Saturday, December 15, 2018

Prinsip Biomekanika dan Biolistrik dalam Keperawatan, Potensial Listrik pada Berbagai Keadaan Sel, Pengantaran Impuls di dalam Tubuh dan Transmisi Sinaps


MAKALAH
ILMU DASAR KEPERAWATAN 1





Di Susun Oleh:
Noor Putri Elliya
NIM:
1803064
Program Studi:
S1 Keperawatan


SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN KARYA HUSADA
SEMARANG

2018



Prinsip Biomekanika dan Biolistrik dalam Keperawatan
A.    Biomekanika dalam Keperawatan
1.      Pengertian Biomekanika
      Menurut Frankel dan Nordin pada tahun 1980: Biomekanika merupakan ilmu mekanika teknik untuk analisa sistem kerangka otot manusia. (Chaffin, 1991) secara umum mendefinisikan biomekanika, yaitu: Biomekanika menggunakan konsep fisika dan teknik untuk menjelaskan gerakan pada bermacam-macam bagian tubuh dan gaya yang bekerja pada bagian tubuh pada aktivitas sehari-hari. Kajian biomekanik dapat dilihat dalam dua perspektif, yaitu kinematika yang lebih menjurus pada karakteristik gerakan yaitu meneliti gerakan dari segi ruangan yang digunakan dalam waktu yang bersifat sementara tanpa melihat gaya yang menyebabkan gerakan.
      Biomekanika adalah disiplin sumber ilmu yang mengintegrasikan faktor-faktor yang mempengaruhi gerakan manusia, yang diambil dari pengetahuan dasar fisika, matematika, kimia, fisiologi, anatomi dan konsep rekayasa untuk menganalisa gaya yang terjadi pada tubuh.

2.      Hukum Dasar Biomekanika
a.       Hukum Newton
Hubungan fundamental pada mekanika klasik tercakup dalam hukum tentang gerak yang dikemukakan oleh Isaac Newton, seorang ilmuwan Inggris.
Ada 3 hukum dasar biomekanika,yaitu:
1)      Hukum I Newton
       “Sebuah benda terus berada pada keadaan awalnya yang diam atau bergerak dengan kecepatan konstan kecuali benda itu dipengaruhi oleh gaya yang tak seimbang, atau gaya luar neto”. Jika F=0 maka status benda adalah inersia (selalu ingin mempertahankan kedudukannya). F= Gaya yaitu penyebab terjadinya gerakan. Semua objek atau benda akan bergerak apabila ada gaya yang mengakibatkan pergerakab itu (sifat kelembaman). Contoh: Tubuh yang diam akan tetap diam, dan tubuh yang bergerak akan tetap bergerak dalam kecepatan yang konstan, kecuali dipengaruhi oleh gaya yang tidak seimbang.
2)      Hokum II Newton
      “Apabila ada gaya yang bekerja pada suatu benda maka benda akan mengatur percepatan yang arahnya sama dengan arah gaya “. Newton I digunakan untuk mengukur suatu pengamatan. percepatan sebuah benda (a) berbanding terbalik dengan massanya (m) dan sebanding dengan gaya neto (F) yang bekerja padanya.
Maka hubungan gaya (F) dan percepatan oleh Newton dirumuskan:
F = m . a
   = P/t
   =m . v/t
v = s/t
a = v/t
Keterangan:
m : massa benda (kg)
a : percepatan (m/s2)
F : gaya (Newton)
3)      Hukum III Newton
      Gaya-gaya selalu terjadi berpasangan. Jika benda A, mengerjakan sebuah gaya pada benda B, gaya yang sama besar dan berlawanan arah dikerjakan oleh benda B pada benda A. Rumusnya F aksi = F reaksi
Keterangan: F aksi = gaya yang bekerja pada benda.
                     F reaksi = gaya reaksi benda akibat gaya aksi.

