pengaliran darah & pengangkutan gas.fl
DESCRIPTION
anatomiTRANSCRIPT
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
1.0 JANTUNG DAN KITARAN KARDIAK.
Jantung adalah satu pam berotot yang mengedarkan darah ke seluruh sistem. Perkara penting yang
dibincangkan dalam tajuk ini ialah:-
1. Anatomi dan Fisologi jantung.
2. Kitaran kardiak iaitu aktiviti otot jantung yang berlaku secara elektrikal dan mekanikal.
1.1 Anatomi dan Fisiologi Jantung.
Jantung manusia terbahagi kepada 4 ruang iaitu atrium kiri dan kanan dan ventrikel kiri dan kanan.
Biasanya jantung dianggap sebagai dua bahgian pam iaitu jantung kiri yang mengandungi atrium kiri
dan ventrikel kiri dan bahagian sebelah kanan jantung iaitu atrium kanan dan ventrikel kanan.
Seperti yang dinyatakan terlebih dahulu, bahagian jantung sebelah kiri mengepam darah
melalui sistem peredaran darah ke tisu badan.Seperti otot rangka, jantung kanan mengepam darah ke
paeu-paru melalui ruang pulmonari.
1. Injap jantung dan arah aliran darah.
(Gambarajah 1 - arah peredarah darah ditunjukkkan dengan anak panah gambarajah).
Arah peredaran darah dikawal oleh injap satu hala (undirecttional valve) yang berada secara
strategik dalam jantung. Darah daripada bahagian anggota badan atas dan bawah mengalir kembali
ke bahagian kanan atrium melalui superior dan imperior vena cava. Daripada bahagian kanan
atrium darah mengalir pula ke bahagian kanan ventrikel. Injap trikuspid tertutup apabila darah
memasuki atrium kanan bagi mengelak darah dari kembali semula ke atrium kanan.
Pada masa yang sama injap pulmunari terbuka membolehkan darah mengalir keluar ke arteri
pulmunari ke arah paru-paru. Darah yang mengalir dari paru-paru melalui tiub pulmunari mengalir
ke dalam atrium kiri, kemudian ke ventrikel kiri, Aktiviti yang berlaku di bahgian ini sama seperti
1
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
yang berlaku di dalam ventrikel kanan kecuali nama injap yang berbeza. Injap mitral menghalang
berlaku pengaliran balik darah ke dalam atrium dan injap aortik menghala pengaliran darah ke tisu
badan. Sekiranya berlaku kerosakan injap atau injap tidak tertutup dengan sempurna, menyebabkan
berlaku pengaliran bertentangan arah yang sepatutnya menyebabkan bunyi bising. Kejadian in
dikenali sebgai ‘heart murmur’.
2. Strukutur mikroskopid otot jantung.
Pandangan secara dekat ditunjukkkan dalam gambarajah. Secara umumnya otot jantung
seakan-akan otot rangka, Sebagai contoh otot jantung kelihatan berbelang yang mengandungi
myofibril danactin serta filamen protien myosin. Penyerapan myokardium berlaku berdasrkan
kepada teori penguncupan otot “sliding filemen”. Walau bagaimanapun struktur otot jantung
sedikit sebanyak berbeza dengan otot rangka. Dalam otot kardiak semua fiber individu atau sel
dihubungkan diantara satu sama lain secara anatomik. Ini ditunjukkan dalam gambarajah.
Berbanding dengan fiber myokardium yang dihubungkan secara hujung ke hujung yang dikenali
sebagai ‘intecaleted disc’. Disk ini berfungsi sebagai membransel menyebabkan semua fiber otot
jantung adalah bersambung antara satu sama lain. Jantung berfungsi seolah-olah sebagai satu fiber
yang besar. Secara keseluruhan otot jantung mematuhi hukum ‘all or non’. Susunan seperti ini
dikenali sebagai ‘fungsional synctrium’ yang berfungsi deria . Apabila satu deria menguncup ,
semua fiber akan menguncup. Terdapat dua fungsi syncytium,satu untuk atrium satu untuk
ventrikel. Apa yang dimaksudkan disini ialah atrium pertama menguncup dan kemudian diikuti
oleh ventrikel. Jenis susunan ini paling berkesan untuk menghasilkan kerja mengepam yang
dikehendaki oleh jantung.
2
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
3. Sistem konduksi jantung.
Jantung mempunyai satu rentak penguncupan secara tetap. Ini dapat katakan sekiranya sistem
saraf pada jantung diancam, jantung masih berterusan menghasilkan 'nerverse impulse'
menyebabkan ia menguncup secara serentak. Biasanya keadaan autorythm berlaku khususnya pada
bahgian tisu yang dikenali sebagai sino atrial node (S-A node) dan tisu jantung mempunyai ciri-ciri
ini. S-A node terletak pada bahagian belakang dinding atrium. Oleh kerana degup jantung normal,
ia menunjukkan S-A node, ia kadang-kadang merujuk kepada pacemaker jantung.
