Sistem Peredaran Darah (Sirkulasi) Pada Manusia

Sistem peredaran darah pada manusia (sistem kardiovaskular pada manusia) atau sistem sirkulasi adalah sistem organ yang memungkinkan darah beredar ke seluruh tubuh serta membawa nutrisi (seperti asam amino dan elektrolit), oksigen, karbon dioksida, dan hormon ke sel tubuh untuk memberikan makanan ke sel, melawan penyakit, menstabilkan suhu dan pH, dan mempertahankan homeostasis. Ilmu yang mempelajari aliran darah disebut hemodinamik. Sedangkan ilmu yang mempelajari sifat-sifat aliran darah disebut hemorheologi.

Sistem peredaran darah terdiri dari sistem kardiovaskular yang berfungsi untuk mendistribusikan darah dan sistem limfatik yang mengedarkan getah bening. Kedua sistem tersebut terpisah satu sama lain. Peredaran getah bening memakan waktu yang lebih lama dari peredaran darah. Darah adalah cairan yang terdiri dari plasma darah, sel darah merah, sel darah putih, dan trombosit yang diedarkan oleh jantung melalui sistem vaskuler vertebrata. Darah membawa oksigen dan nutrisi ke seluruh jaringan tubuh dan mengangkut limbah buangan dari jaringan tersebut. Getah bening pada dasarnya adalah hasil daur ulang plasma darah yang berlebih setelah disaring dan dibawa ke sistem limfatik. Sistem kardiovaskular (berasal dari bahasa Latin yang berarti “jantung” dan “pembuluh”) terdiri dari darah, jantung, dan pembuluh darah. Sedangkan getah bening, kelenjar getah bening, dan pembuluh darah bening membentuk sistem limfatik.

Manusia memiliki sistem kardiovaskular tertutup (artinya darah tidak pernah keluar dari jaringan arteri, vena, dan kapiler). Hewan vertebrata juga memiliki sistem kardiovaskular tertutup. Sistem limfatik adalah sistem terbuka karena cairan yang jumlahnya berlebih harus dikembalikan ke darah.

1. Struktur Sistem Peredaran Darah pada Manusia

1.1. Sistem Kardiovaskular

Komponen penting dari sistem kardiovaskular manusia adalah jantung, darah, dan pembuluh darah. Sistem ini mencakup sirkulasi paru-paru yang memberikan oksigen ke darah dan membawa keluar karbon dioksida dan uap air dari tubuh. Orang dewasa rata-rata memiliki sekitar 5 sampai 6 liter darah, itu merupakan 7% dari total berat badan. Sistem pencernaan pada manusia bekerja dengan sistem sirkulasi untuk memberikan nutrisi ke jantung.

Sistem kardiovaskular manusia tertutup yang berarti darah tidak pernah meninggalkan jaringan pembuluh darah. Sebaliknya, oksigen dan nutrisi dapat berdifusi keluar dari lapisan pembuluh darah dan memasuki cairan interstitial. Cairan tersebut kemudian membawa oksigen dan nutrisi ke sel serta membawa karbon dioksida dan limbah keluar dari sel dan masuk ke pembuluh darah. Komponen lain dari sistem peredaran darah adalah sistem limfatik, yang terbuka.

1.2. Darah

Darah adalah jaringan fungsional yang terdiri dari plasma darah dan sel-sel darah. Fungsi utama darah adalah untuk mengangkut sari-sari makanan dan oksigen ke seluruh tubuh serta untuk membawa sisa metabolisme untuk dibuang melalui sistem ekskresi. Darah mengandung plasma darah dan sel darah. Plasma darah adalah cairan yang terdapat di dalam darah yang terdiri dari 91,5% air. Sel darah terdiri dari eritrosit (sel darah merah), leukosit (sel darah putih), dan trombosit (keping darah). Fungsi eritrosit adalah sebagai pembawa sari-sari makanan dan oksigen karena mengandung hemoglobin. Fungsi leukosit adalah sebagai antibodi. Sedangkan fungsi trombosit adalah untuk membekukan darah yang keluar dari tubuh karena luka.

