9.1 Transport system in humans
Unit ini meliputi struktur jantung mamalia, kawalan denyutan jantung, kitar jantung (cardiac cycle), pengawalaturan kadar denyutan, ECG, penyakit kardiovaskular, sistem limfa dan pergerakan bendalir di kapilari berdasarkan tekanan hidrostatik dan osmotik.
SP 9.1.1Describe the structure of a mammalian heart;
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Describe (Menghuraikan)
Calon perlu memerihalkan bahagian jantung mamalia dengan butiran: ruang, ketebalan dinding, injap, septum dan salur darah utama.
- IsiRuang dan dindingHuraian
Jantung mempunyai dua atrium berdinding nipis di atas dan dua ventrikel di bawah, dipisahkan oleh septum. Dinding ventrikel kiri paling tebal kerana mengepam darah ke seluruh badan.
ContohApabila jantung lembu dipotong melintang, dinding ventrikel kiri kelihatan kira-kira tiga kali lebih tebal daripada ventrikel kanan.
- IsiInjap dan salur darahHuraian
Injap trikuspid (kanan) dan bikuspid (kiri) di antara atrium dan ventrikel disokong korda tendinea; injap separa bulan di pangkal aorta dan arteri pulmonari. Vena kava ke atrium kanan, arteri pulmonari dari ventrikel kanan, vena pulmonari ke atrium kiri, aorta dari ventrikel kiri.
ContohDarah dari kaki kembali melalui vena kava inferior ke atrium kanan, kemudian melalui injap trikuspid ke ventrikel kanan.
Peta pokokStruktur jantung mamalia (mammalian heart)
- Atrium kanan dan kiri (dinding nipis)
- Ventrikel kanan dan kiri; dinding ventrikel kiri paling tebal kerana mengepam darah ke seluruh badan
- Injap trikuspid (tricuspid valve) antara atrium dan ventrikel kanan
- Injap bikuspid/mitral antara atrium dan ventrikel kiri
- Injap separa bulan (semilunar valves) pada pangkal aorta dan arteri pulmonari
- Korda tendinea (chordae tendineae) dan otot papilari menghalang injap terbalik
- Vena kava superior dan inferior ke atrium kanan
- Arteri pulmonari dari ventrikel kanan ke peparu
- Vena pulmonari ke atrium kiri
- Aorta dari ventrikel kiri
- Arteri koronari membekalkan otot jantung
- Otot kardium (cardiac muscle) miogenik
- Septum memisahkan bahagian kiri dan kanan
- Perikardium membalut jantung
SP 9.1.2Explain the control of heart beat;
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)
Calon perlu menerangkan bagaimana denyutan jantung dimulakan dan dikoordinasi oleh sistem konduksi miogenik.
- IsiPerentak SAN dan lengah AVNHuraian
Nodus sinoatrium (SAN) menjana impuls secara spontan (miogenik); impuls merebak ke dinding atrium lalu atrium mengecut. Gentian tak konduktif menghalang impuls terus ke ventrikel; AVN melengahkan impuls kira-kira 0.1 s supaya atrium habis mengosongkan darah.
ContohJantung katak yang dikeluarkan dan direndam dalam larutan garam fisiologi masih berdenyut kerana denyutannya bermula di SAN sendiri.
- IsiBerkas His dan gentian PurkinjeHuraian
Dari AVN, impuls dibawa oleh berkas His di septum ke apeks, kemudian gentian Purkinje menyebarkannya ke atas dinding ventrikel. Ventrikel mengecut dari apeks ke atas, menolak darah ke arteri.
ContohSeperti memerah ubat gigi dari hujung bawah tiub ke arah muncung supaya isinya keluar dengan berkesan.
