung seperti flutter atrium atau fibrilasi atrium.

Daftar Pustaka1. Lauralee S. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Edisi ke 6. Jakarta: EGC; 2012.h.327-51.2. Herman RB. Buku ajar fisiologi jantung. Jakarta: EGC; 2011.h.9-22, 70.3. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: EGC; 2004.h.228-9.4. Paulsen F, Waschke J. Sobotta: atlas anatomi manusia. Edisi ke 23. Jakarta: EGC; 2013.h.4, 14, 16.5. Ronny, Setiawan, Fatimah S. Fisiologi kardiovaskular berbasis masalah keperawatan. Jakarta: EGC; 2010. h.6.11