Luka bakar akibat listrik memiliki kekhususan, karenanya luka bakar akibat listrik tegangan tinggi dihadapkan pada mortalitas yang tinggi sedangkan luka bakar akibat listrik tegangan rendah diikuti oleh kerusakan jaringan dengan progesivitas yang berjalan lambat, namun memiliki morbiiditas dan mortilitas tinggi. Kerusakan jaringan tubuh dibedakan dalam dua golongan. Pertama, disebabkan oleh arus listrik melalui jaringan tubuh ( electrical shock) dan jenis kedua, disebabkan oleh arc (percikan, letupan, ledakan, electrical flash) energi listrik.

Sebelum membahas luka bakar listrik, perlu diketahui beberapa pengertian dasar mengenai listrik dan efeknya terhadap jaringan; hal ini penting untuk mengetahui dasar kerusakan jaringan akibat arus listrik.

Karakteristik listrik serta sifat berbagai jaringan menentukan derajat kerusakan dan memberikan prediksi mengenai kemungkinan yang terjadi; morbiditas bahkan mortalitas. Beberapa karakteristik listrik, yang perlu diketahui antara lain adalah tegangan (voltage), arus listrik, resistensi dan konduksi; sebagaimana diuraikan secara singkat berikut ini.

Tegangan (voltage) adalah gaya elektromotif atau perbedaan potensial listrik. Semakin besar tegangan listrik yang dialirkan ke jaringan yang memiliki resistensi relatif tetap, semakin besar arus yang dialirkan. Karena besarnya tegangan listrik umumnya dapat diketahui, maka besarnya arus sangat penting diketahui (dengan cara dihitung).

Arus listrik (electric current) adalah aliran listrik; ada dua yaitu arus bolak balik (alternating current, AC) dan satu arah (direct current, DC). AC merupakan energi listrik yang mengalami proses osilasi yang terdiri dari dua arah pada konduktor. Frekuensi dari AC ini dinyatakan dalam satuan Hertz atau siklus per detik; ukuran yang merupakan standar adalah 50-60 Hz atau 50-60 cycle per second (cps). Dc merupakan energi listrik yang mengalir hanya satu arah. Atribut keamanan arus dalam hal seberapa besar arus menyebabkan kerusakan jaringan, dikaitkan dengan low-frequency energy yang juga dimaksudkan berada dalam rentang stimulasi aksi potensial neuromuskular yang fisiologik.

Arus listrik (electric current), dinyatakan dalam satuan ampere, merupakan ukuran jumlah energi mengalir melalui suatu objek. Rentang aman antara arus listrik dengan ambang persepsi arus sangat sempit yaitu 0.2-0 4 mA sedangkan let-go current (ambang spasme involunter dikenal dengan sebutan ‘the let-go threshold’) berkisar antara 6-9 mA.

Arus DC tegangan tinggi menimbulkan spasme muskular, menyebabkan korban terpental menjauhi sumber arus. Hal ini mengakibatkan waktu paparan dengan arus relatif singkat, namun diikuti kemungkinan timbulnya trauma tumpul.

Arus AC lebih berbahaya (tiga kali lipat) dibandingkan arus DC pada tegangan yang sama karena menyebabkan kontraksi muskular kontraksi muskular kontinu, tetani, dan timbul bila serat-serat otot mendapat stimulasi 40 sampai 110 kali per detik. Karena pada umumnya, listrik yang digunakan memiliki frekuensi 60 Hz; dengan demikian tetani mudah timbul meski dengan arus (ampere) rendah sekalipun.

Listrik dengan arus 1.1 mA menimbulkan sensasi nyeri. Listrik dengan arus lebih besar (>15 mA) menimbulkan tetani muskular sehingga

korban tidak dapat melepaskan pegangannya dengan sumber listrik, bahkan kontak dengan sumber arus semakin kuat; dengan sendirinya meningkatkan durasi kontak. Pada keadaan tersebut, diikuti oleh terganggunya kontraksi otot-otot pernafasan.

Listrik dengan arus lebih besar lagi (>50 – 120 mA) menimbulkan fibrilasi ventrikuler.

Pada asaat dialiri listrik, sifat resistensi jaringan mengalami perubahan secara nyata, sehingga sangat sulit memprediksi besar arus (ampere).

Dengan waktu kontak yang semakin panjang, jaringan mengalami karbonisasi sehingga resistensi terhadap arus yang datang selanjutnya menjadi semakin besar. Kemudian di saat tubuh menjadi bagian dari sirkuit listrik, arus listrik semakin terkonsentrasi di daerah luka masuk dan luka keluar ( menimbulkan efek thermal burns); oleh karena itu kedua daerah ini mengalami kerusakan lebih besar.

Kontraksi otot berlipat ganda saat arus listrik AC menembus resistensi epidermis. Hal ini menjelaskan, mengapa arus listrik AC lebih berbahay dibandingkan arus DC (tiga kali lipat) pada tegangan yang sama.

