A. SISTEM SARAF DAN PENYUSUNNYA
evolusi hewan dari bentuk organisme uniseluler ke bentuk
organisme multiseluler yang lebih kompleks memungkinkan adanya
perkembangan dari berbagai sistem organ secara spesifik. berbagai
macam organ dan sistem organ membutuhkan koordinasi yang
komprehensif sehingga dapat bekerja secara sinergis satu sama
lainnya dalam melakukan proses fisiologis kehidupan,
oleh sebab itu keberadaan sistem koordinasi yang meliputi sistem
saraf dan endokrin diperlukan sehingga mekanisme-mekanisme
fisiologis dapat berlangsung dalam kendali terintegrasi.
NEURON
sistem saraf disusun oleh 2 tipe sel yaitu sel glia dan sel neuron
neuron yaitu unit kerja fungsional dari sistem saraf. kerja sel-sel
neuron berlangsung melalui konduksi potensal aksi yang merupakan
perubahan sederhana dalam hal polaritas voltase yang tercipta
antar membran neuron. potensial aksi merepresentasikan transmisi
informasi melalui sistem saraf secara keseluruhan dan mengendalikan
foto neuron struktur utama dari neuron (sel saraf)
neuron lengkap terdiri atas bagian aksonik, bagian dendrit, bagian somatik ,dendrit yaitu pemanjangan dari badan
sel neuron (soma ) fungsi dendrit untuk memberikan informasi
tentang apa yang terjadi di lingkungan luar tempat hidup
hewan itu dan untuk menerima informasi dari nuron-neuron
lainnya dan dari reseptor sensoris,
informasi-informasi yang diterima oleh dendrit
dikonversi ke dalam bentuk potensial membran yang ditransmisikan ke
badan sel dari neuron. badan sel bernama soma mempunyai semua
organel sel yang ada (misalnya nukleus dan mitokondria).
disini berbagai neurotransmitter khususnya neuropeptida disintesis dan
ditransportasikan ke terminal akson yang kemudian akan dilepaskan
selama proses transmisi sinaptik. dari badan sel akan terdapat
penjuluran yang dinamakan dengan akson. penghubung antara akson dan badan sel dinamakan hillock akson. tempat itu
sebagai tempat asal dari potensial aksi saraf. fungsi akson adalah
untuk mentransmisikan potensial aksi yang menjalari sepanjang badan
akson hingga ke terminal akson tersebut. terminal akson berhubungan
dengan berbagai struktur termasuk dendrit, badan sel, akson dari
neuron lainnya, dan juga dengan jaringan non neural seperti otot atau
jaringan glandular. antara terminal akson dengan struktur lainnya
ada celah yang disebut dengan sinapsis. kebanyakan dari akson
diselubungi oleh selubung miyelin yang terbentuk dari se-sel glia yang
dikenal dengan sel schwann. selubung tersebut bersifat diskontinyu
karena di beberapa tempat akan ada pembatas atau celah yang disebut
dengan nodus renvier. fungsi miyelin adalah untuk meningkatkan
kecepatan transmisi potensial aksi di sepanjang akson. dalam kondisi
biasa, arah penjalaran potensial aksi hanya berlangsung satu arah yaitu
dari badan sel ke terminal akson.
neuron dapat diklasifikasikan berdasarkan jumlah tonjolan-tonjolan
yang berasal dari badan selnya. berdasarkan klasifikasi ini, terdapat tiga
tipe neuron yaitu neuron multipolar, neuron bipolar, dan neuron unipolar.
selain itu, neuron dapat juga diklasifikasikan kedalam tiga kelompok
berdasarkan fungsinya yaitu neuron motoris (neuron efferen), neuron
sensoris (neuron afferen), dan neuron penghubung atau interneuron
(neuron internuncial)
SEL-SEL GLIA
kelompok kedua dari sel yang ada pada sistem saraf yaitu sel
glia. sel glia ini berhubungan erat dengan neuron kendati tidak terlibat
dalam mengantarkan potensial aksi saraf. fungsinya yaitu untuk
menunjang kerja neuron. misalnya sel-sel itu membuang
materia-material sisa, menyediakan
makanan bagi neuron dengan berbagai nutrisi, menjamin kondisi
lingkungan ionik di sekitar neuron agar tetap konstan, ,ada beberapa tipe sel glial yaitu mikroglia,astosit dan oligodendrosit salah satu tipe sel glial yang paling terkenal yaitu sel schwann yang menyusun selubung miyelin.
