ALIRAN DARAH DAN TRANSPORTASI GAS E H DARWIS DURAHIM

ALIRAN DARAH DAN TRANSPORTASI GAS Perubahan aliran darah utama : (1) Pe output cardiac (mis, jumlah darah yang dipompa per menit oleh jantung) (2) Aliran darah dari organ-organ tidak aktif ke otot skeletal yang aktif Cardiac output & perubahan aliran darah dibatasi pada jantung kiri & sirkuit sistematik (aliran darah arterial dan darah venous dari jaringan tubuh seperti otot-otot yang sedang bekerja)

Perubahan Aliran Darah Jantung dan Siklus Cardiac Anatomi dan fisiologi jantung Siklus cardiac Event (peristiwa) elektrik di jantung Event mekanikal – perubahan tekanan dan volume

Cardiac output selama latihan Stroke Volume Detak jantung Cardiac output selama latihan lama Pengembalian venous

Distribusi aliran darah Aliran darah ke myocardium Ciri lain distribusi darah Sistem transportasi oksigen Mekanisme Sirkulasi - hemodynamics Tekanan darah Tekanan sistolik dan diastolik Tekanan arterial rata - rata

Resistansi ke aliran Perubahan tekanan dan resistansi selama latihan Hipertensi dan latihan

FIBER OTOT CARDIAC INDIVIDUAL JANTUNG FIBER OTOT CARDIAC INDIVIDUAL RINGKASAN JARINGAN CARDIAC PERUBAHAN SIRKULASI UTAMA CARDIAC OUTPUT REDISTRIBUSI ALIRAN DARAH SISTEM TRANSPORTASI OXIGEN STUDI HUKUM FISIK

Perubahan Aliran Darah Transportasi gas (O2 dan CO2) kerja otot melibatkan pe cardiac output dan redistribusi darah dari organ-organ tidak aktif ke otot yang aktif. Mereview Jantung

Jantung dan Siklus Cardiac Jantung  pompa muscular yang menggerakkan darah melalui sistem sirkulasi. Area Utama Anatomi dan Fisiologi Jantung Siklus Cardiac Aktivitas Elektrik & Mekanik Otot Jantung

Anatomi dan Fisiologi Jantung

1.Katup Jantung dan Direksi Aliran Darah  Aliran darah ditunjukkan tanda panah di Figure 10.1.  katup unidireksional. Darah dari kepala dan anggota tubuh bagian atas serta dari tubuh bagian bawah kembali melalui vena cava superior dan inferior ke atrium kanan  Ventrikel kanan ventrikel kanan, tricuspid valve menutup  mencegah darah mengalir kembali ke atrium kanan  Pada waktu yang sama pulmonary valve terbuka menyalurkan darah dari pulmonary arteries ke paru-paru Saat kembali dari paru-paru melalui pulmonary veins, darah masuk atrium kiri kemudian masuk ventrikel kiri

Pengaturan valve sama dengan yang ada di ventrikel kanan, kecuali namanya berbeda: mitral (bicuspid) valve menutup untuk mencegah aliran kembali ke atrium, dan aortic valve terbuka, mengarahkan darah ke jaringan tubuh. Jika valve dirusak atau menutup dengan tepat, darah dimuntahkan, sehingga ada suara. Tipe suara ini disebut heart murmur (bunyi jantung).

Figure 10.1 Jantung Manusia A. Jantung terdiri dari empat ruang utama, atrium kiri dan ventrikel kiri (jantung kiri) dan atrium kanan serta ventrikel kanan (jantung kanan). Aliran darah ditunjukkan dengan tanda panah B. Jantung kiri memompa darah ke jaringan tubuh dan jantung kanan ke paru-paru C. Inset: struktur mikroskopis dari otot jantung (myocardium) menunjukkan intercolated discs dan pengaturan syncytial dari fiber

2.Struktur Mikroskopis dari Otot Jantung Myocardium  totjantung(Figure10.1) Otot jantung  otot skeletal Misalnya : berlapis, berisi myofibril, actin dan myosin protein filaments Kontraksi aktual myocardium  teori sliding filament kontraksi muscular (bab5)

