3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Jantung 2.1.1. Elektrofisiologi jantung Aktivitas listrik jantung merupakan perubahan permeabilitas membran sel, yang menyebabkan terjadinya pergerakan ion yang keluar-masuk melalui saluran ion khusus pada membran sel tersebut. Pada saat potensial membran terpolarisasi, terjadi distribusi yang tidak seimbang dari ion-ion dimana Na+ dan Cl- lebih banyak berkumpul di luar, sedangkan K+ dan anion organik lebih banyak berkumpul di dalam membran sel. Ion-ion yang sejenis cenderung membentuk persamaan elektron di dalam dan di luar sel mengakibatkan distribusi yang tidak seimbang, sehingga timbul suatu gaya tarik menarik antara ion-ion, dimana pada bagian dalam sel, ion cenderung bermuatan negatif, sedangkan pada bagian luar sel, ion cenderung bermuatan positif (terutama Na+). Membran sel otot jantung menjadi permeabel terhadap K+ dan Cl-, sedikit permeabel terhadap Na+, dan tidak permeabel terhadap anion organik. Untuk mempertahankan gradien tertentu agar ion-ion dapat berdifusi terus melalui kanal ion, pada membran sel terdapat suatu carrier transport sistem (Na+-K+ATP-ase) yang dikenal sebagai pompa sodium, dimana fungsinya adalah memompa Na+ ke luar dan K+ masuk ke dalam sel (Cunningham, 2002; Guyton and Hall, 1996; Syaifuddin, 2009; Thaler, 2013).
4
Gambar 1. Resting Potential Membran pada Sel. (Sumber : Bear dan Rintoul, 2014) Ion-ion memiliki muatan listrik sehingga pada waktu sel otot jantung dalam keadaan polarisasi terdapat perbedaan muatan bagian luar dan bagian dalam sel (resting membrane potensial) sebesar kira-kira 95 mV, dengan muatan intraseluler lebih negatif dibandingkan muatan ekstraseluler sehingga ditulis -95 mV. Apabila sel-sel otot jantung dirangsang oleh ion listrik, tekanan, suhu, panas, K+ atau obat-obatan yang menghambat aktivitas pompa sodium, akan terjadi perubahan potensial membran muatan dalam sel menjadi positif, sedangkan muatan di luar sel berubah menjadi negatif, proses ini dinamakan depolarisasi. Apabila membran melakukan depolarisasi dari -95 mV mencapai treshold atau nilai ambang batas untuk sel jantung yaitu -70 mV, maka perubahan voltase ini akan menjadi pemicu untuk membuka kanal ion Na+ secara mendadak, sehingga terjadilah pengaliran Na+ masuk ke dalam sel (Gambar 2). Perpindahan muatan positif yang tiba-tiba masuk dari luar ke dalam sel mengakibatkan potensial membran secara mendadak pula berubah dari nilai negatif menjadi positif. (Guyton dan Hall, 1996; Karim dan Kabo, 1996; Syaifuddin, 2009).
5
Gambar 2. Proses Depolarisasi pada Sel. (Sumber : Bear dan Rintoul, 2014) Kemudian setelah rangsangan, sel otot jantung akan kembali pada polaritas semula, proses ini disebut repolarisasi, dimana repolarisasi dilakukan oleh pompa membran yang membalik aliran ion (Thaler, 2013). 2.1.2. Sistem Konduksi Jantung Jantung merupakan sistem elektromekanikal dimana sinyal listrik untuk miokardium berkontraksi timbul akibat penyebaran impuls listrik pada miokardium. Ada beberapa sifat khusus yang dimiliki oleh jaringan khusus pada miokardium yang berfungsi sebagai penghantar daya listrik ini, yaitu : 1. automatisasi, kemampuan menghasilkan suatu impuls secara spontan, 2. irama, yaitu pembentukan impuls yang teratur, 3. daya konduksi, yaitu kemampuan untuk menyalurkan impuls, 4. dan daya rangsang, yaitu kemampuan bereaksi terhadap rangsang. Karena sifat-sifat tersebut jantung membentuk suatu sistem penghantar impuls yang disebut sistem konduksi jantung (Syaifuddin, 2009; Dharma, 2010).
