Hemodinamika dan fungsi pemompaan
Miokardium memiliki sistem konduksi terspesialisasi yang menghasilkan eksitasi secara otomatis. Sistem inilah yang memastikan kesinkronan kerja bagian kanan dan kiri organ jantung.
Selama sirkulasinya, darah melewati jantung dua kali. Pertama, darah masuk ke bagian kanan dan diarahkan ke sirkulasi paru. Setelah kembali ke bagian kiri, darah dipompa ke sirkulasi sistemik.
Fungsi pemompaan bekerja seperti pompa bertahap. Ruang jantung terisi darah, kemudian miokardium berkontraksi, dan darah diejeksikan di bawah tekanan ke dalam pembuluh darah.
Volume darah utama
Untuk memahami kerja jantung, digunakan grafik hubungan tekanan ventrikel kiri (LV) terhadap volumenya. Grafik siklus normal tampak seperti kurva tertutup. Grafik ini menyoroti indikator utama:
- EDV (End-Diastolic Volume / Volume Akhir Diastol): Jumlah maksimum darah di dalam ventrikel sebelum kontraksinya dimulai. Nilai normalnya sekitar 130 ml.
- ESV (End-Systolic Volume / Volume Akhir Sistol): Volume darah yang tersisa di dalam ruang jantung setelah kontraksi selesai. Rata-rata bernilai 50 ml.
- SV (Stroke Volume / Volume Sekuncup): Selisih antara EDV dan ESV. Ini adalah jumlah darah yang diejeksikan dalam satu kali kontraksi. Pada grafik volume-tekanan, SV mencerminkan lebar kurva.
Fase siklus jantung normal
Kerja ventrikel kiri terbagi secara jelas menjadi periode kontraksi dan relaksasi, saat kondisi apparatus katup mengalami perubahan.
- Periode pengisian (diastol). Katup aorta tertutup, katup mitral terbuka. Darah mengalir dari atrium kiri ke ventrikel. Volume LV meningkat dari ESV ke EDV, sementara tekanan tetap berada pada angka rendah (0–10 mmHg). Fase ini diakhiri dengan penutupan katup mitral.
- Fase kontraksi isovolumetrik (sistol). Semua katup tertutup (atrioventrikular dan semilunar). Ventrikel berkontraksi sebagai ruang tertutup, sehingga volumenya tidak berubah (kontraksi isometrik — panjang kardiomiosit konstan, sementara tegangan meningkat). Tekanan melonjak tajam dari ~10 hingga ~80 mmHg. Ketika tekanan ini melebihi tekanan diastolik di dalam aorta, katup aorta terbuka.
- Periode ejeksi (sistol). Katup mitral tertutup, katup aorta terbuka. Darah mengalir deras ke dalam aorta. Volume LV turun. Tekanan mencapai maksimum terlebih dahulu (tekanan sistolik, ~120 mmHg), kemudian turun. Ketika tekanan di dalam ventrikel turun di bawah tekanan aorta, katup aorta menutup dengan cepat.
- Fase relaksasi isovolumetrik (diastol). Semua katup tertutup kembali. Miokardium berelaksasi pada volume yang tidak berubah (sebesar ESV). Ketegangan sel turun, panjangnya tidak berubah. Tekanan di dalam ruang jantung menurun tajam. Begitu tekanan ini lebih rendah daripada tekanan di atrium kiri, katup mitral akan terbuka dan siklus dimulai kembali.
Pengaruh beban awal dan beban akhir terhadap siklus
Grafik siklus dapat berubah tergantung pada kondisi hemodinamika.
Peningkatan beban awal (preload) Terjadi saat peningkatan aliran balik vena. Ventrikel terisi lebih banyak, yang mengarah pada peningkatan EDV. Sesuai dengan hukum Frank-Starling (semakin besar otot meregang sebelum sistol, semakin kuat kontraksinya), volume sekuncup juga meningkat. Pada grafik, hal ini tampak sebagai pelebaran kurva ke kanan. Tekanan puncak praktis tidak banyak berubah.
Peningkatan beban akhir (afterload) Muncul saat terjadi peningkatan resistensi ejeksi (stenosis aorta, hipertensi arteria). Katup aorta terpaksa membuka pada tekanan yang lebih tinggi. Ventrikel harus menghasilkan tekanan puncak (sistolik) yang jauh lebih besar untuk mendorong darah. Jika kontraktilitas miokardium tidak meningkat, ventrikel tidak dapat mengosongkan diri secara penuh: ESV meningkat, sedangkan volume sekuncup turun. Secara grafis, kurva menjadi lebih sempit dan bergeser ke atas.