● Otot jantung # otot skeletal ● Di otot cardiac, semua fiber atau sel individual terhubung secara anatomis (Figure 10.1.) ● Myocardial fiber  intercalated discs  membran sel ● Fiber otot jantung  Intecalated discs  jantung  satu fiber yang besar Misalnya, seluruh otot jantung mengikuti semua hukum/ semuanya sedangkan otot skeletal, hanya unit motor individual dan fiber terkait yang mengikuti hukum ini

● Pengaturan  functional syncytium, dikatakan fungsional saat satu fiber berkerut, semua fiber berkerut dan dikatakan syncytium oleh fakta bahwa semua sel saling berhubung ● Ada dua syncytia fungsional atria dan ventrikel atria pertama menutup bersama-sama kemudian ventrikel – pengaturan ini sangat efektif dalam memproduksi aksi yang dibutuhkan jantung.

3.Sistem Konduksi Jantung syaraf  mensuplai jantung dikeraskan, jantung terus  nervous impulse  fashion rhythmical autorhythm  sinoatrial node (S-A node) S-A node  dinding posterior atrium kanan (Figure 10.2.) detak jantung normal diawali di S-A node  pacemaker jantung

Figure 10. 2. Sistem konduksi elektrik dari jantung Figure 10.2. Sistem konduksi elektrik dari jantung. S-A node dianggap sebagai pacemaker jantung karena impulse cardiac biasanya berasal dari situ.

♦ Dari S-A node, cardiac atau nervous impulse tersebar ke seluruh atria ♦Atria menutup terlebih dahulu  ventrikel ♦Ruang tidak sepenuhnya kosong di setiap kontraksi ♦Impuls dari atria mengaktifkan area jantung yang lain  atrioventricular node (A-V node)  atrium kanan persimpangan atrioventricular (Fig. 10.2).

♦ A-V node, ikatan jaringan dengan tipe yang sama  atrioven-tricular bundle (ikatan) (Bundle of His), masuk ke ventrikel kanan (right bundle branch) dan ventrikel kiri (left bundle branch) ♦ Bundle kiri dan kanan menunjukkan beberapa cabang yang menghilang di sistem Purkinje, dan mencapai seluruh ventricular myocardium, membantu kontraksi ventricular.

4.Suplai Darah ke Jantung otot cardiac  suplai darah untuk mendapatkan oksigen dan membuang produk tertentu Suplai darah ke jantung  coronary circulation (sirkulasi coronary) Figure 10.3. Otot jantung disuplai oleh dua artery utama : 1. coronary artery kiri Aorta,diluar ortic valve dan melingkari jantung 2.coronary arteri kanan

♦ Branch (cabang) menunjukkan bahwa seluruh myocardium disuplai dengan network jaringan vascular ♦ Cabang utama coronary artery kiri adalah circumflex branch (yang mensuplai dinding posterior jantung) dan anterior interventricular branch (atau anterior descending) ♦ Coronary artery kanan disebut cabang coronary artery kanan.

Figure 10. 3. Sirkulasi coronary. A Figure 10.3. Sirkulasi coronary. A. Otot jantung disuplai oleh dua artery utama, coronary arteries kiri dan kanan B. Arteries menunjukkan beberapa cabang saat mereka melilingi jantung Coronary vein ada di sekitar arteries (Fig. 10.3)  vein yang sangat besar  coronary sinus dan menyimpan darah venous di atrium kanan jantung.

