Listrik pada Jantung Kita

Jantung manusia hampir sama seperti sebuah pompa yang tidak pernah beristirahat. Semua distribusi darah kotor ke paru-paru dan darah bersih ke seluruh tubuh diatur oleh sebuah sistem yang memproduksi arus listrik. Setiap detiknya, arus listrik kecil dibentuk dalam jantung kita agar kontraksi dapat dimulai dan memastikannya agar tetap berfungsi. Setiap arus listrik dimulai dari satu tempat tertentu dan dialirkan ke seluruh jantung.

Jantung terbagi menjadi empat bagian: dua serambi dan dua bilik. Darah memasuki jantung pertama-tama akan dikumpulkan di atrium. Dari sini, darah kemudian dikirim ke bilik. Setelah itu, darah di distribusikan kembali ke seluruh tubuh dengan adanya kontraksi dari bilik. Keharmonisan proses ini tergantung pada arus listrik yang ada di dalam tubuh kita.

Bagaimana arus listrik dibentuk?

Ada satu bagian dalam jantung kita yang disebut sebagai Sinus node. Sinus node adalah strip otot yang memiliki panjang 15 mm, lebar 3 mm dengan ketebalan 1 mm dan terletak di atrium kanan pada jantung. Sel dari bagian ini bertugas memproduksi arus listrik, dan diciptakan dengan cara yang berbeda dari sel lain yang bertanggung jawab menghasilkan kontraksi. Inilah tempat dimana arus listrik dalam jantung kita secara berkala di bentuk. Setiap sel di tubuh kita mengandung elemen seperti sodium, kalsium, potasium, dan klorin yang bermuatan listrik. Elemen yang mengandung listrik ini disebut ion. Ion-ion ini juga terdapat di lingkungan ekstraseluler (di luar sel). Konsentrasi ion dalam lingkungan intrasel dan ekstrasel tentulah berbeda. Situasi inilah yang memberikan perbedaan potensi listrik antara bagian dalam dan luar sel. Pembeda ini disebut sebagai potensial membran. Secara berkala, potensial membran dari sel sinus menunjukan loncatan yang tiba-tiba itu berarti adanya penambahan atau pengurangan secara tiba-tiba. Karena sel-sel ini berdekatan, setiap loncatan satu sel memicu loncatan potensial membran sel lainnya. Arus listrik yang memungkinkan adanya kontraksi pada jantung ini terbentuk karena sel-sel yang terpicu secara terus menerus. Rata-rata, 70 arus listrik per menit di produksi dalam sinus node. Arus listrik ini mulai diproduksi sejak seseorang berada dalam rahim ibunya dan terus sepanjang hidupnya. Jantung mulai bekerja pada embrio sejak hari ke dua puluh dua dan pada saat itu panjang embrio tidak lebih dari 1 cm. Bukankah hal ini adalah sesuatu yang sangat mengagumkan bahwa kekuatan yang dihasilkan jantung dari embrio yang sangat kecil itu akan terus menerus bekerja sepanjang hidupnya kelak?

Bagaimana arus listrik di distribusikan?

Node lain yang disebut atrio ventricular node terbentuk di antara atrium dan bilik jantung kita. Ketika arus yang datang dari sinus node disebarkan ke seluruh atrium, maka karena node inilah arus dapat terkirim ke serat tertentu. Tugas node ini adalah menahan arus yang datang dari sinus node selama beberapa saat. Mengapa arus harus ditahan sementara waktu? Karena darah hanya akan memasuki ventrikel ketika ia beristirahat dan ketika bergantung padanya, kontraksi pada ventrikel akan berhenti ketika kontraksi pada atrium bekerja. Pada proses ini, darah yang datang dari atrium dapat memasuki ventrikel. Karenanya, darah dapat mengisi ventrikel dan dapat dialirkan ke seluruh tubuh. Peredaran darah bekerja secara sangat sempurna dengan cara membiarkan atrium menjalankan tugasnya sementara ventrikel menunggu.

Setelah melewati atrio ventricular node, arus listrik akan terus mengalir melewati serat purkinje. Serat-serat ini mengelilingi ventrikel seperti sarang laba-laba dan berisi sel yang dapat memproduksi arus listrik dengan sangat cepat. Dibandingkan dengan atrio ventricular node, arus listrik dapat dikonduksi 150 kali lebih cepat dalam serat purkinje. Sehingga arus dapat mencapai setiap bagian dari ventrikel dalam kurun waktu yang pendek. Setiap otot pada ventrikel berkontraksi dalam waktu yang lebih singkat dari satu persepuluh per detiknya.

Otot yang berada di ventrikel berkontraksi secara cepat, satu per satu, bergantung pada arus listrik yang mencapai mereka. Kontraksi dimulai dari ujung akhir ventrikel dan terus bergerak menuju pembuluh darah utama pada jantung. Dengan kontraksi yang beraturan dan selaras, darah dipompa dari ujung jantung menuju pembuluh utama jantung untuk diaruskan ke seluruh tubuh. Karena semua otot ventrikel di stimulasi sangat cepat, kontraksi pun akan terjadi sangat cepat menghasilkan sebuah daya pompa yang amat kuat. Rancangan sistem ini disusun dengan amat bijaksana hingga detail terumitnya.