Gambar 2. Berbagai bentuk sel neuron (a) neuron sensoris pada
mamalia, (b) neuron serebrum mamalia, (c) neuron motoris
vertebrata
Gambar 3. 3 tipe neuron berdasarkan jumlah juluran (prossesus) dari
badan selnya yaitu (a) multipolar, (b) bipolar, dan (o) unipolar
Gambar 4. 3 tipe neuron berdasarkan fungsinya yaitu neuron
sensoris, neuron penghubung (interneuron) dan neuron
motoris
MEKANISME KERJA NEURON
neuron bekerja dengan cara menghasilkan dan
mengantarkan potensial aksi yang merupakan gelombang listrik yang
menjalar di neuron. ini berlangsung karena kondisi listrik dari
membran neuron tidak stabil yang berarti bahwa perbedaaan potensial
yang ada di membran neuron dapat mengalami perubahan-perubahan.
Istilah yang paling erat hubungannya dengan transmisi listrik yaitu
membran potensial aksi dan membran potensial dasar ,
MEMBRAN POTENSIAL DASAR (RESTING POTENTIAL MEMBRANE)
Neuron juga mempunyai beda potensial (voltase) antar membran yang
dinamakan membran potensial dasar (RMP: Resting Potensial
Membrane). Dari pengukuran secara eksperimen, RMP umumnya
sebesar-75mV, kondisi di dalam neuron lebih negative dibandingkan di
bagian luarnya. Tidak ada perbedaan potensial inheren baik di dalam
maupun di luar sel. Potensial membran dapat dibandingkan dengan
potensial batrei.
RMP dapat dimengerti dengan menganalisis terlebih
dahulu distribusi ion melintasi membran bersama dengan permeabilitas
yang berbeda-beda dari membran sel neuron terhadap berbagai ion.
dibawah ini daftar komponen komponen utama ion dalam cairan
intraseluler dan ekstraseluer (1CF dan ECF):
Tabel 1. Konsentrasi ideal dari ion-ion utama pada cairan intraseluler
dan ekstra seluler mamalia (1CF dan ECF):
[lon) mM
lon ECF ICF
Na 155 15
K 4 125
C 100 8
Dari tabel tampak bahwa tidak ada distribusi ion yang sama
di dalam dan di luar membran sel saraf. Hal ini juga sama dengan
se-sel dan ion lainnya. bahwa pada kondisi basal,
membran sel neuron bersifat sangat permeable terhadap ion K+ karena
dalam kondisi basal channel K+ di dalam membran sel terbuka dan
memungkinkan pelaluan ion-ion tersebut. Membran tersebut kurang
permeable terhadap ion Na+, hanya sekitar seperduapuluh lima
dibandingkan ion K. Permeabilitas terhadap ion ditentukan oleh keberadaan
saluran ion (channel) yang selektif di dalam membran sel yang hanya
ion-ion tertentu saja yang dapat melewatinya. maka ada
channel ion untuk K+ saja dan juga untuk Na+ saja. Channel ini
berupa pori protein yang membentuk saluran di dalam membran
yang dapat menutup dan membuka. bila salah satu channel terbuka,
pergerakan ion melewati membran dapat berlangsung dan juga
sebaliknya bila channel tersebut tertutup.
