Fisika Kesehatan – Biolistrik

Kelistrikan dan Kemagnetan di Dalam Tubuh Manusia

(Sel-Sel Syaraf dan Sel Otot Jantung)

 Fisika Kesehatan   BiolistrikManusia tidak bisa melihat, merasa, mencium atau menyadari keberadaan listrik dengan inderanya, baik untuk muatan maupun untuk medan listriknya. Baru pada akhir abad 18 hal-hal mengenai listrik diteliti.

amber Fisika Kesehatan   BiolistrikHistoris…Yunani Kuno : Batu amber digosok dapat menarik benda kecil seperti jerami atau bulu (kata listrik dari bahasa yunani, electron = amber)
Gilbert, 1600, dokter istana Inggris –> electric (membedakannya dgn gejala kemagnetan)
Du Fay, 1700, tolak menolak – tarik menarik –> resinous (-), vitreous (+)
Franklin, ilmuwan USA membagi muatan listrik atas dua: positif dan negatif. Jika gelas dengan sutera digosokkan, maka gelas akan bermuatan positif dan sutera akan bermuatan negatif
Luigi Galvani,1786, periode hujan badai: Menyentuh otot tungkai seekor katak dengan metal, teramati otot berkontraksi. Aliran listrik akibat badai merambat melalui saraf katak sehingga otot2nya berkontraksi.
Kemudian hari : Impuls dalam sistem syaraf terdiri dari ion-ion yang mengalir sepanjang sel syaraf, analog dengan aliran elektron dalam konduktor.

Millikan, 1869 – 1953, mencari harga muatan paling kecil, percobaan tetes minyak Millikan
Muatan elektron e = 1,6 10-19 C

Bagaimana Kelistrikan & Kemagnetan di bidang Medis ??

Sistem Saraf :
sel saraf Fisika Kesehatan   Biolistrik inti saraf Fisika Kesehatan   Biolistrik

(1) Sistem saraf Pusat : otak, medulla spinalis & saraf perifer.
Saraf perifer –> serat saraf yg mengirim informasi sensoris ke otak/medulla spinalis. (disebut saraf afferent)
Saraf Efferent : serat saraf menghantarkan informasi dari otak/medulla spinalis ke otot dan kelenjar

(2) Sistem syaraf Otonom : Serat saraf ini mengatur aktivitas alat-alat dalam (visceral) yang dalam keadaan normal di luar kesadaran dan control volunter,misalnya jantung & sirkulasi, usus/pencernaan,kelenjar-kelenjar, berkeringat dan ukuran pupil
Sistem saraf otonom terdiri dari system saraf simpatis dan parasimpatis

Struktur dasar sistem saraf & neuron/sel saraf.
Fungsi: menerima, interpretasi dan menghantarkan aliran listrik.

Sel Saraf istirahat
Setiap sel saraf menghasilkan sedikit ion negatif tepat di dalam sel dan ion positif tepat diluar membran sel

membran istirahat Fisika Kesehatan   Biolistrik

Di dalam sel terdapat ion Na+, K+, Cl- dan protein
Sel saraf menggunakan difusi pasif dan transportasi aktif unt uk mempertahankan distribusi ion melalui membran sel.
Membran sel istirahat (tidak ada impuls listrik), konsentrasi ion Na+ lebih banyak di luar sel drpada di dalam sel
–> dalam sel lebih negatif drpd di luar sel.
Potensial Didalam sel +70 mV, diluar sel 0 mV, beda potensial=-70 mV

Rangsangan Sel Saraf
Potensial sel saraf istirahat dapat diganggu oleh:

  1. Rangsangan Listrik
  2. Kimia
  3. Fisis/mekanik

depolarisasi Fisika Kesehatan   BiolistrikJika ada impuls –> butir2 membran akan berubah dan ion2 Na+ akan masuk dari luar sel ke dalam sel.
Sehingga: didalam sel akan menjadi kurang negatif ( lebih positif) drpd di luar sel, dan potensial membran meningkat.
Keadaan ini disebut DEPOLARISASI.

Gangguan ini sedikit mempengaruhi potensial membran, dan cepat kembali pada nilai istirahatnya= -70 mV.
Rangsangan kuat –> depolarisasi dari -90mV menjadi -50 mV ( potensial ambang), maka perubahan potensial menjadi terbuka.

Ion-ion Na+ mengalir masuk sel dalam waktu cepat dan jumlah banyak, sehingga menimbulkan arus listrik : I=dq/dt
Aliran Na+ –>perubahan potensial listrik menjadi +40mV

Setelah depolarisasi, saluran Na+ tertutup selama 1 ms sampai membran tidak dapat dirangsang lagi.
Perubahan transien pada potensial listrik diantara membran disebut potensial aksi.
Setelah mencapai puncak mekanisme pengangkutan di dalam sel membran dengan cepat mengembalikan ion Na+ ke luar sel –> potensial membran istirahat
Untuk mengukur potensial listrik :

  • EKG (elektro kardiografi) –> jantung
  • EEG (elektro ensevalo grafi) –> otak
  • EMG (elektromiografi) –> otot, dll

AKTIFITAS KELISTRIKAN OTOT JANTUNG

 Fisika Kesehatan   Biolistrik Jantung terdiri dari 4 bagian yaitu atrium (dextra & sinistra) & ventrikel (dextra & sinistra). Jantung mempunyai aktifitas listrik meliputi: Sino Atrio Nodus, Atrio Ventrikuler Nodus, Berkas His dan Serabut Purkinje, inilah point penting dalam pembacaan EKG.

Dimana Listrik jantungnya?

Sel membran otot jantung (miokardium) berbeda dengan saraf dan otot bergaris.
Saraf dan otot bergaris memerlukan rangsangan supaya ion Na+ masuk ke dalam sel –> depolarisasi
Sel otot jantung, ion Na+ mudah bocor (tidak memerlukan rangsangan dari luar), setelah repolarisasi komplit, ion Na+ akan masuk lagi ke dalam sel –> depolarisasi spontan
Menghasilkan gelombang depolarisasi untuk seluruh otot miokardium
Depolarisasi sel membran otot jantung oleh perambatan potensial aksi menghasilkan kontraksi otot –> denyut jantung

Penjalaran Depolarisasi

 Fisika Kesehatan   Biolistrik

SA node mengalami gelombang depolarisasi ke atrium kiri dari atrium kanan dalam 70 sekon –> terjadi kontraksi atrium
Gelombang depolarisasi berlanjut ke AV node –> AV node mengalami depolarisasi

Gelombang dari AV node melalui bundle of his (BH)dan diteruskan ke bundle branch (BB) –> BB mengalami depolarisasi
Diteruskan ke jaringan purkinye –> endokardium –> berakhir di epikardium –> terjadi kontraksi otot jantung
Setelah repolarisasi, miokardium relaksasi

Sinyal Listrik jantung
jantung signal1 Fisika Kesehatan   Biolistrik

P : gelombang yang timbul karena depolarisasi atrium.
Q : defleksi negatif pertama sesudah gelombang P dan yang mendahului defleksi R, dibangkitkan oleh depolarisasi permulaan ventrikel.
R : defleksi positif pertama sesuadah gelombang P dan yang ditimbulkan oleh depolarisasi utama ventrikel.
S : defleksi negatif sesudah defleksi R.
T : gelombang yang timbul oleh repolarisasi ventrikel.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *