Sistem peredaran darah manusia merupakan jaringan kompleks yang bekerja tanpa henti untuk memastikan setiap sel, jaringan, dan organ menerima nutrisi dan oksigen yang diperlukan untuk bertahan hidup. Di jantung sistem vital ini, terdapat pembuluh darah yang memiliki tugas krusial: arteri adalah pembuluh utama yang bertanggung jawab mengalirkan darah beroksigen—darah yang baru saja diperkaya di paru-paru—dari jantung ke seluruh penjuru tubuh.
Definisi sederhana mengenai arteri adalah pembuluh yang membawa darah menjauhi jantung. Namun, peran fungsional dan kompleksitas struktural arteri jauh melampaui deskripsi dasar tersebut. Arteri tidak hanya bertindak sebagai pipa pasif; mereka adalah struktur dinamis, elastis, dan responsif yang memainkan peran penting dalam pengaturan tekanan darah, distribusi aliran darah regional, dan menjaga homeostasis sistemik. Pemahaman mendalam tentang anatomi, fisiologi, dan patofisiologi arteri sangat esensial untuk memahami kesehatan kardiovaskular secara keseluruhan.
Untuk menjalankan fungsi menahan tekanan tinggi yang dihasilkan oleh kontraksi ventrikel jantung, dinding arteri dirancang dengan kekuatan, elastisitas, dan kemampuan adaptasi yang luar biasa. Dinding arteri terdiri dari tiga lapisan konsentris, atau tunika, yang masing-masing memiliki komposisi dan fungsi yang spesifik.
Diagram penampang melintang arteri yang menunjukkan lapisan tunica intima, tunica media, dan tunica adventitia.
Tunica Intima adalah lapisan paling internal yang berkontak langsung dengan darah. Integritas lapisan ini sangat penting untuk mencegah pembekuan darah dan mengatur tonus vaskular. Lapisan ini terdiri dari:
Endotelium berfungsi lebih dari sekadar lapisan pelapis. Ini adalah organ endokrin yang tersebar, menghasilkan:
Tunica Media adalah lapisan paling tebal, terutama pada arteri, dan bertanggung jawab atas kekuatan struktural dan kemampuan kontraktil pembuluh darah. Komponen utamanya adalah:
Lapisan ini terutama terdiri dari jaringan ikat longgar (kolagen tipe I) dan serat elastis. Fungsinya adalah memberikan perlindungan struktural dan menahan pembuluh darah pada jaringan sekitarnya.
Fungsi utama arteri adalah tidak hanya mengangkut darah, tetapi juga mengubah aliran darah denyutan yang intermiten (dari jantung) menjadi aliran yang lebih kontinu dan stabil di kapiler. Ini dicapai melalui dua mekanisme utama: elastisitas dan resistensi.
Arteri besar, seperti aorta, digolongkan sebagai arteri elastis. Mereka memainkan peran "penyimpan tekanan" atau Windkessel effect. Ketika jantung berkontraksi (sistol), arteri elastis meregang dan menyerap sebagian energi denyutan, menampung volume darah yang tiba-tiba. Ketika jantung rileks (diastol), arteri yang meregang tersebut berkontraksi secara pasif (recoil elastis), mendorong darah ke depan dan menjaga tekanan darah tetap ada. Efek ini memastikan perfusi jaringan terus berlanjut bahkan selama diastol.
Komplians (compliance) adalah kemampuan arteri untuk meregang saat menerima tekanan. Komplians yang sehat sangat tinggi pada arteri muda. Seiring penuaan atau penyakit (seperti aterosklerosis), komplians menurun, yang berarti arteri menjadi lebih kaku. Arteri yang kaku tidak mampu menampung volume darah sistolik dengan baik, menyebabkan peningkatan Tekanan Nadi (perbedaan antara sistolik dan diastolik), yang merupakan faktor risiko kardiovaskular independen.
Saat arteri semakin jauh dari jantung, ukurannya mengecil, berubah menjadi arteri muskular, dan akhirnya menjadi arteriola. Arteriola memiliki Tunica Media yang sangat tebal relatif terhadap diameternya, menjadikannya "katup kontrol" utama dalam sistem sirkulasi.