      Hukum ketiga menyatakan bahwa “tidak ada gaya timbul di alam semesta ini, tanpa keberadaan gaya lain yang sama dan berlawanan dengan gaya itu”.
Jika sebuah gaya bekerja pada sebuah benda (aksi) maka benda itu akan mengerjakan gaya yang sama besar namun berlawanan arah (reaksi). Dengan kata lain gaya selalu muncul berpasangan. Tidak pernah ada gaya yang muncul sendirian. Contoh: Saat berjalan, hentakan kaki atau sepatu ke permukaan lantai biasanya mengartikan bahwa orang tersebut menekankan kakinya ke permukaan lantai dengan gaya reaksi bumi yang sama melalui lantai pada kaki tersebut.
3.      Torka (Torsis)
Torka adalah perkalian gaya (F) dengan lengan gaya (L) yang menyebabkan gerak rotasi. Torsis = F L sin teta
4.      Jenis-jenis Gaya
a.       Gaya Berat
            Berat sebuah benda adalah gaya tarikan gravitasi antara benda dan bumi. Gaya ini sebanding dengan massa m benda itu dan medan gravitasi yang juga sama dengan percepatan gravitasi jatuh bebas: Berat benda sifat intrinsik benda.Berat bergantung pada lokasi benda, karena g bergantung pada lokasi. Gaya berat selalu tegak lurus kebawah dimana pun posisi benda diletakkan, apakah dibidang horisontal, vertikal ataupun bidang miring.
b.      Gaya Normal
            Gaya normal adalah gaya yang bekerja pada bidang sentuh antara dua prmukaan yang bersentuhan dan arahnya selalu tegak lurus bidang sentuh.
c.       Gaya Gesek
            “Bila dua benda dalam keadaan bersentuhan, maka keduanya dapat saling mengerjakan gaya gesekan”. Gaya-gaya gesekan itu sejajar dengan permukaan benda-benda di titik persentuhan.
5.      Gaya-gaya pada Tubuh Manusia
a.       Gaya pada tubuh merupakan sebuah permukaan dan dapat kita ketahui. Contohnya saat kita menabrak objek, kita merasakan adanya gaya yang bekerja pada tubuh kita.
b.      Gaya dalam tubuh yaitu gaya yang tidak diketahui. Contoh: gaya otot yang menyebabkan mengalirnya darrah dan paru-paru yang memperoleh udara.
Gaya pada tubuh ada 2 tipe, yaitu:
1.      Gaya Pada Tubuh Dalam Keadaan Statis
    “Bila gaya selama domain waktu tertentu bisa (magnitude) dan arah vektornya tetap konstan adalah gaya statis” Gaya statis terjadi memang beban yang dikenakan besarnya tetap sepanjang waktu. Dalam hal ini massa konstan, dan percepatan adalah merupakan gradien percepatan terhadap waktu. Untuk kondisi statis berarti diam atau kecepatan Nol (0).
   Statis: Tubuh dalam keadaan setimbang, jumlah gaya dan momen gaya yang ada sama dengan nol.
Ada 3 kelas sistem pengumpil:


a)      Kelas pertama (Titik tumpuan terletak diantara gaya berat dan otot). Contoh: kepala dan leher.



b)      Kelas kedua (Gaya berat diantara titik tumpu dan gaya otot). Contoh: tumit menjinjit.



c)      Kelas ketiga (Gaya otot terletak diantara titik tumpuan dan gaya berat). Contoh: otot lengan.

2.      Gaya Pada Tubuh Dalam Keadaan Dinamis
     “Bila gaya besar atau arah vektornya berubah terhadap waktu merupakan gaya-gaya dinamis”. Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis adalah kemampuan untuk mempertahankan kesetimbangan ketika bergerak. Untuk harga yang konstan, maka gaya saat akhir domain waktu: gaya adalah aksi atau agen yang menyebabkan benda bermassa bergerak dipercepat. Kesetimbangan merupakan interaksi yang kompleks dari integrasi/interaksi sistem sensorik (vestibular, visual, dan somatosensorik termasuk proprioceptor) dan muskuloskeletal (otot, sendi, dan jar lunak lain) yang dimodifikasi/ diatur dalam otak (kontrol motorik, sensorik, basal ganglia, cerebellum, area asosiasi) sebagai respon terhadap perubahan kondisi internal dan eksternal. Dipengaruhi oleh beberapa faktor lain seperti, usia, motivasi, kognisi, lingkungan, kelelahan, pengaruh obat dan pengalaman terdahulu.
B.     Biolistrik pada Tubuh Manusia
1.      Pengertian Biolistrik
      Biolistrik adalah daya listrik hidup yang terdiri dari pancaran elektron-elektron yang keluar dari setiap titik tubuh (titik energi) dan muncul akibat adanya rangsangan penginderaan.