Daripada S-A node kardiak atau denyutan saraf merebak ke seluruh atria. Oleh sebab itu atria
menguncup terlebih dahulu, menghantar kandungan ke ventrikel. denyutan daripada atria
mengaktifkan kawasan khusus lain pada jantung dikenali sebagai atrio ventrikel node (A-V node).
Ia terletak pada atrium kanan.
4. Bekalan darah ke jantung.
Seperti lain-lain tisu otot kardiak juga memerlukan bekalan darah untuk membekalkannya
dengan oksigen dan mengeluarkan bahan kumuhan. bekalan darah kepada jantung merujuk kepada
peredaran pulmunari. otot jantung dibekalkan dengan dua arteri yang utama iaitu arteri koronari
kiri dan kanan. keseluruhannya myokardium dibekalkan dengan banyak rangkaian tisu vaskular.
2.0 KITARAN KARDIAK
Kitaran kardiak merujuk kepada perubahan elektrikal (isipadu tekanan) dan mekanikal yang
berlaku di dalam jantung. Semasa denyutan nadi, semua myokardium mengecut. Fasa kengecutan oleh
kitaran kardiak merujuk kepada sistole dan fasa rehat yang dikenali sebagai distole.
3
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
1. Perubahan elektikal - sistem EKG
Pengaliran sistem jantung dan saraf impulse melalui myokardium telah digambarkan.
Aktiviti elektirkal ini boleh menjadi grafik semasa ia berlaku. ia direkodkan dan dikenali
sebagai elektrokardiogram atau lebih mudah EKG. EKG ini direkodkan oleh satu kepingan
logam yang kecil yang dipanggil elektrodes dan diletakkan dipermukaan badan. Elektrodes ini
di sambungkan kepada amplifier dan direkodkan yang dipanggil elektrokardiopraph. Sebagai
contoh,rehat EKG untuk satu denyutan jantung yang sempurna boleh dilihat dalam gambarajah.
Setiap gelombang atau perubahan bentuk EKG berkait rapat dengan perubahan elektrik dalam
jantung. (Lihat gambarajah 2)
a) Gelombang P bermaksud dari penyahkutuban atria
b) GRS - tindakbalas komplekspenyahkutuban oleh ventrikel. Ia berlaku kira-kira 0.15 - 0.16 saat
selepas gelombang P
c) Gelombang t ini terjadi akibat daripada penyahkutuban oleh ventrikel. Bila atria
dinyahkutuban, gelombang itu wujud tetapi ia hanya magnitud rendah dan seperti keputusan
QRS kompleks besar sukar difahami.
Disebabkan elektrodes selalu diletakkan di atas permukaan badan pada posisi biasa, ada
perubahan dalam aktiviti elektrikal akan mengubah fungsi kebolehan jantung. Oleh itu EKG
digunakan di klinik sebagai alat untuk mengesan gangguan jantung.
2. Peristiwa Mekanikal - Tekanan dan Perubahan isipadu
Seperti yang diterangkan sebelum ini jantung sentiasa berdegup secara berterusan dan
stabil disebabkan pertukaran aktiviti elektrikal. Sewaktu kitaran ini, kedua-dua tekanan isipadu
darah dan atria dan ventrikel 'fluctuate'. (Gambarajah 3) ketiga-tiga bahagian yang
4
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
melengkung di 'depict'. tekanan yang berlaku pada Aorta, ventrikel kiri dan kanan. lengkungan
tunggalditunjukkan dalam gambarajah, menunjukkan perubahan isipadu darah yang berlaku
pada ventikel kiri manakala dua lengkungan di bawah menunjukkan catatan EKG dan
phonocardiogram.
Ia merekodkan bunyi yang dibuat oleh jantung sewaktu kitaran kardiak. Bunyi ini
adalah disebabkan oleh getaran yang terjadi oleh kerja yang dilakukan oleh injap jantung.
Terdapat dua jenis bunyi, pertama berlaku bila injap AV tertutup sewaktu permulaan sistole
manakala ke dua berlaku apabila injap aortik tertutup pada perngakhiran sistole.
Perkara yang penting dalam peristiwa kitaran kardiak ini boleh dilihat dalam
gambarajah 1. Perubahan pada jantung boleh dirujuk dari gambarajah 1 hingga 3. Ianya hampir
sama dengan apa yang berlaku di bahagian kanan jantung kecuali tekanan di dalam arteri
pulmunari dan ventrikel kanan adalah lebih rendah iaitu lebih kurang 1/6 daripada apa yang
berlaku di aorta dan ventrikel.
