1

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tujuandari elektrofisiologi ini adalah untuk mengetahui aktivitas listrik jantung yang terjadi karena adanya perubahan permeabilitas membrane sel yang memungkinkan pergerakan ion ion atau partikel. Adapun ion ion atau partikel yang akan kelompok kami bahas yaitu natrium, kalium, dan kalsium. Salah satu aspek penting yang akan dibahas yaitu tentang potensial aksi yang terjadi pada jantung. Berikut adalah penguraian singkat terhadap beberapa fase pada potensial aksi ini:1. Fase istirahat (Fase 4)2. Depolarisasi cepat (Fase 0) Upstroke3. Repolarisasi parsial fase 1 (spike)4. Pleteu fase 25. Repolarisasi cepat fase 3 (down upstroke)Sedangkan untuk jenis refrakter dan fase siklus elektrofisiologi yaitu ada dua jenis yang pertama periode refrakter absolut dan yang kedua periode refrakter relative.

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan dari dibuatnya makalah ini adalah agar mahasiswa dapat memahami dan mengetahui tentang elektrofisiologi. Serta mampu untuk menerapkan dan dapat mengetahui sberbagai fase yang ada dalam elektrofisologi. Sertatujuan dari petunjuk teknis ini adalah untuk memberikan pedoman bagi seluruh pembaca agar dpat lebih memahami apa pengertian elektrofisiologi.Sasaran yang diharapkan dapat dicapai melalui petunjuk teknis ini adalah:1. Setiap mahasiswa dapat benar benar memahami tentang elektrofisiologi;2. Setiap mahasiswa dapat benar benar mengerti setiap fase yang ada dalam elektofisiologi jantung;3. Peningkatan kualitas pelayanan kesehatan kepada masyarakat dengan menciptakan tenaga kesehatan yang berkualitas.

BAB IIISI

2.1 Sejarah

1. Caldani, 1856 : Menemukan kelistrikkan pada otot katak yang telah mati.2. Luigi Galvani, 1780 : Mulai mempelajari listrik pada tubuh hewan.3. Luigi Galvani, 1786 : Melaporkan hasil eksperimennya bahwa kedua kaki katak terangkat ketika diberikan aliran listrik lewat suatu konduktor.4. Arons, 1892 : Merasakan adanya aliran frekuensi tinggi melalui dirinya sendiri dan asistennya.5. Van Seynek, 1899 : Melakukan pengamatan tentang terjadinya panas pada jaringan yang disebabkan oleh aliran frekuensi tinggi.6. Schliephake, 1928 : Melaporkan tentang pengobatan penderita dengan mempergunakan short wave.

2.3 Definisi Biolistrik

Biolistrik merupakan fenomena kelistrikan dalam jaringan sel. Sel menghasilkan potensial listrik yang berupa lapisan tipis (thin film), bagian luar bermuatan positif, bagian dalam negatif.Dapat diamati dan diukur dalam sistem syaraf dan otot (dlm keadaan rehat mempunyai beda potensial 85 mV relatif terhadap bagian luar).

2.4 Dasar Biolistrik

Hukum Ohm : Perbedaan potensial antara ujung konduktor berbanding langsung dengan arus yang melewati, berbanding terbalik dengan tahanan dari konduktor.

Penjelasan: R : tahanan, ohm ()I : kuat arus, ampere (A)V : Tegangan, (volt)Hukum Joule : Arus listrik yang melewati konduktor dengan perbedaan tegangan (V) dalam waktu tertentu akan menimbulkan panas.

Penjelasan:T : waktu, detikJ : Joule = 0,239 kalArus Listrik :Banyaknya muatan listrik yang mengalir dalam sebuah penghantar.

Potensial :Perbedaan jumlah muatan listrik antara dua buah penghantar (V = V2 V1)Daya Listrik :Ukuran cepat rambat energi listrik untuk diubah menjadi eneri lain (disebut juga power)

2.5 Macam Macam Gelombang Arus Listrik

1. Arus bolak balik / sinusoidal2. Arus setengah gelombang3. Arus searah penuh tapi masih mengandung desir4. Arus searah murni5. Faradik6. Surged faradic / sentakan faradik7. Surged sinosoidal / sentakan sinusoidal8. Galvanik yang interuptus9. Arus gigi gergaji

2.6 Kelistrikan Saraf

Kecepatan impuls serat syaraf : serat syarat berdiameter besar kemampuan menghantarkan impuls lebih cepat dari yang berdiameter kecilSerat syarat ada 2 type :Bermyelin : banyak terdpt pd manusia. suatu insulator yang baik kemampuan mengaliri listrik sangat rendah. Aliran sinyal dapat meloncat dari satu simpul ke simpul yang lain. Tanpa myelin :Akson tanpa myelin diameter 1 mm kecepatan 20 -50 m/s.Akson bermyelin diameter 1 m kecepatan 100 m/s.Dalam keadaan biasa konsentrasi ion Na+ lebih besar diluar sel daripada di dalam sel - 90 mV (dalam keadaan istirahat) Polarisasi

Bila ada rangsangan pada membran sel, butir2 membran akan berubah dan beberapa ion Na+ akan masuk ke dalam sel di dalam sel akan berkurang negatifdepolarisasi.

Suatu rangsangan yang cukup kuat mencapai titik tertentu sehingga dapat menimbulkan depolarisasi membran (titik tsb dinamakan nilai ambang), proses depolarisasi akan berlanjut potensial membran akan naik dengan cepat secara tiba-tiba disebut potensial aksi (< 1 m detik).

Segera setelah potensial aksi mencapai puncak mekanisme pengangkutan di dalam sel membran dgn cepat mengembalikan ion Na+ ke luar sel sehingga mencapai potensial membran istirahat (- 90 mV) Repolarisasi.

2.7 Kelistrikan Otot Jantung

Otot Jantung (miokardium) berbeda dengan syaraf dan otot bergaris.1. Ion Na+ mudah bocor sehingga setelah repolarisasi,ion Na+ akan masuk kembali ke sel Depolarisasi spontan.2. (Nilai ambang dan potensial aksi tanpa memerlukan rangsangan dari luar).3. Sel otot jantung akan mencapai nilai ambang dan potensial aksi pada kecepatan yang teratur Natural Rate / kecepatan dasar membran sel.Untuk menentukan natural rate dihitung dari mulai depolarisasi spontan sampai nilai ambang setelah repolarisasi. Yang mempengaruhinya :1. Potensial membran istirahat.2. Tingkat dari nilai ambang.3. Slope dari depolarisasi spontan terhadap nilai ambang.Ada sekumpulan sel utama yang secara spontan menghasilkan potensial aksi yang akan dengan cepat mendepolarisasi sel otot miokardium yang sedang mengalami istirahat Pace Maker / perintis jantung.

+40-900Nilai Ambang

2.8 Macam Macam Potensial Aksi

2.9 Elekroda

Untuk mengukur potensial aksi secara baik dipergunakan elektroda.Bahan yang dipakai sebagai elektroda adalah perak dan tembagaApabila sebuah elektroda tembaga dan sebuah elektroda perak dicelupkan ke dalam larutan misalnya larutan elektrolit seimbang cairan tubuh maka akan terjadi perbedaan potensial antara kedua elektroda itu.Perbedaan potensial ini kira-kira sama dengan perbedaan antara potensial kontak kedua logam disebut potensial offset elektroda.Apabila sebuah elektroda tembaga dan elektroda perak ditempatkan dalam bak berisi elektrolit akan terdapat perbedaan potensial sebesar 0,80 0,30 = 0,46 V.