2.      Hukum-hukum dalam Biolistrik
a.       Hukum Ohm
Hukum Ohm menyatakan bahwa :
Perbedaan potensial antara ujung konduktor berbanding langsung dengan arus yang melewati, dan berbanding terbalik dengan tahanan dari konduktor”.
R ꞊ V/I
Keterangan:
R         : hambatan (Ω)
I           : kuat arus (ampere)
V         : tegangan (Volt)
b.      Hukum Joule
Hukum joule menyatakan bahwa :
Arus listrik yang melewati konduktor dengan beda potensial (V), dalam waktu tertentu akan menimbulkan panas”.
W =V I t  (untuk satuan Joule)
H = 0,24. V. I. t (untuk satuan Kalori)
Keterangan:
W        : energi panas yang ditimbulkan (joule)
V         : tegangan (Volt)
I           : arus (A)
t           : waktu lamanya arus mengalir (second).

3.      Kelistrikan dan Kemagnetan dalam Tubuh
Kelistrikan dan kemagnetan yang ada dalam tubuh:
a.       Sistem syaraf dan neuron
            System syaraf terbagi dua bagian yaitu system saraf pusat dan otonom. Sistem syaraf pusat terdiri dari otak, medulla spinalis dan perifer.saraf perifer ini adalah saraf yang mengirim informasi ke sensoris ke otak atau medulla spinalis di sebut saraf efferen sedangkan saraf yang menghantarkan dari otak atau medulla spinalis ke otot serta kalenjar di sebut system saraf efferen sedangkan saraf otonom mengatur organ tubuh seperti jantung usus dan kalenjar sehingga pengontrolan system ini di lakukan dengan tidak sadar yakni bekerja sendiri.
b.      Kelistrikan saraf
            Dalam bidang neurotami akan dibicarakan kecepatan implus serta saraf,serta yang berdiameter besar mempunyai kemampuan menghantarkan implus lebih cepat daripada serta saraf yang mempunyai diameter lebih kecil.Serat dapat di kelompokan menjadi tiga bagian diantarannya A,B dan C. Dengan mikrskop electron serat saraf dibagi menjadi dua tipe serta saraf yang bermenyalim dan serat saraf yang tidak bermenyalim
c.       Perambatan potensial aksi
            Potensial aksi dapat terjadi bila apabila suatu membrane saraf atau otot mendapat ransangan nilai ambang potensial aksi itu sendiri mempunyai kemampuan untuk merangsang daerah sel sekitar membrane untuk mencapai nilai ambang. Dengan demikian dapat terjadi potensial aksi ke segala jurusan sel membran, keadaan ini di sebut perambatan potensial aksi atau gelombang depolarisasi.
            Setelah timbul potensial aksi, sel membrane akan mengalami repolerasasi. Proses repolerasasi sel membran di sebut sebagai suatu tingkat refrakter. Tingkat refakter ada dua fase yaitu periode refakter absulot yakni selama peride ini tidak ada ransangan, tidak ada unsur kekuatan yang menghasilkan potensi aksi yang lain sedangkan periode refakter relaktif yakni setelah membran mendekati repolerasasi seluruhnya maka dari periode refakter terabslut akan  menjadi periode refakter relaktif dan apabila stimulus yang kuat secara normal akan menghasilkan potensi aksi yang baru.

Potensial Listrik pada Berbagai Keadaan Sel


A.    Transduksi Sinyal
1.      Pengertian Tranduksi Sinyal
           Tranduksi sinyal terjadi ketika sinyal yang dibawa antara sel dan sel menimbulkan sebuah respons. Respons yang dihasilan dari proses tranduksi sinya tersebut dapat berupa respons metabolism, ekspresi gen, pembelahan sel, maupun motilitas dari sel dan organisme tersebut. Hal ini terjadi dengan tujuan agar sel dapat beradaptasi.

           Dua komponen yang plaing penting dari proses transduksi sinyal adalah sinyal dan resptor. Sinyal yang dimaksud merupakan molekul kimia yang di eksresikan oleh sel dan membawa infomasi. Reseptor sendiri berperan dalam penerimaan sinyal tersebut dan pengolahan respon dari sel ke sel lainnya maupun ke dalam sel itu sendiri.

