SKENARIO

“Achy Breaky Heart”

Today is a desicive day. It is time to express my feelings to her. I will

say,”I will always love you”. But, my heart beating hardly. I have to keep my

breath rhythm for optimal oxygen exchange in the lungs. It seems my face is

blushing like all over of my artery enlarged. I wonder how my heart and lung

form and how they works?

1

STEP 1

“Identifikasi Kata Asing”

1. Heart : Pompa yang memompa darah ke seluruh tubuh. Terdiri

dari 2 ventrikel dan 2 atrium.

2. Arteri : Pembuluh darah, mengangkut darah dari jantung. Jaringan

yang mengangkut darah kaya oksigen kecuali arteri pulmonalis.

3. Oksigen : Gas yang diperlukan untuk bernapas unsur kimia dengan

nomor atom 18 untuk metabolisme sel.

4. Lungs : Organ tubuh untuk respirasi, tempat pertukaran oksigen

dan karbondioksida pengatur keseimbangan asam dan basa. Antara yang

kanan dan yang kiri dipisahkan oleh struktur mediastinum dan jantung.

Terdiri atas tiga lobus di sebelah kanan, dan 2 lobus di sebelah kiri.

2

STEP 2

“Menentukan Masalah yang Akan dibahas”

1. Bagaimana struktur anatomi paru-paru dan jantung ?

2. Bagaimana mekanisme kerja paru-paru dan jantung ?

3. Bagaimana mekanisme denyut jantung.

4. Apa yang menyebabkan wajah memerah?

5. Bagaimana proses pertukaran udara antara paru-paru dengan darah?

6. Fungsi organ-organ dalam sistem sirkulasi dan respirasi?

3

STEP 3

“Menjawab Pertanyaan dengan Jawaban Singkat”

1. Anatomi Paru-Paru

Anatomi Jantung

4

2. (Mekanisme kerja paru-paru)

Hidung Laring Trakea Bronkus Bronkiolus alveolus

(terjadi pertukaran oksigen dan karbondioksida)

(Meknisme kerja jantung)

Atrium kanan Ventrikel Kanan paru-paru atrium kiri bilik

kiri

Seluruh tubuh

3. Jantung dapat berdetak setelah melalui bagian-bagian berikut :

1. Nodus sinoatrial (nodus S-A).

2. Nodus atrioventrikular (nodus A-V).

3. Berkas His.

4. Serabut Purkinje.

4. Disebabkan oleh rasa nervous yang memicu hipofisis untuk memproduksi

hormon andrenalin. Hal itu mengaktifkan pusat saraf simpatis untuk

bekerja pada reseptor β. (otot rangka dan pembuluh darah).

5. Terjadi karena perbedaan tekanan parsial.

6. Sistem respirasi : - paru-paru.

- Hidung.

- Faring. Sistem sirkulasi :

- Laring. - Jantung.

- Trakea. - Pembuluh darah

- Bronkus - Pemnbuluh limfa

- Bronkiolus.

- Alveolus.

5

STEP 4

“Penjelasan Jawaban Singkat”

1. Berikut penjelasan dari bagian-bagian anatomis paru-paru :

a. Hidung Eksternal berbentuk piramid disertai dengan dengan suatu

akar dan dasar. Bagian ini tersusun dari kerangka kerja tulang,

kartilago hialin, dan jaringan fibroareolar.

- Septum nasal membagi hidung menjadi sisi kiri dan kanan rongga

nasal. Bagian anterior septum adalah kartilago.

- Naris (nostril) eksternal dibatasi olej kartilago nasal.

- Tulang hidung

- Empat pasang sinus paranasal (frontal, etnoid, maksilar, dan

sfenoid) adalah kantong tertutup pada bagian frontal etnoid,

maksilar, dan sfenoid. Sinus ini dilapisi membran mukosa.

b. Membran mukosa nasal.

- Struktur

Kulit pada bagian eksternal permukaan hidung yang mengandung

folikel rambut, keringat dan kelenjar sabasea, merentang sampai

vestibula yang terletak di dalam nostril.

- Fungsi

Penyaringan partikel kecil.

Penghangatan dan pelembaban udara yang masuk

Resepsi odor

c. Faring

Tabung muskular berukuran 12,5 cm yang merentang dari bagian dasar

tulang tengkorak sampai esofagus. Terbagi menjadi nasofaring,

orofaring, dan laringofaring.

- Nasofaring adalah bagian posterior rongga nasal yang membuka ke

arah rongga nasal melalui dua naris internal.

- Orofaring dipisahkan dari nasofaring oleh palatum lunak muskular,

suatu perpanjangan palatum keras tulang.

6

- Laringofaring mengelilingi mulut esofagus dan laring, yang

merupakan gerbang untuk sistem respiratorik selanjutnya.

d. Laring

(kotak suara) menghubungkan faring dengan trakea laring adalah

tabung pendek berbentuk seperti kotak triangular dan ditopang oleh

sembilan kartilago; tiga berpasangan dan tiga tidak berpasangan.

- Kartilago tidak berpasangan, terdiri dari kartilago tiroid, kartilago

krikoid, dan epiglotis.

- Kartilago berpasangan, terdiri dari kartilago aritenoid, kartilago

kornikulata, dan kartilago kuneiform.

- Dua pasang lipatan lateral membagi rongga laring.

e. Trakea

Tuba dengan panjang 10 cm sampai 12 cm dan diameter 2,5 cm serta

terletak di atas permukaan anterior esofagus. Tuba ini merentang dari

laring pada area vertebra serviks keenam sampai area vertebra toraks

kelima tempatnya membelah menjadi dua bronkus utama.

f. Percabangan Bronkus

Terdiri dari bronkus primer (utama) kanan dan kiri, bronkus primer

dan tersier, bronki (ekstrapulmonar) setelah itu disebut intrapulmonar.

g. Paru-paru

Merupakan organ berbentuk piramid seperti spons dan berisi udara,

terletak dalam rongga toraks.

Paru-paru juga terbagi ke dalam beberapa lobus. Bagian paru yang

sebelah kanan dibagi ke dalam 3 lobus. Lobus superior, lobus medius dan

lobus inferior. Sedangkan bagian paru-paru sebelah kiri terbagi ke dalam

2 lobus. Lobus superior, dan lobus superior. Lobus-lobus tersebut

dipisahkan oleh sebuah fissura. Diantara lobus superior dan medius di

7

pulmo dextra, terbentang fissura horizontalis. Sedangkan diantara lobus

medius dan inferior pada pulmo dextra dan antara lobus superior dan

inferior pulmo sinistra terbentang fissura obliqua.