1.3. Arteri

Arteri (pembuluh nadi) adalah pembuluh darah berdinding tebal yang membawa darah beroksigen dari jantung ke seluruh jaringan tubuh. Dalam gambar anatomi, arteri digambarkan berwarna merah, meskipun tidak benar-benar berwarna merah. Dinding arteri lebih tebal dibandingkan dinding vena dan keduanya terdiri dari tiga lapisan: endothelium (bagian dalam), otot polos dengan serat elastis (bagian tengah), dan jaringan ikat dan serat elastis (bagian luar). Darah mengandung oksigen memasuki arteri setelah keluar dari ventrikel kiri (bilik kiri) melalui katup aorta. Bagian pertama dari arteri adalah aorta yang merupakan arteri terbesar dan memiliki dinding yang tebal. Arteri akan menuju bagian atas tubuh terlebih dahulu baru kemudian ke bagian bawah tubuh.

1.4. Kapiler

Kapiler adalah pembuluh darah yang sangat kecil dengan diameter antara 5-10 mikrometer yang memungkinkan terjadinya pertukaran air, oksigen, karbon dioksida, nutrien, serta limbah dengan sel di sekitarnya. Kapiler hanya terdiri dari satu lapis endothelium dan sebuah membran basal. Arteri pada akhirnya akan bercabang ke bagian-bagian kecil yang disebut arteriol dan kemudian menuju kapiler. Kapiler juga berfungsi membawa darah ke dalam vena.

1.5. Vena

Vena (pembuluh balik) adalah pembuluh darah kecil yang umumnya membawa darah terdeoksigenasi ke jantung dari jaringan. Umumnya vena membawa darah yang mengandung karbon dioksda, namun ada vena umbikalis yang membawa darah beroksigen dari paru-paru ke jantung. Dalam gambar anatomi, vena digambarkan berwarna biru, meskipun tidak benar-benar berwarna biru.

Setelah darah melalui jaringan tubuh, kapiler akan bergabung ke venula dan selanjutnya bergabung ke vena. Semua vena pada akhirnya tergabung menjadi dua vena utama yaitu vena cava superior (dari bagian tubuh diatas jantung) dan vena cava inferior (dari bagian tubuh dibawah jantung). Kedua vena tersebut masuk ke serambi kanan pada jantung.

1.6. Perbedaan Arteri dan Vena

Arteri dan vena memiliki beberapa perbedaan selain kandungan yang terdapat di darah yang dibawanya. Berikut adalah tabel perbedaan arteri dan vena:

Dilihat Dari	Arteri	Vena
Arah	Dari jantung ke seluruh tubuh	Dari seluruh tubuh ke jantung
Letak	Agak ke dalam	Agak keluar bahkan dekat dari kulit
Struktur	Lebih liat dan elastis	Lebih tipis dan tidak elastis
Denyutan	Terasa	Tidak terasa
Tekanan Darah	Lebih tinggi	Lebih rendah
Jika Terluka	Darah akan memancar	Darah akan menetes
Kandungan darah	Oksigen dan sari-sari makanan	Karbon dioksida dan uap air

 

1.7. Pembuluh Koroner

Oksigen dan nutrisi untuk jantung sendiri dipasok melalui pembuluh koroner. Sistem sirkulasi koroner berfungsi menyediakan pasokan darah untuk otot jantung. Sirkulasi ini berawal dari arteri di dekat aorta yaitu arteri koroner kanan dan arteri koroner kiri. Setelah memberikan suplai oksigen dan nutrisi ke otot jantung, darah kembali ke jantung melalui vena koroner dan menuju atrium kanan.

1.8. Vena Portal

Terdapat aturan umum bahwa aliran darah arteri dari jantung akan menuju ke kapiler yang akan mengarah kembali ke jantung. Vena portal hepatica (terkadang disebut vena porta) adalah pengecualiannya. Vena portal hepatika adalah kumpulan kapiler yang berada di sekitar usus dimana darah menyerap berbagai sari-sari makanan. Vena porta tidak mengarah ke jantung, melainkan ke hati (hepar) untuk memproses sari-sari makanan.