Peta alirKawalan denyutan jantung (control of heart beat)
- Nodus sinoatrium (SAN, perentak) di dinding atrium kanan menjana impuls secara spontan (miogenik)
- Gelombang pengujaan merebak ke seluruh dinding atrium; kedua-dua atrium mengecut
- Gentian tak konduktif antara atrium dan ventrikel menghalang impuls terus ke ventrikel
- Nodus atrioventrikel (AVN) menerima impuls dan melengahkan kira-kira 0.1 s supaya atrium selesai mengosongkan darah
- Impuls dikonduksi melalui berkas His (bundle of His) di septum
- Gentian Purkinje menyebarkan impuls dari apeks ke atas dinding ventrikel
- Ventrikel mengecut dari bawah ke atas, menolak darah ke arteri
SP 9.1.3Explain the sequence of events in a cardiac cycle;
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)
Calon perlu menerangkan urutan peristiwa kitar jantung termasuk keadaan injap serta perubahan tekanan dan isi padu dalam aorta, atrium kiri dan ventrikel kiri (catatan RPT).
- IsiSistol atrium dan sistol ventrikelHuraian
Sistol atrium (~0.1 s) mengisi ventrikel. Semasa sistol ventrikel, tekanan ventrikel kiri melebihi atrium kiri lalu injap bikuspid tertutup (bunyi lub); apabila melebihi tekanan aorta (~80 mmHg), injap separa bulan terbuka dan isi padu ventrikel menurun ketika darah dipam keluar; tekanan aorta naik hingga ~120 mmHg.
ContohPada graf kitar jantung, garis tekanan ventrikel kiri memotong garis tekanan aorta pada kira-kira 80 mmHg, iaitu saat injap aorta terbuka.
- IsiDiastolHuraian
Ventrikel mengendur; apabila tekanannya jatuh di bawah aorta, injap separa bulan tertutup (bunyi dub). Apabila tekanan ventrikel jatuh di bawah atrium kiri, injap bikuspid terbuka dan isi padu ventrikel meningkat semula. Tekanan atrium kiri kekal rendah dan naik sedikit semasa diisi darah vena pulmonari.
ContohPada 75 denyutan per minit, satu kitar mengambil 0.8 s dan kira-kira separuh daripadanya ialah diastol.
JadualKitar jantung (cardiac cycle, ~0.8 s pada 75 denyutan/min)
| Peringkat | Peristiwa | Injap | ECG |
|---|---|---|---|
| Sistol atrium (atrial systole) ~0.1 s | Atrium mengecut, baki darah masuk ke ventrikel | AV terbuka, separa bulan tertutup | Gelombang P (depolarisasi atrium) |
| Sistol ventrikel (ventricular systole) ~0.3 s | Ventrikel mengecut, tekanan naik; darah ke aorta dan arteri pulmonari | AV tertutup (bunyi 'lub'), separa bulan terbuka | Kompleks QRS (depolarisasi ventrikel) |
| Diastol (diastole) ~0.4 s | Semua ruang mengendur, darah masuk ke atrium dan ventrikel | Separa bulan tertutup (bunyi 'dub'), AV terbuka | Gelombang T (repolarisasi ventrikel) |
SP 9.1.4Explain the regulation of heart rate;
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)
Calon perlu menerangkan bagaimana kadar denyutan jantung dilaraskan oleh pusat kardiovaskular, reseptor, saraf autonomi dan hormon.
- IsiKawalan sarafHuraian
Kemoreseptor (CO₂, pH) dan baroreseptor (tekanan darah) menghantar impuls ke pusat kardiovaskular di medula oblongata. Saraf simpatetik (norepinefrina) meningkatkan kadar SAN; saraf vagus parasimpatetik (asetilkolina) merendahkannya.
ContohSemasa berlari, CO₂ darah meningkat; lebih banyak impuls simpatetik dihantar dan kadar denyutan naik daripada 70 kepada lebih 140 denyutan per minit.
- IsiKawalan hormon dan suap balikHuraian
Adrenalina dari medula adrenal meningkatkan kadar dan daya denyutan. Apabila tekanan darah tinggi dikesan baroreseptor, impuls vagus meningkat dan kadar denyutan menurun.