6
Sistem konduksi jantung terdiri dari beberapa sel otot jantung yang memiliki sifat-sifat khusus dalam penghantaran listrik di jantung (Gambar 3). Adapun struktur dari sistem konduksi tersebut adalah sebagai berikut : a. nodus sinoatrial (nodus SA), terletak di posterior atrium kanan dengan ukuran panjang 5-10µm. Nodus SA berperan dalam pencetus listrik pada jantung (pacemaker cell). Kecepatan frekuensi ritmis intrinsik nodus SA sebesar 60-100 kali/menit (Thaler, 2013). b. jalur internodus, adalah sel jantung yang mengimpulskan listrik langsung antara nodus SA dan nodus atrioventrikular (nodus AV) yang kemudiandisebarkan melalui otot atrium (Jones, 2008). c. nodus atrioventrikular (nodus AV), terletak pada septum atrium, di bawah dinding posterior atrium kanan dekat muara sinus koronarius. Jaringan pada nodus AV terhubung dengan berkas His. Nodus AV memiliki konduksi yang lebih rendah sehingga memungkinkan adanya perlambatan impuls sebelum impuls masuk ke ventrikel. Kecepatan frekuensi ritmis intrinsik nodus AV sebesar 40-60 kali/menit (Jones, 2008; Syaifuddin, 2009). d. berkas His, terletak pada bagian atas dari septum interventrikular, dimana berkas ini akan menyebarkan impuls ke cabang berkas kanan dan cabang berkas kiri. Cabang berkas kanan akan membawa arus listrik menuju sisi kanan septum intraventrikular menuju apeks ventrikel kanan, sedangkan cabang berkas kiri akan membawa arus listrik menuju fasikulus septum (dinding otot yang memisahkan ventrikel kiri dan kanan), fasikulus
7
anterior (dinding anterior ventrikel kiri), dan fasikulus posterior (dinding posterior ventrikel kanan) (Thaler, 2013). e. serabut Purkinje akan menyebarkan impuls listrik dari ujung cabang berkas ke ventrikel, dari endokardium ke epikardium, untuk mencetuskan depolarisasi. Kecepatan frekuensi ritmis intrinsik sistem Purkinje adalah 20-40 kali/menit (Brosche, 2011; Jones, 2008; Syaifuddin, 2009).
Gambar 3. Sistem Knduksi pada Jantung (Sumber : Jones, 2008) Jantung melakukan kontraksi diawali dengan adanya pencetus listrik jantung dari nodus SA yang melakukan depolarisasi secara spontan. Impuls listrik akan menyebar ke seluruh atrium sehingga atrium berkontraksi. Impuls kemudian mengalir ke nodus AV dimana pada nodus AV terjadi perlambatan konduksi listrik selama 1/10 detik, agar ejeksi darah pada atrium selesai sebelum kontraksi dilanjutkan ke ventrikel. Impuls berjalan ke berkas His dan segera bercabang menjadi cabang berkas kanan dan cabang berkas kiri serta fasikulinya akan berujung pada serabut Purkinje. Serabut Purkinje inilah yang menghantarkan arus listrik ke dalam miokardiorum ventrikel, sehingga menyebabkan ventrikel
8
berkontraksi. Selesai berdepolarisasi, sel miokardium mengalami masa refrakter singkat, yang artinya sel tersebut akan kebal terhadap rangsangan lebih lanjut. Sel miokardium akan melakukan repolarisasi agar dapat dirangsang kembali (Syaifuddin, 2009; Thaler 2013).
Gambar 4. Proses Depolarisasi pada Jantung. (Sumber : Jones, 2008) Proses depolarisasi dan repolarisasi tersebut akan terekam oleh elektrokardiograf melalui permukaan tubuh membentuk gelombang P, Q, R, S, dan T . 2.2. EKG EKG merupakan akronim dari elektrokardiografi, elektrokardiograf, dan elektrokardiogram,
tergantung
penggunaan
kata
dan
fungsinya.
9
Elektrokardiografi adalah suatu metode untuk mempelajari kerja otot jantung yang tercatat pada grafik potensial listrik yang disebabkan oleh aktivitas listrik otot jantung dan terdeteksi pada permukaan tubuh, sehingga dapat membantu diagnosa abnormalitas jantung dan kecenderungan atau perubahan fungsi jantung. 2.2.1. Elektrokardiograf Elektrokardiograf merupakan alat perekam aktivitas bioelektrik jantung dengan menggunakan sadapan yang diletakkan pada permukaan tubuh, dimana hasilnya akan terlihat pada monitor. Berdasarkan banyaknya saluran (“channel”) pencatat, elektrokardiograf dibagi menjadi single, triple atau multiple “channel”. Elektrokardiograf dilengkapi dengan tombol seleksi atuomatic P wave, baseline stabilizer, centering device, standardization control device yang berfungsi untuk mengatur kecepatan rekaman, voltase, dan waktu selama pencatatan (Battaglia, 2007). Elektroda terbuat dari materi-materi yang dapat menjamin resistensi yang rendah antara kulit tubuh dan permukaan elektroda. Berdasarkan polaritasnya, elektroda EKG dibagi menjadi elektroda positif (anode), negatif (katode), dan netral (“groundelectrode”). Diperlukan gel untuk memperoleh gambaran EKG yang jelas dan resistensi antara elektrode maupun kulit menjadi serendah mungkin (Battaglia, 2007). Terdapat dua jenis sadapan yaitu sadapan ekstremitas dan sadapan dada (precordial). Sadapan ekstremitas terdiri dari tiga buah sadapan ekstremitas (bipolar limb)dan satu buah sadapan ekstremitas diperkuat (unipolar limb) dan sadapan dada (precordial) terdiri dari enam sadapan.