5
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
3.0 Pengeluaran Jantung Sewaktu Senaman
Peningkatan pada pengeluaran jantung yang berlaku semasa latihan ditunjukkan pada
gambarajah 4a, untuk lelaki samada seseorang itu atlit atau bukan atlit. Sebagaimana yang dijangkakan
peningkatan ini berkait rapat dengan VO2. Sepanjang jangkamasa latihan daripada keadaan rehat
sehingga ke latihan maksima. Dalam keadaan rehat terdapat sedikit perbezaan dalam pengeluaran
jantung diantara seorang atlit dan bukan atlit iaitu dalam purata di antara 5-6 liter per minit. Walau
bagaimanapun sewaktu latihan adalah didapati pengeluaran jantung bukan atlit adakalanya sedikit
tinggi atau sama dengan seorang atlit.
Rajah 4a
Pengeluaran jantung maksima atlit lelaki boleh mencecah ke paras 30 liter/seminit. Ini merupakan
peningkatan 5 hingga 6 kali ganda daripada waktu rehat atlit tersebut. Tidak menghairankan jika
seseorang atlit yang menceburi aktiviti sukan lasak memerlukan kapasiti aerobik yang tinggi
mempunyai pengeluran jantung maksima sehingga 40 liter/seminit. Bagi seorang lelaki yang tidak
6
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
berlatih yang mempunyai kadar kerja yang rendah (kurang) dan kapasiti tenaga aerobik yang rendah
mempunyai kadar pengeluaran jantung maksima 20-25 liter seminit. Kesimpulannya secara umum kita
boleh membuat andaian bahawa lebih tinggi kadar pengeluaran jantung maksima lebih tinggi kapasiti
aerobiknya.
Perubahan dalam pengeluaran jantung seperti yang dinyatakan di atas untuk lelaki adalah
hampir sama dengan perempuan. Walaubagaimanapun adalah didapati sewaktu mengenal pasti
perbezaan di antara lelaki dan perempuan , perempuan mempunyai pengeluaran jantung yang sedikit
tinggi daripada lelaki sewaktu melakukan aktiviti yang sama dan menggunakan kadar oksigen (O2)
yang sama. Didapati perbezaan tersebut sebanyak 1.5 liter/seminit. Adalah dipercayai perbezaan ini
berlaku kerana perempuan mempunyai kapasiti aliran darah yang membawa oksigen (O2) yang rendah.
Ini menyebabkan terdapat kekurangan kadar hemoglobin dalam darah. Selain daripada itu pengeluaran
jantung maksima perempuan juga didapati rendah daripada lelaki.
Kadar pengeluaran jantung yang tinggi sewaktu berlatih adalah disebabkan oleh dua faktor
utama iaitu:-
Pengeluaran jantung (Stroke Volume)
Kadar denyutan (Heart Rate)
Pengeluaran jantung (Stroke Volume) ini dinilai berdasarkan kepada jumlah darah yang dipam
dalam satu denyutan.
Kadar denyutan (Heart Rate) dinilai berdasarkan kepada jumlah jantung berdenyut setiap satu
minit. Secara matematik, perkaitan antara Kadar Pengeluaran Jantung dapat dilihat berdasarkan kiraan
di bawah:
7
Pengeluaran Jantung = Stroke Volume X Heart Rate(Q) = (SV) X (HR)
= 20 liter per minit X 0.15 liter per denyutan= 133 denyutan perminit.
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
3.1 STROKE VOLUME
Pengeluaran Jantung
Rajah 4b
Perkaitan antara Stroke Volume dengan latihan ditunjukkan dalam carta 4b. SV meningkat
sewaktu latihan dijalankan iaitu dari keadaan rehat ke peringkat latihan sederhana.
Walaubagaimanapun peningkatan tidak semestinya berlaku bagi latihan dari aras sederhana kelatihan
aras maksima.
Stroke Volume sewaktu rehat seorang yang bukan atlit berada dalam lingkungan 7090 ml
sekali denyutan dengan kadar maksima antara 100120ml sekali denyutan. Bagi seorang atlit yang
menjalani latihan, stroke volume atau kadar denyutan sewaktu membuat latihan dan sewaktu rehat
adalah tinggi, iaitu dalam lingkungan 100120 ml sekali denyutan sewaktu rehat dan 150170 ml sekali
denyutan sewaktu berlatih. Untuk atlit yang berlatih dalam kapasiti yang tinggi, stroke volume atlit
tersebut mungkin mencecah 200 ml sekali denyutan.
8
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
Bagi seorang perempuan stroke volume mereka adalah rendah jika dibandingkan dengan lelaki
dalam semua keadaan. Sebagai contoh, stroke volume seorang perempuan bukan atlit adalah
50ml70ml sekali denyutan, manakala bagi seorang atlit perempuan adalah 70ml90ml sekali denyutan.
