Sistem Peredaran Darah dan Jantung

Bagaimana hewan mengedarkan darah atau hemolimfa ke seluruh tubuh, dan bagaimana jantung menghasilkan tekanan dan aliran yang sesuai dengan kebutuhan jaringan.

Definition

Sistem peredaran darah adalah susunan pompa, cairan, dan pembuluh yang mengangkut gas, nutrisi, limbah, hormon, dan panas ke seluruh tubuh hewan, dan jantung adalah pompa berotot yang kontraksi ritmisnya menghasilkan tekanan yang mendorong aliran tersebut.

Scope

Topik ini mencakup fisiologi komparatif transportasi internal: sistem peredaran darah terbuka dan tertutup, sirkuit tunggal dan ganda, struktur dan aktivitas listrik jantung vertebrata dan invertebrata, siklus jantung, serta regulasi curah jantung dan tekanan darah. Ini membahas bagaimana resistansi dan kapasitas pembuluh mendistribusikan aliran dan bagaimana sirkulasi disesuaikan dengan ukuran tubuh, aktivitas, dan strategi pernapasan. Cakupannya bersifat komparatif dan mekanistik daripada klinis.

Core questions

• Apa yang membedakan sistem peredaran darah terbuka dari tertutup, dan apa saja kelebihan serta kekurangannya?
• Bagaimana detak jantung berasal dan menyebar, serta bagaimana siklus jantung diatur?
• Bagaimana curah jantung diatur untuk menyesuaikan kebutuhan tubuh yang berubah?
• Mengapa sirkulasi ganda berevolusi pada burung dan mamalia, dan keuntungan apa yang diberikannya?

Key theories

Hubungan Frank–Starling

Kekuatan kontraksi jantung meningkat seiring dengan tingkat pengisian jantung, sehingga dalam batas tertentu jantung secara otomatis memompa keluar volume darah yang kembali kepadanya, menyesuaikan curah jantung dengan aliran balik vena.

Asal miogenik detak jantung

Pada jantung vertebrata, ritme berasal dari sel-sel otot pemacu jantung khusus daripada dari saraf, dan impuls menyebar melalui otot jantung untuk mengoordinasikan kontraksi, dengan masukan saraf dan hormonal memodulasi laju dan kekuatan.

Mechanisms

Sistem tertutup membatasi darah dalam pembuluh dan dapat mempertahankan tekanan tinggi serta kontrol distribusi yang baik, sementara sistem terbuka membasahi jaringan dalam hemolimfa pada tekanan yang lebih rendah. Jantung vertebrata berdetak secara miogenik: sel-sel pemacu jantung mengalami depolarisasi secara spontan dan impuls menyebar melalui jaringan konduksi dan otot, menghasilkan siklus jantung yang terkoordinasi antara pengisian dan ejeksi. Volume sekuncup ditentukan oleh pengisian (mekanisme Frank–Starling) dan kontraktilitas, serta denyut jantung oleh masukan otonom dan hormonal, sehingga curah jantung sama dengan hasil kali keduanya. Arteri, arteriol, kapiler, dan vena berbeda dalam resistansi dan kepatuhan untuk mengatur tekanan dan mendistribusikan aliran, dan sirkuit tunggal ikan, jantung perantara amfibi dan reptil, serta sirkulasi ganda yang sepenuhnya terbagi pada burung dan mamalia mewakili solusi berurutan yang disesuaikan dengan pertukaran gas dan kebutuhan metabolisme.

Clinical relevance

Fisiologi jantung komparatif, termasuk bradikardia ekstrem pada hewan penyelam dan curah jantung tinggi pada endoterm kecil, menjelaskan prinsip-prinsip di balik kinerja kardiovaskular dan regulasinya. Entri ini adalah materi referensi edukasi dan bukan panduan medis.

History

Demonstrasi William Harvey tentang sirkulasi darah pada tahun 1628 mendasari fisiologi kardiovaskular, dan Frank serta Starling kemudian menetapkan dasar panjang-tegangan dari curah jantung. Fisiologi komparatif memperluas prinsip-prinsip ini di seluruh keragaman jantung dan sirkuit hewan, menghubungkan desain sirkulasi dengan ukuran tubuh, gaya hidup, dan strategi pernapasan.

Key figures

• William Harvey
• Otto Frank
• Ernest Starling
• Knut Schmidt-Nielsen

Seminal works

• hill2016
• randall2002
• schmidtnielsen1997

Frequently asked questions

Apa perbedaan antara sirkulasi terbuka dan tertutup?

Dalam sistem tertutup, darah tetap berada di dalam pembuluh dan kembali ke jantung melaluinya; dalam sistem terbuka, pompa mengosongkan hemolimfa ke ruang tubuh yang membasahi jaringan secara langsung sebelum mengalir kembali.

Apa itu mekanisme Frank–Starling?

Ini adalah kecenderungan jantung untuk berkontraksi lebih kuat ketika terisi lebih banyak, sehingga memompa keluar darah kira-kira sebanyak yang diterimanya tanpa memerlukan kontrol eksternal.