Siklus Cardiac Siklus cardiac mengacu pada : perubahan elektrik & mekanik yang terjadi di jantung selama detak jantung tunggal (mis, selama kontraksi dan relaksasi myocardium) Fase contractile dari siklus cardiac  systole fase relaksasinya  diastole

Event-Event Elektrik di Jantung Aktivitas elektrik di myocardium dapat dicatat (direkam) sebagai fungsi waktu Pencatatan  electrocardiogram atau singkatnya ECG ECG dicatat  elektrode di permukaan tubuh dengan amplifier & recorder  electrocardi-ograph Aktivitas elektrik dari jantung dicatat di kertas  kertas ECG  skema tandanya (Figure 10.4) Recorder ECG didesain untuk bekerja pada kecepatan kertas yang spesifik  25mm per detik

Pengaturan ini membantu konversi jarak dalam milimeter ke waktu dalam detik. Setiap kotak kecil (lebar 1mm) merepresentasikan 0.04 detik dan setiap kotak besar (lebar 5mm) merepresentasikan 0.2 detik. Berapa detik yang ditunjukkan 50mm? 75mm? Di direksi vertikal, persegi kecil dikalibrasi ke voltage. Saat ECG recorder distandarkan, 1 milivolt (mV) ditunjukkan dengan defleksi vertikal 10mm Menurut konvensi, defleksi naik adalah positif dan turun berarti negatif

♦ Defleksi sebagian positif dan sebagian negatif ♦ Defleksi sebagian positif dan sebagian negatif disebut biphasic ♦ Gelombang yang ada di baseline  isoelectric baseline adalah line isoelektric ♦ Saat memperhatikan pengukuran gabungan untuk waktu dan interval di direksi horisontal dan voltage di direksi vertikal, ada gerakan yang menunjukkan aktivitas elektrik jantung

Figure 10.4. Kertas ECG tipikal dengan pola jaringan (grid) dan unit pengukuran yang jelas. Interval waktu adalah untuk kecepatan 25mm/s.

Pengukuran ECG Standard Contoh ECG normal untuk dua detak jantung yang lengkap atau siklus cardiac ditunjukkan di Figure 10.5. Setiap gelombang, interval atau defleksi ECG dihubungkan ke event elektrical spesifik dalam jantung.

Interval RR Interval PR Segmen ST Gelombang P Gelombang T Gelombang U QRS Gelombang: Q, R & S Gelombang Utama Dan Interval Segmen ST Gelombang T Gelombang U Interval RR

Figure 10.5. ECG normal untuk dua detak jantung atau siklus cardiac yang lengkap. Gelombang P dihasilkan dari depolarisasi atrial, QRS kompleks dari depolarisasi ventricular, sedangkan gelombang T dan U berasal dari repolarisasi ventrikel. Interval P-Resiko, segmen ST, dan interval RR dibahas di teks. Perhatikan inset, tidak adanya gelombang Q dan gelombang U. Ini normal.

Tabel 10.1 Electrocardiographic leads dan penempatan elektroda Posisi elektroda Standard limb leads (bipolar) I Lengan kanan dan lengan kiri II Lengan kanan dan kaki kiri III Lengan kiri dan kaki kiri teraugmentasi (unipolar) aVR Lengan kanan aVL Lengan kiri aVF Kaki kiri Lead dada (Unipolar)

Lead Posisi elektroda V1 Ruang intercostal ke-4, sisi kanan sternum V2 Ruang intercostal ke-4, sisi kiri sternum V3 Ruang intercostal ke-5, sisi kiri (antara V2 dan V4) V4 Ruang intercostal ke-5, sisi kiri (line clavicular tengah) V5 Ruang intercostal ke-5, sisi kiri (line acillary anterior) V6 Ruang intercostal ke-5, sisi kiri (line acillary tengah)

12 Lead Electrocardiogram Electrocardiogram standard terdiri dari tiga rangkaian recording untuk 12 leads Tabel 10.1 menggambarkan penempatan elektroda untuk lead standard (I, II, dan III) segitiga Einthoven; lead teraugmentasi (aVR, aVL, dan aVF);  lead dada (V1 sampai V6) Lead I, II dan III adalah lead bipolar (satu elektroda positif dan elektroda kedua negatif) lead teraugmentasi dan lead dada adalah unipolar 12 sistem lead membuat analis dapat melihat event elektrikal tunggal dari 12 posisi yang berbeda secara bersamaan 12 sistem ECG lead membuat dapat melihat semua sisi ‘pohon oak’ secara bersamaan

