Fisiologi Jantung
Struktur
Anatomi Jantung
Ruangan Jantung
Jantung
terdiri dari 4 ruangan yang dibentuk oleh atrium dan ventrikel. Terdapat 2
ruangan dibagian atas yang terdiri dari atrium kanan dan atrium kiri. Sedangkan
dibagian bawah ada 2 ruangan yang terdiri dari ventrikel kanan dan ventrikel
kiri
Selaput dan Otot Jantung
Jantung diselubungi oleh selaput yang disebut perikardium. Lapisan pembungkus jantung
sebelah dalam menempel sangat erat kepada jantung, sedangkan lapisan sebelah
luar lebih longgar dan berair, untuk menghindari gesekan antara organ dalam
tubuh yang terjadi karena gerakan memompa jantung.
Agar jantung berfungsi sebagai pemompa yang efisien, maka
otot-otot jantung, rongga atas dan rongga bawah harus berkontraksi secara
bergantian. Jantung berdetak 100 ribu kali per hari atau memompa sekitar 2000
galon darah per hari. Jantung ternyata merupakan otot dalam tubuh yang paling
keras bekerja, dan yang terkuat. Dinding jantung tersusun atas 3 lapisan, dari
dalam terdiri dari:
1.
Endokardium merupakan
lapisan jantung paling dalam merupakan lapisan endotel yang berlanjut ke
pembuluh darah arteri dan vena.
2.
Miokardium merupakan
bagian jantung yang berotot tersusun atas otot jantung (myocard).
Otot-otot jantung tersebut berkontraksi dan memompa darah melalui pembuluh
arteri.
3.
Epikardium atau
disebut perikardium visceralis merupakan bagian jantung yang paling luar
tersusun atas jaringan ikat.
Katup
jantung
Katup jantung berfungsi
menjaga tekanan darah dan menjaga agar darah tidak mengalir kembali ke tempat
semula. Terdapat 4 buah katup di dalam jantung. Yaitu mitral, trikuspid,
aortik, dan pulmonik (sering juga disebut dengan pulmomer).
Katup-katup tersebut berfungsi untuk mengatur jalannya aliran darah menuju ke
arah yang benar. Tiap katup mempunyai penutup yang disebut leaflets atau
cusps. Katup mitral mempunyai 2 buah leaflets , yang lainnya
memiliki 3 buah leaflets.
Bagian kanan dan kiri
jantung bekerja secara bersamaan membuat suatu pola yang bersambung secara
terus menerus yang membuat darah akan terus mengalir menuju jantung paru-paru
dan bagian tubuh lainnya.
·
Darah memasuki jantung melalui 2
pembuluh balik besar (vena cava) inferior yang membawa carbondioksida dari bagian tubuh bawah dan superior dari bagian
tubuh atas tubuh menuju ke bagian kanan atrium.
·
Ketika atrium berkontraksi,darah
mengalir dari bagian kanan atrium menuju bagian kanan ventrikel melalui
katup trikuspid.
·
Ketika ventrikel penuh, maka katup
triskupid akan menutup untuk mencegah darah mengalir kembali ke bagian atrium ketika ventrikel berkontraksi.
·
Ketika ventrikel berkontraksi,
darah akan mengalir keluar melalui katup pulmonik menuju arteri dan
paru-paru yang mana pada bagian ini darah akan mendapatkan oksigen.
·
Bagian vena pulmonary akan
mengosongkan darah yang telah mengandung oksigen dari paru-paru menuju ke
bagian kiri atrium
·
Ketika atrium berkontraksi,
darah akan mengalir menuju bagian ventrikel sebelah kiri melalui katup mitral.
·
Ketika ventrikel penuh maka
katup mitral akan tertutup untuk mencegah darah mengalir kembali ke atrium
ketika ventrikel berkontraksi.
·
Ketika ventrikel berkontraksi
maka darah akan meninggalkan jantung melalui katup aortik menuju ke
seluruh tubuh.
Elektrofisiologi
Jantung
Kontraksi
sel otot jantung dalam siklus dipicu oleh aksi potensial yang menyebar ke
seluruh membran sel otot. Terdapat dua
jenis khusus sel otot jantung, yaitu:
-
Sel Kontraktil, yang membentuk 99% dari
sel-sel otot jantung, melakukan kerja mekanis memompa darah. Dalam keadaan
normal, sel ini tidak membentuk sendiri potensial aksinya.
-
Sel otoritmik, yang tidak berkontraksi tapi
khusus memulai dan menghantarkan potensial aksi yang menyebabkan kontraksi
sel-sel jantung kontraktil.