Stroke volume maksima bagi perempuan bukan atlit ialah 80ml100ml sekali denyutan. Dalam
keadaan kerja sederhana, keperluan oksigen (O2) bagi perempuan bukan atlit dan atlit adalah sama.
Mekanisma di mana stroke volume meningkat sewaktu latihan adalah disebabkan “Hukum
Jantung Starling”. Hukum ini menerangkan bahawa stroke volume (SV) meningkat disebabkan
jumlah darah yang dipam ke ventrikel jantung sewaktu “distole” (keadaan rehat ventrikel).
Peningkatan pada “Jumlah Distole” menyebabkan pemanjangan kepada fiber otot jantung. Ini
mengakibatkan tekanan kepada ventrikel sistole (meregang). Ini akan menyebabkan darah disalurkan
dengan lebih banyak, stroke volume akan meningkat.
Walaubagaimanapun didapati, jumlah distolik tidak meningkat sewaktu latihan. Ini
menyebabkan “Hukum Jantung Starling” dipersoalkan oleh segelintir ahli fisiologi. Sebenarnya
Hukum Jantung Starling ini lebih menerangkan mengenai tugas ventrikel kiri dan kanan mengepam
darah melalui peredaran sistematik dan pulmonari sewaktu rehat dan latihan.
Oleh yang demikian, persoalanya ialah bagaimana stroke volume meningkat sewaktu latihan ?
Jawapannya dapat dilihat sewaktu rehat di mana 40%50% jumlah distole dipam sewaktu ventrikel
sistole. Ini bermakna tanpa peningkatan jumlah distole, penguncupan yang kuat akan meningkatkan
stroke volume dua kali ganda. Ini akan mengosongkan ruang ventrikel. Pengucupan ventrikel yang
kuat ini dinamakan "Myocardial Contractility” yang merangsangkan sistem saraf dan pengeluaran
hormon.
9
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
3.2 Heart Reat
Kadar Denyutan Jantung
Rajah 4c
Rajah 4c menunjukkan kadar denyutan jantung bergerak selari dengan peningkatan jumlah
kerja samada sewaktu berlatih atau tidak/rehat. Walaupun di dalam sesetengah kes peningkatan ini
mungkin rendah sebelum mencapai tahap maksimun. Perlu dingatkan apabila stroke volume mencapai
maksimun (biasanya pada kadar kerja yang sederhana) terdapat peningkatan pada pengeluaran jantung
melalui peningkatan kadar denyutan jantung. Apa yang menarik di sini dalam waktu yang sama
pengaruh sistem saraf dan pengeluaran hormon menyumbang kepada peningkatan stroke volume dan
10
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
heart rate. Latihan memberikan kesan yang besar kepada heart rate walaupun dalam keadaan rehat
aktif. Sebagai contoh atlit yang menjalani latihan lasak atau individu yang melakukan hubungan seks,
kadar denyutan jantung sewaktu rehat adalah serendah 40 denyutan/seminit. Bagi seorang normal
yang tidak berlatih ianya mungkin mencapai 90 denyutan/seminit. Ini menunjukkan kadar denyutan
jantung sewaktu rehat seseorang yang berlatih adalah lebih rendah.
Sewaktu latihan kadar denyutan jantung seseorang atlit adalah rendah berbanding dengan yang
bukan atlit. Walaupun dalam keadaan yang sama atlit perempuan mempunyai kadar denyutan jantung
yang lebih tinggi. Ini disebabkan atlit wanita mempunyai pengeluaran jantung yang tinggi dan stroke
volume yang rendah dalam pengambilan oksigen yang sama. Sebagai tambahan, latihan mengurangkan
kadar denyutan jantung maksima daripada 200 denyutan/minit ke sekitar 185-190 per/minit. Walau
bagaimanapun ianya tidak konsisten iaitu bergantung kepada kadar kerja dan kadar kerja pengambilan
oksigen. Ini kerana latihan menyebabkan penambahan bebanan dan penambahan pengambilan oksigen.
Kadar denyutan jantung yang rendah adalah seiring dengan kadar stroke volume (SV) yang
tinggi melalui sistem peredaran yang efektif. Ini adalah benar kerana untuk setiap pengeluaran jantung,
jantung tidak semestinya berdenyut. Dalam keadaan rehat jumlah pengeluaran jantung adalah seperti
berikut iaitu lagi kurang jantung berdenyut dan lagi tinggi stroke volume (SV) memerlukan kurang
oksigen.
Cara untuk menentukan kadar denyutan jantung boleh dilakukan dalam makmal dengan
menggunakan alat Electrocardiograph. Sewaktu di padang cara termudah ialah dengan mengambil
kadar denyutan nadi di arteri brasial. Perlu dijelaskan sekali kadar denyutan jantung setiap individu
adalah berbeza sama ada sewaktu rehat atau berlatih atau bekerja.