1.9. Jantung

Selengkapnya: 12 Bagian-Bagian Jantung Manusia Beserta Fungsinya

Jantung adalah organ paling vital dalam sistem peredaran darah pada manusia. Jantung memompa darah beroksigen ke seluruh tubuh serta memompa darah terdeoksigenasi (mengandung banyak karbon dioksida) ke paru-paru. Jantung manusia terdiri dari masing-masing satu atrium (serambi) dan ventrikel (bilik). Secara total, jantung manusia terdiri dari empat ruang yaitu serambi kiri, bilik kiri, serambi kanan, dan bilik kanan. Jantung terbungkus oleh kantong perikardium yang terdiri dari dua lembar yaitu lamina panistalis (bagian luar) dan lamina viseralis (menempel pada dinding jantung).

Atrium kanan berada di sebelah kanan atas jantung. Darah yang kembali ke atrium kanan adalah darah terdeoksigenasi (miskin oksigen) dan kemudian menuju ke ventrikel kanan untuk dipompa ke arteri pulmonalis menuju paru-paru. Di paru-paru, karbon dioksida akan dikeluarkan dari darah dan oksigen akan dimasukkan ke dalam darah. Selanjutnya darah akan dibawa ke atrium kiri melalui vena pulmonalis yang selanjutnya dibawa ke ventrikel kiri untuk dipompa menuju aorta dan selanjutnya ke seluruh tubuh. Ventrikel kiri adalah bagian jantung yang terkuat karena harus memompa darah ke seluruh tubuh.

Jantung juga memiliki katup atrioventikuler (valvula bikuspidal) yang berada di antara atrium dan ventrikel jantung. Fungsi katup atrioventikuler adalah untuk mencegah aliran darah pada aorta dan arteri pulmonalis kembali menuju ventrikel selama diastole.

2. Sirkulasi dalam Sistem Peredaran Darah pada Manusia

Terdapat beberapa sirkulasi pada sistem peredaran darah pada manusia. Selain itu, sistem limfatik juga termasuk sirkulasi pada sistem peredaran darah pada manusia.

2.1. Sirkulasi Paru-Paru

Baca juga: Sistem Pernapasan pada Manusia (Artikel Lengkap)

Sistem peredaran darah dari paru-paru adalah bagian dari sistem kardiovaskular dimana darah kurang-oksigen dipompa dari jantung, melalui arteri pulmonalis (arteri paru-paru), keparu-paru untuk mengambil oksigen, dan kembali ke jantung melalui vena pulmonalis (vena paru-paru). Di paru-paru (tepatnya di alveolus) terjadi pertukaran gas antara oksigen dan karbon dioksida. Suplai darah untuk paru-paru sendiri disuplai oleh sirkulasi bronkial.

2.2. Sirkulasi Otak

Otak mendapatkan suplai darah ganda yang berasal dari arteri di bagian depan (arterior) dan belakang (posterior). Arteri arterior memasok darah otak bagian depan. Sedangkan arteri posterior memasok darah ke otak bagian bekang dan batang otak. Sirkulasi dari depan dan belakang akan bergabung di Lingkaran Willis.

2.3. Sirkulasi Ginjal

Baca juga: Sistem Ekskresi pada Manusia (Artikel Lengkap)

Sirkulasi ginjal menerima sekitar 20% darah yang dikeluarkan oleh jantung. Ginjal menerima darah dari aorta abdominal dan selanjutnya ke vena kava ascending. Pembuluh ini selain untuk memberikan pasokan oksigen dan nutrisi ke ginjal, sirkulasi ginjal juga berfungsi sebagai tempat penyaringan darah.

2.4. Sistem Limfatik

Sistem limfatik adalah bagian dari sistem peredaran darah. Sistem ini terdiri dari pembuluh limfatik, kapiler getah bening, kelenjar getah bening, dan getah bening. Salah satu fungsi utama sistem limfatik adalah untuk membawa getah bening dan membawanya kembali ke jantung untuk kembali ke sistem kardiovaskular. Fungsi utama lainnya adalah berperan dalam sistem kekebalan tubuh pada manusia.

