REGULASI TEKANAN DARAH

Tubuh punya mekanisme untuk mengatur tekanan arteri selama berminggu-minggu bahkan berbulan-bulan (jangka panjang). Kontrol jangka panjang ini berhubungan dengan keseimbangan cairan (intake-output). Untuk bertahan dalam jangka waktu yang lama, intake dan output dari cairan harus seimbang --> diatur oleh nervous & hormonal & local control di dalam ginjal yang meregulasi ekskresi garam dan air.

Renal–Body Fluid System for Arterial Pressure Control prinsip : jika tubuh tll banyak extracellular fluid --> volume darah dan arterial pressure naik --

> efek langsung ke ginjal --> ekskresi cairan ekstraseluler berlebih --> tekanan kembali normal.

Output air dari ginjal : sensitif terhadap perubahan tekanan. Kenaikan tekanan arteri sbnyak bbrp mmHg saja dapat memperbesar ouput air 2x lipat, sehingga disebut pressure diuresis. (kalo output salt yang 2x lipat disebut pressure natriuresis).

Renal-body fluid system ini : fundamental basis utuk kontrol tek darah jangka panjang.

Quantitation of Pressure Diuresis as a Basis for Arterial Pressure Control

Figure 19–1 : perkiraan efek dari tekanan arteri yang berbeda terhadap urinary volume output. Hasil : kenaikan volume output yang signifikan ketika naiknya tekanan darah. Kurva ini disebut : renal urinary output curve / renal function curve. In the human being, at an arterial pressure of 50 mm Hg, the urine output is essentially zero. At 100 mm Hg it is normal, and at 200 mm Hg it is about six to eight times normal. Tidak hanya mempengaruhi urine output, tek arteri juga menaikan sodium output -> fenomena pressure natriuresis.

Percobaan pada hewan (anjing) yang mekanisme refleks dari syaraf untuk kontrol tekanan darah nya di blok : tekanan arteri dinaikkan scr tiba-tiba dengan memberi 400 mm darah IV -> langsung menaikan cardiac output 2x lipat dan menaikan pembuluh darah 115 mmHg dari normalnya (=205 mmHg) --> urine output naik 12x lipat --> tekanan arteri kembali normal dalam beberapa jam. Kesimpulan : ginjal punya kapabilitas yang ekstrim untuk membuang cairan sbg respon pada naiknya tekanan darah.

Graphical Analysis of Pressure Control by the Renal–Body Fluid Mechanism, Demonstrating an “Infinite Feedback Gain” Feature. Figure 19–3 : metode untuk menganalisis kontrol tek darah oleh renal-body fluid system. Ada 2 kurva : 1 renal output curve untuk garam dan air sbg response thdp naiknya tek darah dan 2 kurva intake dari air dan garam.

Dalam jangka waktu yang lama, output garam dan air harus = intake. Jd di figure 19-3, equilibrium point --> tmpt dimana 2 kurva berpotongan --> ouput = intake.

Yang terjadi ketika tek arteri tidak sesuai dengan equilibrium point : ◦ asumsikan : tek arteri naik sampai 150 mmHg. Pd grafik : renal ouput air dan garam 3x

intake --> tubuh kehilangan cairan --> blood volume turun --> arterial pressure turun. “negative balance” dari cairan tdk akan berhenti sampai tekanan darah balik lagi ke equilibrium.

◦ Jadi walaupun cm naik 1 mmHg, ttp ada air dan garam yang dibuang sampai tekanan darah turun 1 mmHg dan balik lagi ke equilibrium

◦ Jika tekanan darah turun dibawah equilibrium point, intake air dan garamnya akan lebih besar dari output (rasa haus?) --> body fluid volume naik --> blood volume naik --> arterial pressure naik sampai balik lagi ke titik keseimbangan.