Gambar 5. Pengukuran dan pencatatan potensial dasar membran
menggunakan +elektroda intraseluler. Sepasang elektroda
menembus sel. Voltase yang dikur pada membran sel kira
kira -75mV (di dalam lebih negative daripada di luar) dan
kondisi ini dinamakan potensial dasar
POTENSIAL AKSI
potensial aksi yaitu perubahan polaritas membran dimana bagian
dalam neuron berubah dari muatan negatif menjadi positif selama
beberapa milisekon. potensial aksi terjadi saat neuron mengirim
informasi. potensial aksi ini ditransmisikan sepanjang akson
dengan kecepatan mencapai 120m/s. kecepatan konduksi ini hanya
berlangsung di akson besar yang bermielin. pada akson yang lebih
kecil dan tidak bermielin, kecepatan konduksi hanya sekitar 2.5 m/s.
salah satu aspek penting dari potensial aksi yaitu transmisi potensial
aksinya tanpa mengalami pengurangan potensial sepanjang akson
sehingga ukuran potensial aksi pada hillock akson (sambungan antara
akson dan badan sel) sama besar dengan potensial aksi yang ada pada
terminal akson.
Gambar 6. Fase-fase potensial aksi yang diukur dengan menggunakan
elektroda intraseluler
Potensial aksi merefleksikan terbukanya channel-channel ion dan
masuknya (influks) Na+ ke dalam sel mengikuti stimulus ekstemal.
tidak semua stimulus akan menghasilkan potensial aksi, hanya
stimulus yang mampu meningkatkan potensial dasar membran (rmp)
ke level ambang batas. ambang batas potensial aksi membran berkisar
antara 10-15mV diatas RMP. Pada level batas, mekanisme
umpan balik positif dimulai yang memicu masuknya Na + ke dalam sel
diikuti oleh ion-ion Na lainnya secara terus menerus. Perubahan awal
dari potensial membran ini dikenal dengan depolarisasi. Selanjutnya
akan tercapai tegangan puncak selama potensial aksi berlangsung.
Segera setelah itu, channel ion Na+ tertutup dan dikuti oleh terbukanya
channel ion K+ sehingga potensial membran akan kembali ke kondisi
dasar (RMP). Hal ini disebut dengan proses repolariasi dan akan
mengurangi muatan postif di dalam sel neuron sehingga kembali ke
keadaan awal (resting). Channel Kyang sudah terbuka akan menutup
dengan cukup lambat yang berarti bahwa akan sangat banyak muatan
positif keluar dari dalam sel neuron. Kondisi ini disebut dengan fase
setelah hiperpolarisasi.
Gambar 7. Siklus umpan balik positif yang terjadi pada level
batas potensial membran dan untuk memicu terjadinya
depolarisasi dan pengantaran potensial aksi
TRANSMISI POTENSIAL AKSI SEPANJANG AKSON
potensial aksi, yang berasal dari hilloks akson harus melewati terminal
akson sebelum menimbulkan pengaruh terhadap neuron, otot, atau
jaringan glandular lainnya. ini juga berlangsung dengan arus lokal.
hal yang terjadi selama potensial aksi adalah bahwa muatan postif di
sebelah dalam membran akson akan ditarik ke sisi sebelahnya yaitu
ke bagian yang lebih negatif. masuknya muatan positif cenderung
untuk memindahkan potensial membran ke ambang batas (treshold).
bila treshold tercapai, potensial aksi akan menjalar sepanjang akson.
alasan bahwa selubung miyelin akan mempercepat transmisi potensial
aksi adalah bahwa seketika sesudah membran di sebelahnya mengalami
depolarisasi, potensial aksi akan meloncat dari satu nodus ranvier
ke nodus ranvier lainnya. ini dinamakan konduksi saltatoris.
akson perlu diselubungi oleh miyelin karena pergerakan ion-ion yang
diperlukan unuk menghasilkan potensial aksi akan terhalang pada
bagian yang berselubung miyelin tersebut sedangkan pada daerah
yang tidak berselubung (naked region) di nodus ranvier, ion-ion akan
bergerak. maka satu-satunya tempat dimana terjadinya
pergerakan ion yaitu pada nodus ranvier yang tidak bermiyelin yang
akan bermanifestasi pada mekanisme peloncatan aksi potensial dari
satu nodus ke nodus ranvier lainnya sepanjang akson. dengan cara itu,
kecepatan transmisi potensial aksi akan meningkat.