           Sinyal emmbawa pesan dari luar sel menuju ke dalam el, resptor berada di mebran sel dan di dalam sel tergantung dari siyal yang menuju sel tersebut. Respetor yang berada pada permukaan bersifat bersifat hidrofilik sedangakan resptor yang berada di dalm sel bersifat hidrofobik. Hal ini tergntung dari permeabilitas molekul sinyal. Semakin permeable sinya tersbut, maka resptor yang dibuthkan umumnya adlah resptor yang hidrofobik, berbeda dengan sinyal yang kurang permeable, umumnya perlu ditungkap oleh reseptor hidrofilik yang terdapat pada membrane sel yang dituju oleh resptor tersebut.
Reseptor mebran sel sallah satunya adalah:
a.       G protein coupled reseptor (GPCR) → terikat dengan protein G
b.      Tyrosine kinase/ histidline kinase/ serin kinase/threonine kinase (histidine kinase itu ada di prokariot, sedangkan yang lainnya di eukariot)
c.       Ion Channel

2.      Potensial aksi sel
Urutan tahap potensial aksi adalah sebagai berikut:
a.       Tahap Istirahat (Resting Membrane Potential)
     Tahap ini adalah tahap potensial membran istirahat, sebelum terjadinya potensial aksi.
b.      Tahap Depolarisasi
     Membran tiba-tiba menjadi permeable terhadap ion NA sehingga banyak sekali ion NA mengalir ke dalam akson. Keadaan polarisasi normal sebesar -90mV akan hilang dan potensial meningkat dengan arah positif. Keadaan ini disebut depolarisasi.
c.       Potensial Membran Istirahat
     Dalam keadaan istirahat, antara sisi dalam dan luar mebran sel terdapat suatu benda beda potensial yang disebut dengan potensial istirahat sel. Potensial ini berpolaritas negative di sisi dalam dan positif di sisi luar membrane sel.
d.      Repolarisasi
     Tahap ini berlangsung setelah tahap depolarisasi berakhir, dan membrane menjadi permeable terhadap ion kalium. Berakhirmya tahap depolarisasi adalah ketika kanal ion natrium tertutup secara lambat.
e.       Hiperpolarisasi
     Setelah tahap repolarisasi berakhir, dikenal suatu kondisi yang disebut positive after potential. Keadaan ini merupakan kondiris potensial membrane yang lebih negative dari kondisi istrahat. Terjadi beberapa milidetik setelah berkahirnya potensial aksi.
f.       Potensial Aksi
     Potensial aksi bisa terjadi apabila suatu daerah membrane saraf atau otot mendapat rangsangan mencapai nilai ambang. Potensial aksi itu sendiri mepunyai kemampuan untuk merangsang daerah sekital sel membrane untuk mencapai nilai ambang. Dengan demikian dapat terjadi perambatan potensial aksi ke segal jurusan sel membrane. Keadaan ini disebut perambatan potensial aksi atau gelombang depolarisasi.
     Periode Refakter Absoult: selama periode ini tidak ada rangsangan, tidak ada unsur kekuatan untuk mengahsilkan potensial aksi yang lain. Periode Refrakter Relatif: setelah sel membrane mendekati repolarisasi seluruhnya maka dari periode refekter absolut akan menjadi periode refekter relative dan apabila ada stimulus/rangsangan yang kuar secara normal akan mengahsilkan potensail aksi yang baru.

Isyarat Listrik Tubuh
           Isyarat listrik (electrical signal) 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 tubuh. Yang termasuk dalam isyarat listrik tubuh, yaitu:
1)        ENG (Elektroneurogram) yaitu miastenis gravis (saraf).
2)        ERG (Elektroretinogram) yaitu perubahan pigmen (retina).
3)        EOG (Elektrookulogram) yaitu suatu pengukuran /pencatatan berbagai potensial pada kornea-retina sebagai akibat perubahan posisi dan gerakan mata.
4)        EGG (Elektrogastrogram) merupakan gerakan peristaltic (lambung).
5)        EEG (Elektroensefalogram) yaitu epilepsy (otak).
6)         Elektrokardiogram (EKG, ECG) yaitu aktivitas kelistrikan jantung.