3. Cara Kerja Sistem Peredaran Darah pada Manusia

Sistem peredaran darah adalah sebuah siklus. Di dalam jantung, darah di vena akan masuk ke serambi kanan (atrium kanan) kemudian menuju bilik kanan (ventrikel kanan) untuk dipompa ke paru-paru melalui arteri pulmonalis. Setelah terjadi difusi dan oksigen sudah masuk ke dalam hemoglobin dan karbon dioksida dikeluarkan dari hemoglobin, darah akan dibawa menuju jantung tepatnya serambi kiri (atrium kiri) melalui vena pulmonalis. Disana darah akan dialirkan ke bilik kiri (ventrikel kiri) untuk dipompa ke seluruh tubuh. Beberapa darah memasuki usus untuk mengambil sari-sari makanan dan dibawa ke hati (liver) melalui vena porta hepatica. Ada juga darah yang menuju ke ginjal untuk melakukan penyaringan darah. Sisanya menuju ke seluruh sel di dalam tubuh untuk dilakukan metabolisme. Setelah itu, semua darah yang mengandung sisa metabolisme (karbon dioksida) akan kembali ke jantung melalui vena.

4. Fungsi Sistem Peredaran Darah pada Manusia (Fisiologi Sistem Sirkulasi)

Fungsi utama sistem peredaran darah pada manusia adalah untuk mengedarkan darah yang mengandung oksigen dan sari-sari makanan ke jaringan serta membawa residu berupa karbon dioksida ke paru-paru untuk dibuang ke luar tubuh. Hemoglobin mengikat sekitar 98,5% oksigen di dalam darah. Sisanya diikat oleh cairan darah lain.

Fungsi lain dari sistem peredaran darah adalah untuk menjaga suhu tubuh, mengembalikan sisa metabolisme (seperti karbon dioksida) ke sistem ekskresi, serta mendistribusikan hormon dan sari-sari makanan ke dalam sel.

5. Perkembangan Sistem Peredaran Darah pada Manusia

Perkembangan sistem peredaran darah pada manusia berawal dari proses vaskulogenesis di dalam embrio. Sistem arteri dan vena manusia berkembang di tempat yang berbeda pada embrio. Sistem arteri berkembang terutama dari lengkungan aorta. Sistem vena muncul pada minggu ke-4 sampai ke-8 dari embriogenesis. Sistem sirkulasi pada janin dimulai pada minggu ke-8. Sirkulasi janin yang bekerja tidak melibatkan paru-paru karena pasokan oksigen (dan nutrisi) diperoleh dari ibu melalui plasenta dan tali pusat.

5.1. Perkembangan Arteri pada Manusia

Sistem arteri manusia berasal dari lengkungan aorta dan urat nadi punggung yang mulai terbentuk pada minggu ke-4 dari kehidupan embrio. Lengkungan aorta pertama membentuk arteri maksilaris, lengkungan kedua membentuk arteri stapedial, sedangkan sistem arteri itu sendiri muncul dari lengkungan aorta 3, 4, dan 6. Lengkungan aorta kelima dengan sendirinya menghilang.

Aorta dorsal yang berada di bagian dorsal (punggung) embrio, awalnya terdapat di kedua sisi embrio. Aorta dorsal kemudian membentuk aorta. Pada aorta dorsal terdapat sekitar 30 cabang arteri yang berukurang kecil. Cabang-cabang arteri tersebut membentuk arteri interkostal, arteri pada lengan dan kaki, arteri lumbar, dan arteri sakral lateral.

5.2. Perkembangan Vena pada Manusia

Sistem vena manusia berkembang terutama dari vena vitelin, vena umbilikal, dan vena kardinal.