Perbedaan potensial sebesar 0,46 V dapat dijumpai bila kedua tangan penderita disambung melalui elektroda tembaga dan elektroda perak pada jalan masuk instrumen yang dipakai untuk pengukuran. Dalam praktek perbedaan potensial offset elektroda harus dibuat sekecil mungkin/mendekati nol, akan tetapi selalu tidak mungkin dan akan terjadi drift (penurunan tegangan secara perlahan-lahan). Untuk mendapatkan potensial offset elektroda sekecil mungkin, elektroda tidak disambung pada amplifier tegangan searah melainkan dilapisi pasta/jelly. Pemilihan bahan sebagai elektroda sangat penting terutama bahan elektroda dapat disterilkan dan tidak mengandung racun pilihan utama adalah perak dan ditutupi lapisan tipis perak chlorida (AgCl).2.10 Macam Macam Elektroda

1. Elektroda jarum (mikro elektroda) berbentuk konsentrik (concentric elektroda) untuk mengukur aktivitas motor unit tunggal Elektroda terbuat dari baja anti karat.

2. Elektroda mikropipet terbuat dari gelas pipa gela dipanaskan lalu ditarik cepat-cepat kemudian ujung gelas tersebut dipotong, diameternya tidak lebih dari 0,5 Um, dalam pipa diisi elektrolit sehingga diperoleh kontak penyaluran yang baik dengan kawat perak sehingga dapat dipergunakan untuk menyalurkan potensial kedalam sebuah sel untuk mengukur potensial biolistrik dekat atau didalam sel.

3. Elektroda permukaan kulit, terbuat dari metal/logam yang tahan karat, misalnya perak, nikel atau alloy.A. Bentuk plat untuk mengukur listrik permukaan tubuh EKG, EEG dan EMG, di daerah yang akan diletakkan elektroda digosok dengan saline solution, atau diganti dengan jelly atau pasta.

B. Bentuk suction cup

2.11 Pengertian Elektrofisiologi

Aktivitas listrik jantung merupakan aktivitas dari perubahan permiabilitas membrane sel yang memungkinkan pergerakan ion-ion melalui membran.Listrik jantung terjadi akibat ion (partikel bermuatan seperti natrium, kalium, dan kalsium) bergerak menembus membrane sel. Perbedaan muatan listrik yang tercatat dalam sebuah sel mengakibatkan potensial aksi jantung.Pada keadaan istirahat, otot jantung terdapat dalam keadaan terpolarisasi, artinya terdapat perbedaan muatan antara bagian dalam membrane yang bermuatan negative dan bagian luar yang bermuatan positif. Siklus jantung bermula saat dilepaskannya impuls listrik, mulailah fase depolarisasi. Permeabilitas membrane sel berubah dan ion bergerak melintasinya. Dengan bergeraknya ion ke dalam sel, maka bagian dalam sel akan menjadi positif. Kontraksi otot terjadi setelah depolarisasi. Sel otot jantung normalnya akan mengalami depolarisasi ketika sel sel tetangganya mengalami depolarisasi (meskipun dapat terdepolarisasi akibat stimulasi listrik eksternal). Depolarisasi sebuah sebuah sel system hantaran khusus yang memadai akan mengakibatkan depolarisasi dan kontraksi seluruh miokardium. Repolarisasi terjadi saat sel kembali ke keadaan dasar (menjadi lebih negative), dan sesuai dengan relaksasi otot miokardium.Setelah influks natrium cepat ke dalam sel selama depolarisasi, permeabilitas membrane sel terhadap kalsium akan berubah, sehingga memungkinkan ambilan kalsium ke dalam sel. Influks kalsium, yang terjadi selama fase plateau repolarisasi, jauh lebih lambat daripada natrium dan berlangsung lebih lama. Interaksi antara perubahan voltase membrane dan kontraksi otot dinamakan kopling elektromekanikal.Otot jantung, tidak seperti otot lurik atau otot polos, mempunyai periode refraktori yang panjang, pada saat sel tidak dapat distimulasi untuk berkontraksi. Hal tersebut melindungi jantung dari kontraksi berkepanjangan (tetani), yang dapat mengakibatkan henti jantung mendadak.Kopling elektromekanikal dan kontraksi jantung yang normal tergantung pada komposisi cairan intertisial sekitar otot jantung. Perubahan konsentrasi kalium darah juga penting, karena kaium mempengaruhi kalium mempengaruhi voltase listrik normal sel.