Adapun penjelasan dari anatomi jantung ialah :

Jantung secara garis besar terbagi atas 4 ruanga, 2 atrium, dextra dan

sinistra, serta 2 ventrikel, dextra dan sinistra. Antara atrium dextra dan

sinistra atas dipisahkan oleh septum intratrial, dan antara ventrikel kanan

dan kiri bawah di pisahkan oleh septum interventrikular.

Dinding atrium relatif lebih tipis dibanding dinding ventrikel, karena

tugasnya membawa darah dari vena yang membawa darah kembali ke

jantung.

a. Atrium kanan terletak dalam bagian superior kanan jantung,

menerima darah dari seluruh jaringan kecuali paru-paru.

Vena cava superior dan inferior membawa darah yang tidak

mengandung oksigen dari tubuh kembali ke jantung.

Sinus koroner membawa kembali darah dari dinding jantung itu

sendiri.

Atrium kiri di bagian superior jantung, berukuran lebih kecil

dibanding atrium kanan, tetapi dindingnya lebih tebal. Atrium kiri

menampung 4 vena pulmonalis yang mengembalikan darah yang

teroksigenisasi dari paru-paru.

b. Ventrikel berdinding tebal Bagian ini mendorong darah keluar

jantung menuju arteri yang membawa darah meninggalkan jantung.

Ventrikel kanan terletak di bagian inferior kanan pada apeks

jantung. Darah meninggalkan ventrikel kanan melalui trunkus

pulmonar, dan mengalir melewati jarak yang pendek menuju paru-

paru.

Ventrikel kiri terletak di bagian inferior kiri pada bagian apeks

jantung. Tebal dindingnya 3 kali melebihi vetrikel kanan. Darah

8

meninggalkan ventrikel kiri melalui aorta dan mengalir ke seluruh

bagian tubuh kecuali paru-paru.

c. Trabeculae carnae adalah bubungan otot bundar atau tidak teratur

yang menonjol dari permukaan bagian dalam kedua ventrikel ke

rongga ventrikular.

Otot papilaris adalah penonjolan trabeculae carneae ke tempat

pelekatan corda kolagen katup jantung (chordae tendinae)

Pita moderator (trabekula septomarginal) adalah pita lengkung

otot pada ventrikel kanan yang memanjang ke arah transversal dari

septum interventrikular menuju otot papilaris anterior.

2. Sebelum pernafasan dimulai, tekanan udara (atmosfer) sekitar 760

mmHg sama dengan tekanan udara dalam alveoli (disebut dengan

tekanan udara intra-alveolar). Tekanan intra pleura dalam rongga-rongga

pleura (ruang antar pleura) adalah tekanan sub atmosfer, atau kuran dari

tekanan intra-alveolar.

Perubahan atau penurunan volume rongga thorax mengubah tekanan

inter-pleura dan intra-alveolar yang secara mekanik menyebabkan

pengembangan atau pengempisan paru-paru. Otot inspirasi memperbesar

rongga toraks dan meningkatkan volumenya. Otot-otot ekspirasi

menurunkan volume rongga toraks.

Inspirasi membutuhkan kontraksi otot dan energi. Diafragma (otot

yang berbentuk kubah yang akan menipis bila sedang kontraksi dan

memperbesar rongga toraks ke arah inferior). Otot interkostal eksternal

mengangkat iga ke atas dan ke depan saat berkontraksi sehingga

memperbesar rongga toraks ke arah anterior dan superior. Dalam

pernafasan aktif atau pernafasan dalam, otot-otot sternokleidomastoid,

pektoralis mayor dan serratus anterior, dan otot skalena juga akan

memperbesar rongga toraks.

Ekspirasi oada pernafasan yang tenang dipengaruhi oleh relaksasi otot

dan disebut proses pasif. Pada ekspirasi dalam. Otot interkostal internal

9

menarik kerangka iga ke bawah dan otot abdomen berkontraksi, sehingga

menarik isi abdomen menekan diafragma.

Adapun jalannya udara dari luar lingkungan ke dalam tubuh ialah

a. Hidung

Hidung merupakan alat pernapasan yang terletak di luar dan tersusun

atas tulang rawan. Pada bagian ujung dan pangkal hidung ditunjang oleh

tulang nasalis. Rongga hidung dibagi menjadi dua bagian oleh septum

nasalis, yaitu bagian kiri dan kanan. Bagian depan septum

ditunjang oleh tulang rawan, sedangkan bagian belakang ditunjang

oleh tulang vomer dan tonjolan tulang ethmoid.Bagian bawah rongga

hidung dibatasi oleh tulang palatum, dan maksila. Bagian atas dibatasi

oleh ethmoid, bagian samping oleh tulang maksila, konka nasalis

inferior, dan ethomoid sedangkan bagian tengah dibatasi oleh septum

nasalis. Pada dinding lateral terdapat tiga tonjolan yang disebut konka

nasalis superior, konka media dan konka inferior. Melalui celah-celah

pada ketiga tonjolan ini udara inspirasi akan dipanaskan oleh darah di

dalam kapiler dan dilembapkan oleh lendir yang disekresikan oleh sel

goblet. Lendir juga dapat membersihkan udara pernapasan dari debu.

Bagian atas dari rongga hidung terdapat daerah olfaktorius, yang

mengandung sel-sel pembau. Sel-sel ini berhubungan dengan saraf otak

pertama (nervus olfaktorius). Panjangnya sekitar 10 cm. Udara yang akan

masuk ke dalam paru-paru pertama kali akan masuk melalui hidung

terlebih dahulu. Sekitar 15.000 liter udara setiap hari akan melewati

hidung.

b. Faring

Udara dan makanan. Faring merupakan percabangan 2 saluran, yaitu

saluran pernapasan (nasofaring) pada bagian depan dan saluran

pencernaan (orofaring) pada bagian belakang. Udara dari rongga hidung

masuk ke faring. Faring berbentuk seperti tabung corong, terletak di

10

belakang rongga hidung dan mulut, dan tersusun dari otot rangka. Faring

berfungsi sebagai jalannya udara dan makanan. Faring merupakan

percabangan 2 saluran, yaitu saluran pernapasan (nasofaring) pada

bagian depan dan saluran pencernaan (orofaring) pada bagian belakang.

c. Laring

Dari faring, udara pernapasan akan menuju pangkal tenggorokan atau

disebut juga laring. Laring tersusun atas kepingan tulang rawan yang

membentuk jakun. Jakun tersebut tersusun oleh tulang lidah, katup tulang

rawan, perisai tulang rawan, piala tulang rawan, dan gelang tulang rawan.