6. Signifikansi Klinis Sistem Peredaran Darah pada Manusia

Terdapat banyak penyakit yang mempengaruhi sistem peredaran darah termasuk penyakit kardiovaskular dan penyakit limfatik. Ahli jantung adalah tenaga medis spesialis jantung. Ada juga ahli bedah jantung yang mengkhususkan diri dalam operasi pada jantung dan sekitarnya. Ahli bedah vaskuler fokus pada pembedahan pada sistem peredaran darah.

6.1. Penyakit pada Sistem Peredaran Darah pada Manusia

Penyakit yang mempengaruhi sistem peredaran darah disebut penyakit kardiovaskular.

Kebanyakan penyakit ini disebut “penyakit gaya hidup” karena penyakit tersebut berkembang seiring menurunnya kebiasaan berolahragaan, diet yang buruk, kebiasaan merokok, dan makanan yang tidak sehat. Aterosklerosis adalah prekursor (penyebab) utama penyakit ini. Aterosklerosis adalah penyakit yang ditandai dengan adanya plak kecil pada dinding arteri. Plak tersebut dapat tumbuh hingga menyumbat arteri. Ketika arteri tersumbat, maka pasokan oksigen dan nutrisi ke sel tujuan akan terhenti sehingga sel tersebut mati. Penyakit tersebut dapat berlanjut menjadi serangan jantung atau stroke.

Berikut adalah beberapa kelainan atau penyakit pada sistem peredaran darah pada manusia:

1. Anemia adalah gejala kekurangan hemoglobin atau eritrosit di dalam darah.
2. Leukemia adalah peningkatan jumlah eritrosit secara tidak terkendali. Leukemia juga disebut kanker darah.
3. Thalasemia adalah anemia yang disebabkan oleh rusaknya gen pembentuk hemoglobin. Penyakit ini adalah penyakit bawaan.
4. Varises adalah gejala pelebaran darah pada betis.
5. Hemofili adalah kelainan dimana darah menjadi sukar membeku.

Penyakit kardiovaskular juga dapat disebabkan oleh bawaan sejak lahir, seperti cacat jantung. Namun, tidak semua kelainan bawaan itu berhubungan langsung dengan penyakit, sebagian besar merupakan variasi anatomi.

6.2. Teknik Pengukuran

Kondisi kesehatan sistem peredaran darah dan bagian-bagiannya dapat diukur dengan berbagai cara baik manual maupun otomatis. Contohnya adalah dengan mengukur denyut jantung dengan bantuan stetoskop dan mengukur tekanan darah dengan sphygomanometer. Ultrasonografi (USG) juga dapat digunakan untuk mengetahui kondisi kesehatan pembuluh darah.

6.3. Operasi pada Sistem Peredaran Darah

Terdapat sejumlah prosedur bedah yang dilakukan pada sistem peredaran darah, yaitu:

1. Operasi bypass arteri koroner
2. Stent koroner yang digunakan dalam angioplasty
3. Bedah vaskuler
4. Pengupasan vena

7. Sistem Peredaran Darah pada Manusia dalam Sosial dan Budaya

Sejumlah pengobatan alternatif seperti pengobatan Cina memiliki pandangan yang berbeda dalam sistem peredaran darah.

8. Sejarah Penelitian Sistem Peredaran Darah pada Manusia

Tulisan pertama yang diketahui yang membahas tentang sistem peredaran darah ditemukan pada Papirus Ebers (sekitar abad ke-16 SM), sebuah papirus medis Mesir kuno yang berisikan lebih dari 700 resep dan obat. Dalam papirus tersebut telah dikatahui bahwa terdapat sambungan dari jantung ke arteri. Orang Mesir berpikir bahwa udara masuk melalui mulut dan masuk ke paru-paru dan jantung. Kemudian dari jantung, udara menuju ke seluruh tubuh melalui arteri. Meskipun konsep tersebut hanya sebagian yang benar, hal itu merupakan salah satu awal dari pemikiran ilmiah tentang sistem peredaran darah.