Di Figure 19-3 ada 2 basic long-term factors yang menentukan longterm arterial pressure : ◦ derajat perubahan tekanan dari renal output curve untuk air dan garam. ◦ Level intake air dan garam

Jadi, selama 2 kurva diatas merepresent (1) renal output dari garam dan air dan (2) intake dari garam dan air spt di figure 19-3, long term mean arteial pressure level akan selalu dikondisikan ke 100 mmHg (titik ekuilibrium di figure ini). Dan hanya ada 2 cara untuk merubah ekuilibrium ini, degnan merubah level tekanan darah dari renal otput curve untuk garam dan air, dan satu lagi mengubah kurva level intake dari garam dan air.

Pada figure 19-4 A : abnormalitas dari ginjal menyebabkan kurva renal ouput bergeser ke kanan (50 mmHg in the high-pressure direction). Sehingga equilibrium point juga bergeser 50mmHg lebih tinggi dari normal. --> arterial pressure akan mengikuti level tekanan darah yang baru ini dalam bbrp hari. Figure 19-B : perubahan level intake garam dan air jg mengubah equilibrium point. Pada kasus diatas, intake levelnya naik 4x lipat sehingga equilibrium point naik 60 mmHg dari normal sampai 160 mmHg. Sebaliknya, penurunan intake level akan mengurangi tekanan darah.

Kesimpulan : tidak mungkin merubah long-term mean arterial pressure level ke nilai yang baru tanpa mengubah 1 atau 2 determinan untuk long term arterial pressure. Jika salah satu berubah, arterial pressure akan dikontrol ke new pressure level, dimana 2 kurva yg baru tsb berpotongan.

Failure of Increased Total Peripheral Resistance to Elevate the Long-Term Level of Arterial Pressure if Fluid Intake and Renal Function Do Not Change

basic equation untuk arterial pressure : arterial pressure = cardiac ouput x total peripheral resistance. Jadi, kenaikan TPR akan menaikan arterial pressure. Tapi, ketika TPR naik, arterial pressure tidak akan langsung naik. Jika ginjalnya berfungsi secara normal, kenaikan akut dari tekanan darah biasanya tidak akan dipertahankan, dalam beberapa hari, arterial pressure akan jadi normal.

Kenapa spt itu? Soalnya, kenaikan TPR di pembuluh darah dimanapun selain di ginjal tidak akan merubah equilibrium point untuk kontrol tekanan darah. Ginjal akan langsung meresponi kenaikan tekanan darah ini sehingga terjadi pressure diuresis & natriuresis --> dalam beberapa jam, ada kehilangan garam dan air di tubuh --> arterial pressure balik lagi

ke equilibrium point.

figure 19-5 : CO dan arterial pressure pada kondisi berbeda dimana TPR kurang / lebih dari normal, namun ekskresi garam dan airnya normal & arterial pressure ya jg normal.

(A word of caution! Many times when the total peripheral resistance increases, this increases the intrarenal vascular resistance at the same time, which alters the function of the kidney and can cause hypertension by shifting the renal function curve to a higher pressure level, in the manner shown in Figure 19–4A. We see an example of this later in this chapter when we discuss hypertension caused by vasoconstric- tor mechanisms. But it is the increase in renal resistance that is the culprit, not the increased total peripheral resistance—an important distinction!)

Increased Fluid Volume Can Elevate Arterial Pressure by Increasing Cardiac Output or Total Peripheral Resistance

Perhatikan ada 2 cara yang dapat dilakukan oleh kenaikan CO thdp kenaikan arterial pressure. Slh satunya : direct effect dari naiknya CO ke naiknya tekanan, yang satu lagi indirect effect : kenaikan TPR oleh autoregulasi blood flow.

Ingat lagi! Wkt ada kelebihan blood flows di jaringan, pembuluh drh lokal di jaringan itu berkonstriksi dan menurunkan blood flow jadi normal (autoregulation dr jaringan). Jd wkt blood volume naik -> naikin CO -> blood flow ke jaringan naik -> autoregulasi dari tubuh -> naikny TPR. -> naiknya arterial pressure.

Only a 5 to 10 per cent increase in cardiac output can increase the arterial pressure from the normal mean arterial pressure of 100 mm Hg up to 150 mm Hg. In fact, the slight increase in cardiac output is often unmeasurable.

