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