Sistem Sirkulasi Darah Janin

Sistem kardiovaskuler ialah sistem organ pertama yang berfungsi dalam perkembangan manusia. Pembentukan pembuluh darah dan sel darah dimulai pada minggu ketiga dan bertujuan menyuplai embrio dengan oksigen dan nutrient dari ibu. Pada akhir minggu ketiga, tabung jantung mulai berdenyut. Selama minggu keempat dan kelima, jantung berkembang menjadi organ empat serambi. Dan pada tahap akhir masa embrio, perkembangan jantung lengkap.

A.      Sirkulasi darah janin dalam kandungan

Sirkulasi darah janin selama dalam kandungan tidak sama dengan sirkulasi darah setelah lahir atau pada orang dewasa, karena paru-paru janin belum berkembang sehingga oksigen diambil melalui perantaraan plasenta. Sirkulasi janin berjalan paralel, artinya sirkulasi paru dan sirkulasi sistemik berjalan sendiri-sendiri dan hubungan keduanya terjadi melalui pirau intra dan ekstrakardiak. Untuk memenuhi kebutuhan respirasi, nutrisi, dan ekskresi, janin memerlukan sirkulasi yang berbeda dengan sirkulasi ekstrauterin. Dalam  sirkulasi darah janin terdapat keistimewaan, yaitu oksigen dan zat makanan yang dibutuhkan janin diambil dari darah ibu melalui plasenta.  Plasenta merupakan jaringan dinding rahim dengan jonjot-jonjot yang mengandung banyak pembuluh darah, merupakan tempat pertukaran zat dimana zat yang diperlukan diambil dari darah ibu dan yang tidak berguna dikeluarkan. Plasenta terbentuk kira-kira pada minggu ke 8 kehamilan dan merupakan bagian konsepsi yang menempel pada endometrium uterus serta terikat kuat sampai bayi lahir. Fungsi plasenta antara lain : Menyediakan makanan untuk janin yang diambil dari darah ibu, bekerja sebagai paru-paru janin dengan menyediakan oksigen darah janin, menyingkirkan sisa pembakaran dari janin serta sebagai penghalang mikroorganisme penyebab penyakit yang akan masuk ke dalam tubuh janin.

Ada tiga karakteristik khusus yang mendukung janin memperoleh oksigen cukup dari darah ibu : Pertama, hemoglobin janin membawa 20% sampai 30% oksigen lebih besar daripada hemoglobin ibu. Kedua, konsentrasi hemoglobin janin sekitar 50% lebih besar dari hemoglobin ibu. Ketiga, denyut jantung janin 120-160 denyut permenit, membuat curah jantung janin per unit berat badan lebih besar daripada curah jantung orang dewasa.

Sistem sirkulasi darah janin meliputi Vena umbilikalis, Duktus venosus arantii, Foramen Ovale, Duktus arteriosus botalli, dan Arteri Umbilikalis. Vena umbilikalis yaitu pembuluh darah yang membawa darah dari plasenta ke peredaran darah janin, darah yang dibawanya banyak mengandung nutrisi dan oksigen. Duktus venosus arantii, pembuluh darah yang menghubungkan vena umbilikalis dengan vena kafa inferior. Foramen Ovale yaitu suatu lubang antara atrium kanan dan kiri, lubang ini akan tertutup setelah janin lahir. Duktus arteriosus botalli yaitu pembuluh darah yang menghubungkan arteri pulmonalis dengan aorta. Sedangkan Arteri umbilikalis yaitu pembuluh darah yang membawa darah janin ke plasenta. Kedua arteri dan vena umbilikalis terbungkus dalam suatu saluran yang disebut duktus umbilikalis (tali pusat).

