CARDIOVASCULAR SYSTEM
Physiology
ESI AFRIYANTI, S.K.M.Kes
Pendahuluan • Fungsi : memompakan darah ke bagian perifer untuk
mensuplai makanan• Terdiri atas:
1. kardio = jantung sebagai pompa yang melakukan tekanan terhadap darah (gradien tekanan) tinggi rendah 2. vaskuler = pembuluh darah saluran yang mendistribusikan darah dari jantung seluruh tubuh3. darah = medium transportasi tempat bahan dilarutkan atau diendapkan
2
THE HEART
Lokasi Jantung
• Di dalam Pericardium di rongga mediastinum dalam rongga Thorak
• Tepat di belakang tulang dada ( sternum )
• Kurang lebih 2/3 bagian terletak di sebelah kiri dari garis tengah
Fungsi dan Ukuran
• Fungsi : sebagai pompa ganda agar terjadi aliran dalam pembuluh darah yang disebabkan adanya pergantian antara kontraksi ( sistolik ) dan relaksasi ( diastolik )
• Ukuran : 250 – 350 gram ( kira-kira sebesar kepalan tangan )
Fibrous Skeleton
Kerangka jantung yang terdiri dari jaringan kolagen yang tebal dan kuat
• Penunjang fisik jantung
• Pegangan katup • Mencegah kelebihan
regangan otot jantung• Electrical insulation
Anatomy of the Heart
• Pericardium : – Outer fibrous sack
• Myocardium :– Thick muscle walls
• Endocardium : – Innermost surface– Endothelium– Simple squamous
epithelium
Perikardium
• Perikardium Fibrosa Lapisan paling luar rongga Pericardium Menjaga kedudukan jantung di rongga
mediastinum
• Perikardium Serosa– Lapisan parietalis Lapisan bagian dalam dari rongga pericardial– Lapisan visceralis / epicardium
• Rongga Perikardium – Cairan pericardium Mengurangi gesekan saat jantung bergerak
Ruang-ruang jantung
• Atrium kanan• Atrium kiri• Ventrikel kanan • Ventrikel kiri
Katup-katup Jantung :1. Katup Atrioventrikuler2. Katup Semilunar
11
Anatomy of the Heart
• Heart chambers :– Left & right atria– Left & right ventricles
• Heart valves :– Atrioventricular valves :
• Right : Tricuspid• Left : Bicuspid/Mitral
– Semilunar valves• Right : Pulmonary valve• Left : Aortic valve
Arteri koroner
• Arteri koroner adalah cabang pertama dari sirkulasi sistemik.
1. Arteri koroner kiri (LCA=LM) bercabang 2 yaitu LAD (left anterior descendence) dan LCX (left circumflex). LAD memberi makan dinding ventrikel kiri. LCX memberi makan atrium kiri dan dinding lateral serta bawah ventrikel kiri
2. Arteri koronner kanan (RCA) memberi nutrisi atrium kanan, ventrikel kanan dan dinding sebelah dalam ventrikel kiri
15
Lingkaran Sirkulasi
Sirkulasi sistemikSirkulasi sistemik Sirkulasi PulmonalSirkulasi Pulmonal1.Mengalirkan darah ke berbagai 1.Mengalirkan darah ke berbagai organorgan
2.Untuk kebutuhan organ yg berbeda2.Untuk kebutuhan organ yg berbeda
3.Tekanan permulaan besar3.Tekanan permulaan besar
4.Banyak mengalami tahanan4.Banyak mengalami tahanan
5.Kolom hidrostatik panjang5.Kolom hidrostatik panjang
1.Mengalirkan darah hanya ke paru-1.Mengalirkan darah hanya ke paru-paruparu
2.Hanya berfungsi untuk paru-paru2.Hanya berfungsi untuk paru-paru
3.Tekanan permulaan rendah3.Tekanan permulaan rendah
4.Sedikit mengalami tahanan4.Sedikit mengalami tahanan
5.Kolom hidrostatik pendek5.Kolom hidrostatik pendek