11
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
4.0 PENYEBARAN ALIRAN DARAH
Rajah dalam lampiran 1 dan 2 (a) menunjukkan anggaran peratusan keseluruhan pengeluaran jantung
yang disebarkan ke otot skelatal berbanding organ-organ lain sewaktu rehat dan semasa melakukan
aktiviti. Pada waktu rehat, lebih kurang 20% daripada aliran sistematik keseluruhan dihantar ke otot.
Kebanyakkannya dihantar ke organ viseral (gastrointestinal tract, limpa dan ginjal), hati dan otak.
Walaubagaimana pun, semasa melakukan aktiviti terdapat penghantaran semula aliran darah
yang membolehkan otot-otot yang aktif menerima sebaran yang paling besar daripada kadar
pengeluaran jantung. Sebenarnya semasa melakukan aktiviti yang maksimum, otot yang bekerja boleh
menerima 85% ke 90% daripada aliran darah keseluruhan.
Sementara itu dalam rajah di lampiran 2(b) pula menunjukkan pecahan volume aliran darah
melalui organ-organ seorang dewasa dalam keadaan rehat Seperti yang dapat dilihat, empat organ
utama iaitu ginjal, hati, jantung dan otak menerima aliran darah/minit/100 g tisu yang tinggi
berbanding dengan otot rangka, kulit dan tisu-tisu lain. Walau bagamanapun, pembahagian
pengeluaran jantung ini tidak tetap dan boleh berubah. Misalnya, semasa senaman yang agresif, aliran
darah ke hati dan ginjal berkurangan, sedangkan ke otot rangka dan jantung bertambah. Keadaan ini
dikendalikan melalui perubahan garis pusat arteriol dan seterusnya resistans terhadap aliran darah.
Apabila arteriol mengecut, garis pusatnya mengecil, resistans terhadap aliran darah meningkat dan
jumlah darah yang mengalir melaluinya berkurangan. Sebaliknya, apabila arteriol melebar, resistans
menurun dan aliran darah pun bertambah.
Sebagaimana yang diberitahu dalam Bab Bekalan Darah, penghantaran semula aliran darah
didapati daripada:-
12
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
Vasoconstriction reflek daripada arterioles supplying bahagian badan tidak aktif
terutamanya bahagian organ viseral dan kulit;
Vasodilation reflek daripada arterioles supplying otot-otot skeletal yang aktif khususnya
sebelum dan pada permulaan melakukan aktiviti; dan
Vasodilation di otot aktif yang disebabkan oleh peningkatan suhu sekitaran, karbon
dioksida dan tahap asid laktik. Oksigen akan berkurangan apabila seseorang itu
melakukan latihan secara berterusan.
Seperti yang dijangkakan, tindak balas saraf berkaitan dengan saraf dan tindak balas hormon
seperti yang kita sedia maklum di mana peningkatan stroke volume, heart rate dan venous return.
Aliran darah ke hati (di mana ia juga otot aktif) dan peningkatan semasa melakukan latihan sebagai
hasil daripada vasodilation, di mana otak berada dalam keadaan rehat. Boleh disimpulkan di sini
bahawa apabila kepanasan atau suhu rectal mencecah ke tahap kritikal, aliran darah yang besar ke kulit
akan berlaku dan jumlah darah yang terdapat di otot yang bekerja akan berkurangan.
Dalam Bab Pertukaran dan Pengangkutan Gas telah dinyatakan bahawa perbezaan di dalam
kandungan oksigen di antara arteri dan vena (a-O2 diff) mewakili jumlah oksigen yang digunakan oleh
tisu-tisu. Lebih banyak oksigen digunakan, lebih besar perbezaannya. Magnitud a-O2 diff boleh
dipengaruhi oleh pengagihan aliran darah. Ini adalah benar kerana tisu-tisu yang lebih aktif secara
metabolik akan menarik lebih banyak oksigen daripada darah jika dibandingkan dengan tisu-tisu yang
kurang aktif. Jika lebih banyak darah dialirkan ke tisu yang kurang oksigen maka a-O2 diff akan
meningkat.
Latihan untuk mengarah kepada a-O2 diff yang lebih besar bagi lelaki muda terutamanya
semasa latihan yang maksimum. Tetapi bagi perempuan muda dan lelaki serta perempuan yang agak
berumur atau tua, a-O2 diff tidak meningkat dengan melakukan latihan. Penyebab bagi perkara ini
13
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
tidak diketahui. Peningkatan kepada lelaki muda adalah disebabkan oleh penarikan oksigen yang
banyak oleh otot yang bekerja.
Kepentingan penyebaranan semula aliran darah dengan pengangkutan gas sungguh
menakjubkan. Contohnya, ia boleh dinilai sebanyak 540 ml oksigen tambahan boleh dihantar kepada
otot bekerja per minit semasa melakukan latihan maksimum tanpa peningkatan tambahan di
pengeluaran jantung.