ContohSebelum peperiksaan, rasa cemas merangsang rembesan adrenalina sehingga jantung terasa berdebar.
Peta pelbagai alirPengawalaturan kadar denyutan jantung (regulation of heart rate)
SP 9.1.5Explain the relationship between electrocardiogram (ECG) and events of the cardiac cycle;
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)
Calon perlu mengaitkan setiap komponen ECG dengan peristiwa elektrik dan mekanikal kitar jantung serta menggunakannya untuk mengira kadar denyutan.
- IsiGelombang dan peristiwaHuraian
Gelombang P = depolarisasi atrium, sejurus sebelum sistol atrium. Selang P-R = lengah di AVN. Kompleks QRS = depolarisasi ventrikel, sejurus sebelum sistol ventrikel. Gelombang T = repolarisasi ventrikel, permulaan diastol ventrikel.
ContohPesakit dengan selang P-R yang memanjang menunjukkan konduksi perlahan di AVN.
- IsiKadar denyutan daripada ECGHuraian
Kadar denyutan = 60 ÷ selang R-R (dalam saat).
ContohSelang R-R 0.75 s memberi 60 ÷ 0.75 = 80 denyutan per minit.
NotaECG dan kitar jantung (electrocardiogram)
ECG merekod perubahan elektrik jantung melalui elektrod pada kulit. Gelombang P berlaku sejurus sebelum sistol atrium. Selang P-R menunjukkan lengah di AVN. Kompleks QRS berlaku sejurus sebelum sistol ventrikel; repolarisasi atrium tersembunyi di dalamnya. Gelombang T menandakan repolarisasi ventrikel dan permulaan diastol ventrikel. Kadar denyutan = 60 ÷ selang R-R (dalam saat). Contoh: selang R-R 0.8 s memberi 60 ÷ 0.8 = 75 denyutan per minit.
SP 9.1.6Explain hypertension, atherosclerosis, arteriosclerosis and myocardial infarction;
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)
Calon perlu menerangkan maksud dan perkembangan empat penyakit kardiovaskular serta kaitan antara satu sama lain.
- IsiHipertensi dan aterosklerosisHuraian
Hipertensi ialah tekanan darah tinggi berterusan (kira-kira 140/90 mmHg atau lebih) yang merosakkan endotelium arteri. Aterosklerosis ialah pemendapan plak (kolesterol, lipid, sel otot licin) pada dinding arteri yang menyempitkan lumen.
ContohSeorang pesakit hipertensi bertahun-tahun didapati mempunyai plak dalam arteri karotid melalui imbasan ultrabunyi.
- IsiArteriosklerosis dan infarksi miokardiumHuraian
Arteriosklerosis ialah pengerasan dan kehilangan keanjalan dinding arteri, yang meningkatkan lagi tekanan darah. Infarksi miokardium (serangan jantung) berlaku apabila arteri koronari tersumbat oleh plak atau trombus sehingga sebahagian otot jantung mati kerana kekurangan oksigen.
ContohPlak dalam arteri koronari yang pecah membentuk bekuan darah, lalu pesakit mengalami sakit dada teruk yang menjalar ke lengan kiri.