2.12 Potensial Aksi

Aktivitas listrik jantung terjadi akibat perubahan permeabilitas yang memungkinkan terjadi transport ion melewati saluran cepat dan saluran lambat terutama ion Na, K, Ca.Potensial aksi terdiri dari 5 fase:1.Fase istirahat(fase 4)Terjadi perbedaan potensial, di dalam sel(-) di luar sel(+) yang menyebabkan terjadinya polarisasi akibat permeabilitas terhadap Na-K terutama K. selanjutnya K akan merembes keluar sel.2.Depolarisasi cepat(fase0)- upstrokeAkibat permeabilitas Na meningkat kemudian Na akan masuk melalui saluran cepat menyebabkan keadaan didalam(+) diluar(-)3.Repolarisasi parsial-fase 1(spike)Mendadak terjadi perubahan kadar ionsebagai penyeimbang, ion negative akan masuk, kemudian trjadi inaktivasi sal.Na .4.Plateu-fase 2Tidak terjadi perubahan muatan listrik, ion masuk seimbang dengan ion yang keluar.K, Na, Ca masuk melalui saluran lambat.5.Repolarisasi cepat fase 3(down upstroke)Aliran Ca& Na inaktif, permeabilitas terhadap K meningkat, kalium akan keluar menyebabkan keadaan di dalam(-) dan diluar(+).

2.13 Komponen Komponen Eksitasi Jantung

1.SA Node ( Sino-Atrial Node )Simpuls sino-atrial (S-A) merupakan kepingan berbentuk sabit yang mengalami spesialisasi dengan lebar kira-kira 3mm-1cm ; simpul Ini terletak pada dinding posterior atrium masing-masing berdiameter 3-5mikro, berbeda dengan serabut atrium sekitarnya yang berdiameter 15-20mikro. Tetapi serabut S-A berhubungan langsung dengan atrium sehingga setiap potensial aksi yang mulai pada simpul S-A segera menyebar ke atrium.Serabut sino-atrial sedikit berbeda dari sebagian terbesar serabut otot jantung lainnya, yaitu hnya mempunyai potensial membrane istiraha dari -55 milivolt sampai -60 milivolt,dibandingkan dengan -85 sampai -95milivolt pada sebagian terbesar serabut lainnya. Potensial istirahat yang rendah ini disebabkan oleh sifat membrane yang mudah ditembus ion natrium.Kebocoran natrium ini menyebabkan eksitasi-sendiri dari serabut S-A.2.AV Node (Atrio-Ventricular Node)Ujung serabut simpul S-A bersatu serabut otot atrium yang ada disekitarnya, dan pontensial yang berasal dari simpul S-A berjalan ke luar, masuk tersebut. Dengan jalan ini, pontensial aksi menyebar ke seluruh masa otot dan akhirnya juga ke simpul A-V. Kecepatan penghataran dalam otot atrium sekitar 0,3 meter per detik. Tetapi, penghatar dalam otot atrium, sebagian diantaranya sedikit lebih cepat dalam beberapa berkas kecil serabut otot atrium sebagian diantarnnya berjalan langsung dari simpul S-A ke simpul A-V dan menghantarkan implus jantung dengan kecepatan sekitar 0,45 sampai 0,6 meter perdetik.Llintasan ini, yang dinamakan lintasan inernodal.Sel-sel dalam AV Node dapat juga mengeluarkan impuls dengan frekuensi lebih rendah dan pada SA Node yaitu : 40 60 kali permenit. Oleh karena AV Node mengeluarkan impuls lebih rendah, maka dikuasai oleh SA Node yang mempunyai impuls lebih tinggi. Bila SA Node rusak, maka impuls akan dikeluarkan oleh AV Node.3.Berkas HisTerletak di septum interventrikular dan bercabang 2, yaitu :a.Cabang berkas kiri ( Left Bundle Branch)b.Cabang berkas kanan ( Right Bundle Branch ). Setelah melewati kedua cabang ini, impuls akan diteruskan lagi ke cabang-cabang yang lebih kecil yaitu serabut purkinye.c.Serabut PurkinyeSerabut purkinye ini akan mengadakan kontak dengan sel-sel ventrikel. Dari sel-sel ventrikel impuls dialirkan ke sel-sel yang terdekat sehingga seluruh sel akan dirangsang. Di ventrikel juga tersebar sel-sel pace maker (impuls) yang secara otomatis mengeluarkan impuls dengan frekuensi 20 40 kali permenit.