Pangkal tenggorokan dapat ditutup oleh katup pangkal tenggorokan

(epiglotis). Jika udara menuju tenggorokan, anak tekak melipat ke

bawah, dan ketemu dengan katup pangkal tenggorokan sehingga

membuka jalan udara ke tenggorokan. Saat menelan makanan, katup

tersebut menutupi pangkal tenggorokan dan saat bernapas katup tersebut

akan membuka. Pada pangkal tenggorokan terdapat pita suara yang

bergetar bila ada udara melaluinya. Misalnya saja saat kita berbicara.

d. Trakea

Tenggorokan berupa pipa yang panjangnya ± 10 cm, terletak sebagian

di leher dan sebagian di rongga dada. Dinding tenggorokan tipis dan

kaku, dikelilingi oleh cincin tulang rawan, dan pada bagian dalam rongga

bersilia. Silia-silia ini berfungsi menyaring benda-benda asing yang

masuk ke saluran pernapasan.

e. Bronkus

Bronkus tersusun atas percabangan, yaitu bronkus kanan dan kiri. Letak

bronkus kanan dan kiri agak berbeda. Bronkus kanan lebih vertikal daripada kiri.

Karena strukturnya ini, sehingga bronkus kanan akan mudah kemasukan benda

asing. Itulah sebabnya paru-paru kanan seseorang lebih mudah terserang penyakit

bronkhitis.

11

Pada seseorang yang menderita asma bagian otot-otot bronkus ini

berkontraksi sehingga akan menyempit. Hal ini dilakukan untuk

mencegah masuknya lebih banyak benda asing yang menimbulkan reaksi

alergi. Akibatnya penderita akan mengalami sesak napas. Sedangkan

pada penderita bronkitis, bagian bronkus ini akan tersumbat oleh lendir.

Bronkus kemudian bercabang lagi sebanyak 20–25 kali percabangan

membentuk bronkiolus. Pada ujung bronkiolus inilah tersusun alveolus

yang berbentuk seperti buah anggur.

f. Paru-paru

Organ yang berperan penting dalam proses pernapasan adalah paru-

paru. Paru-paru merupakan organ tubuh yang terletak pada rongga dada,

tepatnya di atas sekat diafragma. Diafragma adalah sekat rongga badan

yang membatasi rongga dada dan rongga perut. Paru-paru terdiri atas dua

bagian, paru-paru kanan dan paru-paru kiri. Paru-paru kanan memiliki

tiga gelambir yang berukuran lebih besar daripada paru-paru sebelah kiri

yang memiliki dua gelambir.

Paru-paru dibungkus oleh dua lapis selaput paru-paru yang disebut

pleura. Semakin ke dalam, di dalam paru-paru akan ditemui gelembung

halus kecil yang disebut alveolus. Jumlah alveolus pada paru-paru

kurang lebih 300 juta buah. Adanya alveolus ini menjadikan permukaan

paru-paru lebih luas. Diperkirakan, luas permukaan paruparu sekitar 160

m2. Dengan kata lain, paru-paru memiliki luas permukaan sekitar 100

kali lebih luas daripada luas permukaan tubuh.

Dinding alveolus mengandung kapiler darah. Oksigen yang terdapat

pada alveolus berdifusi menembus dinding alveolus, lalu menem bus

dinding kapiler darah yang mengelilingi alveolus. Setelah itu, masuk ke

dalam pembuluh darah dan diikat oleh hemoglobin yang terdapat di

dalam sel darah merah sehingga terbentuk oksihemoglobin (HbO2).

Akhirnya, oksigen diedarkan oleh darah ke seluruh tubuh. Setelah sampai

12

ke dalam sel-sel tubuh, oksigen dilepaskan sehingga oksihemoglobin

kembali menjadi hemoglobin. Oksigen ini digunakan untuk oksidasi.

Karbon dioksida yang dihasilkan dari respirasi sel diangkut oleh

plasma darah melalui pembuluh darah menuju ke paru-paru. Sesampai di

alveolus, CO2 menembus dinding pembuluh darah dan dinding alveolus.

Dari alveolus, karbondioksida akan disalurkan menuju hidung untuk

dikeluarkan. Jadi proses pertukaran gas sebenarnya berlangsung di

alveolus

3. Nodus Sinoatrial (S-A)

Terletak di bagian posterior atrium kanan tepat di bawah pembukaan

vena kava superior. Melepas impuls sebanyak 72 kali semenit,

frekuensinya lebih cepat dibandingkan dalam atrium (40-60 kali impuls

permenit) dan ventrikel (20 kali permenit) dipengaruhi sarap simpatis dan

parasimpatis sistem saraf otonom, yang akan mempercepat atau

memperlambat iramanya. Nodus S-A mengatur frekuensi kontraks irama

sehingga disebut pemacu jantung.

Nodus Atrioventrikular (V-A)

Impuls menjalar di sepanjang pita disebut serabut purkinje pada

atrium, menuju nodus A-V yang terletak di bawah dinding posterior

atrium kanan. Menunda impuls seperatusan detik, sampai ejeksi darah

atrium selesai sebelum terjadi kontraksi ventrikular.

Berkas His

Membawa impuls di sepanjang septum interventrikular menuju

ventrikel. Di bagi menjadi percabangan kiri dan kanan. Percabangan

berkas kanan memanjang di sisi dalam ventrikel kanan. Bercabang

menjadi serabut-serabut purkinje kecil yang menyatu dalam serabut otot

jantung untuk memperpanjang impuls. Percabangan berkas kiri

memanjang di sisi dalam ventrikel kiri dan bercabang ke dalam serabut

otot jantung kiri.

13

Serabut Purkinje

Merupakan serabut otot jantung khusus, mampu menghantar impuls

dengan kecepatan lima kali lipat kecepatan hantaran serabut otot jantung.

