BIOFISIKA SISTEM KARDIOVASKULER

Disusun Oleh :Kumalasari DAP. (004)Siti Nur Hasanah (011)Vini Rahayu (012)Shinta Ratnasari (019)Denok Lukmanasari (042)

STRUKTUR JANTUNG

• Jantung terletak didalam rongga mediastinum dari ronga dada (toraks) diantara kedua paru.

STRUKTUR JANTUNG

Selaput yang melapisi jantung

disebut perikardium yang terdiri

atas 2 lapisan:

a) Perikardium parietalis, yaitu

lapisan luar yang melekat pada

tulang dada dan selaput paru.

b) Perikardium viseralis, yaitu

lapisan permukaan dari jantung

itu sendiri yang juga disebut

epikardium.

… STRUKTUR JANTUNG

• Diantara kedua lapisan tersebut terdapat cairan perikardium sebagai pelumas yang berfungsi mengurangi gesekan akibat gerak jantung saat memompa.

• Dinding jantung terdiri dari 3 lapisan:

1. Lapisan luar disebut epikardium atau perikardium.

2. Lapisan tengah merupakan lapisan berotot, disebut miokardium.

3. Lapisan dalam disebut endokardium.

Jantung terdiri dari 4 ruang, yaitu:• Dua ruang yang berdinding tipis

disebut atrium (serambi), • Dua ruang yang berdinding tebal

disebut ventrikel (bilik).

• SA node adalah pacemaker (pacu jantung) dan berlokasi pada atrium kanan. Sinyal-sinyal elektrik yang diawali pada SA node dipancarkan ke atria dan ventricles untuk menstimulasi kontraksi-kontraksi otot jantung (denyut-denyut jantung).

• AV node adalah jaringan khusus jantung yang beraksi sebagai station relai elektrik antara atria dan ventricles. Sinyal-sinyal elektrik dari SA node dan atria harus lewat melalui AV node untuk mencapai ventricles.

Katup Jantung

1. Katup Atrioventrikuler Terletak diantara atrium dan

ventrikel, katup antara atrium kanan dan ventrikel kanan

2. Katup Semilunar

Katup pulmonal, terletak antara arteri pulmonalis dan ventrikel kanan. 

Katup aorta, terletak antara ventrikel kiri dan aorta.

PEMBULUH DARAH

• Keseluruhan sistem peredaran (sistem

kardiovaskuler) terdiri dari arteri,

arteriola, kapiler, venula dan vena.

• ArteriolaMerupakan cabang paling ujung dari sistem arteri, berfungsi sebagai katup pengontrol untuk mengatur pengaliran darah ke kapiler. • KapilerMerupakan pembuluh darah yang halus dan berdinding sangat tipis, yang berfungsi sebagai jembatan diantara arteri (membawa darah dari jantung) dan vena (membawa darah kembali ke jantung). • VenulaDari kapiler darah mengalir ke dalam venula lalu bergabung dengan venul-venul lain ke dalam vena, yang akan membawa darah kembali ke jantung.

• VenaVena memiliki dinding yang tipis, tetapi biasanya diameternya lebih besar daripada arteri, sehingga vena dapat mengangkut darah dalam volume yang sama tetapi dengan kecepatan yang lebih rendah dan tidak terlalu dibawah tekanan.• ArteriArteri berfungsi untuk transportasi darah dengan tekanan yang tinggi ke seluruh jaringan tubuh. Dinding arteri kuat dan elastis (lentur), kelenturannya membantu mempertahankan tekanan darah diantara denyut jantung.