Singkatnya: jawaban atas pertanyaan topik
Bunyi jantung apa saja yang timbul pada berbagai fase siklus jantung dan apa penyebabnya?
Pada berbagai fase siklus jantung, timbul bunyi jantung I dan II, serta bunyi patologis pembukaan katup mitral.
- Bunyi I (sistolik) — timbul pada fase kontraksi isometrik dan awal ejeksi cepat. Disebabkan oleh penutupan katup atrioventrikular (getaran daun katup, korda tendinea, dan sebagian katup semilunar).
- Bunyi II (diastolik) — timbul pada fase relaksasi isovolumetrik ventrikel. Disebabkan oleh penutupan katup aorta dan katup batang pulmonal.
- Bunyi pembukaan katup mitral — timbul pada diastol. Disebabkan oleh tarikan mendadak pada daun katup yang menyatu.
Berapakah durasi setiap fase siklus jantung dalam detik pada denyut jantung (HR) normal?
Pada frekuensi denyut jantung normal (75 denyut/menit), durasi total siklus adalah 0,8 detik. Sumber pustaka mencantumkan durasi hanya untuk fase-fase individual (dalam milidetik, yang setara dengan pecahan detik):
- Sistol atrium — 0,11 detik (kanan) dan 0,10 detik (kiri).
- Ejeksi darah lambat — 0,13 detik (untuk kedua ventrikel).
- Protodiastol — 0,05 detik (ventrikel kanan) dan 0,04 detik (kiri).
- Pengisian lambat — 0,16 detik (ventrikel kanan) dan 0,17 detik (kiri).
Seiring peningkatan denyut jantung, durasi semua fase akan berkurang.
Bagaimanakah dinamika tekanan di ventrikel kanan dan arteri pulmonalis selama siklus jantung?
Dinamika tekanan di ventrikel kanan dan batang pulmonal berubah tergantung pada fase siklus.
- Diastol (pengisian) — pada akhir fase pengisian lambat, tekanan di ventrikel kanan meningkat hingga 3 mmHg, dan pada akhir sistol atrium hingga 5 mmHg. Pada fase protodiastol, tekanan di batang pulmonal terus menurun.
- Sistol (ejeksi) — tekanan ejeksi dari ventrikel kanan ke batang pulmonal mencapai 25–30 mmHg.
Selain itu, tekanan sistolik pada struktur ini meningkat saat inspirasi paksa.
Sangat mudah untuk mengingat kondisi katup pada fase isovolumetrik: kata "iso" berarti "konstan, sama". Volume hanya dapat tetap konstan di dalam ruang yang tertutup sepenuhnya, yang berarti mutlak SEMUA katup tertutup pada saat-saat ini.
Soal-soal dari kelas dan ujian
Apa esensi dari hukum Frank-Starling?
Hukum tersebut menyatakan: semakin besar kardiomiosit meregang saat pengisian ventrikel oleh darah (peningkatan EDV), semakin besar pula kekuatan mereka berkontraksi sesudahnya, sehingga meningkatkan volume sekuncup.
Apa yang terjadi pada panjang dan tegangan kardiomiosit selama fase isometrik?
Panjang serat otot tetap tidak berubah. Selama kontraksi isometrik, tegangan otot meningkat tajam, sedangkan pada fase relaksasi isovolumetrik, tegangan tersebut turun.
Bagaimana cara menghitung volume sekuncup?
Volume sekuncup (SV) adalah selisih antara volume akhir diastolik (EDV) dan volume akhir sistolik (ESV).
Topik lain untuk dipelajari
- Pembahasan mendetail mengenai grafik volume-tekanan
- Mekanisme fisiologis pengaturan kerja jantung
- Perubahan hemodinamika patologis pada kelainan katup
- Hukum Frank-Starling pada tingkat sel
- Sistem konduksi jantung dan otot otomatis
Pelajari topik ini secara menyeluruh dalam kursus «Fisiologi»
Di sini adalah ringkasan. Di dalam kursus — semua yang ditanyakan saat kelas dan ujian.
- Modul lengkap tentang topik «Siklus Jantung» dan 4.128 halaman materi lainnya
- Tugas dan kuis setelah setiap topik — seperti pada kolokium
- AI-tutor akan menjawab pertanyaan topik kapan saja
- 118 video pembelajaran untuk mata kuliah ini
Topik lain di bagian «Fisiologi Jantung»
Video pembelajaran gratis: FisiologiPelajaran singkat beserta ringkasan — tanpa registrasi.
Materi disiapkan oleh staf pengajar WhiteCoat Pro sesuai dengan kurikulum pendidikan kedokteran. Bersifat edukatif.