JadualPenyakit kardiovaskular: maksud, punca dan pencegahan
| Penyakit | Penerangan | Punca / faktor risiko | Pencegahan |
|---|---|---|---|
| Hipertensi (hypertension) | Tekanan darah tinggi berterusan, kira-kira 140/90 mmHg atau lebih | Pengambilan garam tinggi, obesiti, tekanan, merokok, alkohol, genetik, kurang senaman | Kurangkan garam, kawal berat, senaman, elak rokok dan alkohol, urus stres |
| Aterosklerosis (atherosclerosis) | Pemendapan plak (kolesterol, lipid, sel otot licin) pada endotelium arteri, menyempitkan lumen | Diet tinggi lemak tepu dan kolesterol LDL, merokok, hipertensi, diabetes | Diet rendah lemak tepu, tinggi serat, senaman, berhenti merokok |
| Arteriosklerosis (arteriosclerosis) | Pengerasan dan kehilangan keanjalan dinding arteri, sering dengan pemendapan kalsium | Penuaan, hipertensi berpanjangan, aterosklerosis, merokok | Kawal tekanan darah, gaya hidup sihat, pemeriksaan berkala |
| Infarksi miokardium (myocardial infarction) | Serangan jantung: kematian sebahagian otot jantung kerana arteri koronari tersumbat (trombus pada plak) | Aterosklerosis koronari, trombosis, hipertensi, merokok, obesiti | Kawal kolesterol dan tekanan darah, senaman, diet seimbang, tidak merokok |
SP 9.1.7State the causes and preventions of hypertension, atherosclerosis, arteriosclerosis and myocardial infarction;
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas State (Menyatakan)
Calon perlu menyebut dengan tepat punca/faktor risiko dan langkah pencegahan bagi hipertensi, aterosklerosis, arteriosklerosis dan infarksi miokardium.
- IsiPunca dan faktor risikoHuraian
Diet tinggi garam dan lemak tepu, kolesterol LDL tinggi, merokok, obesiti, kurang senaman, tekanan emosi, alkohol, diabetes, faktor genetik dan usia.
ContohMakan nasi lemak dengan sambal bergaram dan gorengan setiap hari meningkatkan pengambilan garam dan lemak tepu.
- IsiPencegahanHuraian
Diet rendah garam dan lemak tepu, tinggi serat; senaman aerobik berkala; berhenti merokok; kawal berat badan; urus stres; pemeriksaan tekanan darah dan kolesterol secara berkala.
ContohBerjalan pantas 30 minit, 5 hari seminggu, dan menggantikan minuman bergula dengan air kosong.
SP 9.1.8Explain the transport of lymph in lymphatic system;
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Explain (Menerangkan)
Calon perlu menerangkan pembentukan limfa dan bagaimana limfa diangkut sehala kembali ke darah.
- IsiPembentukan limfaHuraian
Bendalir tisu yang tidak kembali ke kapilari darah (kira-kira 10%) memasuki kapilari limfa berhujung buntu yang mempunyai bukaan seperti injap flap; bendalir ini dipanggil limfa.
ContohSelepas berdiri lama, sedikit bendalir tisu berkumpul di buku lali dan disalirkan perlahan-lahan oleh kapilari limfa.
- IsiPengangkutan limfaHuraian
Limfa ditolak oleh pengecutan otot rangka, pergerakan pernafasan dan pengecutan dinding salur; injap mencegah aliran balik. Limfa ditapis di nodus limfa, kemudian memasuki duktus toraks dan duktus limfa kanan lalu ke vena subklavia.
ContohMenggerakkan kaki semasa penerbangan jauh membantu mengelakkan bengkak buku lali kerana otot betis menolak limfa.
Peta alirPengangkutan limfa dalam sistem limfa (lymphatic system)
- Bendalir tisu berlebihan (sekitar 10%) tidak kembali ke kapilari darah
- Bendalir memasuki kapilari limfa yang hujungnya buntu dan mempunyai injap seperti flap; kini dipanggil limfa
- Limfa mengalir melalui salur limfa yang berinjap (mencegah aliran balik)
- Limfa ditolak oleh pengecutan otot rangka, pergerakan pernafasan dan pengecutan dinding salur
- Limfa melalui nodus limfa yang menapis patogen dan mengandungi limfosit
- Limfa memasuki duktus toraks dan duktus limfa kanan
- Limfa kembali ke darah di vena subklavia
SP 9.1.9Determine the direction of fluid movement at the arterial and venous ends of the capillaries based on osmotic pressure and hydrostatic pressure.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Determine (Menentukan)
Calon perlu mengira tekanan bersih dan menentukan arah pergerakan bendalir di hujung arteri dan hujung vena kapilari berdasarkan tekanan hidrostatik dan tekanan osmotik (catatan RPT: pengiraan tekanan turasan bersih dan tekanan serapan bersih).