SIRKULASI JANTUNG

Sirkulasi Jantung

Sirkulasi Sistemik

Sirkulasi Koroner

Sirkulasi Pulmonal

Sirkulasi Sistemik

Mengalirkan darah ke berbagai organ tubuh

Memenuhi kebutuhan organ yang berbeda

Memerlukan tekanan permukaan yang besar

Banyak mengalami tahanan

Kolom hidrostatik panjang

Sirkulasi Pulmonal

Hanya mengalirkan darah ke paru-paru

Hanya berfungsi ke paru-paru

Mempunyai tekanan permulaan yang rendah

Hanya sedikit mengalami tahanan

Kolom hidrostatiknya pendek

Sirkulasi Koroner

Meliputi seluruh permukaan jantung

Membawa oksigen untuk miokardium melalui cabang-cabang intramiokardial yang kecil-kecil

Peningkatannya dipengaruhi oleh: peningkatan aktivitas, jantung berdenyut, dan rangsang sistem simpatis

Mekanisme Biofisika Jantung

Tekanan darah

Aliran darah dan resistensinya

Tekanan darah

• Tekanan darah (blood pressure) adalah tenaga yng diupayakan oleh darah untuk melewati setiap unit atau daerah dari dinding pembuluh darah.

• Faktor yang mempengaruhi tekanan darah:1. Curah jantung2. Tahanan pembuluh darah perifer3. Aliran darah4. Volume darah

Aliran darah

• Aliran darah pada orang dewasa saat istirahat 5L/menit disebut sebagai curah jantung (cardiac output)

• Faktor yang mempengaruhi:1. Perbedaan tekanan (Degree of

Pressure)2. Vascular resistance (Tahanan

pembuluh• Dirumuskan:

Q = DP/R

1. Degree of Pressure (DP)

• Merupakan penyebab terdorongnya darah melalui pembuluh.

• Perbedaan tekanan antara dua ujung pembuluh darah menyebabkan darah mengalir dari daerah bertekanan tinggi ke rendah.

DP = P1 – P2

2. Vascular Resistance

• Merupakan hambatan terhadap aliran darah sepanjang pembuluh.

• Dipengaruhi oleh:1. Diameter pembuluh darah (terutama

arteriole). Vasodilatasi menurunkan tahanan Vasokontriksi meningkatkan tahanan

2. Viskositas Sebagian besar dipengaruhi oleh

kadar hematokrit (ht); yaitu prosentase volume darah yang ditempati oleh sel darah merah.

SIKLUS JANTUNG• Peristiwa listrik dan mekanik yang saling terkait.

• Rangsang listrik dihasilkan dari beda potensial ion

antar sel yang selanjutnya akan merangsang otot

untuk berkontraksi dan relaksasi.

• Kelistrikan jantung merupakan hasil dari aktivitas

ion-ion yang melewati membran sel jantung.

Aktivitas ion tersebut disebut sebagai potensial

aksi.

• Mekanisme potensial aksi terdiri dari fase

depolarisasi dan repolarisasi:

• Depolarisasi

Merupakan rangsang listrik yang menimbulkan

kontraksi otot. Respon mekanik dari fase

depolarisasi otot jantung adalah adanya sistolik.

• Repolarisasi

Merupakan fase istirahat/relaksasi otot, respon

mekanik depolarisasi otot jantung adalah

diastolik.

Fase Siklus Jantung

Mid Diastole

Diastole Lanjut

Sistole Awal

Sistole Lanjut

Diastole Awal

Mid Diastole Merupakan fase pengisian lambat ventrikel dimana atrium dan ventrikel dalam keadaan istirahat. Darah mengalir secara pasif dari atrium ke ventrikel melalui katup atrioventrikuler, pada saat ini katup semilunaris tertutup dan terdengar sebagai bunyi jantung kedua.

Diastole Lanjut

• Gelombang depolarisasi menyebar melalui atrium berhenti pada nodus atrioventrikuler (nodus AV). Otot atrium berkontraksi memberikan 20%-30% pada isi ventrikel.

Sistole Awal

• Depolarisasi menyebar dari sinus AV menuju miokardium ventrikel. Ventrikel berkontraksi menyebabkan tekanan dalam ventrikel lebih tinggi dari tekanan atrium sehingga menyebabkan katup atrioventrikuler menutup yang terdengar sebagai bunyi jantung satu. Dalam keadaan ini tekanan dalam aorta dan arteri pulmo tetap lebih besar, sehingga katup semilunar tetap tertutup. Kontraksi ventrikel ini disebut sebagai kontraksi isovolumetrik.