Sel
otoritmik jantung merupakan sel otot khusus yang berbeda dari sel saraf dan sel
otot rangka, dimana sel otoritmik jantung tidak memiliki potensial istirahat.
Sel ini memperlihatkan aktivitas pemacu yaitu potensial membrannya secara
perlahan terdepolarisasi sampai ke ambang (potensial pemacu). Dengan siklus
yang berulang tersebut, sel-sel otoritmik memicu potensial aksi, yang kemudian
menyebar ke seluruh jantung untuk memicu denyut berirama tanpa rangsangan saraf
apapun. Sel -sel jantung otoritmik ini membentuk area tersendiri di
tempat-tempat berikut.
1.
Nodus Sinoatrial (nodus SA), suatu daerah
kecil khusus di dinding atrium kanan dekat pintu masuk vena cava superior.
2.
Nodus Atrioventrikuler (nodus AV), suatu
berkas kecil sel-sel otot jantung khusus yang terdapat pada dasar atrium kanan
dekat septum, tepat diatas pertemuan atrium dan ventrikel.
3.
Berkas His (berkas atrioventrikular), suatu
jaras sel-sel khusus yang berasal dari nodus AV dan masuk ke septum
antarventrikel. Disini berkas tersebut terbagi menjadi cabang berkas kanan dan
kiri yang turun menyusuri septum, melengkung mengelilingi ujung rongga
ventrikel dan berjalan balik ke arah atrium di sepanjang dinding luar.
4.
Serat Purkinje, serat-serat halus terminal
yang menjulur ke seluruh miokardium ventrikel seperti ranting kecil dari suatu
cabang pohon.
Sistem
konduksi diatas dimulai dari nodus sinoatrial sebagai pacemaker yang berguna untuk memicu setiap siklus jantung. Nodus SA
ini bisa dipengaruhi oleh sistem saraf pusat , seperti impuls dari saraf
simpatis akan menambah kecepatannya dan saraf parasimpatis akan
memperlambatnya. Hormon tiroid dan epineprin yang dibawah oleh darah juga dapat
mempangaruhi kecepaan impuls nodus SA. Setelah impuls listrik yang diinisiasi
oleh nodus SA, impulsnya akan menyebar melalui kedua atrium dan menyebabkan
kedua atrium berkontraksi secara berkesinambungan. Pada saat yang sama, impuls
tersebut mendepolarisasi nodus atrioventrikular yang berada dibawah atrium
kanan.
Dari
nodus AV ini, cabang dari serat konduksi yaitu berkas His melalui otot jantung
sampai septum interventrikular. Berkas His ini kemudian bercabang menjadi cabang kanan (right bundle)
dan cabang kiri (left bundle). Walaupun berkas His mendistribusikan energi
listrik ini sampai melewati permukaan medial ventrikel, kontraksi sesungguhnya
distimulasi oleh berkas purkinje (serat otot konduksi) yang muncul dari cabang
bundle dan dilanjutkan ke sel miokardium ventrikel.
Aksi
Potensial Sel Otoritmik Jantung
-
Fase 0 (Depolarisasi Cepat)
Dibawah keadaan normal, serat otot
jantung dapat berkontraksi sekitar 60-100 kali/menit oleh karena impuls listrik
yang dihasilkan oleh nodus SA. Aksi ini merubah potensial istrahat membran dan
membiarkan masuknya alian Na+ (sodium) secara cepat kedalam sel
melalui Natrium Channel. Dengan masuknya ion natrium (bersifat postif) ke dalam
sel, maka potensial dalam membran sel akan menjadi lebih positif sehingga
ambang potensialnya akan naik (depolarisasi) sekitar 30 mV.
-
Fase 1 (Repolarisasi Awal)
Segera setelah fase 0, channel untuk
ion K+(potassium) terbuka dan melewatkan ion kalium keluar dari
dalam sel. Hal ini membuat potensial membran sel menjadi lebih turun sedikit.
-
Fase 2 (Plateu)
Segara setelah repolarisasi awal,
untuk mempertahankan ambang potensial di membran sel maka ion kalsium (Ca2+)
akan segera masuk sementara ion kalium tetap keluar. Dengan begini, ambang
potensial membran sel akan tetap datar untuk mempertahankan kontraksi sel otot
jantung.
-
Fase 3 (Repolarisasi cepat)
Diperiode ini, aliran lambat ion
kalsium berhenti, akan tetapi aliran ion kalium yang keluar membran sel tetap
terjadi sehingga potensial membran menjadi turun (lebih negatif) dan disebut
dengan repolarisasi.
