BAB III SISTEM KARDIOVASKULER Dalam bab ini dijelaskan struktur dan fungsi organisasi dinding; pengertian dan fungsi sistem pertukaran, sistim tekanan tinggi dan rendah; dan struktur dan fungsi jantung dan vasa limfe. Sistem kardiovaskuler tersusun dari komponen-komponen yang dibutuhkan untuk memompa, mentranspor, dan mendistribusi elemen-elemen yang dibutuhkan ke sel dan jaringan. Susunan histologi pembuluh tidak dapat dipisahkan dari peran hemodinamik yang harus dilaksanakan pembuluh darah. Sistem arteri membawa darah dalam volume kecil di bawah tekanan tinggi pada kecepatan tinggi. Sistem kapiler punya volume besar, dengan tekanan dan kecepatan yang lebih rendah. Sistem vena membawa banyak darah dengan tekanan dan kecepatan rendah. ORGANISASI DINDING Berbagai tipe dinding mengakomodasi hubungan tekanan-volume. Susunan dasar pembuluh darah adalah tunika intima, tunika media, dan tunika adventisia. Tunika intima punya 3 bagian, yaitu endotelium, lapisan subendotelial, dan membrana elastika interna. Endotelium merupakan epitelium skuamus berbatasan dengan lumen. Dia merupakan komponen tetap semua pembuluh darah dan jantung. Gambaran spesifiknya adalah nukleusnya menyembul ke lumen, sitoplasma kurang jelas batasnya. Sel berada di atas membrana basalis yang memisahkan endotelium dari jaringan ikat fibroelastis perifer dan fibroblas lapisan subendotelial (stratum subendoteliale). Elemen-elemen ini biasanya tersusun sejajar dengan aksis memanjang pembuluh darah. Serabut-serabut otot polos dapat pula ditemukan, demikian juga sel-sel yang biasanya ditemukan di ruang-.ruang jaringan. Membrana elastika interna merupakan kondensasi serabut-serabut elastis yang memisahkan tunika intima dari tunika media. Tunika media tersusun dari campuran sel-sel otot polos, serabut kolagen, serabut elastis dan fibroblas. Sel-sel otot polos tersusun sirkuler mengitani lumen berikatan erat dengan serabut kolagen dan elastis. Pada vasa yang besar ditemukan nervi dan vasa vasorum. Syaraf dan vasa yang mensuplai vasa darah, ditemukan di tunika media. Membrana elastika eksterna dapat ditemukan pada perbatasan tunika media dan tunika adventisia. Ini pun merupakan kondensasi serabut elastis yang membatasi tunika media dan adventisia. Tunika adventisia tersusun dari jaringan ikat fibroelastis. Bagian ini sukar dipisahkan dari jaringan ikat disekitarnya. Nervi dan vasa vasorum juga ditemukan di tunika adventisia. Universitas Gadjah Mada 1
Tidak semua komponen di atas di temukan di vasa darah; dan bila ada maka tidak semua vasa punya komposisi yang sama. Hanya endotelium yang merupakan komponen yang tetap. SISTEM PERTUKARAN Endotelium. Sel ini membentuk batas antara darah dan jaringan. Substansi asal darah harus melintasinya untuk mencapai sel. Mereka merupakan basis pertukaran ekskresi. Proses transitosis dan endositosis memindahkan material darii darah melintasi atau mengitari endotelium ke dalam stratum subendoteliale. Transitosis merupakan suatu proses aktif masuknya material ke stratum subendoteliale baik melintasi atau mengitari endotelium. Ini merupakan mekanisme utama cara transpor zalir dan molekul lewat vesikel dan lewat fenestrasi dan diafragma. Reseptor juga memberikan fasilitas transpor molekul tertentu (melalui transitosis diantarai reseptor). Endositosis meliputi fagositosis, pinositosis, dan endositosis diantarai reseptor melibatkan vesikel