Arus Listrik pada Tubuh Manusia

Pertanyaannya apakah arus listrik dapat mengalir dalam tubuh manusia? Apakah dalam tubuh manusia memungkinkan terjadinya aliran elektron?. Hidup tergantung pada perubahan sinyal-sinyal dari molekul-molekul melalui vibrasinya. Melalui perubahan sinyal-sinyal tersebut fungsi-fungsi biologi dapat dikontrol. Vibrasi molekul-molekul merupakan frekuensi gelombang elektromagnetik yang mengirim sinyal-sinyal. Air merupakan media transmisi pesan  berkecepatan tinggi diantara molekul. Bisa kita bayangkan jutaan molekul secara biologi saling komunikasi pada kecepatan cahaya. Gerak vibrasi-vibrasi molekul biologi tersebut menghasilkan frekuensi gelombang elektromagnetik yang menghasilkan arus listrik sehingga dapat menimbulkan medan elektro-magnetik. 

UNIT 2: Pesawat Sederhana dalam Kehidupan

Kerja sistem syaraf dan otak bahkan pertumbuhan tulang terjadi melalui mekanisme kelistrikan. Sinyal-sinyal listrik tubuh merupakan deksriptor terbaik semua fungsi hidup berbagai organ. Itulah sebabnya dunia kedokteran modern tengah fokus pada penelitian tentang pemanfaatan listrik tubuh dalam menangani pasiennya. Pada gambar  di atas tampak bahwa impuls-impuls atau sinyal-sinyal syaraf dalam sistem syaraf manusia dihantarkan dari reseptor sampai kepada efektor, melalui aliran partikel-partikel bermuatan listrik positif yang searah dengan aliran impuls. Semakin banyak ion-ion bermuatan yang dialirkan semakin banyak impuls syaraf yang disalurkan. Akibat dari partikel-partikel bermuatan listrik dalam tubuh manusia menyebakan manusia dapat tersengat listrik atau dialiri oleh arus listrik.

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). Tegangan sel dapat bertahan konstan dalam jangka waktu yang lama, namun dapat pula diubah melalui suatu perlakuan internal maupun eksternal dalam bentuk gangguan atau rangsangan (fires). Pengubahan nilai tegangan pada sel akan menghasilkan suatu pulsa tegangan (voltage pulses). Efek yang ditimbulkan oleh pengubahan tengangan ini sangat bergantung pada jenis selnya. Sel-sel saraf, oleh karena pengubahan nilai tegangan selnya, dapat menghasilkan pulsa tegangan yang dapat dirambatkan ke berbagai sel lainnya untuk memberi informasi tentang hal-hal yang kita rasakan dari panca indra.  

UNIT 2: Pesawat Sederhana dalam Kehidupan UNIT 2: Pesawat Sederhana dalam Kehidupan UNIT 2: Pesawat Sederhana dalam Kehidupan

Tiga macam sel syaraf, yaitu: (1) Sel-sel saraf sensorik atau aferen, Sel saraf sensorik berfungsi menghantarkan rangsangan dari reseptor  yaitu alat-alat indera ke saraf pusat yaitu otak dan sumsum tulang belakang, (2) Sel saraf motorik/eferen. Sel saraf motorik berfungsi menghantarkan impuls motorik dari susunan saraf pusat ke efektor yaitu otot dan kelenjar, (3) Sel saraf penghubung/ Asosiasi. Sel saraf penghubung berfungsi menghubungkan sel saraf sensoris  dengan sel saraf motoris. Pergerakan Implus Syaraf Listrik pada gerak sadar dapat dilihat pada gambar berikut.

 

Pergerakan impuls syaraf pada gerak tak sadar dapat digambarkan sebagai berikut:                                                                                          

 

Dapat dikatakan bahwa semua aktivitas hidup manusia dan makhluk hidup lainnya melibatkan fenomena kelistrikan yang dihasilkan oleh jutaan molekul biologi tubuh kita. Oleh karena itu, tubuh manusia merupakan penghantar arus listrik (konduktor).  

Gejala Bioelektrik pada Saraf

Perjalanan impuls saraf menuju ke efektor/otot sangat cepat karena proses kelistrikan pada sel saraf. Hal ini berbeda dengan penghantaran sinyal menggunakan zat kimia misalnya hormon yang besifat lambat.

Tubuh manusia mengandung ion positif dan ion negatif. Ion penyebab muatan negatif di dalam tubuh manusia adalah Cl^-, sedangkan penyebab muatan positif adalah Ca²⁺ dan Na⁺. Salah satu peristiwa fisiologi yang menggunakan gejala kelistrikan di dalam tubuh manusia adalah penghantaran impuls saraf. Manusia memiliki sistem saraf yang mengendalikan gerakan otot. Jika saraf tidak berfungsi maka otot tidak dapat berfungsi. Ada banyak kasus yang dapat ditemui dalam kehidupan sehari-hari pada orang yang mengalami tekanan darah tinggi. 

Unit struktural dari sistem saraf adalah sel saraf atau yang disebut neuron. Neuron tersusun dari badan sel dan uluran-uluran yang keluar dari badan sel. Di Efektor dalam badan sel terdapat inti, mitokondria, badan/kompleks golgi, dan neurofibril, sehingga neuron mampu bermetabolisme. Uluran neuron yang pendek dan bercabang-cabang disebut dendrit dan yang panjang disebut neurit atau akson. Dendrit menghantarkan impuls saraf menuju badan sel, sebaliknya neurit mengantarkan impuls saraf dari badan sel saraf menuju otot. 

UNIT 2: Pesawat Sederhana dalam Kehidupan

Berdasarkan fungsinya, neuron dibedakan tiga jenis yaitu neuron sensorik, neuron motorik, dan neuron penghubung. Neuron sensorik atau yang disebut neuron aferen menghantarkan impuls dari reseptor menuju ke pusat saraf. Neuron motorik merupakan neuron yang menghantarkan impuls saraf menuju ke otot rangka, sehingga aksonnya berakhir pada otot rangka. Neuron konektor berada di pusat saraf (otak dan sumsum tulang belakang) merupakan neuron yang menghantarkan impuls dari satu neuron ke neuron lainnya. 

Salah satu sifat neuron adalah permukaan luarnya bermuatan positif, sedangkan bagian dalamnya bermuatan negatif. Jadi ada perbedaan potensial antara bagian luar dengan bagian dalam neuron tersebut. Neuron yang istirahat bagaikan  sebuah baterai dengan potensial sebesar -70 milivolts. Dalam keadaan demikian neuron disebut dalam keadaan “polarisasi”.

Bila neuron tersebut dirangsang, ditempat dimana dirangsang terjadi penurunan beda potensial atau muatannya justru berubah, yaitu bagian luarnya menjadi negatif sedangkan bagian dalamnya menjadi positif. Neuron dalam keadaan demikian disebut “depolarisasi”. Hal ini disebabkan masuknya ion Na⁺ ke dalam sel. Tahap berikutnya K⁺ perlahan-lahan di pompa keluar sehingga di dalam sel kembali bermuatan negatif dan di luar sel bermuatan positif, artinya sel kembali ke keadaan polarisasi.

Posted in: materi IPA