Gambar 8. Fase-fase potensial aksi yang diukur dengan menggunakan
elektroda intraseluler ,aliran muatan positif dari tempat yang mengalami depolarisasi menuju ke tempat di dekatnya pada kondisi dasar (resting) akan menimbulkan potensial aksi. daerah di depannya pada membran itu akan
mengalami periode refraktori sehingga potensial aksi hanya dapat
ditransimisikan pada satu arah saja.
SINYAL-SINYAL DALAM SISTEM SARAF
potensial aksi hanya akan tercipta bila potensial membran mencapai suatu level ambang batas yang memadai. saat telah tercipta, potensial aksi akan ber
nilai konstan. misalnya bila satu stimulus sebesar 1 volt
akan menimbulkan potensial aksi pada membran, maka potensial
aksi yang ditimbulkan oleh 10 volt juga akan sama besarnya. maka untuk menimbulkan potensial aksi di neuron berlaku hukum
semua atau tidak sama sekali, potensial aksi akan
muncul bila level batas tercapai atau bila tidak tercapai maka
tidak akan pernah tercipta potensial aksi. sangat tidak mungkin untuk
mengatakan mempunyai potensial aksi dua kali lipat atau setengah dari
potensial aksi
perbedaan dalam aksi neuron ada pada aspek frekuensi potensial aksi yang ditimbulkan. misalnya, stimulus berupa rasa sakit yang biasa saja akan memicu aksi potensial 10 kali per detik, sedang stimulus rasa sakit yang sangat hebat akan menghasilkan frekuensi aksi potensial 100 kali per detik. artinya bahwa informasi dalam sistem saraf dikodekan berdasarkan frekuensinya , bila satu potensial aksi memerlukan waktu selama 2-3 milisekon, maka akan ada 300-500 frekuensinya per sekon.
laju maksimum pengantaran potensial aksi dibatasi oleh periode
refraktori neuron. periode refraktori dapat dibagi menjadi dua
komponen yaitu periode refrakori relatif dan periode refraktori absolut ,
selama periode refraktori absolut, tidak mungkin dapat menggerakkan
sedetik saja dari potensial aksi neuron karena pada kondisi itu
channel ion Na +tidak aktif sedangkan nat sangat penting dalam
menimbulkan potensial aksi. sedang pada periode refraktori relatif,
masih memungkinkan untuk menciptakan satu detik potensial aksi
namun membutuhkan stimulus yang lebih besar dari kondisi normal,
penjelasan mengenai periode refraktori relatif yaitu bahwa pada
akhir potensial aksi, channel K+ masih terbuka dan muatan positif
sedang meninggalkan sel ( bahwa sisi dalam neuron harus lebih
bermuatan positif selama potensial aksi). namun selama tahap
tersebut, channel ion dapat terbuka dan akan mendepolarisasi sel,
Esensinya, harus ada peningkatan dari level ambang batas potensial
membran. Respon depolarisasi lainnya (misalnya masuknya ion Na+)
dapat dilawan dengan respon hiperpolarisasi yaitu dengan hilangnya
ion-ion K+
TRANSMISI LISTRIK MELINTASI SINAPSIS
sinapsis listrik (efasis) yaitu mekanisme sederhana
dimana potensial aksi dapat ditransfer dari satu neuron ke neuron
lainnya. pre- dan post sinaspsis membrane saling berdekatan satu
sama lainnya membentuk kontak antar sel yang dinamakan
gap junction. gap junction ini kadang dinamakan konnekson
yang mengandung struktur protein yang melekatkan dua membran
sel. keberadaannya memungkinkan ionion untuk lewat dari neuron
presinapsis ke neuron postsinapsis. gap junction dapat tertutup atau
terbuka, dan menghambat atau membiarkan potensial aksi untuk lewat
dari satu neuron ke neuron lainnya. ini memungkinkan sinapsis
listrik membiarkan potensial membran untuk bergerak satu arah
saja dari neuron presinapsis ke postsinapsis. sinapsis bergantung
kepada arus lokal. neuron presinapsis yang kecil tidak akan dapat
menstimulasi neuron postsinapsis yang lebih besar (termasuk juga
terhadap selsel otot). maka pemakaian sinapsis listrik tidak
seluas penggunaan sinapsis kimiawi. sinapsis listrik telah ditemukan
pada beberapa filum invertebrata seperti vertebrata ikan,anelida, arthropoda dan moluska.