Aktivitas elektrikal dari jantung ‘dipacu’ oleh elektroda dan diamplifikasi serta direkam, sebagai fungsi waktu, pada grafik Elektroda selalu ditempatkan pada permukaan tubuh pada posisi standard, setiap variasi di perubahan aktivitas elektrikal dapat menunjukkan perubahan kapabilitas fungsional jantung ECG adalah alat klinis yang sangat bermanfaat untuk mendeteksi gangguan cardiac

Figure 10.6. Perubahan elektrik dan mekanis di jantung kiri selama siklus cardiac. Tiga kurva diatas menggambarkan perubahan tekanan di aorta, ventrikel kiri dan atrium kiri. Kurva tengah menunjukkan perubahan volume darah di ventrikel kiri; kurva bawah menunjukkan ECG dan rekaman phonocardiogram. Garis vertikal ber-angka merespon ke event penting yang berbeda dari siklus, yang ditunjukkan secara detail di Tabel 10.2.

Event Mekanik – Perubahan Tekanan dan Perubahan Volume Jantung mengerut dan relax di fashion rhythmical karena ada perubahan aktivitas elektrikal Siklus (systole dan diastole), tekanan dan volume darah dalam atria dan ventrikel berfluktuasi seperti yang ditunjukkan di Figure 10.6. Tiga kurva atas menggambarkan perubahan tekanan aorta, ventrikel kiri, dan atrium kiri Kurva middle single menunjukkan perubahan volume darah yang terjadi di ventrikle kiri

Dua kurva bagian bawah menunjukkan ECG dan perekaman phonocardiogram Phonocardiogram adalah perekaman suara yang dihasilkan dari jantung selama siklus cardiac Suara ini dianggap sebagai hasil vibrasi yang diciptakan oleh penutupan katup jantung Aada dua suara yang dihasilkan dari jantung selama siklus cardiac : 1. A-V valve (katup A-V) menutup di awal systole 2. valve aortic menutup di akhir systole. Ciri paling penting dari event-event siklus cardiac ditunjukkan di Tabel 10.2. Angka di tabel menunjukkan angka yang ditunjukkan di Figure 10.6. Ingatlah bahwa perubahan ini adalah untuk jantung kiri. Tapi, mereka sama dengan jantung kanan, kecuali tekanan dalam pulmonary arteries dan ventrikel kanan jauh lebih rendah, sekitar satu per enam di aorta dan ventrikel kiri.

Tabel 10.2 Ringkasan Event selama Siklus Cardiac Posisi valve Perubahan volume ventricular Suara (detak) jantung Valve A-V menutup, valve aortic ditutup - Valve A-V dan aortic menutup Tidak ada perubahan Detak jantung pertama Valve aortic terbuka Valve aortic terbuka, valve A-V ditutup Penurunan yang cepat Valve aortic menutup Valve aortic dan A-V ditutup Detak jantung kedua Valve A-V terbuka Valve A-V membuka, valve aortic ditutup Peningkatan yang cepat Peningkatan kecil

Cardiac Output maksimal  subyek ♂ yang ditraining dapat mencapai lebih dari 30 liter per menit Lima atau enam kali lipat dari nilai istirahat Jarang menemukan atlet yang ditraining yang mengungguli event ketahanan dan mempunyai kapasitas aerobik yang tinggi dengan output cardiac maksimal mendekati 40 liter per menit Semakin tinggi cardiac output maksimal, semakin tinggi power aerobik maksimal (VO2 max) dan sebaliknya

Cardiac output ♂ sama dengan ♀ Tapi, dibandingkan dengan ♂, ♀ cenderung mempunyai cardiac output yang sedikit lebih tinggi saat melakukan pekerjaan dengan level konsumsi oksigen yang sama Perbedaan jumlah ini adalah antara 1.5 dan 1.75 liter per menit; dengan kata lain, cardiac output adalah 1.5 sampai 1.75 liter per menit lebih tinggi ♀ rata-rata. Alasannya adalah kapasitas darah membawa oksigen pada ♀ adalah lebih rendah, karena level hemoglobin lebih rendah Cardiac Output maksimal ♀ yang ditraining dan tidak ditraining biasanya lebih rendah dari ♂

