EFEK FISIOLOGI ARUS

EFEK FISIOLOGI ARUS

Selisih potensial dan arus listrik memainkan peranan yang sangat penting dalam system saraf hewan. Konduksi implus saraf pada dasarnya adalah proses listrik, walaupun mekanisme konduksi itu jauh lebih rumit daripada dalam material sederhana seperti logam. Sebuah serat saraf atau akson, dimana sebuah implus listrik dapat berjalan, mempunyai membrane silindris dengan satu fluida konduksi didalamnya dan fluida konduksi lainnya diluarnya. Dalam kondisi istirahat satu-satunya benda bermuatan yang dapat melewati membrane itu adalah ion kalium bermuatan, yang bocor keluar dari akson itu ke sekitarnya. Ini membiarkan bagian dalam akson itu dengan muatan negative netto dan potensial sebesar kira-kira -70mV terhadap fluida luar.

            Bila sebuah rangsangan listrik diberikan ke akson itu, membrane itu untuk sementara menjadi lebih permeable terhadap ion-ion lain dalam fluida itu, yang menimbulkan perubahan selisih potensial local. Gangguan ini dinamakan potensial aksi, merambat sepanjang membrane itu sebagai sebuah pulsa dengan laju yang ordenya sebesar 30 m/s. keseluruhan pulsa itu melewati sebuah titik tertentu sepanjang akson dalam beberapa milisekon, setelah membrane itu pulih kembali dan selisih potensial itu kembali kenilainya yang semula.

            Sifat listrik dari implus saraf menerangkan mengapa tubuh peka terhadap arus listrik yang diberikan dari luar. Arus melalui tubuh sekecil 0,1 Ampere saja dapat sangat membahayakan, karena arus itu mengganggu proses saraf yang pokok seperti proses saraf dalam jantung. Bahkan arus yang lebih kecil juga dapat sangat berbahaya. Arus sebesar 0,01 Ampere yang melalui lengan atau kaki akan menyebabkan aksi otot kejang yang kuat dan rasa sakit yang cukup besar; dengan arus sebesar 0,02 Ampere, seorang yang memegang konduktor yang membebankan sengatan listrik itu biasanya tidak mampu melepaskan konduktor itu. Arus sebesar ini yang melalui dada dapat menyebabkan fibrilasi kamar (bilik) jantung, yakni kekejangan otot jantung yang memompa sangat sedikit darah. Secara mengherankan, arus yang sangat besar (melebihi 0,1 Ampere) cenderung kurang menyebabkan fibrilasi yang sanag membahayakan karena otot jantung itu “diapit” dalam satu posisi. Jantung itu sebetulnya berhenti berdebyut dan lebih cenderung kembali berdenyut normal ketika arus itu hilang. Defibrillator listrik yang digunakan untuk keadaan darurat pengobatan memberikan pulsa arus yang besar untuk menghentikan jantung itu (dan fibrilasi) untuk member kesempatan pada jantung itu memulihkan irama normalnya.

            Fluida tubuh biasanya adalah konduktor yang cukup baik karena konsentrasi ionnya yang cukup besar. Sebagai perbandingan, hambatan kulit relative tinggi, berkisar dari 500 kΩ untuk kulit yang sangat kering sampai kurang lebih 1000 Ω untuk kulit yang lembab, yang bergantung juga pada luas kontak. Jika R=1000 Ω, sebuah arus sebesar 0,1 A mengharuskan selisih potensial sebesar 100 V. Seandainya bukan karena hambatan tinggi dari kulit, maka naterai senter 1,5 V biasa pun dapat menghasilkan kejutan yang berbahaya.

            Sebagai ikhtisar, arus listrik memiliki 3 macam bahaya berbeda : Interferensi dengan system saraf , cedera yang disebabkan oleh aksi otot kejang, dan luka bakar karena pemanasan. Pesan moral dari cerita yang agak mengerikan ini adalah bahwa dibawah kondisi tertentu tegangan sekecil 10 V pun dapat berbahaya. Semua rangkaian listrik dan peralatan listrik seharusnya selalu ditangani dengan penuh kehati-hatian.

            Pada sisi positifnya, arus bolak-balik dengan frekuensi yang ordenya sebesar 10⁶ Hz tidak berinterferensi secara nyata dengan proses saraf dan dapat digunakn untuk pengobatan melalui pemanasan untuk kondisi penyakit encok, radang membrane lender, dan penyakit lain. Jika suatu elektroda dibuat sangat kecil, pemanasan terkonsentrasi yang dihasilkan dapat digunakan untuk penghancuran jaringan lokan seperti tumor atau untuk memotong jaringan dalam prosedur pembedahan tertentu.

            Kajian mengenai implus saraf tertentu adalah sebuah alat diagnosis yang penting dalam ilmu kedokteran. Contoh yang paling dikenal adalah elektrokardiografi dan electroencephalography. Elektrokardiogram, yang didapat dengan merekam selisih potensial yang berubah-berubah secara teratur, digunakan untuk mengkaji fungsi jantung. Elektroda yang diikatkan ke kulit kepala mengirimkan pengkajian potensial-potensial dalam otak, dan pola yang dihasilkan dapat membantu dalam mendiagnosis penyakit seperti epilepsy atau tumor otak.