MORGAN CHAPTER 20FISIOLOGI KARDIOVASKULAR DAN ANESTESIKONSEP KUNCI1. Berkebalikandenganpotensial aksi padaneuron,spikepadapotensial aksikardiak diikuti oleh fase plateau yang berlangsung selama 0,2-0,3 detik.Dimana, potensial aksi untuk otot rangka dan saraf bergantung padapembukaan secara tiba-tiba kanal sodium cepat pada membran sel, sedangkanpada otot jantung hal ini diakibatkan oleh pembukaan baik kanal sodium cepatspike! maupun kanal kalsium lambat plateau!.2. "alothane, enflurane, dan isoflurane menekan automatisitas dari nodussinoatrial #$!. $gen-agen tersebut sepertinya hanya mempunyai efeklangsung yang ringan pada nodus atrio%entrikular $&!, 'aktu konduksi yangmemanjang, dan periode refrakter yang meningkat. (ombinasi dari pengaruh-pengaruh tersebut sepertinya menjelaskan sering terjadinya takikardijungsional ketika suatu antikolinergik diberikan untuk mengatasi sinusbradikardi selama dilakukan anestesi inhalasi)pacemakerjungsionalmengalami percepatan lebih besar dibandingkan pada #$ node.3. Berbagai penelitian menunjukkan bah'a, seluruh anestesi %olatil mendepresikontraktilitasjantungdengancaramenurunkanmasukan*a2+kedalamselselama depolarisasi mempengaruhi kanal kalsiumtipe ,- dan tipe --!,mengubah kinetika lepasan dan ambilan releasedanuptake! ke dalamretikulum sarkoplasmik, dan menurunkan sensitifitas protein kontraktilterhadap kalsium... (arena indeks kardiak Cardiac Index */! yang normal mempunyai rentangyang luas, pengukuran ini merupakan pengukuran yang relatif tidak sensitifuntukmenilai performans%entrikular.(arenanya, abnormalitaspadaindekskardiak biasanya merefleksikan pengaruh %entrikular yang besar. 0. Dengan tidak adanya hipoksia dan anemia berat, pengukuran tekanan oksigen%ena campuran atau saturasi! merupakan cara yang terbaik untuk menentukankecukupan output kardiak.1. (arenakontribusi atriumterhadappengisian%entrikel merupakanhal yangpentinguntukmempertahankantekanandiastolik%entrikular rata-ratayangrendah, pasien dengan penurunan komplians %entrikel merupakan kelompokyang paling besar terpengaruh oleh hilangnya sistol atrial dengan 'aktu yangnormal.2. *urah jantung pada pasien dengan gangguan %entrikel kiri atau kanan yangsudah diketahui, merupakan hal yang sangat sensitif pada peningkatanafterload akut3. 4raksi ejeksi %entrikular, yaitu fraksi dari %olume %entrikular diastolik-akhiryang diejeksikan, merupakan pengukuran klinis yang paling banyakdigunakan untuk mengukur fungsi sistolik.5. 4ungsi diastolik %entrikel kiri dapat dinilai secara klinis denganekokardiografi Doppler pada pemeriksaan transthorakal atau transesofageal.10. (arena bergantung pada tekanan intramural paling besar selama sistole,endokardiumcenderungmenjadi bagianyangpalingra'anterkenaiskemiaselama terjadi penurunan tekanan perfusi koroner.11. 6agal jantung menjadi semakin meningkat ketergantungannya terhadapkatekolaminsirkulasi. 7enarikantiba-tibapadaalirankeluar simpatis ataupenurunantingkat katekolamin sirkulasi, yang misalnya terjadi mengikutiinduksi anestesi, dapat memicu terjadinya dekompensasi kardiak akut.#eorang ahli anestesi harus memiliki pemahaman yang menyeluruhmengenai fisiologi kardio%askular baik untuk kepentingan ilmiahnya yang terkaitdengan anestesimaupununtuk aplikasipraktisnya pada penatalaksanaan pasiensecara modern. Bagian ini meninjau kembali fisiologi jantung dan sirkulasisistemik serta patofisiologi gagal jantung. #irkulasi pulmonar dan fisiologi darahserta pertukaran nutrisi akan dibahas pada Bab 22 dan 23 secara berurutan.#istem sirkulasi terdiri dari jantung, pembuluh darah, dan darah. 4ungsinyayaitu menyediakan oksigen dan nutrisi untuk jaringan dan mengangkut sisaproduk metabolisme. 8antung memompa darah melalui dua sistem %askular dalamtersusun dalambeberapa seri. 7ada sirkulasi pulmonar, aliran darah melaluimembran kapiler-al%eolar, mengikat oksigen, dan melepaskan *92. 