Hantaran yang cepat di sepanjang sistem purkinje memungkinkan atrium

berkontraksi bersamaan, kemudian diikuti dengan kontraksi ventrikular

yang serempak, sehingga terjadi pemompaan darah yang terkoordinasi.

Dan terasalah denyut jantung.

4. Saat seseorang merasa malu atau tak nyaman, maka hipofisi akan

dengan otomatis merangsang disekresinya hormon andrenalin. Hormon

andrenalin akan memacu seluruh saraf simpatis di tubuh untuk bekerja,

oleh karena itulah, jantung berdebar lebih kencang. Dan karena aktivitas

tersebut, tubuh memerlukan pasokan oksigen ke otak lebih, oleh karena

itu, terjadilah pelebaran pembuluh darah (vasodilatasi). Hal inilah yang

menyebabkan wajah terlihat memerah.

5. Membran respirasi, tempat berlangsungnya pertukaran gas terdiri dari

lapisan sulfaktan, epitelium skuamosa simpel pada dinding alveolar,

membran dasar pada dinding alveolar, ruang interstitial yang

mengandung serabut jaringan ikat dan cairan jaringan, membran dasar

kapiler dan endotelium kapiler. Molekul gas harus melewati keenam

lapisan ini melalui proses difusi.

O2 dan CO2 menurunkan gradien tekanan parsialnya saat melewati

membran respiratorik. Molekul gas berdifusi dari area bertekanan parsial

tinggi ke area bertekanan lebih rendah terlepas dari konsentrasi gas lain

dalam larutan dengan demikian, kecepata difusi gas menembus membran

ditentukan oleh tekanan parsialnya.

PO2 dalam udara alveolar adalah 100 mmHg, sementara PO2 pada

darah terdeoksigenasi, dalam kapiler pulmoner di sekitar alveoli adala 40

mmHg. Dengan demikian, O2 berdifusi dari udara alveolar menembus

membran respiratorik menuju kapilar paru.

14

PCO2 dalam udara alveolar adalah 40 mmHg dan PCO2 dalam udara

sekitarnya adalah 45 mmHg. Dengan demikian PCO2 berdifusi ke dalam

alveoli.

Faktor-faktor yang memperngaruhi difusi gas selain gradien tekanan

parsialnya, antara lain :

- Ketebalan membran respirasi.

- Area permukaan membran respirasi.

- Solubilitas gas dalam membran respirasi.

6. Fungsi organ-organ respirasi :

Hidung : - Penyaringan partikel kecil

- Penghangatan dan pelembaban udara masuk

- Resepsi odor

Faring : - Menghubungkan nasofaring dengan telinga tengah.

-Merupakan gerbang menuju sistem respratorik

selanjutnya.

Laring : - Kotak suara.

Trakea : - Trakea menyediakan tempat laluan bagi udara yang di

bawa masuk dan udara yang dikeluarkan.

Bronkus : - Tempat penampungan benda asing yang masuk dalam

trakea, (bronkus kanan, bagian arkus aorta). Merupakan

batang yang semakin mengecil sejalan dengan

perjalanannya menuju bagian inferior tubuh. Bercabang

menjadi bronkiolus, bronkiolus terminal, bronkiolus

respiratorik, duktus alveolar dan alveoli.

Alveolus : - Tempat terjadinya difusi dan pertukaran gas oksien dan

karbondioksida dalam pembuluh darah.

15

Paru-paru : - Organ utama sistem respirasi.

Pleura : - Penutup yang membungkus tiap organ paru.

Dan adapun fungsi dari tiap organ-organ sirkulasi adalah :

Jantung : - Organ utama sistem sirkulasi.

- Merupakan organ pemompa aliran darah menuju paru-

paru dan seluruh tubuh.

Arteri : - Mengalirkan darah meninggalkan jantung.

Vena : - Membawa darah kembali ke atrium jantung.

Kapilar : - Saluran mikroskopik untuk pertukaran nutrien dan zat

sisa di antara darah dan jaringan.

- Menghubungkan arteriol dan venula. Seluruh jaringan

memiliki kapilar. Kecuali kartilago, rambut, kuku, dan

kornea mata.

Pembuluh limfe : - Menyelubungi seluruh jaringan dalam tubuh (kecuali

jaringan saraf dan sumsum tulang belakang)

menampung kelebihan cairan jaringannya dan

mengembalikannya ke pembuluh darah.

16

STEP 5

“Menentukan Tujuan Pembelajaran (LO)”

1. Inspirasi dan ekspirasi

2. Pengedalian ritme pernapasan

3. Mikroskopis otot jantung

4. Fungsi katup jantung

5. Pengaturan aliran darah secara lokal dan humoral

6. Cardiac output

7. Penyebab denyut nadi dapat diraba

8. Kaitan jantung berdebar dengan pembuluh darah perifer

9. Mikrosirkulasi

10. Sistem limfatik

STEP 6

“Mengumpulkan Informasi (Secara Mandiri)”

17

STEP 7

“Diskusi Seputar Learning Objective”

1. Inspirasi adalah proses memasukkan udara kedalam tubuh. Sebelum

inspirasi dimulai, otot-otot pernapasan berada dalam keadaan lemas. Otot

inspirasi utama adalah diafragma dan otot interkosta eksternal. Diafragma

dalam keadaan lemas berbentuk kubah yang menonjol ke atas ke dalam

rongga thoraks. Ketika berkontraksi diafragma turun dan memperbesar

volume rongga thoraks. Dinding abdomen jikaa melemas, menonjol keluar

sewaktu inspirasi karena diafragma yang turun akan menekan isi abdomen

ke bawah dan ke depan. Dua set otot interkosta terletak diantara iga-iga.

Kontraksi otot interkosta memperbesar rongga thoraks sisi ke sisi dan ke

depan belakang. Ketika berkontraksi, otot interkosta eksternal mengangkat

iga dan selanjutnya sternum ke depan dan ke atas. Sewaktu rongga thoraks

membesar, paru juga dipaksa pengembang untuk mengisi rongga thoraks

yang lebih besar. Sewaktu paru membesar, tekanan intra-alveolus turun

karena volume molekul udara yang sama kini menempati volume paru

yang lebih bear. Karena tekanan intra-alveolus lebih rendah daripada

tekanan atmosfer, maka udara mengalir ke dalam paru mengikuti

penurunan gradien tekanan dari tekanan tinggi ke rendah.