10
Gambar 5. Sadapan Bipolar Standar (Segitiga Einthoven). RA = right arm, LA = left arm, LL = left leg, aVR = augmented Voltage Right arm, aVL = augmented Voltage Left arm, avF = augmented Voltage left Foot. (+) elektroda positif, (-) elektroda negatif. (Sumber : Dharma, 2010) Sadapan bipolar terdiri dari sadapan I, II, dan III. Pada sadapan I, ujung negatif elektrokardiograf dihubungkan dengan lengan kanan dan ujung positif pada lengan kiri. Pada sadapan II, ujung negatif elektrokardiograf dihubungkan dengan lengan kanan dan ujung positif tungkai kiri. Pada sadapan III, ujung negatif elektrokardiograf dihubungkan dengan lengan kiri dan ujung positifnya pada tungkai kiri. Ketiga sadapan ini membentuk segitiga sama sisi dan jantung tepat berada di tengah yang disebut segitiga Einthoven. Jika ketiga sadapan dipisah, maka sadapan I merupakan aksis horizontal dan membentuk sudut 0o, sadapan II membentuk sudut 60o dan sadapan III membentuk sudut 120o dari jantung (Gambar 5). Aksis listrik ini disebut sistem referensi aksial dan digunakan untuk menghitung aksis jantung (Guyton dan Hall, 1996; Dharma, 2010).
11
Sadapan unipolar diberi tanda aVL (augmented voltage left arm), aVR (augmented voltage right arm), dan aVF (augmented voltage left foot). Pada sadapan precordial terdiri dari V1, V2, V3, V4, V5, dan V6 (Guyton dan Hall, 1996; Dharma, 2010; Thaler, 2013) 2.2.2. Elektrokardiogram Rekaman aktivitas elektrik akibat proses depolarisasi dan repolarisasi pada jantung (elektrokardiogram) terekam pada sebuah kertas grafik panjang dengan garis peneraan tipis berukuran 1x1 mm dan garis peneraan tebal 5x5 mm yang berjalan secara vertikal dan horizontal. Grafik rekaman ini menyatakan tegangan listrik terhadap waktu. Kecepatan pencatatan mesin EKG ada yang 25 mm/detik dan 50 mm/detik, dengan penggunaannya disesuaikan kebutuhan. Untuk kecepatan 25 mm/detik, dapat memudahkan memperkirakan frekuensi jantung, dan pada kertas EKG setiap 1 mm mewakili tegangan 0,1 mV (pada sumbu vertikal) membutuhkan waktu 0,04 detik (pada sumbu horizontal) untuk menghasilkan gelombang P, Q, R, S, dan T. Sedangkan untuk kecepatan 50 mm/detik, digunakan untuk memudahkan pengukuran gelombang P, kompleks QRS, dan gelombang T, dan pada kertas EKG setiap 1 mm mewakili tegangan 0,5 mV (pada sumbu vertikal) membutuhkan waktu 0,02 detik untuk menghasilkan gelombang P, Q, R, S, dan T (Atkins, et.al., 1995; Battaglia, 2007; Guyton dan Hall, 1996; Thaler, 2013). Adapun parameter normal EKG pada anjing yang diamati dapat terlihat pada Tabel 1.
12
Gambar 6. Gelombang P, Q, R, S, dan T pada EKG Tabel 1. Parameter Normal EKG pada Anjing Parameter Frekuensi Denyut Jantung (bpm) Anak anjing Anjing Ras Kecil Standar Anjing Ras Besar Rhythme
Sadapan II Interval gelombang (s) Gelombang P Gelombang PR Kompleks QRS Interval QT Segmen ST Amplitude (mV) Gelombang P Gelombang R MEA Sumber: Tilley,et.al., 2008.