Resistensi dan konduksi. Resistensi adalah tahanan jaringan atau oposisi terhadap aliran listrik, sedangkan konduksi adalah kapasitas jaringan menyampaikan (mengalirkan) arus listrik. Konduktor yang baik adalah jaringan yang banyak mengandung air (memiliki derajat hidrasi tinggi). Urutan konduksi jaringan adalah sebagai dilihat pada tabel berikut (semakin tinggi konduksi, semakin rendah resistensi dan sebaliknya).

Arus listrik akan menghasilkan panas lebih tinggi pada konduktor yang memiliki resistensi lebih besar (misal, jaringan). Proses degradasi energi ke dalam bentuk panas yang disebut joule heating, menjadi penyebab utama kerusakan termis pada jaringan. Karenanya, jaringan

Konduksi tinggi Resistensi rendah

Konduksi rendah Resistensi tinggi

Sistim saraf

Pembuluh darah

Otot

Kulit

Lemak

tulang

yang bersifat kurang konduktif memiliki potensi efek pemanasan lebih besar saat dialiri arus listrik.

Jumlah panas yang ditimbulkan sehingga menyebabkan kerusakan jaringan adalah

Oleh karenanya besarnya tegangan arus (voltage) sangat menentukan derajat kerusakan jaringan. Berdasarkan ini, dibedakan beberapa jenis tegangan.

1. Arus listrik tegangan rendah (low voltage), dibawah 110 V2. Arus tegangan rumah tangga (domestic electricity), 110-22- V3. Arus tegangan tinggi ( high voltage), diatas >300 V

Dampak arus listrik pada jaringan

Menurut Lee dkk, arus listrik menyebabkan kerusakan yang demikian kompleks, dikaitkan dengan adanya resistensi jaringan yang merupakan ujud dari interaksi jaringan dengan modus yang bergantung pada frekuensi (modes of frequency-dependent tissue-field interactions). Di samping efek termal, permeabilitas membran sel mengalami gangguan akibat denaturasi protein (makromolekul) yang bersifat elektrokonformasional.

Saat dialiri arus listrik, artinya terdapat kontak langsung antara sumber arus dengan konduktor (jaringan permukaan tubuh), terjadi perpindahan elektron-elektron sebagaimana proses perpindahan ion di dalam larutan. Di saat itu, berlangsung proses elektrolisis dan reaksi eksotermal-elektrokimiawi diikuti perubahan pH, konsentrasi oksigen dan pelepasan zat toksik ke jaringan sekitar. Arus listrik melalui lapisan-lapisan sel menunjukan suatu fenomena yang disebut proses elektroporasi. Proses tersebut berlangsung terutama di membran sel (lipid bilayer); protein membran yang bermuatan negatif mengalami denaturasi. Denaturasi protein khususnya terjadi di sekitar lokasi cell pores dan gates (lokasi pompa natrium, pompa kalium dan kanal kalium). Protein-protein membran sel ini kehilangan struktur tiga dimensinya, mengalami distorsi atau membentuk pori-pori intramembran sehingga komponen intrasel dengan mudah bercampur dengan komponen ekstrasel;

0.24 x (voltage)2 x resistensice

Faktor berperan pada cedera listrik :

Tipe sirkuit (arus) Resistan jaringan Besar arus (ampere) Tegangan (voltage) Jalur yang dilalui arus Durasi Faktor lingkungan

prosesnya berlangsung demikian cepat dan bila kondisi ini tidak segera kembali maka terjadi kematian sel. Proses ini sekaligus menjelaskan bahwa kematian sel tidak disebabkan oleh efek joule heating (yang membutuhkan waktu lebih lama).

Di samping efek yang diuraikan di atas, kerusakan jaringan ditentukan oleh arah arus listrik mengalir di tubuh. Faktor yang menentukan arah aliran arus listrik adalah besarnya resistensi dan konduksi yang diuraikan sebelumnya. Berdasarkan aspek resistensi dan konduksi ini, dibedakan menjadi dua jenis arus, yaitu arus langsung (direk) dan tidak langsung (indirek) yang membedakan dua jenis luka bakar listrik sebagaimana dilihat pada gambar.

Arus langsung (direk) terjadi sat seseorang menyentuh sebuah konduktor yang terhubung dengan arus listrik. Dampak aliran listrik pada berbagai jaringan tubuh diuraikan berikut ini.

Kulit

Epidermis merupakan jaringan yang relatif lebih kering dibandingkan jaringan lainnya dan berperan sebagai suatu resistensi awal tervesar terhadap arus listrik DC. Namun, resistensi kulit ini bervariasi dan dipengaruhi beberapa faktor misalnya ketebalan lapis keratin dan kelembaban kulit:

Resistensi epidermis ini lebih rendah karena adanya keringat dan lembabnya kulit terutama di tempat folikel rambut menembus epidermis

Saraf merupakan jaringan tubuh yang didesain untuk menghantarkan aliran listrik. Sistim itot dan pembuluh darag karena jaringan-jaringan ini mengandung air dan kadar elektrolit dengan konsentrasi tinggi sehingga berperan baik sebagai konduktor.