Ekspirasi dalam keadaan normal berada dalam keadaan pasif, karena tidak

ada kontraksi. Dan akan aktif ketika menggunakan otot abdomen dan otot

intercostalis inferior. Pada akhir inspirasi, otot inspirasi melemas.

Diafragma mengambil posisi aslinya seperti kubah. Ketika otot interkosta

melemas, sangkar iga yang tadinya terangkat turun karena gravitasi.

Dinding dada dan paru yang tadinya teregang kembali ke ukuran semula.

Sewaktu paru mengecil, tekanan intra-alveolus meningkat, karena jumlah

molekul udara yang lebih banyak yang semula terkandung di dalam

volume paru kini termampatkan menjadi volume yang lebih kecil. Udara

18

kini meninggalkan paru menuruni gradien tekanannya dari tekanan intra-

alveolus yang lebih tinggi ke tekanan atmosfer yang lebih rendah.

Pada costae terdapat intercostae space, di antaranya terdapat otot

intercostalis eksternus dan otot intercostalis internus. Ketika inspirasi,

tulang iga membentuk huruf A. Hal tersebut disebabkan otot intercostalis

eksternus berkontraksi sehingga origo menarik insersi di bagian bawah

yang menarik bagian bawahnya dan seterusnya sehigga pada akhirnya

tulang iga terangkat dan membentuk huruf A. Sedangkan ketika ekspirasi ,

tulang iga membentuk huruf V. Hal ini disebabkan karena otot

intercostalis internus berkontraksi sehingga origo bagian bawah menarik

insersi yang ada di atasnya, berkebalikan dengan proses yang terjadi saat

inspirasi, sehingga mengakibatkan tulang iga tertarik ke bawah

membentuk huruf V.

Otot-otot yang bekerja pada proses inspirasi diantaranya adalah otot

diaphragma,

otot intercostal eksterna, otot scaleni, otot sternocleido mastoiedea, otot

levator scapula, otot serrati posterior superior , dan otot erectus.

Sedangkan otot-otot yang bekerja pada proses ekspirasi adalah otot

interkonstalis internus, otot transversus thoracis, dan otot serratus posterior

inferior.

Berhubungan dengan inspirasi dan ekspirasi, terdapat beberapa jenis

volume pernapasan sebagai berikut.

1. Volume tidal

Volume udara yang diinspirasi atau diekspirasi setiap kali bernapas

normal (500 ml)

2. Volume cadangan inspirasi

Volume udara ekstra yang dapat diinspirasi setelah dan di atas volume

tidal normal

(3000 ml)

19

3. Volume cadangan ekspirasi

Volume udara ektra maksimal yang dapat diekspirasi tidal normal

(1100 ml)

4. Volume residu

Volume udara yang masih tetap berada di paru-paru setelah ekspirasi

paling kuat (1200 ml)

2. Pusat pernapasan terdiri dari beberapa kelompok neuron yang terletak

bilateral di medula oblongata dan pons batang otak. Dibagi menjadi 3

kelompok utama:

1. Kelompok pernapasan dorsal

Terletak di bagian dorsal medula, terutama menyebabkan inspirasi,

dan pengaturan pada irama pernapasan. Irama dasar pernapasan

terutama berasal dari kelompok neuron pernapasan dorsal.

Kelompok neuron ini dapat mengeluarkan potensial aksi neuron

inspirasi secara berulang-ulang meskipun ketika semua saraf

perifer yang memasuki medula telah dipotong dan batang otak

ditranseksi si atas dan di bawah medula.

Sinyal saraf yang ditransmisikan ke otot inspirasi, terutama pada

diafragma tidak seketika itu juga menjadi potensial aksi. Pada

pernapasan normal, permulaannya lemah dan meningkat secara

perlahan-lahan (bentuk landai) selama kira-kira 2 detik. Dan

kemudian berakhir selama hampir 3 detik selanjutnya yang

menyebabkan penghentian eksitasi pada diafragma dan

menimbulkan sifat elastis daya lenting paru dan dinding dada

untuk menghasilkan eskpirasi. Kemudian sinyal inspirasi mulai

kembali untuk siklus berikutnya.

2. Kelompok pernapasan ventral

Terletak di ventrolateral medula, terutama menyebabkan ekspirasi.

Kelompok neuron pernapasan ventral dijumpai di bagian rostal dari

20

nukleus ambigus dan bagian kaudal dari nukelus retroambigus,

terletak di sebelah anterior dan lateral kelopok neuron pernapasan

dorsal. Fungsinya:

1. Neuron-neuron dari kelompok ini hampir seluruhnya inaktif

selama pernapasan tenang yang normal.

Pernapasan tenang yang normal hanya ditimbulkan oleh sinyal

inspirasi berulang-ulang dari kelompok pernapasan dorsal yang

teerutama dijalarkan ke diafragma, dan ekspirasi yang

merupakan hasil dari sifat elastis daya lenting paru dan rangka

toraks.

2. Tidak ada bukti bahwa neuron pernapasan ventral ikut

berpartisipasi dalam menentukan irama dasar yang mengatur

pernapasan

3. Bila rangsang pernapasan guna meningkatkan ventilasi paru

menjadi lebih besar dari normal, sinyal respirasi yang berasal

dari mekanisme getaran dasar di area pernapasan dorsal akan

tercurah ke neuron pernapasan ventral, sehingga area

pernapasan ventral turut membantu merangsang pernapasan

ekstra.

4. Rangkaian listrik dari beberapa neuron pada kelompok ventral

menyebabkan insprirasi, sedangkan rangsangan lainnya hanya

menyebabkan ekspirasi.

5. Area ini bekerja sebagai suatu mekanisme pendorong bila

dibutuhkan ventilasi paru yang lebih besar, khususnya selama

latihan fisik berat.

3. Pusat pneumostastik

Terletak di sebelah dorsal bagian superior pons, terutama mengatur

kecepatan dan kedalaman napas. Terletak di bagian dorsal nukleus

parabrakialis pada pons bagian atas, mentransmisikan sinyal ke

area inspirasi.

21

Fungsi pusat pneumotastik yang utama adalah membatasi inspirasi.

Karena pembatasan terhadap inspirasi juga memperpendek

ekspirasi dan seluruh periode pernapasan.

Sinyal pneumostatik yang kuat dapat meningkatkan kecepatan

pernapasan 30-40x permenit, jika lambat 3-5x permenit.