berselubung (coated vesicle). Bentuk endotelium yang sederhana tidak dapat menggambarkan fungsi metaboliknya yang luas dan kompleks. Sel-sei ini juga terlibat dalam metabolisme substansi vasoaktif, sintesis faktor hemostatik dan berbagai produk lain. Kapiler. Kapiler merupakan tempat masuknya metabolit ke dan hasil sisa pergi dari ruang jaringan ikat. Dia merupakan tabung berdiameter 7-9 mikron yang dibatasi oleh endotelium. Dalam satu waktu dia dapat dimuati oleh eritrosit tunggal; terkadang dia dibatasi oleh lamina basalis. Dalam potongan yang dilihat dengan mikroskop cahaya, suatu lingkaran yang di batasi sitoplasma tipis asidofil merupakan tanda adanya kapiler. Nukleus endotelium yang gelap terdapat sepanjang tepi lumen dan terkadang menyembul k dalanmya. Disekitar kapiler terdapat sel-sel jaringan ikat, serabut kolagen tipis dan serabut retikuler. Diantara selsel yang berhubungan erat dengan kapiler adalah makrofag fixaus, sel mesenkim, dan sel perivaskuler. Dengan mikroskop cahaya semua kapiler tampak sama, namun secara ultrastruktur dibedakan 5 macam kapiler yaitu kapiler kontinyu, berjendela (fenestra), sinusoidal, sinusoid dan sinus venosus. Kapiler kontinyu tidak punya porus dalam endoteliumnya. Mereka ditemukan dalam otot, paru, dan sistem syaraf. Kapiler berjendela (fenestrated, perforated) punya porsi tersebar sepanjang dinding endotelium. Porusnya dapat tertutup diafragma yang lebih tipis di banding membran sel. Kapiler semacam ini ditemukan pada kelenjar, intestinum, dan ginjal. Di tempat-tempat semacam ini transpor zalir sangat penting. Mereka punya lamina basalis yang komplit. Kapiler sinusoidal lebih lebar dan lebih tidak teratur dibanding kapiler kontinyu dan kapiler berjendela. Lamina basalis tidak jelas. Endotelium tidak fagositik, dan makrofag Universitas Gadjah Mada 2
tidak berhubungan dengan sel-sel itu. Kapiler ini terdapat dalam endokrin dan glamus aortikum dan glamus karotikum. Sinusoid lebih lebar dibanding kapiler sinusoidal. Lamina basalis tidak jelas dan kebanyakan bahkan tidak ada. tipe ini ditemukan pada sumsum tulang dan hati. Sinusoid hati berbeda dengan sinusoid yang lain karena punya endotelium dengan makrofag. Sinus venosus lebih lebar dibanding sinusoid. Lamina basalis diskontinyu, sel dinding tidak fagositik. Berbagai macam sel punya hubungan erat dengan endotelium kapiler. Mereka disebut sel perikapiler (perivaskuler); termasuk di dalamnya makrofag, fibroblas, sel mesenkim, sel mast, dan perisit. Perisit adalah sel otot polos yang berhubungan erat dengan endotelium kapiler dan mungkin merupakan otot polos dalam sfingter metariola dan prekapiler. SISTEM TEKANAN TINGGI Arteriola. Terdapat perubahan bertahap dari kapiler ke arteriol. Metarteriola adalah cabang arteriola yang dibatasi secara diskontinyu oleh serabut-serabut otot polos, vasa ini berupa sfingter yang mengontrol aliran darah melalui saluran sentral, ke kapiler dan bersambung sisi vena sirkulasi. Sfingter prakapiler merupakan kapiler dibatasi dengan lapisan tunggal serabut otot polos, mengontrol aliran darah melalui metarteriola ke kapiler, hingga terjadi bypass dari anteriola ke venula. Arteriola punya diameter kurang dan 100 m. Arteriola yang terkecil punya tunika intima tanpa stratum subendoteliale. Di bawah endotelium terdapat membrana elastika tipis berwarna terang membentuk garis bergelombang. Tunika media punya 1-3 lapisan