Anatomy of the Heart
• Aorta• Coronary arteries• Arterioles• Capillaries• Venules• Coronary sinus• Right atrium
Coronary circulationCoronary circulation
Tipe-tipe sel Otot Jantung
• Autoritmik– autoritmik – mampu berdepolarisasi spontan– produce pacemaker potentials – menyalurkan aksi potensial ( impulses )
melewati myocardium– tidak berkontraksi
• Kontraktil– Potensial aksi menimbulkan kontraksi– Aliran darah ditimbulkan oleh pergantian dari
kontraksi ( SISTOLIK ) dan Relaksasi ( DIASTOLIK )
Sistem Konduksi / Hantaran
• Sifat-sifat khusus :• 1. Otomatisasi• 2. Irama• 3. Daya konduksi• 3. Daya rangsang
Sistem konduksi :• Nodus Sino-Atrial (Nodus SA) : pacemaker• Traktus internodal (anterior, middle dan pesterior) : antar
inpuls dari SA – AV• Brachman Bundle : antar impuls dari SA – LA• Nodus Atrio-Ventrikular (nodus AV) : menahan dan mengatur
impuls dari SA yg akan mencapai ventrikel. Dapat menghasilkan impuls 40 – 60 kali / menit
• Bundle of HIS : antar impuls dari AV ke branch bundle• Sistem ‘branch bundle’ : lanjutan bundle of HIS terdiri “right
bundle branch” dan “left bundle branch”• Sistem Purkinye :mengirim impuls ke sub endokard ventrikel
dan dapat mengahsilkan impuls 20 – 40 kali/ menit
Intrinsic Conducting System• Sinoatrial node
– Electrical pace maker
• Atrioventricular node– Receives impulses
originating from SA node
• Bundle of His– Electrical link between
atria and ventricles
• Purkinje fibres– Distribute impulses to
ventricles
Conduction System
SA Node Internodal branch AV Node Hiss Bundle Purkinje Fiber Contraction
Aksi Potensial1. Fase 0 : Depolarisasi cepat,
yaitu masuknya Na dari luar sel kedalam sel dengan cepat, akibatnya muatan dalam sel positif, luar sel negatif
2. Fase 1: permulaan Repolarisasi3. Fase 2 : plateu (stabil)
masuknya ion Ca dan Na kedalam sel perlahan lahan diikuti keluarnya ion K
4 Fase 3 : Repolarisasi cepatyaitu ion K keluar sel dengan cepat, sehingga mengurangi muatan positif dalam sel
5. Fase 4 : Polarisasi / fase istirahatyaitu bagian dalam sel negatif, luar sel positif
27
Mem
bra
ne
Pot
enti
al (
mV
) 0
-40
-60
Time (msec)DepolarizationSpontaneous
ThresholdPotential
Ca
++ in
K+ out
iK iNa
iCa (T-type)
iK
Potensial aksi pada otot otorimik
28
mV
+20
-90
0
IntracellularAction Potential
Mechanical Response
iCa, iK
iNa , iK
iNa, iK, iCliCa, iK
Potensial aksi pada otot kontraktilPotensial aksi pada otot kontraktil
– Kecepatan pengantar impuls
• 0,3 – 0,5 m/dt = 1/250 V, kecepatan syaraf
• 1/10 kec. Otot rangka kecepatan sy. Besar
• Kec. Pada sistem konduksi 0,02 – 4 m/dt
29
Cardiac Muscle Tissue
The Electrocardiogram ( ECG )
• P wave : atrial depolarisation
• QRS complex : ventricular depolarisation
• T wave : ventricular repolarisation
• Atrial repolarisation hidden by QRS
P
Q
R
S
T
38
Aksi potensial berbentuk “Plateau”
* Karena adanya: – Fast sodium (Na+) chanel
terbukanya saluran Na+ sehingga Na+ masuk ke intra sel
– Slow Ca – Sodium channel fase slow langsung mengikut fase fast dimana masih ada ion dari luar ke dalam sehingga memperlama proses depolarisasi.