Nilai 70-220 70-180 70-160 60-140 Normal sinus Sinus arritmia Penyimpangan pacemaker atrium Maks. <0.04 s 0.05 s (pada Anjing Ras Besar) 0.06 sampai 0.13 s Maks. 0.05 s ( <20 kg) Maks. 0.06 s ( >20 kg) 0.15 sampai 0.25 s Depresi <0.2 mV Elevasi <0.15 mV <0.4 mV Maks 2.5 mV (<20 kg) Maks. 3.0 mV (>20 kg) +40 sampai +100
13
Pembacaan parameter EKG dapat dilakukan pada semua sadapan. Namun sadapan yang sering digunakan adalah pada sadapan II dikarenakan sadapan II searah dengan arah jantung, sehingga memudahkan pembacaan
EKG.
Depolarisasi dan repolarisasi impuls listrik pada jantung, akan menentukan arah grafik gelombang P, Q, R, S, dan T (Gambar 7).
Gambar 7. Bentuk Gelombang P, Q, R, S, dan T pada EKG. (Sumber: Putra, 2011) Gelombang P mewakili aktivasi listrik pada atria miokardium sewaktu mengadakan depolarisasi. Setengah bagian pertama gelombang P mewakili depolarisasi atrium kanan dan setengah bagian yang lain mewakili depolarisasi
14
atrium kiri. Gelombang P yang normal dapat berupa defleksi positif dan defleksi negatif (pada aVR). Nilai normal durasi dan amplitudo gelombang P pada anjing yaitu 0,04 detik dan 0,4 mV. Kepentingan gelombang P yaitu untuk menandakan adanya aktivitas atria, menunjukkan arah aktivitas atrium, dan menunjukan tandatanda dilatasi atrium (Gavahan, 2003; Syaifuddin, 2009). Gelombang Q adalah defleksi negatif yang ditimbulkan oleh arus depolarisasi yang berjalan menjauhi sadapan. gelombang Q menggambarkan awal dari fase depolarisasi ventrikel. Kepentingan gelombang Q yaitu menunjukan adanya infark otot jantung. Gelombang Q yang normal harus memenuhi kriteria yaitu berupa defleksi negatif. Gelombang R adalah defleksi positif pertama dari kompleks QRS. Menggambarkan fase depolarisasi ventrikel. Kepentingan gelombang R untuk menandakan adanya pembesaran ventrikel kiri dan hambatan pada serabut jantung kiri atau left bundle branch block. Gelombang S adalah defleksi negatif sesudah gelombang R. Gelombang S menggambarkan fase depolarisasi ventrikel kanan. Kepentingan gelombang S yaitu untuk mengetahui adanya pembesaran ventrikel kanan dan hambatan pada serabut jantung kanan atau right bundle branch block. Gelombang S yang normal berupa defleksi negatif dan di ikuti gelombang R. Gelombang T merupakan gambaran fase repolarisasi ventrikel, yaitu kondisi dimana sel memulihkan elektronegativitas di dalam diri agar dapat dirangsang kembali. Gelombang ini muncul sesaat sesudah berakhirnya segmen. Arah normal gelombang T sesuai dengan arah gelombang utama kompleks. Kepentingan gelombang T yaitu untuk mengetahui adanya infark jantung dan gangguan elektrolit. Kompleks QRS menggambarkan seluruh fase
15
depolarisasi ventrikel atau penyebaran impuls di seluruh ventrikel. Secara klinis memiliki arti yang sangat penting dari seluruh gambaran EKG (Gavahan, 2003; Martin, 2007; Schwartz et al., 2002; Syaifuddin; 2009; Thaler, 2013). Interval PR adalah arah antara permulaan gelombang P sampai dengan permulaan Kompleks QRS. Interval PR mewakili waktu yang dibutuhkan oleh impuls dari nodus SA berjalan melewati nodus AV sampai ke berkas His. Gangguan konduksi sepanjang jalur ini akan menyebabkan perubahan interval. Interval QT meliputi kompleks QRS, segmen ST, dan gelombang T. Dengan demikian, Interval QT mengukur waktu dari awal depolarisasi ventrikel hingga akhir repolarisasi ventrikel (Gavahan, 2003; Syaifuddin; 2009; Thaler, 2013). Segmen PR adalah garis lurus yang berjalan dari akhir gelombang P sampai awal kompleks QRS. Segmen PR menunjukkan waktu dari akhir depolarisasi atrium sampai awal depolarisasi ventrikel. Segmen ST adalah garis lurus yang menghubungkan akhir kompleks QRS dengan awal gelombang T. Segmen ST menunjukkan waktu dari akhir depolarisasi ventrikel sampai awal repolarisasi ventrikel (Thaler, 2013). Frekuensi denyut jantung adalah jumlah berapa kali jantung berdenyut selama satu menit. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi frekuensi denyut jantung adalah jenis hewan, jenis kelamin, ukuran tubuh, umur, latihan, status reproduksi, status kesehatan, dan psikologis. Frekuensi denyut jantung terendah diperoleh pada saat istrihat, berbaring, atau berguling. Sedangkan pada saat duduk atau berdiri mengakibatkan ketegangan sirkulasi lebih cepat (Tilley,et.al., 2008).
