Mekanisme Kerja Jantung

Ø  MEKANISME KERJA JANTUNG

Jantung dikomposisikan dari jaringan dasar miokardium. Jaringan nodal memberikan pergerakan energi potensial. Atau jaringan nodal dapat menghubungkan serat-serat miokardium, jaringan nodal dapat merangsang dan dengan sendirinya berkontraksi menjadi gumpalan: artial syncytium dan ventrikel syncytium. Frekuensi kontraksi kardio/jantung dapat bergantung pada frekuensi depolarisasi jaringan nodal.

Ø  FASE SIKLUS KERJA JANTUNG

                              1.            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.

                              2.            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.

                              3.            Diastole Lanjut

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

                              4.            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.

                              5.            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.

A.    Struktur Mikro Jantung

Serat lintang otot jantung sama dengan otot rangka dan terdapat garis-garis Z. banyak terdapat  mitokondria panjang yg berdekatan dengan fibril-fibril otot. Serat-serat otot bercabang dan saling berikatan (Interdigitate) tetapi masing-masing merupakan unit lengkap yg dikelilingi oleh membran sel. Perbatasan  ujung suatu serat otot dengan ujung serat otot yang lain disebut diskus interkalatus. Membran kedua serat otot tersebut tersusun parallel satu sama lain menyerupai serangkaian lipatan  yang luas.

(a). Jaringan otot jantung yg berlapis-lapis mengelilingi atrium dan secara spiral pd dinding ventrikel, (b). Potongan otot jantung secara seksio, dan (c). Potongan otot jantung secara diagramatik.Karakteristik histologis sel otot jantung  dibandingkan dg sel otot rangka, yaitu serat sel otot jantung memiliki sifat: 1. Ukurannya lebih kecil, 2. Terdapat nucleus pada bagian tengah serat otot, 3. Terdapat cabang diantara sel-sel, dan 4. Memiliki interkalatus.

B.     Dasar Molekul Kontraksi

1.      Molekul yang berperan dalam kontraksi

a.      Molekul-molekul aktin G. Filamen-filamen aktin terdiri dari suatu protein (BM= 43.000) yang berbentuk bola (globular)

b.      Protein tropomiosin. Protein-protein pengatur tertentu berikatan pada filament-filamen aktin. merupakan molekul protein dengan panjang 40 nm, terletak dalam alur yang terbentuk antara kedua untaian filamen aktin

c.       Protein troponin. terletap pada kedua ujung tropomiosin

d.      Filamen-filamen myosin. Filament-filamen myosin terdiri atas kumpulan padat molekul-molekul myosin dengan bagian yang berbentuk gagang terbentang sejajar dengan sumbu panjang filament terdiri atas protein myosin (BM= 460.000), dan panjang molekulnya 150 nm. Dengan menggunakan enzim tripsin molekul-molekul myosin dapat diuraikan

e.       Enzim tripsin. Dapat menguraikan molekul2 myosin

f.       ATPase. Berperan dalam proses pemecahan ATP menjadi ADP.

2.      Kejadian saat kontraksi

pelepasan ion kalsium dari sarkoplasmik reticulum kemudian merangasang aktivitas ATP, yang kemudian terjadi hidrolisa molekul ATP menjadi ADP dan pelepasan energi. Energi inilah yang dipakai untuk kontraksi. Ion kalsium yang hanya bekerja sebagai katalisator selanjutnya ditangkap kembali oleh sarkoplasmik reticulum.

C.    Depolarisasi Dan Repolarisasi

1)      Depolarisasi

Fase depolarisasi merupakan kondisi dimana terjadi proses penyebaran impuls/sinyal pada jantung.

2)      Repolarisasi

Fase repolarisasi merupakan kondisi dimana otot otot jantung tidak melakukan aktifitas sementara (istirahat).

Fase defleksi merupakan penyebaran proses depolarisasi. Urutan terjadinya sinyal elektrokardiogram adalah sebagai berikut :

a)      Gelombang P.

Vektor depolarisasi (terjadi perubahan muatan listrik ) kontraksi atrium dari sinus atrialis ke nodulus atrio ventricularis.

b)      Gelombang Q.

Gelombang yg menandai awal dari kontraksi atria

c)      Gelombang R.

Gelombang yg menanda akhir dari kontraksi atria dan awal dari kontraksi ventrikel.

d)     Gelombang S.