Suara saat bernapas tebentuk karena aliran udara ketika menumbuk

dinding bronkus.

3. Sel-sel jantung membentuk tautan yang rumit di antara cabang-cabangnya

yang terulur. Sel-sel di dalam rantai tersebut seringkali bercabang dua, dan

bersambung dengan sel di rantai yang berdekatan. Bergaris tengah kurang

lebih 15 m dengan panjangnya 85-100 m. Setiap sel jantung hanya

memiliki satu atau dua inti sel yang terletak di tengah. Memiliki ciri

khusus, yaitu memiliki diskus interkalaris, yakni garis gelap melintang

yang melintasi deretan sel-sel jantung dengan interval yang tidak teratur.

Diskus interkalaris merupakan kompleks pertautan yang terdapat pada

pertemuan antar sel-sel otot jantung yang bersebelahan.

Dua daerah yang dapat dikenali pada pertautan mirip tangga (diskus

interkalaris) :

22

GAMBARAN SUB-MIKROSKOPIS DISCUS INTERKALARIS OTOT JANTUNG

PARS TRANSVE

RSALIS

PARS LATERALIS

1. Bagian transversal

Yang berjalan tegak lurus terhadap serabut

2. Bagian lateral

Yang berjalan paralel terhadap miofilamen

Tiga kekhususan taut pada diskus interkalaris:

1. Fasia adherens

Membran khusus yang paling mencolok pada bagian transversal

diskus, berfungsi sebagai tempat penampat bagi filamen aktin dari

sarkomer terminal

23

2. Makula adherens (desmosom)

Terdapat pada bagian transversal , untuk mengikat sel-sel jantung

agar tidak terpisah oleh aktivitas kontraktil yang konstan.

3. Taut rekah

Pada bagian lateral, untuk memungkinkan pertukaran ion di antara

sel-sel yang bersebelahan

24

Tiga tipe otot jantung yang utama

1. Otot atrium & Otot ventrikel

Berkontraksi dengan cara yang sama dengan otot rangka

2. Serabut otot eksitatorik & Konduksi khusus

Berkontraksi lemah sekali sebab serabut-serabut ini hanya

mengandung sedikit serabut kontraktil; justru mereka

memperlihatkan pelepasan muatan listrik berirama yang otomatis

dalam bentuk potensial aksi atau konduksi potensial aksi yang

melalui jantung, yang bekerja sebagai suatu sistem eksitatorik yang

mengatur denyut jantung yang berirama.

4. Katup jantung terbagi menjadi dua jenis, yaitu katup atrioventrikel dan

katup semilunaris. Dan terdapat musculus papilaris pada daun-daun katup

A-V. Fungsi katup-katup tersebut adalah sebagai berikut.

1. Katup atrioventrikel

Berfungsi untuk mencegah aliran balik darah yang berasal dari

ventrikel menuju ke atrium selama fase sistolik. Katup-katup ini akan

menutup dan membuka secara pasif. Katup-katup akan menutup

sewaktu gradien tekanan balik mendorong darah kembali ke belakang,

dan membuka ketika gradien tekanan ke arah depan mendorong darah

ke depan.

25

2. Katup aorta dan katup arteri pulmonalis

Katup semilunaris mencegah aliran balik darah yang berasal dari aorta

dan arteri pulmonalis kembali ke ventrikel selama diastolik.

3. Fungsi musculus papilaris

Musculus papilaris melekat pada daun-daun katup A-V melalui korda

tendinea. Musculus papilaris berkontraksi bila dinding ventrikel

berkontraksi. Muskulus papilaris tidak membantu menutup katup

tersebut.

Selama kontraksi ventrikel, muskulus papilaris menarik daun-daun

katup ke dalam, menuju ke arah ventrikel untuk mencegah agar katup

tidak menonjol terlalu jauh ke belakang, ke arah atrium. Bila kordi

tendinea robek, atau salah satu muskuus papilaris lumpuh, maka katup

akan menonjol jauh ke belakang salama kontraksi ventrikel sehingga

dapat menyebabkan kebocoran.

5. Salah satu prinsip dasar sistem sirkulasi adalah kemampuan setiap jaringan

untuk mengatur aliran darah lokalnya sendiri sesuai dengan kebutuhan

metaboliknya.

Pengaturan aliran darah secara lokal terbagi menjadi dua, yaitu pengaturan

akut dan pengaturan jangka panjang.

1. Pengaturan akut

Pengaturan akut dicapai melalui perubahan cepat pada vasodilatasi

atau vasokontriksi arteriol, metaerteiol, dan sfinger prekapiler

setempat. Terjadi dalam beberapa detik-menit agar dapat

mempertahankan aliran darah jaringan setempat yang memadai.

Dua teori dasar untuk pengaturan akut aliran darah lokal yang terjadi

ketika kecepatan metabolisme jaringan berubah atau penyediaan

oksigen berubah.

26

1. Teori vasodilator

Menurut teori ini, makin cepat metabolisme atau makin kurang

penyediaan oksigen atau zat nutrisi lainnya ke suatu jaringan,

makin besar pembentukan zat vasodilator di dalam sel jaringan

tersebut. Zat vasodilator kemudian berdifusi melalui jaringan

sfingter prekapiler, metarteriol, dan arteriol untuk menimbulkan

vasodilatasi.

Sebagian besar zat vasodilator yang diketahui yaitu adenosin,

karbon diokasida, senyawa fosfat adenosin, histamin, ion kalium,

sejumlah besar hidrogen.

Teori vasodilator menganggap zat vasodilator dibebaskan dari

jaringan terutama sebagai reaksi terhadap defisiensi oksigen.

2. Teori kekurangan oksigen / zat nutrisi

Oksigen dan zat nutrisi diperlukan sabagai zat nutrisi metabolik

untuk menimbulkan kontraksi otot vaskular. Karena itu, bila

oksigen tidak cukup tersedia, cukup beralasan untuk menganggap

bahwa pembuluh darah akan mengalami relaksasi dan secara

alamiah, berdilatasi.

Peningkatan penggunaan oksigen pada peningkatan metabolisme

akan menurunkan penyediaan oksigen ke serabut otot polos

pembuluh darah setempat. Mengakibatkan vasodilatasi.