-
Fase 4 (Istirahat/resting state)
Diperiode ini, potensial membran
menjadi ke fase istirahat dimanan potensialnya sekitar -90 mV. Dikarenakan ion
natrium yang berlebihan didalam sel dan ion kalium yang berlebihan diluar sel
dikembalikan ke tempat semula dengan pompa natrium-kalium, sehingga ion natrium
kembali ke luar sel dan on kalium kembali ke dalam sel.
EKG
(Elektrokardiogram)
EKG
adalah alat yag digunakan untuk merekam penyebaran keseluruhan aktivitas
listrik jantung
Siklus
Mekanik dan Bunyi Jantung
Bunyi
jantung terdiri dari 4 macam, yaitu:
-
Bunyi Jantung 1 adalah bunyi jantung yang
terdengar ketika katup atrioventrikular yaitu katup tricuspid dan mitralis
tertutup.
-
Bunyi Jantung 2 adalah bunyi jantung yang
terdengar ketika katup semilunar yaiu katup pulmonal dan aorta tertutup.
-
Bunyi Jantung 3 adalah bunyi jantung yang
terdengar ketika terjadi aliran darah dari atium menuju ventrikel. Bunyi
jantung ini normal pada orang yang kurus
ataupun atlet.
-
Bunyi Jantung 4 adalah bunyi jantung yang
terdengar keika atrium berkontraksi. Bunyi jantung ini tidak normal sama sekali
terdengar, contohnya pada hypertrophy atrium.
Siklus
jantung terdiri dari sistol (kontraksi dan pengosongan) dan diastole (relaksasi
dan pengisian) yang bergantian. Kontraksi terjadi karena penyebaran eksitasi ke
seluruh jantung sementara relaksasi mengikuti repolarisasi otot jantung. Atrium
dan ventrikel melakukan siklus sistol dan diastol secara terpisah.
Siklus
mekanik jantung terdiri atas satu periode relaksasi yang disebut diastolik,
yaitu periode pengisian jantung oleh darah, yang diikuti oleh satu periode
kontraksi yang disebut sistolik. Siklus ini lebih rinci
terdiri atas 4 periode, yaitu :
1.
Periode
pengisian
Selama fase sistolik ventrikel, sejumlah besar
darah berkumpul di atrium kiri dan kanan karena katup A-V tertutup. Oleh karena
itu, segera sesudah sistolik selesai dan tekanan ventrikel turun lagi sampai
nilai diastoliknya yang rendah, tekanan yang cukup tinggi yang terbentuk di
atrium segera mendorong katup A-V agar terbuka sehingga darah dengan cepat
mengalir ke dalam ventrikel. Keadaan ini disebut sebagai periode pengisian cepat pada
ventrikel.
Periode pengisian cepat berlangsung kira-kira
pada sepertiga pertama dari diastolik. Selama sepertiga kedua dari diastolik,
biasanya hanya ada sedikit darah yang mengalir masuk ke dalam atrium dari
vena-vena dan dari atrium langsung ke ventrikel.
Selama periode sepertiga akhir dari diastolic,
atrium berkontaksi dan memberikan dorongan tambahan terhadap aliran darah yang
masuk ke dalam ventrikel, dan hal ini kira-kira 20 persen dari pengisian
ventrikel pada setiap siklus jantung.
Adapun bunyi jantung ketiga (BJ III) bisa
terdengar saat akhir periode pengisian cepat (rapid inflow). BJ III umumnya
didapatkan pada olahragawan, dimana siklus mekanik jantung berlangsung lebih
cepat, sehingga pada fase pengisian cepat sering kali terjadi turbulensi aliran
darah dari atrium masuk ke ventrikel yang menyebabkan bunyi yang terdengar di
akhir periode ini.
2.
Periode
kontraksi isovolemik
Segera sesudah ventrikel terisi, ventrikel
mulai berkontraksi, tekanan ventrikel eningkat dengan tiba-tiba, seperti yang
digambarkan dalam Gambar 2, sehingga menyebabkan katup A-V menutup. Penutupan
katup A-V menyebabkan getaran pada darah disekitarnya dan akhirnya merambat ke
dinding dada, sehingga jika kita meletakkan stetoskop di daerah apeks jantung
kita bisa mendengar bunyi jantung pertama (BJ I).
Selanjutnya dibutuhkan tambahan waktu 0,02
sampai 0,03 detik bagi ventrikel agar dapat membentuk tekanan yang cukup untuk
mendorong katup aorta dan pulmonalis agar terbuka melawan tekanan di dalam
aorta dan arteri pulmonalis. Oleh karena itu, selama periode kontraksi
isovolemik, yang berarti ada kenaikan tegangan di dalam otot namun tidak ada
atau terjadi sedikit pemendekan serabut-serabut otot.