Diameter arteri, terutama arteriola, dikontrol oleh interaksi kompleks antara faktor-faktor lokal, saraf, dan hormon:
Arteri diklasifikasikan berdasarkan ukuran dan proporsi relatif elastin versus otot polos dalam Tunica Media mereka. Klasifikasi ini mencerminkan peran fungsional mereka dalam sirkulasi.
Ini adalah arteri terbesar yang dekat dengan jantung, termasuk Aorta dan cabang-cabang utamanya (misalnya, Arteri Pulmonalis). Mereka memiliki Tunica Media yang didominasi oleh serat elastis. Peran utama mereka adalah menghantarkan darah dan memoderasi tekanan denyutan melalui efek Windkessel.
Arteri ukuran sedang yang menyebar ke organ dan jaringan (misalnya, Arteri Radial, Arteri Femoralis). Tunica Media mereka didominasi oleh sel otot polos, memungkinkan mereka melakukan vasokonstriksi atau vasodilatasi yang substansial. Peran utama mereka adalah mendistribusikan aliran darah ke area tertentu sesuai kebutuhan metabolik.
Pembuluh terkecil dalam kategori arteri, menghubungkan arteri muskular ke kapiler. Mereka adalah pusat kontrol resistensi vaskular perifer dan sangat sensitif terhadap sinyal saraf, hormonal, dan metabolik. Diameter arteriola menentukan seberapa besar tekanan yang ‘jatuh’ sebelum darah memasuki kapiler.
Arteri koroner adalah pembuluh yang sangat penting karena mereka menyediakan suplai darah bagi otot jantung itu sendiri (miokardium). Arteri ini memiliki fitur unik: mereka sebagian besar diperfusi selama diastol (saat jantung rileks), bukan sistol (saat jantung berkontraksi), karena tekanan intramiokardial tinggi selama sistol dapat menekan pembuluh darah. Kegagalan arteri koroner (Penyakit Arteri Koroner atau CAD) adalah penyebab utama serangan jantung.
Secara definisi fungsional, arteri adalah pembuluh yang membawa darah menjauhi jantung. Namun, Arteri Pulmonalis merupakan satu-satunya pengecualian signifikan dalam hal konten oksigen. Arteri pulmonalis membawa darah deoksigenasi dari ventrikel kanan menuju paru-paru. Sistem sirkulasi pulmonal bertekanan jauh lebih rendah daripada sirkulasi sistemik. Oleh karena itu, dinding Arteri Pulmonalis lebih tipis dan kurang muskular dibandingkan aorta.
Untuk memahami fungsi arteri adalah sebagai jalur distribusi, penting untuk meninjau jaringan arteri utama yang memberi makan wilayah tubuh spesifik. Jaringan ini semuanya bercabang dari arteri terbesar, Aorta.
Aorta adalah arteri elastis terbesar, berawal dari ventrikel kiri jantung. Aorta dibagi menjadi beberapa segmen: Aorta Asendens (naik), Arkus Aorta (melengkung), Aorta Desendens (menurun), yang selanjutnya dibagi menjadi Aorta Torakalis (dada) dan Aorta Abdominalis (perut).
Otak, yang membutuhkan suplai oksigen konstan dan besar, disuplai oleh dua pasang arteri utama yang bekerja sama dalam lingkaran anastomosis yang disebut Lingkaran Willis:
Pentingnya Lingkaran Willis: Lingkaran ini berfungsi sebagai mekanisme pelindung. Jika salah satu jalur utama (misalnya, Karotis atau Vertebralis) terhalang sebagian, darah dapat dialihkan dari arteri lain untuk mencegah iskemia otak.
Organ-organ perut menerima suplai darah melalui cabang-cabang utama dari Aorta Abdominalis:
Ketika arteri kehilangan integritas struktural atau fungsionalnya, serangkaian kondisi patologis dapat terjadi, yang secara kolektif dikenal sebagai penyakit arteri. Sebagian besar penyakit ini berasal dari kerusakan pada Tunica Intima dan hilangnya elastisitas Tunica Media.
Aterosklerosis adalah penyakit progresif di mana plak (terutama terdiri dari kolesterol, sel radang, dan jaringan ikat) menumpuk di bawah endotelium (Tunica Intima). Kondisi ini adalah penyebab mendasar dari sebagian besar penyakit jantung dan stroke.