4.1 ALIRAN DARAH KE MYOCARDIUM
Telah dinyatakan aliran darah ke otot skaletal akan meningkat 22 liter bebih banyak daripada nilai
semasa berehat iaitu lebih kurang 1.2 liter per minit. Ini menunjukkan betapa pentingnya oksigen
kepada otot yang bekerja. Walau bagaimanapun di otot hati (myocardium), aliran darah meningkat dari
tahap rehat sebanyak 250 ml ke 1000 ml semasa melakukan kerja secara maksimum. Otot jantung juga
mempunyai a-O2 diff sebanyak 150 ml/liter darah semasa rehat.
Dengan kata lain, otot jantung menarik lebih kurang 70% hingga 75% oksigen yang ada semasa
rehat sementara otot skaletal menarik hanya 25% oksigen yang ada dengan a-O2 diff sebanyak 50
ml/liter darah. Bukan hanya aliran darah meningkat secara mendadak di otot skeletal semasa latihan,
penariakan oksigen juga akan bertambah dengan banyak.. Otot jantung pula menentukan tahap
penarikan oksigen yang diperlukan dan peningkatan aliran darah. Daripada rajah di lampiran 1 dan
2(a), peratusan menunjukkan pengeluaran jantung dihantar ke myocardium daripada penghantaran
keseluruhan.
14
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
4.2 Perkara-perkara lain yang berkaitan tentang penghantaran darah
Merujuk rajah di lampiran 1 dan 2(a), dapat diperhatikan bahawa terdapat perkara-perkara lain yang
berkaitan tentang penyebaran aliran darah semasa melakukan latihan seperti:-
Aliran darah ke otak tidak berubah semasa rehat dan semasa melakukan pelbagai latihan
sama ada ringan atau berat.
Aliran darah ke buah pinggang berkurangan tetapi tidak terhenti.
Aliran darah ke kulit meningkat apabila latihan meningkat tetapi aliran darah menurun
semasa latihan pada tahap maksimum.
Jika kita lihat di sini bahawa pemerhatian ini mempunyai hubung kait yang sangat penting
dengan tekanan darjah kepanasan badan.
5.0 SISTEM PENGANGKUTAN OKSIGEN
Peningkatan dalam pengeluaran jantung dan penghantaran semula aliran darah semasa latihan boleh
disimpulkan sebagai Sistem Pengangkutan Oksigen.
Hubung kaitnya boleh dilihat sebagai:-
VO2
(pengangkutan
oksigen)
= SV(stroke volume)
x HR(heart rate)
x a-O2 diff(perbezaan kandungan
O2 di arteri dan vena)
Perlu diingat bahawa stroke volume didarabkan dengan heart rate bersamaan dengan
pengeluaran jantung. Dinyatakan juga bahawa a-O2 diff menggambarkan berapa banyak oksigen
yang ditarik oleh tisu-tisu dan penghantaran semula darah di antara otot yang aktif dan tidak aktif.
15
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
Beberapa contoh berkaitan sistem ini ketika rehat dan semasa latihan maksimum bagi lelaki
yang terlatih dan tidak terlatih serta atlit ditunjukkan dalam rajah di lampiran 3. Dapat dilihat di sini
setiap satu menyumbang kepada peningkatan jumlah oksigen yang dihantar ke otot. Dengan
mengambil lelaki yang tidak pernah menjalani latihan sebagai contoh, pengangkutan oksigen semasa
latihan yang maksimum adalah 10 kali sebih tinggi berbanding dalam keadaan rehat. Ini melibatkan
peningkatan dalam stroke volume sebanyak 1.5-fold, 2.4-fold pada kadar degupan jantung dan 2.8-fold
pada a-O2 diff (1.5 x 2.4 x 2.8 = 10). Jelas di sini bahawa terdapat perbezaan antara individu yang
terlatih dengan atlit.
Aliran darah akan berubah terhadap seseorang individu yang terlatih sekiranya mereka
mengikuti latihan selama 16 minggu, 3 kali seminggu. Dengan kata lain, atlit antarabangsa yang diuji
ialah atlit jarak jauh, pelari marathon dan pelumba basikal. Ahli kumpulan dari Swedish National yang
telah dilatih beberapa tahun. Perbezaan yang paling ketara adalah di stroke volume magnitude. Latihan
selama 16 minggu tersebut menyebabkan peningkatan sebanyak 13% dalam stroke volume. Walau
bagaimanapun, stroke volume atlit adalah 70% lebih tinggi daripada individu yang tidak terlatih.
Perbezaan yang besar ini menunjukkan bahawa komponen yang penting dalam pengangkutan
oksigen ialah stroke volume.