(2) detak jantung, jumlah waktu jantung berdenyut per menit Pe cardiac output yang besar mengarah ke pe (1)volume stroke, jumlah darah yang dipompa oleh jantung per stroke atau beat (denyut (2) detak jantung, jumlah waktu jantung berdenyut per menit Secara matematis, hubungan output cardiac (Q) ke volume stroke (SV) dan detak jantung (HR)adalah sebagai berikut: Q = SV x HR (liter per menit) (liter per beat) (beat per menit) Misalnya, jika selama latihan berat, volume stroke adalah 160ml (0.16 liter) per beat dan detak jantung 185 beat per menit, output cardiac akan : Q=0.16 liter/beat x 185 beat/menit Q=29.6 Liter/menit

Stroke Volume Hubungan stroke volume ke VO2 latihan ditunjukkan di Figure 10.7B. Stroke Volume me selama progresi dari istirahat ke bekerja, tapi ini tidak harus me dari sedang ke pekerjaan maksimal Stroke volume menjadi maksimal di muatan kerja sub maksimal saat VO2 hanya sekitar 40% dari maksimum Diaplikasikan ♂ dan ♀ yang ditraining dan tidak ditraining.

Saat istirahat, duduk, stroke volume subyek ♂ yang tidak ditraining, rata-rata adalah antara 70 dan 90 ml per beat dengan nilai maksimal antara 100 dan 120 ml per beat ♂ ditraining, istirahat dan nilai maksimal adalah lebih tinggi, rata-rata 100 sampai 120 ml dan 150 sampai 170 ml per beat Atlet, stroke volume maksimal dapat mencapai lebih dari 200 ml per beat Jadi, kontributor utama cardiac output atlet yang jauh lebih besar adalah pe stroke volume yang maksimum

Detak jantung maksimum adalah sama untuk individu yang ditraining dan tidak ditraining, sedangkan volume stroke maksimum digandakan di atlet Untuk ♀ nilai untuk volume stroke biasanya lebih rendah dari pria di semua kondisi Misalnya, saat istirahat, stroke volume antara 50 sampai 70 ml per beat untuk ♀ yang tidak ditraining dan 70 s/d 90ml per beat untuk wanita yang ditraining stroke Volume maksimal untuk ♀ yang tidak ditraining dan ditraining adalah antara 80 sampai 100ml per dan 100 sampai 120 ml per beat Mekanisme dimana volume stroke ditingkatkan selama latihan dianggap sebagai hasil hukum jantung Starling Hukum ini menyatakan bahwa stroke volume naik sebagai respon pe volume darah yang mengisi ventrikel jantung selama diastole (relaksasi ventricular)

Akibatnya, semakin banyak darah dikeluarkan dan stroke volume naik Pe volume diastole memperbesar bentangan pada fiber cardiac, dan me systole ventricular (kontraksi)  Akibatnya, semakin banyak darah dikeluarkan dan stroke volume naik Volume diastole tidak naik selama latihan sehingga pe stroke volume dipertanyakan Peranan utama hukum Starling, di waktu istirahat dan olah raga adalah mempertahankan output ventrikel kiri dan kanan, sehingga aliran darah untuk sirkuit sistematik dan pulmonary di pertahankan. Bagaimana stroke volume naik selama olah raga? Jawaban pertanyaan ini ada pada fakta bahwa saat istirahat hanya 40 sampai 50% volume total diastole yang dikeluarkan selama setiap systole ventricular (ini adalah bagian pengeluaran) Tanpa pe volume diastole, kontraksi yang lebih kuat dapat menggandakan stroke volume Semakin kuat kontraksi ventricular, yang sering disebut pe myocardial contractility, diperantarai oleh pengaruh syaraf dan hormonal