Aneurisma adalah pelebaran atau penonjolan abnormal (dilatasi) pada dinding arteri. Hal ini terjadi karena melemahnya Tunica Media, sering kali akibat tekanan darah tinggi kronis atau aterosklerosis. Arteri yang paling sering terkena adalah Aorta Abdominalis (AAA).
Hipertensi adalah kondisi kronis di mana tekanan darah di arteri terus-menerus tinggi. Hipertensi adalah kontributor terbesar kerusakan arteri. Tekanan yang berlebihan secara terus-menerus menyebabkan stres mekanis yang merusak sel endotel dan memicu penebalan serta pengerasan Tunica Media (arteriolosclerosis), yang pada gilirannya semakin meningkatkan resistensi perifer.
Vaskulitis adalah sekelompok penyakit yang melibatkan inflamasi (peradangan) dinding pembuluh darah, termasuk arteri. Peradangan dapat merusak pembuluh, menyebabkan penyempitan (stenosis), oklusi, atau pembentukan aneurisma.
Penilaian fungsi dan struktur arteri sangat penting dalam diagnosis dan manajemen penyakit kardiovaskular. Metode diagnostik telah berkembang pesat, memungkinkan dokter untuk memvisualisasikan kerusakan dan mengukur kekakuan arteri.
Ini adalah tes skrining paling dasar, namun penting. Hipertensi adalah tanda utama beban kerja arteri yang berlebihan. Pengukuran tekanan nadi memberikan indikasi kekakuan arteri elastis.
Mengukur kekakuan arteri (penurunan komplians) adalah prediktor risiko kardiovaskular yang semakin penting. Metode utama adalah:
Prosedur di mana pewarna kontras disuntikkan langsung ke arteri melalui kateter untuk mendapatkan gambar sinar-X (angiogram). Ini adalah standar emas untuk menilai penyakit arteri koroner dan stenosis arteri yang kritis, dan seringkali merupakan langkah awal sebelum intervensi.
Manajemen penyakit arteri berfokus pada mengurangi faktor risiko, mempertahankan fungsi endotel yang sehat, dan intervensi mekanis untuk memulihkan aliran darah yang terganggu.
Tujuan utama adalah mencegah progresi aterosklerosis dan mengontrol tekanan darah. Intervensi meliputi:
Ketika penyempitan arteri mengancam organ vital, intervensi mekanis diperlukan untuk membuka kembali lumen:
Prosedur minimal invasif di mana kateter dimasukkan, dan balon dikembangkan di lokasi penyempitan untuk meratakan plak. Stent (tabung jaring kecil) sering ditempatkan untuk menjaga pembuluh darah tetap terbuka dan mencegah rekanalisasi.
Dalam kasus penyakit arteri koroner yang parah atau sumbatan arteri perifer yang panjang, ahli bedah membuat rute baru bagi darah untuk mengalir di sekitar area yang tersumbat. Ini biasanya dilakukan dengan menggunakan segmen vena dari kaki pasien (vena safena) atau arteri dari dada (Arteri Mamaria Interna) sebagai cangkok.
Prosedur bedah untuk menghilangkan plak aterosklerotik yang menumpuk di Tunica Intima. Paling sering dilakukan pada Arteri Karotis (CEA) untuk mencegah stroke.
Meskipun arteri adalah fokus utama dalam pengangkutan darah beroksigen, sistem sirkulasi hanya lengkap ketika kita mempertimbangkan bagaimana arteri berinteraksi dengan sirkulasi yang lebih halus dan akhirnya mengalir ke sistem vena.
Arteri bercabang menjadi arteriola, yang pada gilirannya bercabang menjadi jaringan kapiler. Kapiler adalah pembuluh darah dengan dinding sel tunggal (hanya endotelium) yang memungkinkan pertukaran gas (O2 dan CO2), nutrisi, dan limbah antara darah dan jaringan sekitarnya. Arteriola mengontrol tekanan hidrostatis yang mendorong filtrasi cairan di kapiler.
Tekanan di dalam arteri, terutama arteri elastis, sangat tinggi (diukur sebagai tekanan sistolik dan diastolik). Tekanan ini sangat penting untuk mendorong aliran darah. Sebaliknya, vena mengangkut darah menuju jantung pada tekanan yang sangat rendah. Ketebalan dinding adalah adaptasi utama: dinding arteri tebal dan kaku untuk menahan tekanan; dinding vena tipis dan kolapsibel, seringkali dilengkapi katup untuk mencegah aliran balik.