2. Pengaturan jangka panjang

Pengaturan jangka panjang merupakan perubahan aliran yang lambat

dan terkontrol selama berhari-hari, berminggu-minggu, bahkan

berbulan-bulan. Pada umumnya adalah mengubah vaskularitas

jaringan, berbanding lurus dengan keadaan metabolisme. Jadi terdapat

rekonstruksi vaskularitas jaringan untuk memenuhi kebutuhan

jaringan.

27

Oksigen juga berperan pada pengaturan jangka panjang. Contohnya

adalah meningkatnya vaskularitas jaringan hewan yang hidup di

tempat tinggi dengan kadar oksigen rendah. Contoh lain adalah embrio

ayam yang diinkubasi dalam kadar oksigen yang rendah mempunyai

konduktivitas pembuluh darah jaringan dua kali lebih besar

dibandingkan pada keadaan normal.

Contohnya adalah pembentukan aliran sirkulasi kolateral

Bila sebuah arteri atau vena yang berada dalam jaringan tubuh

disumbat, suatu saluran pembuluh darah baru biasanya akan timbul di

sekitar sumbatan dan memungkinkan kembalinya suplay darah

setidaknya secara parsial ke jaringan yang terpengaruh. Tahap pertama

dalam proses adalah dilatasi dari lengkungan vaskular kecil yang telah

menghubungkan pembuluh di atas sumbatan dengan pembuluh di

bawahnya. Dilatasi ini terjadi dalam waktu satu-dua menit. Dan

pembukaan-pembukaan selanjutnya terjadi dalam waktu jam-jam

berikutnya. Pembuluh kolateral terus-menerus tumbuh selama

berbulan-bulan yang hampir selalu membentuk berbagai saluran

kolateral kecil dan bukan satu pembuluh besar. Proses ini melibatkan

pengaturan akut dan jangka panjang secara bersamaan.

Selain diatur oleh jaringan secara lokal, aliran darah juga diatur secara

hormonal. Hal ini berarti pengaturan aliran darah oleh zat-zat yang

disekresi atau diabsorpsi ke dalam cairan tubuh (hormon & ion). Zat-zat

tersebut terbagi menjadi tiga kelompok, yaitu zat vasokonstriktor, zat

vasodilator, ion, dan faktor kimiawi lainnya.

1. Zat vasokonstriktor

1. Norepinefrin & epinefrin

2. Angiotensin II

3. Vasopresin

4. Endotelin

28

2. Zat vasodilator

1. Brakidinin

2. Histamin

3. Pengaruh vaskular oleh ion dan faktor kimiawi lainnya

1. Ion kalsium

Kenaikan konsentrasi menyebabkan vasokontriksi, merangsang

kontraksi otot polos

2. Ion kalium

Kenaikan konsentrasi menyebabkan vasodilatasi karena

menghambat kontraksi otot polos

3. Ion magnesium

Kenaikan konsentrasi menyebabkan vasodilatasi hebat karena

menghambat kontraksi otot polos

4. Ion hidrogen

Kenaikan konsentrasi menyebabkan dilatasi arteriol, penurunan

menyebabkan kontriksi arteriol

5. Anion

Asetat dan sitrar, menimbulkan vasodilatasi ringan

6. Karbon dioksida

Kenaikan konsentrasi menyebabkan vasodilatasi sedang do sebagia

jaringan, namun vasodilatasi hebat di otak.

6. Cardiac output

Cardiac output atau Curah jantung adalah jumlah darah yang dipompa

ventrikel kiri ke dalam aorta oleh jantung setiap menit dan jumlah darah

yang mengalir melalui sirkulasi.

Curah jantung dipengaruhi oleh kecepatan aliran darah dan isi kuncup

(volume darah yang dipompa per denyut). Sehingga didapatkan

kesimpulan sebagai berikut.

29

Curah jantung = kecepatan jantung x isi kuncup

Curah jantung terkadang disebut volume jantung per menit. Volumenya

kurang lebih 5 L per menit pada laki-laki berukuran rata-rata dan kurang

20 % pada perempuan.

Faktor-faktor utama yang mempengaruhi curah jantung antara lain:

1. Aktivitas berat memperbesar curah jantung sampai 25 L per menit,

pada atlit yang sedang berlatih mencapai 35 L per menit. Cadangan

jantung adalah kemampuan jantung untuk memperbesar curahnya.

2. Aliran balik vena ke jantung. Jantung mampu menyesuaikan output

dengan input-nya berdasarkan alasan berikut:

(a) peningkatan aliran balik vena akan meningkatkan volume akhir

diastolic

(b) peningkatan volume diastolic akhir, akan mengembangkan serabut

miokardial ventrikel

(c) semakin banyak serabut otot jantung yang mengembang pada

permulaan konstraksi (dalam batasan fisiologis), semakin banyak isi

ventrikel, sehingga daya konstraksi semakin besar. Hal ini disebut

hukum Frank-Starling tentang jantung.

3. Faktor yang mendukung aliran balik vena dan memperbesar curah

jantung adalah sebagai berikut.

(a) Pompa otot rangka. Vena muskular memiliki katup-katup, yang

memungkinkan darah hanya mengalir menuju jantung dan mencegah

aliran balik. Konstraksi otot-otot tungkai membantu mendorong darah

ke arah jantung melawan gaya gravitasi.

(b) Pernafasan. Selama inspirasi, peningkatan tekanan negative dalam

rongga toraks menghisap udara ke dalam paru-paru dan darah vena ke

atrium.

(c) Reservoir vena. Di bawah stimulasi saraf simpatis, darah yang

30

tersimpan dalam limpa, hati, dan pembuluh besar, kembali ke jantung

saat curah jantung turun.

(d) Gaya gravitasi di area atas jantung membantu aliran balik vena.

4. Faktor-faktor yang mengurangi aliran balik vena dan mempengaruhi

curah jantung

(a) perubahan posisi tubuh dari posisi telentang menjadi tegak,

memindahkan darah dari sirkulasi pulmonary ke vena-vena tungkai.

Peningkatan refleks pada frekuensi jantung dan tekanan darah dapat

mengatasi pengurangan aliran balik vena.

(b) Tekanan rendah abnormal pada vena (misalnya, akibat hemoragi

dan volume darah rendah) mengakibatkan pengurangan aliran balik

vena dan curah jantung.

(c) Tekanan darah tinggi. Peningkatan tekanan darah aorta dan

pulmonary memaksa ventrikel bekerja lebih keras untuk mengeluarkan

darah melawan tahanan. Semakin besar tahanan yang harus dihadapi

ventrikel yang bverkontraksi, semakin sedikit curah jantungnya.

