Intro. Manusia 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.
Listrik statis Yunani Kuno : Batu amber digosok dapat menarik benda kecil seperti jerami atau bulu (kata listrik dari bahasa yunani, electron = amber)
Elektrostatika
Saraf katak kontraksi otot 1786, periode hujan badai, Luigi Galvani: Menyentuh otot tungkai seekor katak dengan metal, teramati otot berkontraksi. Aliran listrik akibat badai merambat melalui saraf katak sehingga otot2nya berkontraksi. Impuls dalam sistem syaraf ion-ion yang mengalir sepanjang sel syaraf (mirip dengan aliran elektron dalam konduktor)
Ilmuwan.. 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 Millikan, 1869 1953, mencari harga muatan paling kecil, percobaan tetes minyak Millikan Muatan elektron e = 1,6 10-19 C Gilbert Du Fay Millikan
Hukum Biolistrik 1. Hukum Ohm : Perbedaan potensial antara ujung konduktorberbanding lurusdenganarusyang melewati, dan tahanan dari konduktor. V = I.R, ataui =V/R ataur=v/i V=tegangan (volt), I=kuat arus(ampere), R=hambatan (ohm) 2. Hukum Joule : Arus listrik yang melewati konduktor dengan beda potensial V, dalam waktu tertentu akan menimbulkan kalor. Q=W=P.t =VI.t Q=energi panas(joule), t=waktu(detik)
Bagaimana Kelistrikan & Kemagnetan di bidang Medis?? bagaimana wujud listrik dalam tubuh? berupa cairan / elemen kering seperti baterei? Dimana tempatnya? ada di: 1. Sel Syaraf & Neuron 2. Otot Jantung
Sel Syaraf & Neuron Sistem Saraf : (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 --------------------------------------------------------------- Fungsi: menerima, interpretasi dan menghantarkan aliran listrik.
Diagram struktur sel saraf inti myelin dendrit akson Sel saraf tubuh Terminal cabang Dari akson
Sel Saraf istirahat Setiap sel saraf menghasilkan sedikit ion negatif tepat di dalam sel dan ion positif tepat diluar membran sel V luar=0 mv Vdalam=-70 mv Di dalam sel terdapat ion Na+, K+, Cl- dan protein Sel saraf menggunakan difusi pasif dan transportasi aktif untuk mempertahankan distribusi ion melalui membran sel.
Membran sel istirahat (tidak ada impuls listrik), konsentrasi ion Na+ di luar sel >di dalam sel dalam sel lebih negatif drpd di luar sel Potensial Didalam sel +70 mv, diluar sel 0 mv, beda potensial=-70 mv Konsentrasi ion pada sel istirahat Ion Na+ K+ Cl- Lainnya Didalam (mmol/l) 15 150 9 156 Di luar (mmol/l) 145 5 120 30
Rangsangan sel saraf Potensial sel saraf istirahat dapat diganggu oleh: 1. Rangsangan Listrik 2. Kimia 3. Fisis/mekanik Jika 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 kuatdepolarisasi dari -90mV menjadi -50 mv ( potensial ambang), maka perubahan potensial menjadi terbuka. +50 0 depolarisasi Potensial aksi repolarisasi -50 Potensial ambang Potensial istirahat 1 ms 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
EKG EEG
Aktifitas Kelistrikan otot jantung 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
Anatomi Jantung 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.
Repolarisasi: epi endo Depolarisasi: endo epi 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 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.
Gelombang depolarisasi otot jantung