Sistole Lanjut

• Tekanan ventrikel meningkat melebihi tekanan pembuluh darah sehingga menyebabkan katup semilunaris membuka. Setelah katup semilunar terbuka, terjadi ejeksi isi ventrikel kedalam sirkulasi pulmoner dan sistemik.

Diastole Awal

• Gelombang repolarisasi menyebar ke ventrikel sehingga ventrikel menjadi relaksasi. Tekanan ventrikel turun melebihi tekanan atrium sehingga katum AV membuka. Dengan terbukanya katup AV maka ventrikel akan terisi dengan cepat, 70%-80% pengisian ventrikel terjadi dalam fase ini

Faktor Penentu Kerja Jantung

• Jantung sebagai pompa fungsinya dipengaruhi oleh 4 faktor utama yang saling terkait dalam menentukan isi sekuncup (stroke volume) dan curah jantung (cardiac output) yaitu:

• Beban awal (pre load) • Kontraktilitas • Beban akhir (after load) • Frekuensi jantung

Curah Jantung

• Curah jantung merupakan faktor utama yang harus diperhitungkan dalam sirkulasi, karena curah jantung mempunyai peranan penting dalam transportasi darah yang memasok berbagai nutrisi. Curah jantung adalah jumlah darah yang dipompakan oleh ventrikel selama satu menit. Nilai normal pada orang dewasa adalah 5 L/mnt.

Isi Sekuncup (curah sekuncup)

• Isi sekuncup merupakan jumlah darah yang dipompakan keluar dari masing-masing venrikel setiap jantung berdenyut. Isi sekuncup tergantung dari tiga variabel: beban awal, kontraktilitas, dan beban akhir.

Beban Awal

• Beban awal adalah derajat peregangan serabut miokardium pada akhir pengisian ventrikel. Hal ini sesuai dengan Hukum Starling: peregangan serabut 87

• miokardium selama diastole melalui peningkatan volume akhir diastole akan meningkatkan kekuatan kontraksi pada saat sistolik. Sebagai contoh karet yang diregangkan maksimal akan menambah kekuatan jepretan saat dilepaskan.

• Dengan kata lain beban awal adalah kemampuan ventrikel meregang maksimal saat diastolik sebelum berkontraksi/sistolik.

Faktor penentu beban awal:

• Insufisiensi mitral menurunkan beban awal • Stensosis mitral menurunkan beban awal • Volume sirkualsi, peningkatan volume sirkulasi

meningkatkan beban awal. Sedangkan penurunan volume sirkulasi menurunkan beban awal.

• Obat-obatan, obat vasokonstriktor meningkatkan beban awal. Sedangkan obat-obat vasodilator menurunkan beban awal.

Beban Akhir • Beban akhir adalah besarnya tegangan dinding

ventrikel untuk dapat memompakan darah saat sistolik.

• Beban akhir menggambarkan besarnya tahanan yang menghambat pengosongan ventrikel.

• Beban akhir juga dapat diartikan sebagai suatu beban pada ventrikel kiri untuk membuka katup semilunar aorta, dan mendorong darah selama kontrakis/sistolik.

• Beban akhir dipengaruhi: • Stenosis aorta meningkatkan beban akhir • Vasokontriksi perifer meningkatkan beban akhir • Hipertensi meningkatkan beban akhir • Polisitemia meningkatkan beban akhir

Obat-obatan, vasodilator menurunkan beban akhir, sedangkan vasokonstriktor meningkatkan beban akhir. Peningkatan secara drastis beban akhir akan meningkatkan kerja ventrikel, menambah kebutuhan oksigen dan dapat berakibat kegagalan ventrikel.

Kontraktilitas

• Kontraktilitas merupakan kemampuan otot-otot jantung untuk menguncup dan mengembang. Peningkatan kontraktilitas merupakan hasil dari interaksi protein otot aktin-miosin yang diaktifkan oleh kalsium. Peningkatan 88

• kontraktilitas otot jantung memperbesar curah sekuncup dengan cara menambah kemampuan ventrikel untuk mengosongkan isinya selama sistolik.