otot polos; diantara sel-sel otot polos terdapat serabut kolagen dan elastis halus. Membrana elastika eksterna tidak ada, tunika adventisia yang tersusun dari jaringan kolagen longgar menggabungkan diri dengan jaringan ikat di sekitarnya. Lapisan endotelium sering membentuk basis lumen yang bergelombang; inti sel tampak menjulur ke lumen. Keadaan ini merupakan akibat kontraksi pada saat difiksasi. Arteri kecil dan sedang. Tidak ada batas yang jelas antara arteriola dan arteri kecil. Arteri sedang dan kecil disebut arteri muskuler atau arteri distribusi. Tunika intima tipikal (punya struktur umum seperti penjelasan sebelumnya). Membrana elastika eksterna sering tampak jelas, tunika adventisia juga tipikal. Arteri elastis. Ini merupakan arteri terbesar. Dibanding dengan volume lumen dindingnya relatif tipis. semua elemen tunika intima ditemukan. Endotelium poligonal, tidak pipih. Stratum subendoteliale punya fibroblas dan sel otot polos dalam jaringan kolagen longgar. Terdapat membrana elastika interna. Membrana ini tidak begitu jelas karena tunika media punya banyak serabut elastis. Diantara serabut elastis yang kasar terdapat serabut Universitas Gadjah Mada 3
kolagen halus, serabut elastis halus, fibroblas, dan sel otot polos, Membrana elastika eksterna tidak jelas. Tunika adventisia tipis dan melanjutkan diri ke jaringan ikat di sekitarnya. SISTEM TEKANAN RENDAH Kapiler dan venula. Kapiler vena punya diameter kira-kira 20x lebih besar dibanding kapiler. Berlawanan dengan kapiler arteri, kapiler vena mula-mula mendapatkan penebalan dengan jaringan ikat, baru kemudian otot polos. Venula merupakan tabung endotel diselubungi dengan jaringan kolagen longgar. Tambahan otot polos baru terjadi setelah mereka berubah menjadi vena kecil. Tunika adventisia vasa ini lebih tebal dibandingkan dengan tunika media. Vena kecil dan vena sedang. Vasa ini dibatasi oleh tunika intima yang tipis yang tersusun dari endotelium poligonal dan sangat sedikit jaringan subendotelial yang tersusun dari jaringan ikat. Tunika media tipis, terdiri dari otot polos tersusun radier serta serabut kolagen dan elastis halus. Tunika adventisia berkembang baik dan membentuk bagian utama dinding. Banyak vena tipe mi punya valvula. valvula merupakan evaginasi tunika intima ke dalam lumen. Valvula dibatasi endotelium pipih, porosnya terdiri dari jaringan ikat subendotelial. Valvula terutama ditemukan pada vena yang lokasinya lebih rendah dari jantung. Vena besar. Tunika intima lebih tebal dibanding vena yang lebih kecil; sering ditemukan membrana elastika interna. Tunika media terutama tersusun dari serabut kolagen dan elastis dengan sedikit atau tanpa otot polos. Tunika adventisia merupakan bagian tertebal dinding. Disitu terkadang ditemukan berkas-berkas serabut otot polos dan tersusun paralel dengan aksis memanjang vasa. Valvula tidak ditemukan pada vena kava maupun vena porta hepatis. PERBANDINGAN SISTEM TEKANAN TINGGI DAN RENDAH Elemen dinding vena kurang jelas dibanding arteri. Berikut beberapa gambaran perbedaan antara keduanya. 1. Darah jarang ditemukan pada potongan arteri, tetapi banyak terlihat pada vena. 2. Tunika media berkembang baik di arteri, sedang tunika adventisia pada vena. 3. Diameter lumen pada vena lebih besar dibanding tebal dinding, sedang pada arteri diameter arteri lebih kecil dibanding tebal dinding. 4. Selama perubahan agonal vena mengalami kontraksi yang tidak teratur, tetapi arteri lebih teratur. Universitas Gadjah Mada 4