- IsiHujung arteri: tekanan turasan bersihHuraian
Tekanan turasan bersih = tekanan hidrostatik − tekanan osmotik plasma. Jika positif, bendalir keluar ke ruang tisu.
ContohHidrostatik 32 mmHg, osmotik 25 mmHg: 32 − 25 = +7 mmHg, bendalir keluar dari kapilari.
- IsiHujung vena: tekanan serapan bersihHuraian
Tekanan hidrostatik jatuh kerana rintangan kapilari, tetapi tekanan osmotik plasma hampir malar. Tekanan serapan bersih = tekanan osmotik − tekanan hidrostatik; jika positif, bendalir kembali ke kapilari.
ContohHidrostatik 12 mmHg, osmotik 25 mmHg: 25 − 12 = 13 mmHg, bendalir kembali ke dalam kapilari.
JadualPergerakan bendalir di kapilari (contoh nilai tipikal)
| Hujung kapilari | Tekanan hidrostatik | Tekanan osmotik (onkotik) plasma | Tekanan bersih | Arah |
|---|---|---|---|---|
| Hujung arteri (arterial end) | ~4.3 kPa (32 mmHg) | ~3.3 kPa (25 mmHg) | +1.0 kPa (7 mmHg) keluar | Bendalir keluar ke ruang tisu |
| Hujung vena (venous end) | ~1.6 kPa (12 mmHg) | ~3.3 kPa (25 mmHg) | 1.7 kPa (13 mmHg) ke dalam | Bendalir kembali ke kapilari |
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- SABP
- Laluan konduksi jantung: SAN, AVN, Berkas His, Purkinje.
- AAIH
- Empat penyakit kardiovaskular: Aterosklerosis, Arteriosklerosis, Infarksi miokardium, Hipertensi.
Kad imbas
- Mengapa dinding ventrikel kiri paling tebal?
- Mengepam darah pada tekanan tinggi ke seluruh badan melalui aorta.
- Perentak jantung?
- Nodus sinoatrium (SAN) di dinding atrium kanan.
- Bunyi 'lub' disebabkan oleh?
- Penutupan injap atrioventrikel pada permulaan sistol ventrikel.
- Saraf yang merendahkan kadar denyutan?
- Saraf vagus (parasimpatetik), melepaskan asetilkolina.
- Kompleks QRS mewakili?
- Depolarisasi ventrikel, sejurus sebelum sistol ventrikel.
- Beza aterosklerosis dan arteriosklerosis?
- Aterosklerosis = plak menyempitkan lumen; arteriosklerosis = dinding arteri keras dan hilang keanjalan.
- Limfa kembali ke darah di mana?
- Vena subklavia melalui duktus toraks dan duktus limfa kanan.
- Di hujung vena kapilari, daya mana lebih besar?
- Tekanan osmotik plasma melebihi tekanan hidrostatik, jadi bendalir masuk semula.
Semak kefahaman
Mengapakah dinding ventrikel kiri lebih tebal daripada dinding ventrikel kanan? (SP 9.1.1)
Lihat jawapan
Ventrikel kiri mengepam darah ke seluruh badan melalui aorta, maka memerlukan otot yang lebih tebal untuk menghasilkan tekanan yang lebih tinggi; ventrikel kanan hanya mengepam darah ke paru-paru.
Nyatakan maksud jantung bersifat miogenik (myogenic). (SP 9.1.2)
Lihat jawapan
Denyutan jantung dimulakan oleh otot jantung sendiri, iaitu nodus sinoatrium, tanpa memerlukan impuls daripada saraf.