Tulang, lemak dan tendon merupakan resistor yang baik sehingga tidak menghantarkan listrik namun lebih menimbulkan panas dan mengalami koagulasi.

Bagian tubuh lainnya tergolong resistan menengah (intermediate).

Kulit adalah jaringan yang merupakan resitor (namun tidak sebaik tulang); bukan konduktor yang baik (tidak sebaik saraf, pembuluh darah dan otot). Karenanya, sebagian besar energi listruj diserap oleh kulit terutama di daerah yang memiliki lapisan keratin tebal (telapak tangan, telapak kaki) dan diubah menjadi energi panas menimbulkan luka bakar (efek termal).

Dalam keadan basah, kulit menjadi konduktor yang baik; sehingga tidak ada energi yang diserap-namun langsung diteruskan ke jaringan dibawahnya- dan kerusakan pada kulit tidak sedalam yang diperkirakan. Kondisi ini menyebabkan electric shock (electrocution) pada jaringan yang letaknya lebih dalam disertai gangguan jantung (aritmia ventrikular, cardiac arrest) tanpa luka bakar sama sekali di permukaan (misal pada bathtub injury)

Keringat menurunkan resistensi kulits/d 2500-3000 Ohm Air menurunkan resistensi kulit s/d 1200-1500 Ohm

Resistensi epidermis lebih tinggi pada daerah dengan epidermis yang lebih tebal karena pada daerah ini umumnya distribusi kelenjar keringat dan folikel demikian jarang (misal: kulit bagaian akral).

Bila kulit tersengat listrik dengan besar arus >10 volt (10 V), terjadi gangguan integritas struktur epidermis sehingga terjadi penuruanan resistensu. Sebagai konsekuensi dari penurunan resistensi ini, arus listrik yang melalui resistant barrier (misal, epidermis) akan menyebabkan luka bakar termis (thermal burn, disebabkan efek panas) pada daerah yang bersifat resisten. Namun, barrier epidermis ini dengan mudah dapat diturunkan atau bahkan dihilangkan bila kulit dalam keadaan basah (keringat, air atau cairan lainnya). Cairan bertindak sebagai konduktor yang baik sehngga arus listrik disebarluaskan ke seluruh permukaan kulit; air dan ion-ion yang berada di permukaan kulit akan mempermudah arus listrik menembus epidermis. Akibatnya, luka bakar tidak hanya dijumpai di area kontak yang basah namun tersebar luas; karena basah, kulit kemudian bertindak sebagai konduktor. Contoh klasik untuk fenomena ini adalah korban sengatan listrik saat berendam di bak mandi (bathtub); mortalitas pada kasus ini tinggi karena arus listrik sangat mudah menembus barrier epidermis, menjalar dan menimbulkan kontraksi otot-otot (tetani) diafragma dan miokardium; kerap tanpa disertai luka bakar dalam bentuk ringan sekalipun di permukaan. Pada cardioversion, kadang terlihat gambaran perimeter yang umumnya hanya menunjukan luka bakar derajat satu; dikonfirmasi oleh pemeriksaan histologik.

Berdasarkan keterangan diatas, dalam penelitian yang menggunakan arus DC diperlihatkan adanya suatu fenomena yang unik. Arus listrik yang mengalir di pusat interface yang terletak di antara kulit dan lempeng penghantar atau jel tidak menyebabkan thermal burn. Namun, tidak demikian halnya bila epidermis tanpa hambatan (pengurangan, penyerapan) sama sekali. Hal ini dijelaskan sebagai berikut. Arus bolak balik menimbulkan medan magnet yang menginduksi medan listrik pada jaringan (epidermis) – dengan prisnsip serupa dengan MRI- sehingga sangat mudah menembus epidermis. Penelitian tersebut sekaligus menunjukan – berbeda dengan arus DC- arus AC tidak tergantung pada resistensi kulit.

Saraf, pembuluh darah dan otot

Jaringan saraf dan pembuluh darah terpapar pada arus listrik lebih besar, namun diikuti oleh terbentuknya panas yang relatif lebih kecil. Hal ini disebabkan karena jaringan saraf dan pembuluh darah merupakan konduktor yang baik dengan resistensi rendah (mengandung) komponen air lebih banyak).

Kerusakan jaringan saraf terjadi melalui berbagai mekanisme. Jaringan saraf mengalami kehilangan konduktivitasnya karena mengalami nekrosis koagulasi. Kerusakan pembuluh darah yang mensuplai dan myelin sheats juga terjadi. Dengan berlangsungnya kerusakan pembuluh darah dan terbentuknya edema. Kerusakan jaringan saraf terjadi secara cepat maupun lambat (dalam beberapa jam sampai dengan beberapa hari).

Kerusakan pada jaringan otak menunjukan fokus-fokus petevhiae pada brain stem, kromatolisis yang meluas dan edema serebral.

Pembuluh darah merupakan jaringan yang mengalami kerusakan paling berat. kerusakan