3.
Periode
ejeksi
Bila tekanan ventrikel kiri meningkat sedikit
di atas 80 mmHg, ( dan tekanan ventrikel kanan meningkat sedikit di atas 8
mmHg), maka tekanan ventrikel ini akan mendorong katup aorta dan katup
pulmonalis agar terbuka. Segera setelah itu, darah mulai mengalir keluar dari
ventrikel, sekitar 70 persen dari proses pengosongan darah terjadi selama
sepertiga pertama dari periode ejeksi dan 30 persen sisa pengosongan terjadi
selama dua ertiga berikutnya. Oleh karena itu, aktu sepertiga pertama disebut
periode ejeksi cepat dan waktu dua pertiga yang terakhir disebut sebagai periode
ejeksi lambat.
4.
Periode
relaksasi isovolemik
Pada akhir sistolik, relaksasi ventrikel mulai
terjadi secara tiba-tiba, sehingga baik tekanan intraventrikel kiri maupun
kanan menurun dengan cepat. Peninggian tekanan dalam arteri besar yang
berdilatasi, yang baru saja diisi dengan darah dari ventrikel yang
berkontraksi, segera mendorong darah kembali ke ventrikel sehingga aliran darah
ini akan menutup katup aorta dan katup pulmonlis dengan keras maka terdengarlah
bunyi jantung II (BJ II). Selama 0,03 sampai 0,06 detik berikutnya, otot
ventrikel terus berelaksasi, meskipun volume ventrikel tidak berubah. Selama
periode ini, tekanan intraventrikel menurun dengan cepat ke tekanan
diastoliknya yang rendah. Selanjutnya katup A-V akan terbuka untuk memulai siklus
pemompaan ventrikel yang baru atau mengawali periode pengisian ventrikel.
Curah
Jantung
Curah
jantung adalah volume darah yang dipompa oleh masing-masing ventrikel per
menit. Curah jantung sangat bergantung pada kecepatan jantung (denyut per
menit) dan isi sekuncup (volume darah yang dipompa Kecepatan jantung rata-rata
saat istirahat adalah 70 kali/menit dan isi sekuncup rata-rata saat istirahat
adalah 70 mL/denyut, dimana bila dikalikan akan menghasilkan curah jantung
sebesar 4900 mL/menit atau mendekati 5 liter/menit.
Kecepatan
jantung sangat dipengaruhi oleh nodus SA karena sebagai pemicu awal dari
kontraksi nantinya. Selain itu, saraf simpatis dan parasimpatis dapat
mempengaruhi kecepatan jantung dimana saraf simpatis dapat meningkatkan
kecepatan denyut jantung ketika dibutuhkan peningkatan aliran darah. Efek utama
stimulasi simpatis pada nodus SA adalah percepatan depolarisasi sehingga ambang
lebih cepat tercapai. Norepineprin yang dikeluarkan dari ujung saraf simpatis
mengurangi permeabilitas K+ dengan mempercepa inaktivasi saluran K+.
Dengan penurunan jumlah ion kalium yang meninggalkan sel, bagian dalam sel
menjadi kurang negatif sehingga timbul efek depolarisasi. Dengan pergeseran ambang
yang lebih cepat tentu saja memungkikan potensial aksi lebih cepat dan juga
mempercepat denyut jantung. Sedangkan untuk saraf parasimpatis justru
memperlambat kecepatan denyut jantung. Asetilkolin yang dikeluarkan oleh saraf
parasimpatis meningkatkan permeabilitas nodus SA terhadap ion kalium dengan
memperlambat penutupan saluran ion kalium sehingga nantinya ion kalium akan
keluar dari dalam sel lebih lama sehingga bagian dalam sel lebih negatif
sehingga lebih lama untuk masuk ke ambang istirahat dengan juga memperlama fase
repolarisasi. Hal ini tentu saja memperlama depolarisasi dan aksi potensial
sel-sel jantung. Dan akhirnya dapat memperlambat denyut jantung seseorang.
Isi
Sekuncup sangat dipengaruhi oleh aliran darah balik dari vena dan volume
diastolik akhir, dimana aliran vena tersebut terkait dengan volume darah dan
resistensi pembuluh, serta jumlah darah yang dikontraksikan oleh atrium (otot)
untuk masuk kedalam ventrikel.
Referensi:
1. Guyton AC, Hall JE. Textbook of medical
physiology. 11th edition. Philadelphia: Elsevier Saunders; 2006.
2. Sherwood L. Human physiology: From cells
to system. 7th edition. Toronto: Brooks/Cole Cengage Learning; 2010.