– Terjadi penurunan permiabelitas dari membran terhadap potassium masih tertumpuk di intrasel sehingga lebih lama bermuatan positif.
39
WAKTU REFRAKTER
- Waktu dimana ketanggapan membran menghilang total tidak dapat berkontraksi
- Pada otot rangka periode sangat singkat tetanus
- Otot jantung memiliki periode refrakter lama (250 ms)
- VENTRIKEL 0,25” – 0,30”
- ATRIUM 0,15”• Faktor utama: inaktivasi sal Na
40
Aksi potensial berbentuk “Plateau”
* Karena adanya: – Fast sodium (Na+) chanel
terbukanya saluran Na+ sehingga Na+ masuk ke intra sel
– Slow Ca – Sodium channel fase slow langsung mengikut fase fast dimana masih ada ion dari luar ke dalam sehingga memperlama proses depolarisasi.
– Terjadi penurunan permiabelitas dari membran terhadap potassium masih tertumpuk di intrasel sehingga lebih lama bermuatan positif.
41
The Electrocardiogram (ECG)
• Leads can be placed on wrists and left ankle
( right ankle is earthed )
• Voltages are measured across each point as shown– I = L wrist to R wrist– II = R wrist to L ankle– III = L ankle and L wrist
• The heart sits in the centre of the triangle
I
II III
+/-
+
-
The Electrocardiogram
• The three standard measurements can be used to electronically calculate the currents flowing towards each limb– aVR– aVL– aVF
+
The Cardiac Cycle
• Systole : – Period of ventricular
contraction– Blood ejected from heart
• Diastole :– Period of ventricular
relaxation– Blood filling
Siklus Jantung1. Depolarisasi2. Kontraksi ventrikel3. Katup atrio ventrikular menutup (bunyi jantung 1)4. Fase ejeksi cepat5. Katup semi lunar menutup (Bunyi Jantung 2), mulai
diastole ventrikel6. Katup atrio ventrikular terbuka7. Fase pengisian cepat8. Kontraksi atrium 9. Kembali ke fase kontraksi ventrikel
Mekanisme siklus jantung SIKLUS JANTUNG : sistol dan diastol
PEROBAHAN MEKANIK• - SISTOLIK (kontraksi dan pengosongan isi):
ISOMETRIK KONTRAKSI EJECTION ISOVOLUMETRIC (volume dan panjang konstant)
• - DIASTOLIK (relaksasi dan pengisian jantung): RAPID INFLOW DIASTASIS ATRIAL SISTOLIK
48
Sistol
• Isometric contraction– Tricuspid & Mitral valves close
• Tekanan ventricular meningkat diatas tekanan atrial
– Katup Pulmonic & Aortic terbuka• Tekanan ventricular meningkat diatas tekanan arteri
pulmonic & arteri aortic
49
Fase ejeksi
• Sebagian besar darah di ejeksi kan pada setengah fase pertama
• Tekanan ventricular mencapai puncak dan mulai menurun
• ejection diakhiri dengan tertutupnya katup semilunar (pulmonic & aortic)
• Masih ada darah yang tersisa 65 ml (volume sistolik akhir/ ESV)
50
Diastolik
• Rapid inflow-When ventricular P falls below atrial pressure, the mitral and tricuspid valves will open and ventricles fill
• Diastasis-inflow to ventricles is reduced.• Atrial systole-atrial contraction actively pumps about
25-30% of the inflow volume and marks the last phase of ventricular relaxation (diastole)
• Masih ada darah yang tersisa 135 ml (volume diastolik akhir/ EDV)
51
• Stroke Volume– The amount of blood ejected from the
heart in one beat– Average is 60 - 100 ml– Depends on preload, contractile force
and afterload
• Cardiac Output– The amount of blood ejected from the
heart in one minute– Cardiac output = heart rate x stroke
volume
• EF = EDV – ESVEDV
EF = Ejection FractionEDV = Volume akhir diastolikESV = Volume akhir sistolik
Konsumsi Oksigen Jantung
Tekanan Sistolik Volume ventrikel
Tegangan intra miokard
KONSUMSI OKSIGEN MIOKARD
Kontraktilitas Frekuensi Denyut Jantung
• Starling’s Law
– The more the myocardium is stretched, the greater the stroke volume
– Has limits– Dependent upon venous return
• Blood Pressure– BP = cardiac output x systemic
vascular resistance
• Definitions
– Chronotropy Change in heart rate– Inotropy Change in contractile
force– Dromotropy Change in conduction
velocity
Can be positive or negative
Faktor yang mempengaruhi curah jantung
• Pembagian pada organ ditentukan oleh– Massa organ– Aktivitas metabolik– Aliran darah tambahan yang dibutuhkan untuk memenuhi
peran organ dalam menghasilkan atau menerima nutrien, sisa metabolisme, elektrolit dan panas.