2.14 Isyarat Listrik Tubuh

Isyarat listrik tubuh merupakan hasil perlakuan kimia dari tipe-tipe sel tertentu. Dengan mengukur isyarat listrik tubuh secara selektif sangat berguna untuk memperoleh informasi klinik tentang fungsi tubuhYang termasuk dalam isyarat tubuh adalah :1. EMG (elektromiogram)2. ENG (elektroneogram)3. ERG (elektroretinogram)4. EOG (elektrookulogram)5. EGG (elektrogastrogram)6. EEG (elektroensefalogram)7. EKG (elektrokardiogram)

2.15 Aktivitas Kelistrikan Otot Jantung

Depolarisasi sel membran otot jantung (miokardium) oleh perambatan potensial aksi dengan menghasilkan kontraksi otot. Sel otot jantung mempunyai :a. High speed conductive pathway (konduksi berjalan dengan kecepatan tinggi).b. Long refractory period (periode refraker yang panjang) lamanya repolarisasi dan periode refrakter pada otot jantung (miokardium) 100 kali lebih lama daripada otot bergaris.c. Automatisasi sel jantung tidak menghendaki rangsangan dari luar untuk mencapai nilai ambang melainkan mempunyai kemampuan sendiri yaitu depolarisasi spontan tanpa rangsangan dari luar.

2.16 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.1. SA node mengalami gelombang depolarisasi ke atrium kiri dari atrium kanan dalam 70 sekon terjadi kontraksi atrium.2. Gelombang depolarisasi berlanjut ke AV node AV node mengalami depolarisasi.3. Gelombang dari AV node melalui bundle of his (BH)dan diteruskan ke bundle branch (BB) BB mengalami depolarisasi.4. Diteruskan ke jaringan purkinye endokardium berakhir di epikardium terjadi kontraksi otot jantung.5. Setelah repolarisasi, miokardium relaksasi.

Repolarisasi: epi endoDepolarisasi: endo epi

2.17 Sinyal Listrik Jantung

Penjelasan:1. P : gelombang yang timbul karena depolarisasi atrium.2. Q : defleksi negatif pertama sesudah gelombang P dan yang mendahului defleksi R, dibangkitkan oleh depolarisasi permulaan ventrikel.3. R : defleksi positif pertama sesuadah gelombang P dan yang ditimbulkan oleh depolarisasi utama ventrikel.4. S : defleksi negatif sesudah defleksi R.5. T : gelombang yang timbul oleh repolarisasi ventrikel.

Daftar Pustaka1. Gabriel, J.F, Fisika Kedokteran, EGC, Jakarta, 1996.2. Cameron, J.R, dkk, Fisika Tubuh Manusia, EGC, Jakarta, 2006.3. Guyton & Hall, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran edisi 9, EGC, Jakarta, 1997.