Nyatakan keadaan injap bikuspid dan injap separa bulan aorta semasa darah dipam keluar dari ventrikel kiri. (SP 9.1.3)
Lihat jawapan
Semasa darah dipam ke aorta, injap bikuspid tertutup dan injap separa bulan aorta terbuka.
Nyatakan lokasi pusat kardiovaskular dan dua jenis reseptor yang menghantar impuls kepadanya. (SP 9.1.4)
Lihat jawapan
Pusat kardiovaskular terletak di medula oblongata; ia menerima impuls daripada kemoreseptor (karbon dioksida, pH) dan baroreseptor (tekanan darah).
Selang R-R pada ECG seorang pesakit ialah 0.6 s. Hitung kadar denyutan jantungnya. (SP 9.1.5)
Lihat jawapan
Kadar denyutan = 60 ÷ 0.6 = 100 denyutan per minit.
Bezakan aterosklerosis (atherosclerosis) dengan arteriosklerosis (arteriosclerosis). (SP 9.1.6)
Lihat jawapan
Aterosklerosis ialah pemendapan plak kolesterol dan lipid pada dinding arteri yang menyempitkan lumen, manakala arteriosklerosis ialah pengerasan dan kehilangan keanjalan dinding arteri.
Nyatakan dua faktor risiko aterosklerosis (atherosclerosis). (SP 9.1.7)
Lihat jawapan
Faktor risiko aterosklerosis termasuk diet tinggi lemak tepu, kolesterol LDL tinggi, merokok, obesiti, kurang senaman dan diabetes.
Nyatakan asal bendalir yang membentuk limfa (lymph). (SP 9.1.8)
Lihat jawapan
Limfa berasal daripada bendalir tisu yang tidak kembali ke kapilari darah, kira-kira 10%, lalu memasuki kapilari limfa yang berhujung buntu.
Tekanan hidrostatik di hujung arteri kapilari ialah 35 mmHg dan tekanan osmotik plasma ialah 25 mmHg. Hitung tekanan turasan bersih (net filtration pressure). (SP 9.1.9)
Lihat jawapan
Tekanan turasan bersih = 35 − 25 = 10 mmHg, maka bendalir keluar dari kapilari.
30 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
- Mengingat
Aktiviti: Murid melabel rajah jantung mamalia (atrium, ventrikel, injap, nodus SA dan AV) dan menyenaraikan empat penyakit kardiovaskular dalam masa 10 minit.
Bukti hasil kerja: Lembaran kerja atau kuiz ringkas: ketepatan ingatan istilah dan fakta tentang sistem pengangkutan manusia.
SP disasar: 9.1.1, 9.1.6 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Berpasangan, murid menerangkan kitar jantung dan kawalan degupan jantung daripada nodus SA hingga serabut Purkinje dengan carta alir bernombor.
Bukti hasil kerja: Penerangan lisan dan lukisan murid tentang sistem pengangkutan manusia; semak ketepatan hubungan sebab dan akibat.
SP disasar: 9.1.2, 9.1.3 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid memadankan gelombang P, kompleks QRS dan gelombang T pada ECG dengan peristiwa kitar jantung, dan menentukan arah aliran bendalir pada hujung arteri dan vena kapilari menggunakan tekanan osmosis dan tekanan hidrostatik.
Bukti hasil kerja: Jawapan lembaran kerja atau hasil pengiraan tentang sistem pengangkutan manusia; semak kaedah dan ketepatan jawapan.
SP disasar: 9.1.5, 9.1.9 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis data kes pesakit hipertensi dan aterosklerosis, menjelaskan sebab dan langkah pencegahan, dan menghujahkan peranan sistem limfa dalam mengembalikan bendalir tisu.
Bukti hasil kerja: Jadual atau peta pemikiran analisis sistem pengangkutan manusia; semak ketepatan kesimpulan berasaskan data atau bukti.
SP disasar: 9.1.4, 9.1.6, 9.1.7, 9.1.8 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan
Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 66 unit Biologi STPM untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.