• Pengaturan antar masing-masing organ bervariasi– Metabolic regulation– Myogenic regulation– Pengendalian saraf
58
Myogenic autoregulation
• Otak dan ginjal• Kadang-kadang di jantung, usus dan otot
skelet• Tidak ada di kulit• Otot polos arteri mengadakan kontraksi
spontan ketika tekanan dinding naik• Relaksasi spontan ketika ketika dinding turun
59
Metabolic regulation
• Saat peningkatan metabolism organ terdapat penurunan lokal PO2, peningkatan PCO2 dan konsentrasi H+ di ICF.
• Otot polos jadi relaksasi dan aliran cepat• Jika otot aktif : peningkatan suhu lokal dan
konsentrasi metabolit2 lokal.– ATP, ADP, AMP, fosfat anorganik,laktat, piruvat, K+
• Otot skelet, otak, jantung
60
Kontrol Humoral
• Bahan kimia yg dilepas lokal• Kelenjar keringat dan ludah serta mucosa sal
cerna saat aktif, juga memproduksi enzim kallikrein– Mengubah kininogen jadi kallidin dan bradikinin di
plasma yg berefek vasodilatasi– Reaksi inflamasi atau alergi akan menyebabkan
histamin (Vasodilator) dilepas dari basofil dan mast sel
61
PENGATURAN POMPA JANTUNG
o HEART PUMP (CO): 4 – 6 L/mnto EXERCISE : 4 – 7 Xo PENGATURAN :
FRANK STARLING MECHANISM
1.INTRINSIK VENOUS RETURNE
2.AUTONOM (HR / KONTRAKTILITAS)
62
BEBERAPA PEROBAHAN PADA SIKLUS :
PERUBAHAN TEKANAN AORTA PERUBAHAN TEKANAN ATRIUM PERUBAHAN TEKANAN
VENTRIKEL PERUBAHAN VOLUME
VENTRIKEL GAMBARAN EKG PHONO CARDIOGRAM
63
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KONTRAKSI JANTUNG
ELEKTROLIT
• IMPULS ATRIUM VENTRIKAL DILATASI / FLACCED
• MENINGKATNYA K 2 – 3 X NORMAL FAILURE / ARITMIA / †
• CALCIUM K+ SPASIFIK SUHU TAHANAN TEPI ANEMIA HIPPER FUNGSI KEL : TIROID SIRKULASI KORONER
64
K+
65
PENGATURAN SARAF AUTONOM PADA JANTUNG
(saraf vagus)
Tekanan jantung
Lokasi Tekanan (mmHg)
Atrium kanan
Ventrikel kanan
Arteri pulmonalis
Atrium kiri
Ventrikel kiri
aorta
0 -8
15 – 28/ 0- 8
15 – 28/ 4 – 12
4 – 12
100 – 120/4 – 12
100 – 120/60 -80
66
Heart Sounds
• are Produced by the Closing of the Valves• Normal heart sounds are produced when valves snap
closed: LUB-DUP • LUB = closing of AV valves: beginning of systole • DUP = closing of semilunar valves: end of systole • Abnormal valve sounds:
– Leakage of valve -> swishing sound (murmur) – Narrowing of valve (stenosis) -> high pitched sound
67