7ada sirkulasisistemik, darah teroksigenasi dipompa untuk jaringan yang bermetabolisme, dansisa-sisa produk metabolisme diambil untuk dieliminasi di ginjal, paru, atau hati.JANTUNG:alaupun secara anatomis merupakan satu organ, secara fungsional jantungdibagi menjadi pompa kanan dan kiri, yang masing-masing terdiri dari satu atriumdan satu %entrikel. $trium berperan baik sebagai pembuluh maupun pompa a'al,sedangkan %entrikel berperan sebagai ruang pompa utama. &entrikel kananmenerima darah%ena sistemikterdeoksigenasi! danmemompanya ke dalamsirkulasi pulmonar, sedangkan %entrikel kiri menerima darah %ena pulmonarteroksigenasi! dan memompanya ke dalam sirkulasi sistemik. ;mpat katup secaranormal menjamin aliran tidak langsung melalui setiap ruang. $ksi pompa normalpada jantung merupakan hasil dari beberapa seri peristi'a elektrik dan mekanis. 8antungterdiri dari otot-otot stria khusus dalamrangkajaringankonektif.9tot jantung dapat dibagi menjadi otot atrial, %entrikular, serta pacemaker khususdan sel-sel penghantar. ;ksitatori alami sel-sel otot kardiak dan pengaturanuniknya memungkinkan jantunguntukberfungsi sebagai pompa yang sangatefisien. "ubungan resisten-rendah serial diskus interkalatus! antara sel-selmiokardial indi%idual memungkinkanpenyebaranyangcepat danteratur padaakti%itas elektrikdi setiapruangpompa. $kti%itas elektrikmenyebar denganmudah dari satu atrium ke atrium yang lain, dan dari satu %entrikel ke %entrikelyang lain, melalui jalur konduksi khusus. "ubungan langsung antara atrium dan%entrikel yang normalnya tidak ada, kecuali melalui nodus atrio%entrikular $&!,menunda terjadinya konduksi dan memungkinkan kontraksi atrial untukmempersiapkan %entrikel.POTENSIAL AKSI JANTUNG pergerakan (+menurunkan gradien konsentrasinya dan ketertarikanlistrik dari ruang intrasel yang bermuatan negatif dengan ion-ion potasium yangbermuatan positif.7otensial membran istirahat dari sel-sel %entrikel yang normal adalah -30hingga -50 m&. #ebagaimana pada jaringan-jaringan eksitabel lainnya saraf danotot skelet!, ketika potensial membran menjadi kurang negatif dan mencapai nilaiambang, makasuatupotensial aksi yangkhasdepolarisasi!akanterjadi 6br.15.1 dan ,abel 15.1!. 7otensial aksi dalam 'aktu yang singkat akan meningkatkanpotensial membran dari sel miokard hingga mencapai +20 m&. Berbeda denganpotensial aksi dari neuronlihat Bab1.!, gambaranspikepadapotensial aksijantungakandiikuti olehsuatufaseplateauyangberlangsungselama0.2-0.3detik. 7otensial aksi padaotot skelet dansaraf adalahdisebabkanolehsuatupembukaan yang mendadak dari kanal sodium cepat pada membran sel,sedangkanpadaotot jantunghal ini disebabkanolehpembukaandari kanalsodiumcepat spike! dan kanal kalsiumlambat plateau!. Depolarisasi jugadisertai oleh penurunan permeabilitas potasium yang bersifat sementara. ?estorasiselanjutnyadari permeabilitaspotasiumyangnormal danpenutupandarikanalsodium dan kalsium pada akhirnya akan mengembalikan potensial membran kenilai normalnya.#etelah suatu depolarisasi, sel secara tipikalakan menjadi refrakterterhadap stimulus depolarisasi normal berikutnya hingga mencapai fase .. 7erioderefrakter efektif adalah inter%al minimaldi antara dua impuls depolarisasi yangmenyebar. 7ada sel-sel miokard yang bersifat konduktor cepat, periode inibiasanya berhubungan erat dengan durasi dari potensial aksi. #ebaliknya perioderefrakter efektif pada sel-sel miokard yang bersifat konduktor lambat dapatmelebihi durasi dari potensial aksi. ,abel 15.2merangkumberbagai macamjenis kanal kalsiumdi dalammembran sel otot jantung. Beberapa di antaranya diaktifasi oleh perubahan %oltasemembaran sel, sedangkan beberapa yang lain hanya akan terbuka bila membentukikatan dengan ligand. (anal cepat =a+yang diatur oleh perbedaan %oltasememiliki suatu gerbang luar m! yang terbuka pada %oltase sebesar -10 hingga -20m% dan suatu gerbang di dalam sel h! yang akan menutup pada %oltase sebesar-30m&.