BIOLISTRIK TUBUH Menik Dwi kurniatie, S.Si., M.Biotech Program Studi Teknik Biomedis Universitas Dian Nuswantoro 2019 BIO + LISTRIK Mahkluk Hidup Rangkaian fenomena fisika yang berhubungan dengan kehadiran dan aliran muatan listrik So, pahami dulu Arus Listrik….. Apa itu Biolistrik ??? Biolistrik adalah daya listrik hidup yang terdiri dari pancaran electron-electron yang keluar dari setiap titik tubuh (titik energi) dan muncul akibat adanya rangsangan penginderaan Sumber Energi ??? Biolistrik = Sumber Energi = ATP Gerak berhubungan dengan adanya energi yang terdapat dalam tubuh makhluk hidup yang bersumber dari ATP (Adenosine Tri Posphate) yang dihasilkan oleh mitokondria dalam proses respirasi sel. Energi yang dihasilkan berupa ion-ion yang memiliki muatan yang berbeda-beda sehingga mengakibatkan timbulnya perbedaan bio potensial tegangan sel . Tegangan yang paling besar dihasilkan oleh sel-sel saraf (nefron) dan sel-sel otot (muscle). “ Biolistrik juga merupakan fenomena sel. Sel-sel mampu menghasilkan potensial listrik yang merupakan lapisan tipis muatan positif pada permukaan luar dan lapisan tipis muatan negative pada permukaan dalam bidang batas membrane. Kemampuan sel saraf (neurons) menghantarkan isyrat biolistrik sangat penting.” Nb: Pelajari dulu Sistem Transport pada membran 1. 2. 3. Kemampuan Sel Saraf (neurons) menghantarkan isyarat biolistrik sanagt penting Transmisi Sinyal Biolistrik (TSB) mempunyai sebuah alat yang dinamakan densdris yang berfungsi mentransmisikan isyarat dari sensor ke neuron Sinyal listrik yang dihasilkan oleh tubuh berfungsi mengendalikan dan mengoperasikan syaraf, otot dan berbagai organ Sinyal-sinyal listrik di dalam tubuh, mengenai : Sistem syaraf dan neuron Sinyal listrik dari otot dan jantung Potensial listrik syaraf Sistem Saraf dan Neuron SISTEM SARAF NEURON (SEL SARAF) Sistem Saraf dan Neuron Diagram Struktur Sel Saraf Perjalanan Impuls Saraf Pergerakan impuls saraf pada gerak sadar Pergerakan impuls saraf pada gerak sadar Polarisasi Depolarisasi Proses Transmisi Impuls Saraf Seperti sel tubuh lainnya, sel saraf dan otot memiliki potensial membran yang berkaitan dengan distribusi ion-ion tubuh yang tidak merata dan perbedaan permeabilitas ion Na+ dan K+ Sel saraf dan otot mampu mengalami perubahan yang cepat pada satu saat (eksitasi) pada potensial membrannya bila distimulasi, sehingga dapat berfungsi sebagai sinyal listrik Fluktuasi potensial mempunyai 2 bentuk dasar yaitu potensial berjenjang dan potensial aksi. Potensial Berjenjang awal mula dari potensial aksi. Dengan adanya potensial berjenjang dan potensial aksi ini, maka otot akan bergerak atau berkontraksi. Potensial Aksi Potensial aksi adalah suatu peristiwa yang terjadi antara neuron dalam rangka untuk mengirim pesan dari otak ke bagian-bagian tubuh yang berbeda, baik untuk tindakan sadar atau tak sadar. Dalam arti sederhana, potensial aksi dapat digambarkan sebagai pulsa listrik pendek yang dibuat di dalam badan sel neuron Proses Transmisi Impuls Saraf Seperti sel tubuh lainnya, sel saraf dan otot memiliki potensial membran yang berkaitan dengan distribusi ion-ion tubuh yang tidak merata dan perbedaan permeabilitas ion Na+ dan K+ Sel saraf dan otot mampu mengalami perubahan yang cepat pada satu saat (eksitasi) pada potensial membrannyabila distimulasi, shg dapat berfungsi sebagai sinyal listrik Fluktuasi potensial mempunyai 2 bentuk dasar yaitu potensial berjenjang dan potensial aksi. 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. alifis@corner - alifis.wordpress.com 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. alifis@corner - alifis.wordpress.com 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. depolarisasi Potensial aksi +50 repolarisasi 0 -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 alifis@corner - alifis.wordpress.com Polarisasi adalah keadaan dimana saraf sedang istirahat atau keadaan dimana saraf tidak sedang menjalankan rangsang.Pada keadaan ini muatan yang lebih negatif berada di sisi dalam membran sedangkan muatan yang lebih positif berada di sisi luar membran. Depolarisasi adalah keadaan dimana saraf sedang menjalankan rangsang. Keterbalikan dari proses polarisasi sehingga pada keadaan ini muatan yang lebih negatif berada di sisi luar membran sedangkan muatan yang lebih positif berada di sisi dalam membran 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 alifis@corner - alifis.wordpress.com Perjalanan Impuls Saraf Contoh : mekanisme sistem saraf TUGAS Buatlah essay dari sumber referensi bebas ( studi literatur beberapa jurnal atau buku tentang konsep munculnya listrik di dalam tubuh dari berbagai rangsangan (pengindraan, fisik, kimiawi) Hindari copy paste, biasakan mengutip dan bahas menggunakan bahasamu sendiri ( menggunakan bhs Indonesia yang benar) Format penulisan berisikan judul,isi (gambar atau skema), kesimpulan dan sumber referensi Minimal 4 lembar Batas pengumpulan 1 minggu sebelum UTS Email ke [email protected]