5. Membrana elastika interna dapat ditemukan pada arteriola, tetapi pada vena hanya terbatas pada vena kecil. 6. Tunika adventisia vena merupakan bagian dinding yang tertebal. JANTUNG Organisasi Dinding Jantung merupakan pompa yang berdinding otot tebal. Elemen-elemen dindingnya terorganisir sama dengan vasa. Dia tersusun dari 3 lapisan, dari dalam ke luar endokardium, miokardium, dan epikardium. Endokardium. Endokardium merupakan bagian jantung yang sama dengan tunika intima pada vasa darah. Dia punya endotelium, stratum subendoteliale, dan stratum subendokardiale. Endotelium berbentuk poligonal dan merupakan kelanjutan dari endotelium vasa. Stratum subendoteliale tersusun dari serabut kolagen dan elastis halus. Lapisan di bawahnya berupa stratum subendocardiale tersusun dari jaringan kolagen longgar. Di sini ditemukan serabut kolagen dan elastis, sel-sel lemak, serabut otot polos, pembuluh darah, dan syaraf. Disamping melekatkan endokardium ke miokardium, di ventrikel, di stratum subendokardiale juga ditemukan sistem penghantar impuls. Miokardium. Miokardium dapat dibandingkan dengan tunika media vasa. Dia tersusun dari otot jantung, serabut-serabut jaringan ikat, dan pembuluh darah. Epikardium. Epikardium merupakan suatu membrana serosa yang tidak lain perikardium viseral. Mesotelium berada di atas jaringan kolagen longgar yang tipis disebut stratum subepikardiale. Skeleton jantung. Otot jantung dan valvula disokong oleh skeleton jaringan kolagen padat, kartilago, atau tulang. Skeleton jantung meliputi: (1) 4 cincin fibrosa, (2) segitiga fibrosa, dan (3) septum membranosa. Ke-4 cincin fibrosa mengelilingi valvulae semilunares (arteria pulmonalis dan aorta) dan valvula atrioventricularis kin dan kanan. mereka melanjutkan diri ke segitiga fibrosa, suatu massa jaringan fibrosa diantara kanalis atrioventrikularis. Mereka melanjutkan diri ke septum interventrikulare membranosa. Elemenelemen skeleton ini merupakan origo dan insersio massa otot jantung. Pada sapi osifikasi cincin fibrosa valvula semilunaris membentuk os kordis. Valvula jantung. Valvula jantung merupakan evaginasi endokardium ke dalam lumen jantung. jaringan ikat cincin fibrosa melanjutkan diri sebagai poros penyokong (gambar III- 14). jaringan ikat valvula atrioventrikularis melanjutkan diri ke serabut-serabut kolagen chordae tendineae, yang melekat pada permukaan ventrikel valvula. Selapis endokardium melekat di atas chordae tendineae tersebut dan berlanjut dengan endokardium m. papillaris. Serabut-serabut elastis lebih banyak pada sisi valvula yang menghadap tekanan kembalinya darah. Universitas Gadjah Mada 5
Sistem konduksi jantung. Otot jantung dimodifikasi untuk konduksi dan kontraksi. Suatu sistem penumbuh dan penghantar impuls yang khusus dibutuhkan untuk menyakinkan agar terjadi inisiasi impuls dan deretan hantaran kontraksi atrium dan ventrikel yang tepat. Penumbuh dan penghantar impuls terdiri dari Sistem nodus sinoatrialis (SA), nodus atrioventrikularis (VA), dan berkas atrioventrikularis (berkas HIS) (gambar III-15). Nodus SA terletak di dinding atrium kanan pada tempat bersatunya vena-vena besar masuk ke atrium, tersusun dari serabut-serabut otot yang disebut sel pace maker. Gelombang polarisasi menyebar secara radier ke massa otot atrium dan akhirnya mencapai