(analkalsiumtipe , transient!yangdiaturolehperbedaantegangan%oltase! ini menjalankan peran yang penting dalam fase 0 dari prosesdepolarisasi. #elamafaseplateaufase2!, alirankalsiumterjadi melalui kanalkalsium lambat tipe-- long lasting! yang diatur oleh perbedaan tegangan. ,igatipe utama darikanal(+bertanggungja'ab terhadap prosesrepolarisasi.@angpertama menghasilkan suatu aliran potasiumoutwardI,9!, yang keduabertanggungja'ab terhadap arus lambat I(r!, dan yang ketiga meghasilkan suatuarus rectifying kerja lambat I(s! yang mengembalikan potensial membran kembalikepada keadaan normal.Gambar 19-1. 7otensial $ksi 8antungINISIASI DAN KONDUKSI DARI IMPULS JANTUNG/mpuls jantung secara normal berasal dari sinoatrial #$! node, sekelompok selpacemakeryang terspesialisasi terletak dalamsulkus terminalis, pada bagianposterior dari pertemuanantaraatriumkanandan%enaca%asuperior. #el inidiketahui mempunyai membranluaryangmenghasilkansodiumdanmungkinkalsium!. /nfluks yanglambat dari sodium, yangmenghasilkankeadaanyangkurang negatif pada potensial membran istirahat -00 hingga -10 m&!,mempunyai tiga akibat yang perludiperhatikan> /naktifasi yang konstandarisaluran cepat sodium, sebuah potensial aksi dengan ambang batas -.0 m& yangterutama disebabkan oleh pergerakan ion mele'ati saluran kalsium lambat,dandepolarisasi regular yang spontan. 7ada setiap siklus, kebocoran sodiumintraselular menyebabkan membran sel menjadi lebih tidak negatif secaraprogresif) ketika ambang ambang batas potensial tercapai, saluran kalsiumterbuka, permeabilitas potassiummenurun, dan sebuah potensial aksi dapattimbul.?estorasi dari permeabilitas potassium yang normalmengembalikan selyang ada pada #$ node kembali kepada membran potensial istirahat./mpuls yang dihasilkan pada #$ node secara normal dikonduksikan secaracepat mele'ati atria kearah$&node. #erat atrial yangterspesialisasi dapatmempercepat konduksi ke atrium kiri dan $& node. $& node terletak pada dindingseptal atrium kanan di bagian depan pada tempat pembukaan sinus koroner dandiatasinsersidari bagianseptal katuptrikuspid, biasanyaterdiri daritigaarea>daerahupper junctional$=!, daerahmiddle nodal=!, dan daerahlowerjunctional ="!. :alaupun daerah = tidak mempunyai aktifitas spontan intrinsikotomatisitas!, kedua daerah lainnya punya. Depolarisasi spontan yang lebihlambat pada daerah $& junctional.0 A 10 kaliBmenit! memungkinkan #$ nodeyang lebih cepat ubtuk mengatur denyut jantung. #emua faktor yang menurunkanjumlah dari depolarisasi #$ node atau meningkatkan otomatisitas dari daerah $&junctional memungkinkan daerah tersebut sebagai pacemaker untuk jantung. /mpuls dari #$ node secara normal mencapai $& node setelah sekitar0.0. s namun sudah hilang sekitar 0.11 s kemudian. 7enundaan ini terjadi sebagaihasil adanya serat miokardial kecil yang mempunyai konduksi yang lambat dalam$&node, yang bergantung pada saluran kalsiumlambat untuk merangsangtimbulnya potensial aksi. #ebagai kebalikannya,konduksi dari impuls antara selyang ada dalam atria dan pada %entrikel untuk aktifasi dan non aktifasinya sangatterpengaruhpadasaluransodiumcepat. #ertayangadadiba'ahdari$& nodebergabung dan membentuk bundle "is. (elompok serat yang terbentuk danmengalami spesialisasi ini mele'ati septuminter%entrikular sebelumterbagimenjadi cabang kanan dan kiri untuk membentuk jaringan kompleks dari serabutpurkinje yangmenyebabkandepolarisasipada kedua%entrikel.#ebagaikontrasyang nyata denganjaringan $& node, serabut "is-purkinje mempunyaikemampuan konduksi yang paling tinggi pada jantung, menghasilkan depolarisasisecara hampir simultan pada seluruh endokardium kedua %entrikel secara normaldalam0.03s!. 7enyebarandari impuls dari endokardiumhingga epikardiummelalui otot %entrikular membutuhkan tambahan 0.03 s. (arena itu impuls yangtimbul dari nodus #$ secara normal membutuhkan 'aktu kurang dari 0.2 detikuntuk mendepolarisasi seluruh jantung."alothane, enflurane, dan isoflurane menekan otomatisitas dari nodus #$.Cat-Dat ini diketahui hanya mempunyai efeklangsungyang sedangterhadapnodus $&, memperpanjang 'aktu konduksi dan meningkatkan tingkat refrakter.