Pengantaran Impuls di dalam Tubuh dan Transmisi Sinaps
A.    Pengantaran Impuls di dalam Tubuh dan Transmisi Sinaps
     Dalam tubuh ada banyak sekali impuls yang di hantarkan impuls-impuls tersebut di transfer dari satu neuron ke neuron yang lain, setiap neuron berhubungan dengan beribu neuron yang lain. Di dalam tubuh ada sekitar 100 miliar neuron.
     Sinapsis merupakan titik pertemuan antar neuron atau istilah awamnya penghubung antara satu neuron dengan neuron lainnya.

B.     Mekanisme Penghantar impuls
     Dalam mekanisme penghantaran impuls ini ada dua istilah lagi yang perlu kamu ketahui. Yaitu prasinapsis dan postsinapsis (atau bisa juga disebut pascasinapsis). Prasinapsis adalah akson dari neuron “sebelumnya” sedangkan postsinapsis adalah dendrit dari neuron “berikutnya.” Logikanya begini, impuls yang diterima dendrit diteruskan melalui badan sel dan diteruskan lagi ke bagian akson. Akson akan menghantarkan impuls ke neuron berikutnya. Neuron tersebut (neuron berikutnya) memanfaatkan dendritnya untuk menerima impuls, kemudian meneruskan impuls ke badan sel lalu ke akson, hingga akson pun siap untuk mengirimkan impuls ke neuron berikutnya.

C.     Jenis-jenis sinapsis
     Struktur sinapsis adalah tempat bertemunya akson dari neuron pre-sinapsis dengan suatu bagian dari neuron post-sinapsis. Akson pre-sinapsis bisa berhubungan dengan bagian manapun dari neuron post-sinapsis. Karenanya, sinapsis bisa dibedakan atas:
a.       Dendritik sinapsis (dendritic synapse) yaitu Sinapsis jenis ini terbentuk akibat bertemunya akson dari neuron pre-sinapsis dengan dendrit dari neuron post-sinapsis.
b.      Somatik sinapsis (somatic synapse) yaitu Sinapsis jenis terbentuk akibat bertemunya akson dari neuron pre-sinapsis dengan badan sel dari neuron post-sinapsis.
c.       Akson sinapsis (axonal synapse ) yaitu Sinapsis jenis ini terbentuk akibat bertemunya akson dari neuron pre-sinapsis dengan akson dari neuron post-sinapsis.

D.    Transmisi Sinaps
     Transmisi (peleburan atau pelepasan neurontransmiter) sinaps terjadi pada neuron guna menghantarkan senyawa-senyawa kimia. Penghantaran zat-zat yang terkandung dalam neurontransmiter dengan reseptornya bergantung pada permeabilitas di neuron pascasinaps. Proses transmisi sinaps terjadi melalui beberapa cara, antara lain:
1.      Potensial End Plate
           Didalam suatu sel saraf terdapat unit motor. Unit motor adalah motoneuron bersama dengan axon dan seluruh serabut otot yang diinervasinya. Pada saat sebuah motoneuron beraksi, seluruh serabut otot yang diinervasinya berkontraksi. Karena satu motoneuron mungkin menginervasi dari sangat sedikit sampai seribu atau lebih serabut otot, maka ukuran unit motor sangat bervariasi yaitu unit motor yang kecil dan besar.
           Ujung cabang-cabang motoneuron bersama dengan membran otot yang diinervasinya membentuk motor-end plate (junctio neuromuscularis). Motor end plate terdiri atas dua bagian, yaitu saraf dan otot yang saling dipisahkan oleh celah. Substansi transmiter di end plate adalah asetilkholin. Satu impuls saraf menghasilkan suatu potensial end plate, dan apabila potensial ini mecapai ambang maka terjadilah potensial aksi yang disebarkan ke sepanjang serabut otot dan menimbulkan kontraksi. Asetilkholin yang dilepaskan pada saat datangnya aksi potensial saraf akan segara dipecah oleh asetilkholinesterase. Transmisi impuls di junctio neuromuscularis dapat dipengaruhi melalui beberapa cara Curare, misalnya, mengurangi potensial end plate, dengan demikian mencegah timbulnya potensial aksi akibatnya terjadi paralisis otot.
           Kerusakan yang terjadi pada miastenia gravis adalah adalah kerusakan pada transmisi di end plate. Potensial yang direkam pada EMG adalah aksi potensial serabut otot tersebut di atas. Apabila serabut saraf dipotong, maka motor end plate dan serabut saraf mengalami degenerasi. Pada umumnya satu serabut otot diinervasi oleh satu axon dan mempunyai satu motor end plate.
           Setelah lahir ukuran motor unit mengecil, mungkin karena pada mulanya satu serabut otot diinervasi oleh lebih dari satu motoneuron. Setelah tercapai bentuk dewasa yaitu satu serabut otot diinervasi oleh satu motoneuron, maka ukuran unit motor menjadi konstan.