nodus AV. Impuls dilanjutkan ke berkas HIS, yang kemudian bercabang membentuk cabang kiri dan kanan, menyusur sepanjang septum interventrikulare, untuk selanjutnya membentuk cabang-cabang di seluruh dinding ventrikel. Pembuluh darah, limfe dan syaraf jantung. Jantung kaya vaskularisasi melalui arteria koronaria. Vasa ini berasal dari arkus aortae, dekat dengan valvula aortika. Jala-jala kapiler yang padat di miokardium merupakan gambaran yang mencolok. Vasa-vasa limfe terdapat pada ketiga lapisan dinding. Banyak serabut syaraf yang berasal dari sistem syaraf autonom menginervasi massa otot jantung, demikian juga nodus SA dan AV, serta pembuluh darah jantung. VASA LIMFE Kapiler limfe sama dengan kapiler kontinyu dan dalam gambaran potongan sulit dibedakan satu dari yang lain. Kapiler ini tidak punya membrana basalis atau punya tetapi tidak lengkap; permukaan abluminalnya dapat punya mikrovili yang menancapkan vasa ke ruang jaringan ikat. Pada umumnya vasa ini kosong (tidak ada butir-butir darah), kecuali agranulosit terkadang ada di sana. Vasa yang lebih besar punya struktur yang kurang terorganisasi dengan baik. Batas-batas antara ketiga dinding tidak jelas. Dindingnya relatif lebih tipis dibanding dinding vena, sedangkan valvula terdapat pada vasa yang berukuran relatif lebih kecil dibanding vena. Soal latihan: 1. Sebutkan 3 jenis pembuluh darah dan masing-masing peranan hemodinamiknya. 2. Gambarkan susunan dasar pembuluh darah secara histologis. 3. Sebutkan fungsi kapiler dalam proses pertukaran darah. 4. Jelaskan perbedaan sistem tekanan tinggi dan sistem tekanan rendah. 5. Sebutkan 3 jenis penghantar implus pada jantung. Kunci jawaban: Universitas Gadjah Mada 6
1. a). Pembuluh arteri membawa darah dalam volume kecil di bawah tekanan tinggi pada kecepatan tinggi; b). Pembuluh kapiler punya volume besar, dengan tekanan dan kecepatan yang lebih rendah; c). Pembuluh vena membawa banyak darah dengan tekanan dan kecepatan rendah. 2. Susunan dasar pembuluh darah: a. Tunika intima: endotelium merupakan epitelium skuamus berbatas lumen lapisan subendotelial berupa jaringan ikat fibroelastis membrana elastika interna berupa kondensasi serabut-serabut elastis yang membatasi tunika intima dan tunika media. b. Tunika media tersusun oleh otot polos, serabut kolagen dan serabut elastis, serta fibroblas. Membrana elastika eksterna berupa kondensasi serabut elastis yang membatasi tunika media dan tunika adventisia. c. Tunika adventisia tersusun oleh jaringan ikat fibroelastis. 3. Kapiler merupakan tempat masuknya metabolit ke dan hasil sisa pergi dari ruang jaringan ikat. 4. Berikut beberapa gambaran perbedaan antara kedua sistem: 1) Darah jarang ditemukan pada potongan arteri, tetapi banyak terlihat pada vena. 2) Tunika media berkembang baik di arteri, sedang tunika adventisia pada vena. 3) Diameter lumen pada vena lebih besar dibanding tebal dinding, sedang pada arteri diameter arteri lebih kecil dibanding tebal dinding. 4) Selama perubahan agonal vena mengalami kontraksi yang tidak teratur, tetapi arteri lebih teratur. 5) Membrana elastika interna dapat ditemukan pada arteriola, tetapi pada vena hanya terbatas pada vena kecil. 6) Tunika adventisia vena merupakan bagian dinding yang tertebal. 5. a). sistem nodus sinoatrialis (SA); b). nodus atrioventrikularis (VA); dan c). berkas atrioventrikularis (berkas HIS). Universitas Gadjah Mada 7