Darah yang kaya akan oksigen mengalir dari plasenta dengan cepat melalui vena umbilikalis ke dalam abdomen janin. Jumlah darah yang mengalir melalui tali pusat sekitar 125 ml/kg/bb/menit atau sekitar 500 ml/menit. Ketika vena umbilikalis mencapai hati, vena ini bercabang dua. Satu vena mengalirkan darah yang mengandung oksigen melalui hati. Sedangkan sebagian besar darah melalui duktus venosus arantii untuk menuju ke vena kafa inferior. Di vena kafa inferior, darah bercampur dengan darah yang tidak mengandung oksigen yang berasal dari bagian bawah tubuh janin (kaki dan abdomen) dan kemudian masuk ke dalam atrium kanan.  Keadaan paru yang kolaps mengakibatkan tekanan di separuh kanan jantung lebih tinggi daripada tekanan di separuh kiri jantung. Karena perbedaan tekanan tersebut, sebagian besar darah campuran yang kembali ke atrium kanan mengalir ke atrium kiri melalui foramen ovale. Di atrium kiri darah bercampur dengan sejumlah kecil darah yang tidak mengandung oksigen dari paru janin melalui vena pulmonalis. Darah ini kemudian mengalir ke ventrikel kiri dan dipompa keluar melalui aorta. Sisa darah (sebagian kecil darah) dari atrium kanan yang tidak segera dialihkan ke atrium kiri mengalir ke ventrikel kanan yang memompa darah ke dalam arteri pulmonalis. Pada janin normal, ventrikel kanan memompakan 60% seluruh curah jantung, sisanya (40%) dipompa oleh ventrikel kiri. 15% darah dari ventrikel kanan yang dipompakan oleh arteri pulmonalis memasuki paru-paru, selebihnya melewati duktus arteriosus botalli menuju ke aorta. Darah dari aorta yang kaya akan oksigen akan menuju arteri yang menyuplai jantung, kepala, leher dan lengan. Pola yang mengalirkan oksigen dan nutrien berkadar tinggi ke kepala, leher dan lengan ini membantu perkembangan sefalokaudal embrio janin. Darah terdeoksigenisasi yang kembali dari kepala dan lengan akan kembali ke atrium kanan melalui vena kava superior. Sedangkan darah dengan kandungan oksigen yang rendah akan mengalir ke organ-organ tubuh yang lain sesuai dengan tahanan vaskular masing-masing.

Darah dari sel-sel tubuh yang  penuh dengan sisa-sisa pembakaran akan dialirkan ke plasenta melalui arteri umbilikalis untuk selanjutnya masuk ke dalam arteri iliaka interna. Di sini, darah membuang limbah dan karbondioksida sebagai ganti nutrien dan oksigen. Darah yang tertinggal di dalam arteri mengalir melalui abdomen dan tungkai janin dan pada akhirnya kembali ke jantung melalui vena kafa inferior.

Dapat disimpulkan bahwa pada masa embrional terbentuk gradien oksigen antara kepala dan batang tubuh, yang berkontribusi untuk kemajuan proses diferensiasi otak yang cepat namun perkembangan batang tubuh dan anggota gerak tertinggal. Pada satu sisi, keterlambatan pertumbuhan anggota gerak memudahkan pengeluaran janin melalui jalan lahir, sedangkan pada sisi lain pertumbuhan otak yang cepat memungkinkan perkembangan mekanisme refleks yang penting untuk kehidupan bayi setelah lahir.

B.       Perubahan sirkulasi setelah lahir

Perubahan paling penting dalam sirkulasi setelah bayi lahir terjadi karena putusnya hubungan plasenta dari sirkulasi sistemik, dan paru yang mulai berkembang. Perubahan-perubahan yang terjadi adalah : penurunan tahanan vaskular pulmonal, peningkatan tahanan vaskular sistemik, penutupan foramen ovale, penutupan duktus arteriosus, duktus venosus, vena umbilikalis dan arteri umbilikalis.