2.      Excitatory Post Synaptic Potential (EPSP) & Inhibitor Past Synaptic Potential (IPSP)
           Adanya perbedaan potensial pada membran yang menyebabkan terjadinya peristiwa Excitatory Post Synaptic Potential (EPSP) dan Inhibitor Past Synaptic Potential (IPST). Potensial pascasinaps eksitatorik (EPSP) adalah perubahan potensial pascasinaps yang terjadi di sinaps eksitatorik (terbukanya saluran-saluran gerbang perantara kimia apabila saluran Na dan Ka terbuka) dimana fluks-fluks ion menyebabkan timbulnya depolarisasi kecil yang membawa sel pascasinaps mendekati ambang.
     Potensial pascasinaps Inhibitor terjadi apabila saluaran-saluran gerbang perantara kimia yang terbuka adalah saluran Ka dan Cl, akibatnya akan terjadi hiperpolarisasi kecil sehingga neuron pascasinaps akan mencapai ambang lenyap. Jalur-jalur sinaps yang menghubungkan berbagai neuron sangatlah rumit akibat adanya konvergensi masukan neuron dan divergensi keluarannya. Biasanya banyak masukan para sinaps berkonvergensi ke sebuah neuron dan secara bersama-sama mengontrol tingkat eksitabilitas neuro tersebut. Suatu neuron dapat bereaksi melalui beberapa cara antara lain: Melepaskan potensial aksi di sepanjang akson.¬ Tetap¬ berada dalam keadaan istirahat dan tidak meneruskan sinyal. Dengan cara¬ menurunkan tingkat eksitabilitasnya.

     Frekuensi potensial aksi pada sinaps eksitatorik dan sinaps inhibitor mencerminkan keadaan sinaps yang mempengaruhi kerja membran apakah sedang melakukan tansmisi impuls atau sedang dalam keadaan istirahat. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kerja sinaps dan efektivitas sinaps, antara lain: Modifikasi jumlah transmiter pada neuron.
     Perubahan mekanisme sinaps yang dipengaruhi oleh pengaruh obat-obatan yang di konsumsi oleh individu. Ada dua kemingkinan yang terjadi yaitu:
a.       penghantaran impuls semakin cepat atau semakin lambat.
b.      Faktor ketidaksengajaan.
c.       Dipengaruhi dan rentan terhadap sejumlah proses penyakit dan racun yang ada di dalam tubuh.


Daftar Pustaka
Hudari, Muhammad Saidul. Bio-Listrik dalam Keperawatan. 31 Mei 2013. http://lettre-de-raphael.blogspot.com/2013/05/bio-listrik-dalam-keperawatan.html?m=1
Khotim, Yusnil. Fisika Biolistrik. 01 Desember 2014. http://nurse-yusnil.blogspot.com/2014/12/biolistrik.html?m=1
Puni, Ernes. Biomekanika. 13 November 2012. http://ernesperawatuit337.blogspot.com/2012/11/biomekanika.html?m=1
Payawan, Rizal. Makalah Biolistrik. 07 Juni 2015. http://rizalpayawan.blogspot.com/2015/06/makalah-biolistrik.html?m=1
Lestari, Wiwik Sunaryati Puji. Biomekanika Fisika Kesehatan. 13 Januari 2015. http://wiwiksunaryatipujilestari.wordpress.com/2015/01/13/biomekanika-fisika-kesehatan/


No comments:

Post a Comment