Pada abad ke-6 SM, ilmu tentang sirkulasi cairan penting di dalam tubuh telah diketahui oleh Sushruta dalam Ayurveda pada zaman India Kuno. Dia juga telah mengetahui adanya arteri yang dideskripsikan sebagai “saluran”. Katup jantung ditemukan oleh seorang dokter dari sekolah Hippocratean sekitar abad ke-4 SM. Namun fungsinya belum benar-benar dipahami. Karena darah berkumpul pada vena setelah kematian, arteri terlihat kosong. Hal tersebut membuat ahli anatomi kuno menganggap bahwa saluran tersebut dipenuhi oleh udara dan fungsinya sebagai alat transportasi bagi udara.

Seorang dokter asal Yunani, Herophilus telah membedakan arteri dan vena. Seorang ahli anatomi Yunani Erasistratus mengamati bahwa arteri yang dipotong saat hidup akan mengeluarkan darah. Dia menganggap bahwa penyebab udara meninggalkan arteri adalah karena adanya darah yang masuk melalui pembuluh yang sangat kecil diantara vena dan arteri.

Di Roma pada abad ke-2 masehi, seorang dokter (tabib) dari Yunani Galen mengetahui bahwa pembuluh darah membawa darah dan berhasil mengidentifikasi darah pada vena (merah tua) dan arteri (lebih terang) serta mengetahui perbedaan fungsinya. Vena mengambil sari-sari makanan yang berasal dari hati, sedangkan arteri membawa udara yang berasal dari jantung. Darah yang mengalir dari kedua organ tersebut ke seluruh tubuh akan digunakan langsung oleh tubuh dan tidak ada pengembalian darah ke jantung maupun hati.

Galen percaya bahwa darah pada arteri dibuat oleh darah vena yang melewati ventrikel kiri menuju ventrikel kanan melalui sebuah “pori-pori”. Udara masuk ke darah dari paru-paru melalui arteri paru-paru dan kemudian dibawa ke sisi kiri jantung.

Pada tahun 1025, ensiklopedia kedokteran The Canon of Medicine yang ditulis oleh dokter asal Persia, Avicenna (Ibnu Sina) meragukan gagasan orang Yunani tentang keberadaan lubang di bagian septum ventrikel yang dianggap sebagai tempat darah mengalir di antara ventrikel. Meskipun demikian, Avicenna membenarkan teori tentang siklus jantung, fungsi katup, dan sirkulasi darah dalam bukunya yang berjudul Treatise on Pulse. Ia juga memperbaiki teori Galen tentang denyut nadi yang keliru. Ia menyatakan bahwa setiap detak nadit terdiri dari dua gerakan dan dua jeda dan denyut nadi adalah gerakan di jantung dan arteri.

Pada tahun 1242, seorang dokter Arab bernama Ibn al-Nafis, menjadi orang pertama yang menggambarkan proses sirkulasi pada paru-paru dengan tepat. Bahkan ia dianggap sebagai bapak fisiologi peredaran darah. Selain itu, ia juga memiliki wawasan tentang sirkulasi kapiler. Namun, ilmu yang dimiliki Ibn al-Nafis terbatas pada peredaran darah di dalam paru-paru dan tidak di seluruh tubuh.

William Harvey melakukan penelitian dan hasilnya diterbitkan dalam Exercitatio anatomica de Motu Cordis et sanguinis di animalibus pada tahun 1628. Ia menyatakan bahwa ada hubungan langsung antara sistem vena dan arteri di seluruh tubuh dan bukan hanya pada paru-paru. Ia juga berpendapat bahwa denyut jantung menghasilkan sirkulasi darah secara terus menerus. Pernyataan William Harvey berhasil meyakinkan dunia kedokteran. Namun, Harvey tidak dapat mengidentifikasi sistem kapiler yang menghubungkan arteri dan vena. Sistem kapiler tersebut ditemukan oleh Marcello Malpighi pada tahun 1661.

Pada tahun 1956, André Frédéric Cournand, Werner Forßmann dan Dickinson W. Richards dianugerahi Hadiah Nobel Kedokteran atas penemuan mereka mengenai kateterisasi jantung dan perubahan patologis dalam sistem peredaran darah.