5. Pengaruh tambahan pada curah jantung

(a) Hormone medular adrenal.

Epinefrin (adrenalin) dan norepinefrin meningkatkan frekuensi

jantung dan daya kontraksi sehingga curah jantung meningkat.

(b) Ion.

Konsentrasi kalium, natrium, dan kalsium dalam darah serta cairan

interstisial mempengaruhi frekuensi dan curah jantungnya.

(c) Usia dan ukuran tubuh seseorang dapat mempengaruhi curah

jantungnya.

(d) Penyakit kardiovaskular.

Beberapa contoh kelainan jantung, yang membuat kerja pompa jantung

kurang efektif dan curah jantung berkurang, meliputi:

31

1. Aterosklerosis, penumpukan plak-plak dalam dinding pembuluh darah

koroner, pada akhirnya akan mengakibatkan sumbatan aliran darah.

2. Penyakit jantung iskemik, supali darah ke miokardium tidak

mencukupi, biasanya terjadi akibat aterosklerosis pada arteri koroner

dan dapat menyebabkan gagal jantung.

3. Infark miokardial (serangan jantung), biasanya terjadi akibat suatu

penurunan tiba-tiba pada suplai darah ke miokardium.

4. Penyakit katup jantung akan mengurangi curah darah jantung terutama

saat melakukan aktivitas.

7. Denyut arteri adalah gelombang tekanan yang merambat 6 sampai 9 m per

detik, sekitar 15 kali lebih cepat dari darah.

Ketika darah dipompa oleh jantung melalui aorta, darah pergi

meninggalkan ventrikel kiri dengan kecepatan tertentu yang cenderung

lemah. Semakin jauh darah pergi, maka diameter pembuluh darah yang

dilalui akan mengecil. Dengan mengecilnya diameter pembuluh darah,

maka kecepatan aliran darah menjadi lebih cepat. Darah beredar dan

mengalir di tubuh kita dengan debit yang sama atau konstan. Maka yang

berubah hanyalah luas pembuluh darah (dianggap sebagai silinder/pipa),

yang dipengaruhi oleh diameternya dan kecepatan aliran darah. Kecepatan

darah yang besar tetapi diameter arteri yang kecil akan memberikan

tekanan yang kuat terhadap dinding arteri yang sangat elastis dan tipis.

Denyut dapat dirasakan di titik manapun yang arterinya terletak dekat

permukaan kulit dan dibantali dengan sesuatu yang keras. Arteri yang

biasa teraba adalah arteri radial pada pergelangan tangan. Dua bunyi

jantung sebanding dengan satu denyut arteri. Frekuensi denyut

memberikan informasi mengenai kerja pembuluh darah, dan sirkulasi.

32

8. Ketika darah perifer mengalami dilatasi, tahanan perifer total akan

menurun yang berarti juga akan menurunkan tekanan arteri. Sistem saraf

akan melakukan kompensasi. Aktivitas otak akan mengirimkan sinyal

motorik ke pusat saraf otonom untuk merangsang aktivitas sirkulasi,

sehingga menyebabkan kontriksi vena besar, meningkatkan frekuensi

jantung, dan meningkatkan kontraktilitas jantung, sehingga menyebabkan

jantung berdebar.

9. Mikrosirkulasi merupakan mekanisme aliran darah yang melibatkan

pembuluh-pembuluh darah yang lebih kecil, seperti arteriol, kapiler, dan

venula. Kapiler terletak di antara arteriol dan venula, dan menghubungkan

kedua pembuluh darah tersebut. Darah akan mengalir keluar dari jantung

melalui aorta, arteri, dan akhirnya melalui arteriol. Arteriol akan

berhubungan dengan kapiler yang akan menghubungkan arteriol dengan

venula. Pada bagian inilah mikrosirkulasi terjadi. Kemudian selanjutnya

darah akan mengalir melalui vena dan kembali ke jantung. Mikrosirkulasi

berfungsi sebagai alat transportasi zat-zat ke dalam jaringan. Prosesnya

dijelaskan dengan gambar berikut.

33

10. Sistem limfatik merupakan suatu jalur tambahan tempat cairan dapat

mengalir dari ruang intersitial ke dalam darah. Sistem limfatik dapat

mengangkut protein dan zat-zat berpartikel besar keluar dari ruang

jaringan, yang tidak dapat dipindahkan dengan proses absorpsi langsung

ke dalam kapiler darah. Beberapa pengecualian pada bagian permukaan

kulit, sistem saraf pusat, endomisium otot, dan tulang. Jaringan tersebut

memiliki pembuluh intersitial kecil (paralimfatik) yang dapat dialiri oleh

cairan intersitial; pada akhirnya carian ini mengalir ke pembuluh limfe dan

kemduain kembali ke dalam darah.

Sisa-sisa metabolisme juga dapat diserap dan masuk ke pembuluh limfe.

Cairan-cairan yang masuk sebelumnya difiltrasi terlebih dahulu. Hal

tersebut disebabkan karena pembuluh darah bersifat permeabel. Fungsi

lain dari sistem limfatik adalah pertahanan terhadap penyakit karena

terdapat fagosit khusus di dalam pembuluh limfe. Organ yang memiliki

fungsi ini adalah limpa dan timus. Ada daerah-daerah tertentu yang

mengandung makrofag dan akan membengkak jika terdapat parasit,

diantarnya adalah leher dan axilla.

Proses pengembalian cairan yang ada di pembuluh limfe ke darah adalah

sebagai berikut.

Prosesnya adalah berawal dari seluruh pembuluh limfe dari bagian bawah

tubuh pada akhirnya akan bermuara ke duktus torasikus yang selanjutnya

bermuara ke dalam sistem darah vena pada pertemuan antara vena

jugularis interna kiri da vena subklavii kiri. Cairan limfe dari sisi kiri

kepala, lengan kiri, dan sebagian daerah toraks juga memasuki duktus

torasikus sebelum bermuara ke dalam vena. Cairan limfe dari sisi kanan

leher dan kepala, lengan kanan, dan bagian kanan toraks memasuki duktus

34

limfatikus kanan yang akan bermuara ke dalam sistem darah vena pada

pertemuan antara vena subklavia kanan dan vena jugularis interna.

35