Gelombang yg menandai akhir dari kontraksi ventrikel

e)      Gelombang T

Gelombang T disebabkan repolarisasi ventrikel

Vektor yang timbul karena depolarisasi ventrikel membangkitkan QRS kompleks. Interval P-R adalah menandakan waktu dari permulaan kontraksi atrial sampai permulaan kontraksi ventrikel. Interval R-T menunjukkan kontraksi otot (ventricel systole), dan interval T-R menunjukkan adanya relaksasi otot (ventricel diastole). Interval antara R-R menandakan periode dari detak jantung yang dapat dapat dikonversikan menjadi Heart Rate: R = adalah interval antara sinyal R dengan sinyal R yang diukur dalam milidetik. Interval R-R relatif konstan dari detak ke detak. Perubahan pada interval R-R menandakan adanya kecepatan jantung yang tidak wajar. Sebuah sinyal yang didapat dari elektrokardiogram normal memiliki ciri cirri sebagai berikut :

Ø  Sifat sistem penghantar khusus:

1.      Otomasi : kemampuan menghasilkan impuls secara spontan

2.      Ritmis : keteraturan membangkitkan impuls

3.      Daya penerus : kemampuan menghantarkan impuls

4.      Peka rangsang : kemampuan berespons terhadap rangsangan

Ø  Susunan sistem penghantar khusus:

1.      SA node (pace maker),

di dinding atrium kanan dekat muara vena cava superior

2.      AV node,

di dasar atrium ka dekat sekat atrium-ventrikel

3.      Berkas HIS,

berkas dr AV node masuk ke septum interventrikel. Berkas His kemudian membagi 2 cabang kanan dan kiri. Cabang kanan berkas mengalirkan arus turun ke sisi kanan septum interventrikular sampai ke abgian apeks ventrikel kanan. Cabang kiri berkas terbagi 3 : (a) Fasikulus septal, yang akan mendepolarisasikan septum interventrikularis dari arah kiri ke kanan. (b) Fasikulus anterior, berjalan di sepanjang permukaan anterior (depan) ventrikel kiri. (c) Fasikulus posterior, berjalan di sepanjang permukaan posterior (belakang) ventrikel kiri.

4.      Serat purkinje,

serat yang menyebar ke miokard ventrikel. Merupakan ujung dari perjalanan cabang berkas kanan dan kiri beserta fasikulus2nya. Berupa serat yang menyerupai ranting2 kecil pada cabang2 pohon. Fungsinya mengalirkan arus listrik menuju ke miokardium ventrikel

Ø  Mekanisme Penghataran Impuls

1.      DEPOLARISASI ATRIUM : SA node (nodus sinus) akan terangsang scr spontan (tak terlihat dlm rekaman EKG) gelombang depolarisasi menyebar ke arah luar menuju ke miokardium atrium (kiri dan kanan) sel-sel miokardium atrium terdepolarisasi kedua atrium (kiri dan kanan) berkontraksi.

2.      MASA JEDA MEMISAHKAN ATRIUM DARI VENTRIKEL : Gelombang depolarisasi telah menyelesaikan perjalanannya melalui atrium menemui suatu sawar/ barrier yang disana tdpt AV node AV node memperlambat konduksi sampai menjadi lambat sekali (istirahat, berlangsung selama + 1/10 detik). Gunanya supaya atrium menyelesaikan kontraksinya sebelum ventrikel mulai berkontraksi sehingga memungkinkan atrium mengosongkan seluruh volume darahnya ke dalam ventrikel sebelum ventrikel berkontraksi.

3.      DEPOLARISASI VENTRIKEL : Setelah + 1/10 detik, gelombang pendepolarisasi lepas dari AV node dg cepat menjalar turun di ventrikel sepanjang berkas his sampai ke serabut purkinje miokardium ventrikel kiri dan kanan terdepolarisasi ventrikel berkontraksi.

4.      REPOLARISASI : Setelah miokardium berdepolarisasi, sel-sel tersebut mengalami periode refrakter yang singkat dan selama periode ini sel-sel tersebut kebal terhadap rangsangan berikutnya sel-sel menjalani repolarisasi

D.    Potensial Aksi

Potensial aksi adalah aliran ionik positif dan negatif yang bergerak di membran sel. Langkah awal pengolahan informasi indra adalah transformasi energi stimulus menjadi potensial reseptor, lalu menjadi potensial aksi pada serabut saraf. Pola potensial aksi merupakan kode informasi mengenai dunia, walaupun kadang-kadang kode yang disampaikan berbeda dari yang akan disampaikan.

Potensial Aksi Dibagi Menjadi 2 :

                     I.            Potensial Aksi Sel Kontraktil Otot Jantung

·         Pembentukan potensial aksi pada otot jantung kontraktil hampir sama dengan pada otot rangka. Pada otot jantung, masa refrakter memanjang untuk mencegah terjadinya kontraksi tetanik.