6.0 HEMODINAMIK EDARAN PERIFERI
Sistem kardiovaskular terdiri daripada jantung dan rangkaian salur darah. Aliran darah melalui
salur-salur ini berlaku akibat daya yang dihasilkan oleh pengecutan jantung. Sebaliknya mekanik
pengaliran darah atau hemodinamik edaran periferi pula merujuk kepada faktor-faktor yang terlibat
dalam aliran darah melalui salur darah. Volum serta kadar aliran darah melalui sesuatu organ atau tisu
bergantung kepada faktor-faktor fizikal seperti garis pusat salur darah, cerun tekanan ,resistans
terhadap aliran, ketumpatan serta kelikatan darah dan lain-lain.
16
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
6.1 ANATOMI
Salur darah yang berbentuk lengkaran edaran periferi berbeza dari segi struktur dan fungsi dan
dapat dibahagikan kepada:-
6.1.1 Arteri Kenyal
Arteri kenyal (elastic artery) adalah salur yang menerima darah secara langsung dari ventrikel
(aorta dan arteri pulmunari). Dindingnya tebal, berotot dan mengandungi banyak gentian kenyal
(elestic fibres) . Salur-salur ini teregang semasa sistole dan rekoil (recoil) semasa diastole. Dengan
demikian , arteri-arteri kenyal berfungsi sebagai “damping vessels” yang mengubah aliran darah
yang terputus-putus dari ventrikel ke aliran licin.
6.1.2 Arteri Berotot
Arteri kenyal membahagi kepada arteri yang lebih kecil yang membawa darah ke organ-organ
yang disebut sebagai arteri berotot (muscular artery). Arteri berotot mengandungi lebih otot-otot
tetapi kurang tisu kenyal pada dindingnya berbanding dengan arteri kenyal . Semasa pengaliran
melalui arteri berotot , halaju aliran darah menjadi lambat sedikit walaupun tekanannya banyak
berubah.
6.1.3 Arteriol
Dalam semua organ dan tisu arteri berotot bercabang kepada salur yang lebih kecil disebut
arteriol .Salur ini mempunyai garis pusat 40 – 80 um dan hampir semua dindingnya terdiri otot licin.
Arteriol amat banyak dibekalkan dengan serat saraf vasokonstriktor simpatetik dan merupakan
kaeasan utama resistans terhadap aliran darah.. Perubahan yang kecil pada garis pusatnya
menyebabkan perubahan besar pada resistans periferi. Arteriol merupakan tempat di mana tekanan
17
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
darah menurun dengan paling banyak dalam edaran sistemik. Arteriol membahagi kepada salur kecil
dan berdinding otot disebut metarteriol dan seterusnya kapilari.
Pada beberapa kawasan di dalam badan , arteriol membentuk hubungan langsung dengan vena
dan membenarkan darah mengalir terus ke vena tanpa menempuhi sebarang kapilari. Hubungan ini
dikenali sebagai anastomosis arteriovena ( AV anastomosis)
6.1.4 Kapilari
Kapilari pula membentuk satu jaringan luas yang menyambung arteriol dengan venul. Dari
kapilari, darah mengalir kembali ke jantung melalui venul. Di sinilah darah yang membawa oksigen
berlakunya pertukaran gas pernafasan sel-sel atau organ-organ dalam badan.
6.1.5 Venul Dan Vena
Pada keseluruhannya, struktur venul dan vena adalah serupa dengan arteri, cuma dindingnya
tidak setebal atau berotot atau sekenyal dinding arteri kerana venul dan vena tidak mengalami
tekanan tinggi. Namun begitu, di bawah pengaruh sistem saraf simpatetik dan beberapa hormon dan
bahan kimia, vena dapat mengecut sekuat arteri. Halaju darah yang sangat perlahan dalam kapilari
menjadi sangat cepat dalam venul dan vena. Vena mengandungi injap yang hanya menbenarkan
aliran darah ke arah jantung sahaja dan mencegah aliran retrogred (retrograde flow). Aliran darah
melalui vena dibantu oleh pergerakan otot-otot rangka pada kaki dan proses pernafasan.
18
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
6.2 Pembahagian Volum Darah
Seseorang dewasa dengan berat badan 70 kg mempunyai volum darah kira-kira 5 liter. Dalam
keadaan rehat , dua pertiga daripada volum ini terkandung dalam vena-ena sistemik. Pembahagian
volum darah pada berbagai bahagian sistem edaran adalah seperti berikut:-
Ventrikel kiri 200 ml 4 %
Arteri-arteri sistemik 800 ml 16 %
Kapilari sistemik 200 ml 4 %
Vena-vena sistemik 3200 ml 64 %
Ventrikel kanan 200 ml 4 %
Edaran Pulmonari 400 ml 8 %
Volum darah total 5000 ml 100 %
6.3 Aliran Laminar Dan Aliran Gelora
Aliran darah melalui salur darah mungkin berlaku secara laminar atau gelora (turbilent).
