Membongkar Detak Jantung: Prinsip Fisika, Tips, dan Trik untuk Kesehatan Jantung

Sumber :pixabay.com

Jantung Manusia sebagai Karya Seni Fisika

Jantung memiliki peran vital dalam memastikan sirkulasi darah yang efisien ke seluruh jaringan dan organ. Jantung merupakan organ tubuh yang terletak di dalam toraks atau rongga dada manusia tepatnya di belakang tulang dada dan media antara paru-paru. Menurut Scanlon (2007) secara anatomi, jantung merupakan organ berotot dengan berat sekitar 39 gram yang dilapisi oleh selaput yang kuat dengan rongga disekelilingnya (Mahendra et al., 2023). Ruang Jantung terdiri atas empat ruang, dua atrium yaitu kanan dan kiri dan dua ventrikel kanan dan kiri. Antar vetrium dipisahkan oleh sekat begitu juga antar ventrikel. Atrium kiri dan ventrikel kiri membawa darah kaya akan oksigen sedangkan atrium kanan dan ventrikel kanan membawa darah banyak karbondioksida(Suryono, 2016).

Prinsip-prinsip fisika dalam kerja jantung membantu menjelaskan bagaimana organ ini mampu memompa ribuan liter darah sepanjang hidup seseorang dengan ketepatan yang memukau. Kontraksi otot jantung, aliran darah melalui arteri dan vena, tekanan darah, dan konduksi listrik yang memicu detak jantung semuanya dapat dianalisis dengan kacamata fisika. Selain itu, tidak hanya melihat melalui kacamata fisika tetapi panduan praktis dan saran kesehatan untuk mendukung kesehatan jantung optimal sehari-hari.

sumber : https://pixabay.com/images/search/heart/

Gerakan jantung memiliki dua jenis yaitu sistole dan diastole. Sistole merupakan kontraksi yang bersamaan dari kedua atrium dan kedua ventrikel. Diastole merupakan fase relaksasi dari atrium maupun ventrikel. Dengan kedua fase tersebut jantung akan terus berdenyut. Hubungan dinamis antara sistol dan diastole sangat penting untuk berfungsinya jantung. Kontraksi sistolik memberikan banyak energi yang mendorong proses ekspansi diastolik(Mahendra et al., 2023). Ketika jantung berkontraksi, akan mendorong keatas dan sesuai Hukum III Newton yaitu aksi-reaksi, jantung mendorong dirinya ke bawah di dalam tubuh. Kemunduran ini merenggakan pembuluh darah besar dan jaringan ikat yang menahan jantung pada tempatnya. Saat jantung rileks, ia melompat ke atas, bertemu langsung dengan aliran darah terhadap jantung dan membantu mendorong pengisian(Stephenson, 2019).

Fluida dalam fisika merupakan zat yang berperan penting dalam sistem pada diri manusia seperti tekanan darah yaitu peredaran darah berupa kecepatan aliran darah ke otak. Tekanan hidrostatis pada manusia saat jantung berkontraksi menyebabkan darah terpompa keluar dari jantung.

Pemanfaatan hukum Poiseuille menjelaskan hubungan antara kekentalan dengan timbulnya tekanan darah tinggi pada manusia.:

Q=(πpr^4)/8ηl

Dari persamaan tersebut Q adalah debit atau laju aliran darah pada pembuluh, n adalah kekentalan dan P adalah tekanan darah yang timbul. Dapat disimpulkan bahwa tekanan darah akan lebih naik jika viskositas cairan ketika mengalir mengental. Begitu juga semakin menyempitnya jari-jari pembuluh darah yang disebabkan oleh jenis makanan yang dikonsumsi seseorang, maka semakin tinggi pula tekanan darah(Mahendra et al., 2023).

Efektivitas dalam melakukan pompa darah yaitu dengan cara kontruksi atrium dan ventrikel yang diatur oleh transmisi impuls listrik melewati sel otot jantung yang dimodifikasi kemudian ditempatkan di dalam miokardium kontraktil inilah yang disebut sistem konduksi jantung. Sistem konduksi jantung dapat juga diartikan sebagai aktivitas listrik pada jantung yang memicu detak dan menyebar ke seluruh bagian miokardium(Mahendra et al., 2023).

Salah satu masalah yang timbul adalah sistem konduksi yang tidak berjalan normal. Dalam hal ini, fisika sangat berperan penting dimana konduksi intra atrium ditentukan oleh sifat membrane struktur jaringan dan geometri gelombang sinyal. Ketika terjadi gangguan komunikasi antarsel dalam jantung, anisotropi tidak seragam akan meningkat dan geometri gelombang sinyal terdistorsi. Hal tersebut selanjutnya mengakibatkan gangguan kondusksi dan aritmia yaitu gangguan irama jantung yang tidak teratur(Mahendra et al., 2023).