Fungsi arteri meluas hingga mencakup peran vital dalam menjaga stabilitas lingkungan internal tubuh (homeostasis) di luar sekadar pengiriman oksigen.
Arteriola di kulit memiliki peran penting dalam termoregulasi. Jika suhu inti tubuh terlalu tinggi, arteriola kulit berdilatasi (vasodilatasi) untuk membuang panas melalui permukaan kulit. Jika tubuh kedinginan, arteriola berkonstriksi (vasokonstriksi) untuk mengalihkan darah ke organ inti, meminimalkan kehilangan panas.
Jika terjadi kehilangan darah akut (hemoragi), refleks baroreseptor segera dipicu. Saraf simpatis menyebabkan vasokonstriksi arteriola perifer yang luas. Tujuan dari respons ini adalah untuk mempertahankan tekanan darah sistemik agar perfusi otak dan jantung tetap optimal, meskipun dengan mengorbankan perfusi kulit atau organ non-vital lainnya.
Ketika terjadi cedera atau infeksi, zat kimia inflamasi (seperti histamin) dilepaskan. Zat-zat ini menyebabkan vasodilatasi arteriola lokal, meningkatkan aliran darah ke area yang cedera. Peningkatan aliran darah ini membantu membawa sel-sel kekebalan (misalnya, neutrofil dan makrofag) ke lokasi masalah, sebuah mekanisme yang esensial untuk penyembuhan.
Vasodilatasi yang dipicu oleh inflamasi diatur oleh aksi beberapa mediator. Selain histamin, Prostaglandin dan Leukotrien, yang diproduksi dari metabolisme asam arakidonat, memainkan peran sentral. Prostaglandin E2 (PGE2), misalnya, adalah vasodilator kuat yang tidak hanya meningkatkan diameter arteriola tetapi juga meningkatkan permeabilitas kapiler, memungkinkan protein plasma dan cairan keluar dari pembuluh darah dan masuk ke ruang interstitial, yang menghasilkan pembengkakan (edema) yang khas dari peradangan akut. Kontrol lokal ini menunjukkan betapa responsifnya lapisan otot polos di Tunica Media terhadap sinyal biokimia sekitarnya.
Kerusakan kronis pada arteri menghasilkan efek domino yang memengaruhi hampir semua sistem organ. Pemahaman akan dampak ini menekankan mengapa menjaga kesehatan arteri adalah kunci umur panjang dan kualitas hidup yang baik.
Jika arteri yang memasok otak, terutama Arteri Karotis atau pembuluh di Lingkaran Willis, rusak (misalnya, aterosklerosis), risiko penyakit serebrovaskular meningkat drastis. Penyumbatan parsial dapat menyebabkan demensia vaskular, yang merupakan penurunan fungsi kognitif akibat iskemia kronis atau infark kecil berulang. Penyumbatan total atau pecahnya plak dapat menyebabkan stroke yang merusak ireversibel.
Ginjal sangat bergantung pada tekanan arteri yang terkontrol ketat untuk filtrasi. Ginjal disuplai oleh Arteri Renalis. Hipertensi yang tidak terkontrol menyebabkan kerusakan pada arteriola afferent ginjal (nefrosklerosis). Hal ini mengurangi kemampuan ginjal untuk menyaring darah, menyebabkan gagal ginjal kronis. Sebaliknya, penyakit arteri ginjal (stenosis arteri renalis) dapat menyebabkan hipertensi sekunder yang sulit diobati, menciptakan lingkaran setan.
Diabetes adalah akselerator utama penyakit arteri. Gula darah tinggi (hiperglikemia) merusak sel endotel melalui proses yang disebut glikasi, yang mengurangi ketersediaan Nitrit Oksida (NO). Hal ini mempercepat aterosklerosis pada arteri besar (makrovaskular) dan menyebabkan kerusakan mikrovaskular (kapiler dan arteriola), yang mengakibatkan komplikasi seperti retinopati (kerusakan mata) dan nefropati (kerusakan ginjal).