Gerakan Potensial Otot Jantung sebagaimana semua sel dalam tubuh kita, sel jantung juga mempunyai membran potensial. Seperti telah disebutkan sebelumnya bahwa membran potensial adalah hasil dari perbedaan konsentrasi pada ion intra dan ekstra seluler. Muatan masing-masing ion ini berbeda-beda satu sama lain. Seperti contoh, sodium dan potassium bermuatan (+1), kalsium bermuatan dua (+2) dan klorin negatif satu (1). Selebihnya potensial yang ada pada sebuah sel adalah negatif. Artinya, ada lebih banyak ion negatif pada sebuah sel dibandingkan dengan lingkungannya. Ion Sodium, kalsium, dan potassium dapat bergerak melalui membran. Sodium dan kalsium memiliki konsentrasi yang lebih tinggi di luar sel sementara potassium memiliki konsentrasi intra selullar yang lebih tinggi dibandingkan lingkungannya. DiciptakanNya saluran pada membran sel yang memudahkan ion-ion melewati membran. Peningkatan secara tiba-tiba yang terjadi pada membran potensial yang dijelaskan sebelumnya menyebabkan pergerakan cepat bagi ion sodium di dalam sel. Ini adalah pergerakan yang sangat cepat yang bergerak dalam hitungan per sepuluh detik. Tepat setelah masuknya ion sodium, ion kalsium juga masuk. Karena ion-ion ini bermuatan positif, maka membran potensial pun menjadi positif.

Ketika ion kalsium masuk ke dalam sel, ion kalsium juga akan di keluarkan dari tempat penyimpanan dalam sel. Dengan memicu protein-protein yang dibutuhkan pada kontraksi ini, maka ion-ion kalsium menjadi sarana terjadinya kontaksi pada otot jantung. Sementara itu, saluran-saluran potassium terbuka dan ion-ion yang berada di dalam sel memasuki lingkungan ekstraselulernya. Hilangnya ion positif menjadikan membran potensial menjadi negatif kembali. Sehingga, loncatan secara tiba-tiba di dalam membran potensial yang merupakan dasar dari dibentuknya arus listrik akan terjadi.

Bagaimanapun, pada poin ini ada kelebihan jumlah sodium dan kalsium dalam sel dan kelebihan jumlah potassium di luar sel. Konsentrasi harus dikembalikan pada keadaan semula agar dimungkinkan terjadinya loncatan berikutnya dalam membran. Ini adalah tugas bagi protein yang dinamakan loncatan sodium potasium yang memompa sodium dari sel dan memompanya ke dalam potasium. Jika tidak ada pompaan ini, keseimbangan ion dalam tubuh tidak akan mungkin didapatkan kembali. Sebagai hasilnya, sel akan mati. Bagaimanapun diciptakannya kerumitan yang hebat dalam sel inilah yang memungkinkan kita terus bertahan hidup.

Setelah itu, sejumlah ion kalsium di pompa keluar sel dengan sebuah pompa yang serupa, sementara sisanya yang lain disimpan di dalam sel. Penurunan konsentrasi kalsium ini mengistirahatkan otot. Saat ini otot jantung beristirahat dan akan siap untuk kontraksi berikutnya.

Ketika pergerakan ion menjadi tidak seimbang, ritme jantung pun akan terganggu. Ketidak seimbangan gerakan ion atau penyumbatan pembuluh jantung dapat menjadi sebab bagi kelainan detak jantung. Bahkan kerusakan yang dikarenakan penyakit keturunan yang paling kecil sekalipun dalam pompaan ion tersebut akan memberikan efek pada pergerakan ion-ion ini yang kemudian menyebabkan adanya kelainan detak jantung. Keadaan ini menunjukan bahwa tidak ada sesuatu pun yang diciptakan hanya karena ketidaksengajaan.

Pergerakan pada sinus node

Loncatan pada membran potensial jantung tergantung pada loncatan membran potensial pada sel sebelumnya. Melalui celah antara sel yang berhubungan satu sama lain, ion positif yang keluar dari sel akan memasuki membran sel berikutnya dan memicu pembukaan pada ion pemompanya. Sebagai hasilnya, membran potensial sel tersebut akan mulai berubah. Pada bagian ini, anda mungkin akan bertanya: bagaimana mungkin arus listrik dimulai pada salah satu ujung node yang sebelumnya tidak dipicu oleh sel apapun?

Konsep ini dijelaskan oleh mekanisme transfer ion pada sel node yang dibedakan dari sel otot. Sebelum menjelaskan hal ini, harus diingat bahwa walaupun sedang beristirahat, mekanisme yang memungkinkan adanya pertukaran ion dalam sel dengan lingkungan-Nya sudah dibuat. Dalam node sel, pertukaran yang terbentuk saat istirahat ini dibuat dengan cara yang sama seperti pertukaran sodium dan kalsium lebih besar serta pertukaran potasium yang lebih rendah dibandingkan otot-otot pada saat kondisi istirahat. Oleh karenanya, membran potensial node sel sedikit lebih negatif dan secara perlahan akan bertambah. Sebagai hasil dari proses peningkatan yang lambat namun pasti ini, setelah beberapa saat akan mencapai pada sebuah ambang batasnya. Pada saat itu terjadi, saluran kalsium dalam membran akan terbuka dan kalsium akan mengalir ke dalam sel. Jadi, loncatan pada membran potensial diciptakan secara independen dari sel lain.

Seperti yang bisa dilihat, bahkan sebuah sebuah kontraksi di jantung kita amat bergantung pada sistem yang sangat detail, sangat hati hati dan rumit. Terlebih lagi sistem ini diulang ratusan juta kali dalam sehari. Setelah mengetahui semua ini, bagaimana kita bisa mengatakan bahwa sistem yang berjalan dalam tubuh kita adalah suatu ketidaksengajaan atau kebetulan belaka?

Diterbitkan di Foutain edisi 99

Artikel Listrik pada Jantung Kita pertama kali tampil pada Majalah Mata Air.