16
Aksis jantung (Mean Electical Axis (MEA)) menggambarkan kumpulan vektor gelombang depolarisasi ventrikel pada bidang vertikal (frontal) yang diukur dari titik 0 acuan, dimana titik ini sama dengan 0o atau searah sadapan I. Aksis yang terletak di atas garis ini bernilai negatif dan yang terletak di bawah garis bernilai positif. Normalnya aksis jantung akan berada diantara -30o dan 90o, dimana aksis yang berada di atas -30o disebut left axis deviation, sedangkan yang berada di bawah 90o disebut right axis defiation. Perhitungan aksis jantung yang akurat dapat dilakukan dengan menggunakan keenam sadapan ekstremitas. Diagram hexaxial keenam sadapan menggambarkan posisi jantung dalam plana vertikal (Gambar 8). Untuk perhitungan aksis jantung, dibutuhkan minimal dua sadapan, dimana dua sadapan yang paling bagus menggambarkan aktivitas bioelektrik jantung secara keseluruhan adalah sadapan I dan sadapan aVF dikarenakan sumbunya saling tegak lurus (Aminullah 2014; Morris et al., 2008).
Gambar 8. Diagram Hexaxial pada Sadapan Ekstremitas. (Sumber : Morris et.al., 2008)
17
2.3. Anjing Pelacak Anjing dengan ras tertentu seperti Belgian Melanois, Doberman, German Sherperd, Golden Retriever, Labrador, dan Rottweiler digunakan oleh kepolisian untuk membantu tugas kepolisian seperti mendeteksi bahan peledak, mendeteksi narkotik, penjagaan atau patroli, memecahkan kasus criminal, dan Search and Rescue (SAR). Anjing akan dilatih sesuai kebutuhan oleh pelatih anjing yang ditugaskan (Larkin dan Stockman, 2001; Saleh, 2009).
2.4. Kerangka Konsep Jantung memiliki fungsi sebagai kontraksi, yang artinya jantung mempunyai tugas memompa darah ke seluruh tubuh. Kontraksi jantung diawali dengan adanya impuls pada nodus SA secara spontan yang menyebabkan atrium berkontraksi yang dilanjutkan menuju nodus AV, mengikuti percabangan berkas His, dan berujung pada serabut Purkinje yang menyebabkan ventrikel berkontraksi. Agar kontraksi jantung dapat bekerja dengan baik, ada beberapa faktor intrinsik dan ekstrinsik yang dapat mempengaruhi kerja jantung. Faktor ekstrinsik meliputi pakan yang diberi, bagaimana cara pemeliharaan, dan habitat anjing tersebut. Faktor intrinsik meliputi breed, status kesehatan, dan status reproduksi. Kontraksi jantung yang dipengaruhi oleh aktivitas bioelektrik jantung dapat terekam pada elektrokardiogram berupa gelombang P, Q, R, S, dan T, dengan konfigurasi elektrokardiogramnya. Jika salah satu gelombang tersebut tidak terdeteksi atau konfigurasi elektrokardiogramnya melebihi parameter normalnya, maka dapat diindikasikan bahwa jantung tersebut mengalami fungsi yang abnormal. Untuk memastikan kelainan jantung atau adanya fungsi yang abnormal selain melihat
18
kembali ke faktor yang mempengaruhi kerja jantung, juga diperlukan pemeriksaan lebih lanjut untuk penegakan diagnostiknya.
JANTUNG
FAKTOR INTERNAL Breed Status Kesehatan Status Reproduksi
FUNGSI JANTUNG
BIOELEKTRIK JANTUNG
ELEKTROKARDIOGRAM
1. DENYUT JANTUNG 2. GELOMBANG P 3. KOMPLEKS QRS 4. INTERVAL PR 5. INTERVAL QT 6. SEGMEN ST Gambar 9 . Kerangka Konsep Penelitian
FAKTOR EKSTERNAL Pakan Manajemen Pemeliharaan Latihan Habitat