HUKUM FRANK STARLING

• Semakin besar isi jantung sewaktu diastol, semakin besar pula jumlah darah yang dipompakan ke aorta.

• Dalam batas-batas fisiologis, jantung memompakan ke seluruh tubuh darah yang kembali ke jantung tanpa menyebabkan penumpukan di vena.

• Jantung dapat memompakan jumlah darah yang sedikit ataupun jumlah darah yang besar bergantung pada jumlah darah yang mengalir kembali dari vena.

REGULASI TEKANAN DARAH

• Sistem SarafSistem saraf mengontrol tekanan

darah dengan mempengaruhi tahanan pembuluh darah perifer. Dua mekanisme yang dilakukan adalah mempengaruhi distribusi darah dan mempengaruhi diameter pembuluh darah. Umumnya kontrol sistem saraf terhadap tekanan darah melibatkan: baroreseptor dan serabut- serabut aferennya, pusat vasomotor dimedula oblongata serta serabut- serabut vasomotor dan otot polos pembuluh darah. Kemoreseptor dan pusat kontrol tertinggi diotak juga mempengaruhi mekanisme kontrol saraf.

… REGULASI TEKANAN DARAH

• Pusat Vasomotor mempengaruhi diameter pembuluh darah dengan mengeluarkan epinefrin sebagai vasokonstriktor kuat, dan asetilkolin sebagai vasodilator.

• Baroresptor, berlokasi pada sinus karotikus dan arkus aorta. Baroresptor dipengaruhi oleh perubahan tekanan darah pembuluh arteri.

• Kemoresptor, berlokasi pada badan karotis dan arkus aorta. Kemoreseptor dipengaruhi oleh kandungan O2, CO2, atau PH darah.

… REGULASI TEKANAN DARAH

• Kontrol Kimia

Selain CO2 dan O2, sejumlah

kimia darah juga membantu regulasi

tekanan darah melalui refleks

kemoreseptor yang akan dibawa ke

pusat vasomotor. Hormon yang

mempengaruhi: epinefrin dan

norepinefrin, Natriuretik Atrial, ADH,

angiotensin II, NO, dan alkohol.

Pemeriksaan Elektrokardiografi (EKG)

EKG : adalah ilmu yang mempelajari perubahan-perubahan

potensial atau perubahan voltase yang terdapat dalam jantung.

Elektrokardiogram : Grafik yang merekam perubahan potensial listrik

jantung yang dihubungkan dengan waktu.

Dalam dunia kedokteran, EKG digunakan untuk keperluan berikut :

1. Mengetahui kelainan-kelainan irama jantung(aritmia)

2. Mengetahui kelainan-kelainan miokardium(infark, hipertrophy atrial

dan ventrikel)

3. Mengetahui adanya pengaruh atau efek obat-obat jantung

4. Mengetahui adanya gangguan elektrolit

5. Mengetahui adanya gangguan perikarditis

• EKG merupakan rekaman grafik potensia-potensial listrik yang ditimbulkan oleh jaringan jantung

• Jantung bersifat unik, karena mempunyai sifat membentuk impuls secara otomatis dan berkontraksi ritmis.

• Pembentukan impuls listrik terjadi dalam sistem penghantar jantung, perangsang serabut-serabut otot sepanjang miokardium mengakibatkan kontraksi jantung.

• Pembentukan dan hantaran impuls listrik ini menimbulkan arus listrik yang lemah yang menyebar melalui tubuh.

Hukum Kirchoff1. Kirchoff current Low(KCL)

Pada setiap titik percabangan jumlah arus yang masuk melalui titik tersebut sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik tersebut.

2. Kirchoff Volage Low(KVL)Pada setiap rangkaian

tertutup, jumlah alabar dari beda potensialnya harus sama dengan nol.