Mekanisme yang meningkatkan extracellular fluid volume sampai bisa meningkatkan tekanan darah : figure 19-6

Importance of Salt (NaCl) in the Renal–Body Fluid Schema for Arterial Pressure Regulation selain pentingnya volume dalam regulasi tekana darah, penelitian menunjukkan garam juga

berpengaruh. Naiknya intake garam lebih dapat menaikan tekanan arteri dibandingkan dengan intake air, karena air biasanya diekskresi secepat dia di telan, tp garam tidak dpt diekskresi semudah itu. Jd wkt garam terakumulasi, volume extracellular fluid akan naik karena : ◦ excess salt di extracellular fluid -> osmolality cairan naik -> stimulasi thirst center di otak

-> orang minum lebih banyak untuk mengembalikan konsentrasi garam -> naiknya extracellular fluid volume.

◦ Naiknya osmolality -> stimulasi hypothalamic-posterior pituitary gland secretory mechanism -> sekresi antidiuretic hormone meningkat -> reabsorpsi air naik -> mengurangi volume urin tapi menaikan extracellular fluid volume.

Sehingga, jumlah garam yang terakumulasi di tubuh -> determinan utama untuk extracellular fluid volume. Dan karena kenaikan extracellular fluid dan blood volume sdkt sj dpt menaikan arterial pressure yg signifikan, akumulasi sejumlah kecil garam berlebih saja dpt menaikkan tekanan darah.

The Renin-Angiotensin System: Its Role in Pressure Control and in HypertensionSelain kapabilitas ginjal untuk mengkontrol tekanan darah via mengature volume extracellular fluid volume, ginjal jg punya mekanisme lain untuk mengkontrol tekanan darah : renin-angiotensin

system. Renin : enzim protein yang dilepaskan ginjal ketika tekanan darah jatuh dibawah normal.

Components of the Renin-Angiotensin System

Figure 19–9 shows the functional steps by which the renin-angiotensin system helps to regulate arterial pressure.

Renin disintesis dan disimpan dalam bentuk inaktif (prorenin) di sel juxtaglomerular di ginjal. Sel JG : sel otot polos yg dimodifikasi di dinding afferent arterioles yg proximal thdp glomeruli. Tekanan arteri turun -> intrinsic reaction di ginjal -> prorenin molecules di JG split -> melepaskan renin -> msk ke renal blood dan bersirkulasi. Ada bbrp renin ttp ada di local fluids dr ginjal dan menginisiasi bbrp fungsi intrarenal.

Renin : enzim, bukan vasoactive substance. Renin ini bekerja supaya angiotensinogen melepaskan 10-amino acid peptide namanya angiotensin I. Angiotensin I ini bisa mengkonstriksi darah tapi efeknya ringan, tidak signifikan. Renin akan bertahan dlm 30 min – 1 jam dan terus membentuk angiotensin I.

Dalam beberapa detik -sampai menit stlh formasi angiotensin I, 2 amino acids tambahan berpisah dari angiotensin I untuk membentuk 8 amino acid peptide angiotensin II. Konversi ini hampir smuanya terjadi di paru-paru dikatalis oleh converting enzyme di endotel dari pembuluh darah di paru-paru. Angiotensin II : powerful vasoconstrictor, bertahan di darah hanya 1 – 2 menit karena scr cpt di inaktivasi oleh enzim di darah dan jaringan yang disebut angiotensinases.

Selama di darah, angiotensin II punya 2 efek yang bisa menaikan tekanan arterial: ◦ vasokonstriksi di banyak area di tubuh scr cepat. Vasokonstriksi tjd scr intense di

arterioles dan di vena (less). Konstriksi arterioles -> naikkin TPR -> naikin arterial

pressure. Mild constriction di vena -> naikin venous return ke jantung -> membantu heart pump.

◦ Angiotensin -> menurunkan ekskresi air dan garam -> slowly increase extracellular fluid volume -> menaikan arterial pressure dalam beberapa jam / hari. (long term effect) efeknya kan langsung ke extracellular fluid jd lebih powerful dibanding vasoconstrictor mechanisms.