Tips sehari-sehari untuk kesehatan jantung

Penjelasan mengenai cara kerja jantung memperlihatkan peran jantung yang sangat vital bagi kehidupan seseorang. Sudah sepantasnya kita menjaga dan merawat kesehatan jantung. Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya jenis makanan yang dikonsumsi seseorang berpengaruhi terhadap jalur aliran darah. Makanan yang banyak mengandung lemak dapat mempengaruhi kolestrol darah. Radar kolestrol daraj rendah menghindari resiko penyakit jantung coroner yang lebih rendah(Bahr & Djohan, 2004). Beberapa petunjuk makanan untuk menurunkan kolestrol(Bahr & Djohan, 2004) :

Selain makanan, aktivitas fisik juga berpengaruh terhadap kesehatan jantung. Salah satu aktivitas sederhana yang bisa kita lakukan adalah berjalan kaki. Dikutip dari situs web American Heart Association (AHA) dengan berjalan kaki minimal 20 menit sehari dapat menurunkan risiko serangan jantung dan stroke. Jadi pilihlah tangga, bukan lift. Parkirlah lebih jauh dari toko. Temukan cara-cara kecil untuk meningkatkan langkah anda(American Heart Association (AHA), n.d.)

Sumber : https://pixabay.com/

Selama bertahun-tahun, para profesional kesehatan menganggap hubungan antara kesehatan mental dan kesehatan jantung hanya bergantung pada perilaku – seperti seseorang yang merasa sedih dan mencari pertolongan dengan merokok, minum minuman keras, atau makan makanan yang tidak sehat.Pemikiran itu mulai berubah. Penelitian juga menunjukkan kemungkinan adanya hubungan fisiologis. Semakin banyak bukti menunjukkan bahwa faktor biologis dan kimia yang memicu masalah kesehatan mental juga dapat mempengaruhi penyakit jantung.Memiliki masalah kesehatan mental bukan hanya tentang perasaan tidak bahagia; ada perubahan biokimia yang membuat orang cenderung mengalami masalah kesehatan lain, termasuk masalah jantung. (American Heart Association (AHA), n.d.)

Ternyata banyak kebiasaan sehari-hari yang dapat memengaruhi kinerja jantung. Hal ini bisa ditinjau dengan prinsip fisika. Contohnya dalam aktivitas berjalan. Aktivitas berjalan melibatkan penerapan hukum-hukum gerak Newton. Ketika kita berjalan, tubuh kita berinteraksi dengan gaya gravitasi dan gaya gesek. Ketika kita berjalan kita melawan gaya gravitasi sesuai dengan Hukum Newton III dalam setiap aksi dan reaksi. Sesuai dengan Hukum Newton II yaitu, F=m.a(Raymond & John W. Jewett, 2012), massa beban kita dan gaya yang kita keluarkan memperngaruhi percepatan kita berjalan.

Sumber : https://pixabay.com/

Pentingnya peran jantung dalam sirkulasi darah, anatomi jantung dan prinsip fisika mendasari kerja jantung. Pergerakan jantung, termasuk sistol dan diastol, mempunyai dampak yang signifikan terhadap kesehatan. Hukum Newton digunakan untuk menjelaskan bagaimana jantung mampu memompa darah ke seluruh tubuh, dengan tekanan hidrostatik dan hukum Poiseuille berperan dalam tekanan darah. Sistem konduksi jantung dan kemungkinan gangguan juga dibahas. Pentingnya memahami fisika untuk menjaga kesehatan jantung sehari-hari, termasuk pola makan dan aktivitas fisik. Terakhir, hubungan antara kesehatan mental dan jantung serta efek aktivitas sehari-hari, seperti jalan kaki, juga ditekankan dengan pendekatan fisika.

Daftar Pustaka

American Heart Association (AHA). (n.d.). Keeping hearts beating gets our hearts pumping. Retrieved November 15, 2023, from https://www.heart.org/en/about-us/your-health

Bahr, T., & Djohan, A. (2004). Penyakit Jantung Koroner Dan Hypertensi. 1–7.

Mahendra, D., Hakim, R. I., Wulandari, P., Miftahuddin, D., & ... (2023). Efektif Diagnosis Jantung : Peran-Sistole, Diastole dan Detak Jantung. Airlangga University Press.

Raymond, A. S., & John W. Jewett, J. (2012). Physics for Scientists and Engineers with Modern Physics, Ninth Edition (9th ed.). Physical Sciences: Mary Finch.

Stephenson, R. B. (2019). The Heart As a Pump. Cunningham’s Textbook of Veterinary Physiology, Sixth Edition, 254(6), 216–229. https://doi.org/10.1016/B978-0-323-55227-1.00021-1

Suryono. (2016). Anatomi, Fisiologi Dan Patofisiologi Bising Jantung. DIgital Repository Universitas Jember, 1–15.