• Bentuk sinyal listrik normal yang telah diterapkan dalam penggunaan EKG.

• EKG direkam dengan meletakkan elektroda-elektroda ke berbagai bagian permukaan tubuh dan menghubungkannya dengan alat perekam.

• Pada dasarnya bentuk gelombang EKG terdiri atas sebuah gelombang P, sebuah kompleks QRS dan sebuah gelombang T. Seringkali kompleks QRS itu terdiri atas tiga geombang yang terpisah, yakni gelombang Q, gelombang R dan gelombang S.

• Besarnya tegangan-tegangan normal yang terdapat pada EKG bergantung pada cara pemasangan elektroda-elektroda pada permukaan tubuh dan jarak elektroda ke jantung.

Cara Melakukan Interprestasi Hasil EKG

Bila ingin membuat rekaman elektrokardiogram, pada awal rekaman harus membuat kalibrasi1. Kalibrasi

Adalah sebuah atau lebih defleksi yang sesuai dengan 1 milivolt (mV)

2. Garis iso-elektrikGaris rekaman mendatar tanpa ada potensial listrik

3. Defleksi Positif4. Defleksi Negatif

Kalibrasi standard : defleksi 10 mm = 1 mVKecepatan kertas 25 mm/detik1mm= 0,04 detik,5mm= 0,20 detik10mm=0,40 detik

Gelombang P

1. Defleksi pertama siklus jantung

2. Merupakan aktivasi atria, baik oleh sinus, atria, atau penghubung AV

3. Gelombang P bisa:

a. Positif

b. Negatif

c. Bifasik

d. Bentuk lain yang khas

Gelombang Kompleks QRS

• Gelombang Q: defleksi negative pertama

• Gelombang R: defleksi positif pertama

• Gelombang S: defleksi negative pertama setelah R.

Cara Penulisan Gelombang Kompleks QRS

Defleksi yang lebih dari 5mm, dipakai huruf besar: Q,R, dan S

Defleksi kurang dari 5mm dipkai huruf kecil: q,r, dan s

• Gelombang TGelombang repolarisasi ventrikel, bisa positif, negatif, atau bifasik

• Gelombang UGelombang kecil yang mengikuti gelombang T, asalnya tidak jelas

• Pengukuran WaktuFrekuensi jantung dapat dihitung berdasar kecepatan kertas.Kecepatan kertas standard=25mm/s1 menit= 60 x 25mm=1500mmFrek. Jantung= 1500 : jarak siklus dalam mm (jarak R-R atau P-P)

• Penentuan interval diukur sesuai kec. Standard yaitu 25mm/s, maka 1mm= 1/25s = 0,04s, atau 5mm=0,20s

• Interval PR

Interval PR diukur dari awal gelombang P hingga kompleks QRS

• Interval QRS

Interval ini diukur dari awal kompleks QRS hingga akhir dari kompleks QRS

• Interval QT

Interval ini diukur dari awal QRS hingga akhir dari gelombang T

EKG Normal

Gelombang P

Gelombang P dari sinus normal tidak lebih lebar dari 0,11 detik dan tingginya tidak melebihi 2,5

1. Pada bidang frontal:

a. Positif di I, II, dan aVF

b. Negatif di aVR

c. Positif, negatif, bifasik di aVl dan III

2. Pada bidang horisontal:

a. Bifasik atau negatif di V1 dan V2

b. Positif di V3 hingga V6

Kompleks QRS

1. Dinding ventrikel Kanan lebih tipis dari ventrikel kiri

2. Gaya-gaya listrik ventrikel kiri lebih kuat

Kompleks ventrikel Kanan

Sandapan V1 dan V2 terletak paling dekat dengan ventrikel kanan

Kompleks ventrikel kiri

Sandapan V5 dan V6 paling dekat dengan ventrikel kiri

Gelombang T

• Tegak di semua sandapan kecuali di aVR dan V1 gelombang U

• Biasanya tegak terbesar di V2 dan V3, sering tak jelas, bersatu dengan gelombang T

TERIMAKASIH