Rapidity and Intensity of the Vasoconstrictor Pressure Response to the Renin-Angiotensin System

Figure 19-10 : efek hemorrhage ke arterial pressure dalam 2 kondisi : ada nya fungsi dari RAA

dan ketika RAA tidak befungsi. Perhatikan! Wkt hemorrhage menyebabkan penurunan arterial pressure sampai 50 mmHg, di kondisi RAA yang berfungsi, tekanan naik lagi sampai 83 mmHg, tp wkt RAA ga berfungsi, naikya hanya sampai 60 mmHg. RAA : powerful enough untuk menaikan arterial pressure setidaknya setengah jalan mau ke normal dalam bbrp menit setelah severe hemorrhage.

Perhatikan juga bhwa RAA vasocontrictor system membutuhkan 20 menit untuk bisa aktif sepenuhnya -> lebih lambat dibandingkan dengan nervous reflex dan norepinephrine-epinephrine system.

Effect of Angiotensin in the Kidneys to Cause Renal Retention of Salt and Water— An Especially Important Means for Long-Term Control of Arterial Pressure

Angiotensin menyebabkan ginjal untuk retain garam dan air dalam 2 cara : ◦ scr langsung pd ginjal untuk retensi garam dan air◦ ke adrenal glands -> sekresi aldosterone -> naiknya reabsorpsi garam dan aire oleh

tubules. Sehingga kapanpun ada kelebihan angiotensin yang bersirkulasi di dalam darah, long-term

renal body fluid mechanism untuk arterial pressure langsung men set higher arterial pressure level.

Mechanisms of the Direct Renal Effects of Angiotensin to Cause RenalRetention of Salt and Water.

Angiotensin pny beberapa efek ke renal scr langsung supaya ginjal bs retain garam dan air. 1 major effect : konstriksi arterioles di renal -> turunnya blood flow di ginjal -> cairan yang di filter lebih sedikit. Penurunan aliran darah ini jg mengurangi tekanan di kapiler peritubular -

> rapid reabsorption dari cairan di tubules. Efek ke 3 : angiotensin punya efek langsung ke tubular supaya reabosrpsi sodium dan air naik.

Stimulation of Aldosterone Secretion by Angiotensin, and the Effect of Aldosterone in Increasing Salt and Water Retention by the Kidneys.

Angiotensin : stimulator kuat untuk sekresi aldosterone dr kelenjar adrenal. Aktivasi RAA akan menaikan rate sekresi aldosterone. Fungsi penting aldosterone : naiknya reabsorpsi sodium oleh tubules -> naikkin total body extracellular fluid sodium --> water retention -> extracellular fluid volume naik -> long term elevation of the arterial pressure.

Quantitative Analysis of Arterial Pressure Changes Caused by Angiotensin.

Figure 19–11 shows a quantitative analysis of the effect of angiotensin in arterial pressure control. Renal output curve di kiri : RAA system nya di block. Di kanan, binatang percobaan ini (anjing) diberikan angiotensin II scr kontinu smpe 2.5 x diatas normal -> perubahan renal ouput curve sehingga level ekuilibriumnya naik. Efek ini karena direct effect dan indirect effect.

Jadi angiotensin punya efek yang kuat untuk mempromote chronic elevation dari arterial pressure.

Role of the Renin-Angiotensin System in Maintaining a Normal Arterial Pressure Despite Wide Variations in Salt Intake

salah satu fungsi penting dr RAA : memungkinkan seseorang makan garam dalam jumlah sdikt ataupun banyak tanpa menyebabkan perubahan besar di extracellular fluid volume / arterial pressure.

efek awal dari naikya salt intake -> ecf naik -> arterial pressure naik -> blood flow ke kidney

naik -> reduce sekresi renin -> decreased renal retention of salt and water -> return ecf smpe normal -> arterial pressure normal. Jadi di RAA system ada autonomic feedback mechanism yang mempertahankan arterial pressure pada level normal.