·         Potensial aksi yang direkam dalam sebuah serabut otot ventrikel, rata-rata adalah 105 milivolt, maksudnya potensial intrasel tersebut meningkat dari suatu nilai yang sangat negative, sekitar -85 mV menjadi sedikit positif kira-kira +20 mV, sepanjang tiap denyut jantung.

·         Setelah terjadi gelombang spike (gelombang naik) yang pertama, membrane tetap dalam keadaan depolarisasi selama kira-kira 0,2 detik, memperlihatkan suatu pendataran/plato yang diikuti dengan keadaan repolarisasi yang terjadi dengan tiba-tiba pada bagian akhir dari plato tersebut. Adanya plato ini dalam potensial aksi menyebabkan kontraksi ventrikel berlangsung sampai 15 kali lebih lama daripada kontraksi otot rangka.

Diwaktu istirahat, potensial aksi membrane sel kontraktil adalah sekitar -85 mV. Sewaktu kanal fast Sodium Channel terbuka, Na+ masuk ke dalam sel dan menyebabkan terjadinya depolarisasi pada sel kontraktil sehingga dalam waktu singkat potensial aksi sel kontraktil meningkat mencapai +20 mV. Pada kondisi demikian, fast sodium channel menutup dan slow sodium calcium channel terbuka.

Hal ini menyebabkan potensial aksi sel sempat menurun namun diikuti pendataran secara perlahan. Pada saat ini kalsium masuk ke dalam sel kontraktil dan menyebabkan sel berkontraksi. Setelah sel kontraktil berkontraksi, maka slow sodium calcium channel menutup dan slow potassium channel terbuka dan mengakibatkan Kalium keluar dari sel sehingga mengembalikan kondisi potensial aksi sel menjadi negatif. Pada waktu ini terjadi proses repolarisasi. Kalsium yang digunakan pasca kontraksi akan disimpan di bagian reticulum sarkoplasmik dan tubulus T pada sel otot jantung untuk digunakan kembali.

                  II.            Potensial Aksi Sel Otoritmik Otot Jantung

·         Perbedaan sel otoritmik dengan kontraktil adalah fast sodium channelnya akan selalu inaktif atau sudah dihambat sehingga tidak dapat terbuka.

·         Dalam keadaan istirahat, sel serabut nodus mempunyai potensial aksi sekitar -55 mV. Ketika itu, terjadi kebocoran ion-ion natrium secara alami dari luar ke dalam sel, hal ini disebabkan karena konsentrasi ion natrium di luar sel lebih tinggi daripada di dalam, sehingga ada kecendrungan bagi ion-ion Natrium berdifusi ke dalam sel. Hal ini menyebabkan potensial aksi di sel otot jantung mengalami kenaikan secara perlahan. Diwaktu telah mencapai kondisi ambang batas, yakni sekitar -40 mV, slow sodium calcium channel terbuka dan menyebabkan potensial sel nodus meningkat sampai angka sekitar 0 mV. Pada saat ini terjadi peristiwa depolarisasi, prosesnya disebut self-excitation.

·         Mengapa bocornya ion natirum dan kalsium tidak menyebabkan serabut nodus sinus tetap dalam keadaan depolarisasi sepanjang waktu? Jawab : Setelah kira-kira 100 sampai 150 milidetik kemudian, pottasium channel (kanal kalium) terbuka disertai dengan penutupan slow sodium calcium channel. Oleh karena itu, masuknya ion kalsium dan natrium yang bermuatan positif akan terhenti, sementara pada saat yang sama sejumlah besar ion kalium yang bermuatan positif akan berdifusi keluar dari serabut. Kedua hal tersebut mengurangi potensial intrasel sehingga kembali ke tingkat istirahat yang negative dan karena itu mengakhiri potensial aksi.

·         Lebih lanjut, kanal kalium akan tetap terbuka selama seperbeberapa puluh detik, menyebabkan berlanjutnya pergerakan muatan positif ke luar dari sel untuk sementara waktu, sehingga terjadi kenegatifan yang berlebihan di dalam serabut; keadaan ini disebut sebagai hiperpolarisasi. Pada awalnya, keadaan hiperpolarisasi akan menyebabkan potensial membrane “istirahat” turun sampai kira-kira -55 hingga -60 milivolt pada akhir potensial aksi.

·         Mengapa keadaan hiperpolarisasi tidak berlangsung terus menerus? Alasannya adalah selama seperbeberapa puluh detik sesudah potensial aksi berakhir, secara bertahap makin lama makin banyak kanal kalium yang menutup.

·         Selanjutnya, kebocoran natrium kembali mengulang ritmisitas (keteraturan) pada siklus sel nodus ini.