(ombinasi dari efek ini menjelaskan terjadinya takikardi jungsional ketikaantikolinergik diterapkan untuk mengatasi sinus bradikardi selama anestesiinhalasi>junctional pacemakerslebih terangsang dibandingkan dengan yangberada pada nodus #$. ;fek elektrofisiologis dari Dat %olatil pada serabut 7urkinjedanotot-otot %entrikular bersifat kompleks dikarenakanolehadanya interaksiotonomik. #ifat antiaritmik dan aritmogenik keduanya didapatkan. "al inikemungkinan dikarenakan depresi secara langsung dari influks *a2+, dimanasecara umum melibatkan potensiasi dari katekolamin lihat bab 2!. ;fekaritmogenik membutuhkan akti%asi dariE1-dan reseptor F-adrenergik. $t induksiintra%ena mempunyai elektrofisiologi yang terbatas pada dosis klinik yang biasadigunakan.9pioid,khususnya fentanil dansufentanil, dapatmenekankonduksijantung, meningkatkan konduksi $& node dan periode refrakter danmemperpanjang durasi potensial aksi serabut purkinje.$nestesi lokal mempunyai efekelektrofisiologikyangpentingterhadapjantung saat konsentrasi dalam darah secara umum mencapai toksisitas sistemik.7adakasus penggunaanlidokain, efekelektrofisiologi padakonsentrasi darahyang rendah dapat bersifat terapeutik lihat bab .2!. 7ada konsentrasi darah yangtinggi, anestesilokalmenekankonduksidenganmengikat padasaluransodiumcepat) pada konsentrasi yang sangat tinggi dapat juga menekan #$ node. -okalanestesi yangsangat kuat ---bupi%acainedan, padaderajat yanglebihlemah,etidocaine dan ropi%acaine--- diketahui mempunyai efek terkuat terhadap jantung,khususnya pada serabut purkinje danotot %entrikular.Bupi%acaine mengikatsaluran sodium cepat yang belum teraktifasi dan terlepas secara perlahan-lahan."al ini dapat menyebabkansinus bradikardi danhambatansinus node samaseperti malignant ventricular arrhymitmia.7enghambat saluran kalsiumadalah bahan organik yang menghambatinflukskalsiummele'ati salurantipe- tapi tidakmenghambat salurantipe ,.7enghambat dihydropyridine seperti nifedipine berfungsi menyumbat saluran,dimana Dat lain seperti %erapamil dan, hingga yang lebih lemah diltiaDem lebihbersifat mengikat saluran agar tetap berada dalam keadaan depolarisasi dan tidakaktif menggunakan penghambat dependen!.MEKANISME KONTRAKSI#el-sel miokardberkontraksi sebagai hasil dari interaksi duaproteinkontraktilyang kaku dan saling ber-overlapping, yaaitu aktin dan miosin. 7rotein ini tetappada tempatnya dalamsetiap sel selama proses kontraksi maupun relaksasi.Dystrophin, sebuahproteinintraselular yangbesar, menghubungkanaktindanmembran sel sarkolema!. 7emendekan sel didapat ketika aktin dan miosindimungkin untukk berinteraksi secara penuh dan bergeser hingga bertumpuk satusama lain gambar 15 A 2!. /nteraksi ini secara normal dihambat oleh dua proteinpengatur, troponin dan tropomiosin) troponin terdiri dari tiga subunit, troponin /,troponin *, dantroponin ,. ,roponinmenempel pada aktin dengan inter%eltertentu, dimana tropomiosin terletak didalam pusat dari struktur aktin.7eningkatanpadakonsentrasikalsium intraselulardari10-2hingga10-0molB-!menyebabkan kontraksi saat ion kalsiummengikat troponin *. "asil dariperubahankonformasi padaproteinpengatur ini membukabagianaktif padaaktin yang memungkinkan interaksi dengan jembatan miosin titik daripertemuan!. Bagian yang aktif pada miosin berfungsi sebagaimagnesium-dependent ATPaseyangaktifitasnyaditingkatkanolehpeningkatankonsentrasikalsium intraselular. ?angkaian penggabungan dan pemisahan didapat setiap salahsatu dari jembatan miosin mele'ati bagian yang aktif dari aktin. $denisin trifosfat$,7! digunakan pada setiap proses penggabungan. ?elaksasi terjadi saat kalsiumsecaraaktif dipompakembali kedalamretikulumsarkoplasmaoleh*a2+-