Biasanya, aliran darah melalui hanpir semua salur darah dalam sistem edaran darah adalah laminar.
Aliran laminar merujuk kepada gerakan darah dalam lapisan-lapisan selari dengan salur darah. Pada
aliran corak ini, satu lapisan tipis yang bersentuhan dengan dinding salur darah tidak bergerak.
Sebaliknya, lapisan yang berikutnya bergerak dengan halaju yang lambat, lapisan selanjutnya lebih
cepat dan seterusnya sehingga aliran di pusat salur darah mempunyai halaju yang paling tinggi
sekali. Halaju purata aliran darah (Mean velosity of blood flow) adalah sama dengan nilai purata
halaju lapisan-lapisan tersebut.
19
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
Berhubung dengan aliran gelora, darah mengalir bukan sahaja selari dengan dinding salur darah
tetapi juga lurus kepada paksinya. Akibatnya, darah pada jarak yang sama dari paksi salur darah
mempunyai halaju yang berlainan.
Dalam sistem edaran, aliran laminar akan berubah ke aliran gelora jika halaju puratanya
melebihi satu nilai kritikal. Kemungkinan terjadinya aliran gelora jika dipengaruhi oleh garis pusat
salur darah, graviti spesifik serta kelikatan darah. Hubungan antara faktor-faktor ini menentukan
angka Reynolds seperti berikut:-
R = DV di mana R = angka Reynolds
= graviti spesifik darah (g/ml)
D = garis pusat salur darah (cm)
V = halaju purata aliran (cm/ minit)
= kelikatan darah (sentipoise, centipoise)
Lazimnya, pada hampir keseluruhan sistem edaran edaran seseorang yang sedang berehat,
angka Renolds bernilai lebih kurang dari 2000 dan darah mengalir secara laminar. Jika angka
Reynolds melebihi 3000, aliran darah berubah ke aliran gelora. Aliran gelora disertai oleh getaran
darah berfrenkuensi tinggi yang didengari sebagai desiran pada tempat di mana corak aliran ini
berlaku.
6.4 Kelikatan dan Graviti Spesifik Darah
Kelikatan (viscosity) darah bergantung terutama pada jisim sel darah merah. Protien plasma
juga menyumbang kepada kelikatan darah tetapi dalam keadaan normal, pengaruhnya tidak begitu
penting. Apabila bilangan sel darah merah berkurang, misalnya anemia, kelikatan graviti spesifik darah
20
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
menurun dan halaju aliran darah meningkat. Oleh kerana kelikatan dan graviti spesifik adalah faktor-
faktor yang menentukan halaju aliran darah, aliran gelora sering terjadi dalam anemia, terutamanya
dalam jantung. Inilah sebab mengapa desiran sistolik kadangkala didengari dalam keadaan ini.
Sebaliknya, bilangan sel darah merah yang keterlaluan, misalnya polisitemia, berhubung kait dengan
kelikatan dan graviti spesifik darah yang tinggi dan darah mengalir dengan pelahan melalui arteri kecil
dan kapilari.
GAMBAR RAJAG 21.4 MS 173.
6.5 Hubungan Antara Aliran, Tekanan Dan Resistans
6.5.1 Aliran Dan Tekanan
Seperti bendalir lain, darah mengalir dari satu kawasan bertekanan tinggi ke kawasan
bertekanan rendah. Faktor utama yang menentukan aliran ialah perbezaan tekanan di antara kedua-dua
hujung. Dengan kata lain aliran berkadar terus dengan perbezaan tekanan, iaitu;
Q = AP
21
FISIOLOGI LATIHAN PENGALIRAN DARAH & PENGANGKUTAN GAS
di mana Q = aliran darah (ml / minit)
AP = perbezaan tekanan (mm Hg)
6.5.2 Aliran Dan Resistans
Aliran darah melalui suatu salur darah juga ditentukan oleh resistans (rintangan) terhadap
aliran. Semakin tinggi resistans, semakin berkurang aliran darah dan sebaliknya. Dengan kata lain,
aliran berkadar songsang dengan resistans yang menentangnya iaitu;
Q = 1 R
di mana Q = aliran darah (ml minit ) R = resistans (mm Hg/ ml/ minit )
Hubungan antara faktor-faktor di atas telah dikaji buat pertama kali pada tahun 1844 oleh
Poiseuille, seorang doktor berbangsa Perancis. Dari penyelidikannya, Poiseuille menunjukkan bahawa
aliran satu bendalir melalui sebatang tiub boleh dinyatakan sebagai satu persamaan berikut.
Q = Ap r4 8L
di mana Q = aliran bendalir (ml/minit)AP = perbezaan tekanan (mm/Hg)R = jejari tiub (cm) = kelikatan bendalir (sentipoise)L = panjang tiub (cm)
Persamaan ini dikenali sebagai Persamaan Poiseuille – Hagen.
22