Kontrol ketat terhadap diameter arteri pada tingkat seluler adalah dasar dari fisiologi kardiovaskular. Fokus pada otot polos vaskular (VSMC) dan interaksinya dengan lingkungan sangat penting.
Kontraksi VSMC (vasokonstriksi) di Tunica Media diatur oleh peningkatan konsentrasi kalsium intraseluler. Kalsium ini berasal dari retikulum sarkoplasma internal atau masuk dari luar sel melalui saluran kalsium. Hormon dan neurotransmiter seperti norepinefrin, Angiotensin II, dan Endotelin-1 mengikat reseptor di permukaan VSMC, memicu kaskade sinyal yang menyebabkan pelepasan kalsium, kontraksi, dan penyempitan lumen arteri.
Relaksasi (vasodilatasi) terjadi ketika kalsium intraseluler diturunkan. Mekanisme yang paling penting melibatkan Nitrit Oksida (NO). NO berdifusi dari sel endotel ke VSMC, di mana ia mengaktifkan enzim yang meningkatkan siklik GMP (cGMP). cGMP pada gilirannya memicu kaskade yang menyebabkan relaksasi VSMC dan pelebaran arteri. Banyak obat yang digunakan untuk penyakit jantung (misalnya, nitrat) bekerja dengan mempotensiasi jalur NO-cGMP ini.
Matriks Ekstraseluler (ECM) di Tunica Media dan Adventitia bukan sekadar pengisi. Kolagen memberikan kekuatan tarik, sementara elastin memastikan kemampuan recoil. Dalam kondisi patologis seperti aterosklerosis atau penuaan, terjadi remodeling ECM: Kolagen yang lebih kaku dan kurang fungsional menggantikan elastin yang fleksibel. Remodeling ini adalah inti dari kekakuan arteri yang progresif, yang berkontribusi langsung pada hipertensi sistolik terisolasi pada lansia.
Beberapa area tubuh memiliki sirkulasi arteri yang sangat terspesialisasi untuk memenuhi tuntutan fungsional yang unik.
Dalam kehidupan janin, sirkulasi sangat berbeda. Arteri Umbilikalis membawa darah deoksigenasi dan produk limbah dari janin ke plasenta (struktur yang melakukan pertukaran gas dan nutrisi). Meskipun membawa darah menjauhi jantung janin, arteri ini unik karena membawa darah dengan kandungan oksigen rendah—kebalikan dari fungsi arteri sistemik dewasa. Setelah lahir dan paru-paru berfungsi, sirkulasi janin mengalami transisi dramatis, dan arteri umbilikalis mengalami obliterasi.
Angiogenesis adalah proses pembentukan pembuluh darah baru dari pembuluh yang sudah ada. Meskipun kapiler dan venula adalah pemain utama, arteri juga berperan. Dalam kondisi iskemia kronis (kekurangan darah), seperti pada penyakit arteri koroner atau PAD, tubuh dapat mencoba menumbuhkan arteri kolateral baru untuk melewati sumbatan yang ada. Namun, kemampuan ini seringkali terbatas dan tidak mencukupi untuk mengatasi penyumbatan arteri besar.
Dari struktur lapisannya yang kompleks (Intima, Media, Adventitia) hingga peran fisiologisnya sebagai pengatur tekanan dan distributor aliran darah, arteri adalah fondasi sirkulasi sistemik. Kesehatan arteri secara langsung mencerminkan kesehatan keseluruhan tubuh.
Kerusakan pada lapisan endotel, hilangnya elastin di Tunica Media, dan penebalan yang diinduksi oleh hipertensi mengubah arteri yang dinamis dan fleksibel menjadi pembuluh yang kaku dan tersumbat. Penyakit seperti aterosklerosis, yang berakar dari kerusakan kronis pada dinding arteri, merupakan ancaman utama bagi kehidupan modern.
Memahami bahwa arteri bukanlah pembuluh statis, melainkan organ endokrin aktif yang terus-menerus merespons sinyal metabolik, hormonal, dan mekanis, menekankan perlunya pencegahan agresif. Menjaga tekanan darah optimal, mengelola kadar kolesterol, dan menghindari kebiasaan merusak seperti merokok adalah tindakan paling efektif untuk memastikan bahwa sistem arteri terus berfungsi sebagai pilar sentral yang kokoh dalam mendukung kehidupan dan vitalitas.