1.    Penurunan tahanan vaskuler paru dan peningkatan tahanan sistemik.

Penurunan tahanan vaskuler paru terjadi akibat ekspansi mekanik paru-paru, peningkatan saturasi oksigen arteri pulmonalis dan PO₂ alveolar ketika bayi menangis untuk pertama kalinya. Penurunan tahanan arteri pulmonalis, menyebabkan aliran darah pulmonal meningkat sehingga paru-paru dapat berkembang. Penurunan tahanan arteri pulmonalis dipengaruhi oleh perubahan pada dinding arteriol paru. Lapisan medial arteri pulmonalis perifer berangsur-angsur menipis, dan pada usia 10-14 hari tahanan arteri pulmonalis sudah seperti kondisi orang dewasa. Sedangkan tekanan darah sistemik tidak segera meningkat dengan pernapasan pertama, biasanya terjadi secara berangsur-angsur, bahkan mungkin tekanan darah turun lebih dulu dalam 24 jam pertama.

2.    Penutupan Foramen Ovale

Setelah plasenta terlepas dari sirkulasi, aliran darah melalui vena kava inferior yang menuju ke kedua atrium menurun secara dramatis. Ketika pernapasan dimulai, aliran darah ke atrium kiri yang melalui jaringan pulmonal meningkat. Perubahan pola aliran yang menuju ke jantung ini mengubah hubungan antara tekanan atrium kiri dan kanan. Tekanan atrium kiri, yang pada janin dalam kandungan lebih rendah daripada atrium kanan, kini menjadi lebih tinggi, sehingga menyebabkan katup foramen ovale menutup. Walaupun penutupan fungsional foramen ovale terjadi pada kebanyakan bayi, penutupan secara anatomis tidak selalu sempurna, dan foramen tersebut dapat tetap ada untuk beberapa tahun, kadang-kadang sampai dewasa.

3.    Penutupan Duktus Arteriosus

Duktus arteriosus menutup secara fungsional pada 10-15 jam setelah lahir. Penutupan permanen terjadi pada usia 2-3 minggu. Duktus Arteriosus janin mengandung otot polos medialis yang dipertahankan dalam keadaan relaksasi oleh kerja  prostaglandin E2 sirkulasi. Setelah persalinan, plasenta yang merupakan sumber PGE2 diangkat dan terjadi peningkatan aliran darah pulmonal yang meningkatkan metabolisme seluruh PGE sirkulasi. Sebagai akibatnya, konsentrasi PGE2 dalam serum menurun dan tidak ada yang menghalangi  kontriksi duktus arteriosus. Di samping itu, Peningkatan tekanan oksigen arteri (PaO₂) dan peningkatan substansi vasoaktif seperti bradikinin, katekolamin dan histamin juga menyebabkan konstriksi dari otot polos dari dinding pembuluh darah duktus arteriosus. Oksigen yang mencapai paru-paru pada waktu pernafasan pertama merangsang pelepasan bradikinin. Bradikinin mempunyai efek kontraktil terhadap otot polos. Aksi ini tergantung dari kadar oksigen yang tinggi dalam darah arteri setelah terjadinya pernafasan pertama. Ketika PO₂ dalam darah diatas 50 mmHg, dinding duktus arteriosus akan mengalami konstriksi. Pada keadaan hipoksia seperti sindrom gangguan pernafasan dan prematuritas, duktus arteriosus dapat tetap terbuka atau disebut Duktus Arteriosus Persisten.

4.    Penutupan duktus venosus, vena dan arteri umbilikalis.

Terputusnya hubungan peredaran darah ibu dan janin akibat dipotong dan diikatnya tali pusat, arteri umbilikalis dan duktus venosus akan mengalami obliterasi, dengan demikian kebutuhan oksigen dan nutrisi tidak tergantung lagi dari ibu. Melainkan oksigen akan dipenuhi oleh udara yang dihisap paru-paru, dan nutrisi akan diperoleh dari  makanan yang dicerna oleh sistem pencernaan bayi itu sendiri.