50x lipat kenaikan salt intake -> naikin pressure tdk lebih dari 4-6 mmHg. Kalau RAA di block, kenaikan tersebut akan menyebabkan tekanan smpe 10x lpat.

Summary of the Integrated, Multifaceted System for Arterial Pressure Regulation arterial pressure tdk hanya diregulasi oleh 1 sistem tapi oleh beberapa sistem yang berkaitan

(fungsinya). Contoh jika ada yang pendarahan, ada 2 kondisi yang harus ditangani tubuh : life saving condition, gmn crnya naikkin tek drh supaya pasien bisa bertahan dan gmn caranya mengembalikan blood volume ke normal level supaya sirkulasi normal lagi.

First line of defense against acute changes in arterial pressure : nervous control system. Second line of defense : oleh kidney mechanisme untuk longterm control. Dan ada

mekanisme2 lain juga..

Figure 19–15 shows the approximate immediate (seconds and minutes) and long-term (hours and days) control responses, expressed as feedback gain, of eight arterial pressure control mechanism.

Mekanisme ini bisa dibagi jadi 3 grup : (1) yang bereaksi scr cepat (dlm itungan detik / menit) (2) yang merespon dalam periode menengah (menit/ jam) (3) yang berefek long term : hari, bulan dan tahun.

Rapidly Acting Pressure Control Mechanisms, Acting Within Seconds or Minutes. ◦ Yang secara cepat hampir smuanya berasal dari reflek syaraf akut / respon dari syaraf

lain, ada : (1) the baroreceptor feedback mechanism, (2) the central nervous system ischemic mechanism, and (3) the chemoreceptor mechanism. Mekanisme ini tidak hanya bekerja dalam hitungan detik, tapi juga powerful. Pada kasus-kasus acute fall in pressure, mekanisme ini berkombinasi untuk (1) menyebabkan konstriksi vena -> venous return naik (2) menaikan heart rate dan kontraktilitas dari jantung untuk memperbesar pumping capacity (3) konstriksi arterioles di perifer untuk menahan aliran darah keluar dari arteri -> menaikan arterial pressure ke survival range.

◦ Wkt tekanan darahnya meningkat tiba-tiba, mekanisme tsb bekerja scr terbalik untuk mengembalikan tekanan.

Pressure Control Mechanisms That Act After Many Minutes.◦ Ada 3 : (1) the renin-angiotensin vasoconstrictor mechanism, (2) stress-relaxation of

the vasculature, and (3) shift of fluid through the tissue capillary walls in and out of the circulation to readjust the blood volume as needed.

◦ stress-relaxation mechanism : wkt tekanan jadi terlalu tinggi -> pemb drh meregang (dlm beberapa menit – jam) -> tekanan turun jadi normal. Continuing strech ini disebut stress-relaxation -> an intermediate term pressure buffer.

◦ capillary fluid shift mechanism : kapanpun tekanan di kapiler turun dibawah normal,

cairan diabsorpsi lewat capillary membrane dari jaringan ke sirkulasi -> menaikan blood volume dan menaikan tekanan. Sebaliknya ketika tekanan jadi terlalu tinggi, cairan di transfer dari darah ke jaringan sehingga menurunkan volume darah dan tekanannya.

◦ 3 intermediate mechanism ini diaktivasi dalam wkt 30 min sampai bbrp jam. Pada saat ini nervous mechanisme jd less effective.

Long-Term Mechanisms for Arterial Pressure Regulation. ◦ Renal-blood volume mechanism : butuh beberapa jam untuk menunjukkan respon

signifikan tapi efeknya jangka panjang. Tidak hanya menurunkan tapi bisa mengembalikan tekanan ke normal.

◦ Byk faktor yang mempengaruhi mekanisme regulasi ini. Salah satunya : aldosterone. Penurunan arterial pressure -> dlm bbrp menit sekresi aldosterone naik -> dlm bbrp jam/ hari, kontrol renal-body fluid mechanism di modifikasi. Yang penting lagi : interaksi RAA dengan aldosterone dan renal fluid mechanism.