Gambar 9. Organisasi sinapsis listrik (efipase) (Campbell, et al., 2010)
Membran pre- dan postsinapsis saling berdekatan satu sama lain dan
secara fisik dihubungkan oleh gap junction. Ion lewat dari membran
presinapsis ke postsinapsis melalui pori protein (konekson)
TRANSMISI KIMIAWI MELINTASI SINAPSIS
Transmisi kimiawi lebih utama daripada transmisi listrik seperti yang
telah dipaparkan sebelumnya pada sinapsis. Depolarisasi terminal
presinapsis akan menghasilkan influks ion Ca2+ ke dalam terminal
presinaptik tersebut. lon Ca2+ masuk melalui channel ion yang telah
terbuka sebagai respon terhadap depolarisasi. Channel tersebut adalah
channel yang bergerbang voltase dimana respon membukanya channel
ditentukan oleh perubahan pada potensial membran. Efek infiluks Ca2+
adalah mengaktivasi enzim kalsium/kalmodulin dependen kinase 1.
Enzim ini, seperti enzim kinase lainnya, melakukan aktivitas fosforilasi
terhadap substratnya. Dalam hal ini, enzim memfosforilasi sinapsin.
Biasanya, sinapsin melekat pada vesikel yang mengandung substansi
neurotransmitter. Ketika terfosforilasi, sinapsin terlepas dari vesikel
sehingga vesikel akan berfusi dengan membran presinapsis, yaitu di
titik-titik spesifik pada membran terminal akson presinapsis. Melalui
proses eksositosis, neurotransmitter dilepaskan ke dalam sinapsis
dimana akan terjadi difusi dan berkombinasi dengan reseptor spesifik
pada membran postsinapsis.
Gambar 10. Elemen-elemen dasar dari sinapsis kimiawi
sinapsis kimiawi ini dapat ditemukan diantara akson, antara akson
dengan badan sel dan antara akson dengan organ efektor (misalnya
dengan otot). bila neurotransmitter telah berkombinasi dengan
reseptornya, ia akan dapat mempengaruhi potensial membran dari
neuron postsinapsis. hal ini dapat terjadi dengan dua cara yaitu:
1. reseptor membentuk kompleks channel ion/reseptor yang
lebih besar. maka bila reseptor diaktivasi oleh
neurotransmitter, akan memicu perubahan konformasi dari struktur
channel ion. kemudian akan terbuka channel, sehingga ion-ion
dapat bergerak melintasi membran dan menimbulkan perubahan
potensial membran.
2. reseptor bila diaktivasi akan menghasilkan molekul messenger
kedua (second messenger) yaitu cAMP. Molekul ini akan
mempengaruhi pembukaan channel ion dan akhinya akan merubah
potensial membran.
Tabel 2. neutransmitter yang ditemukan pada neuron hewan
Substansi Neurotransmitter Hewan
Peptida
Substansi P Vertebrata
Vassopresin (ADH) Vertebrata
Peptida kardiak pendek Moluska
FMRFamide Moluska, arthropoda, vertebrata
Proktolin Moluska, anelida
Purin
Adenosine Sipunkulata
Asetilkolin Cacing pipih, insekta, moluska
Amin
Dopamin Moluska, crustacea, vertebrata
Noradrenalin (norepineprin) Cnidaria, moluska, vertebrata
Serotonin (5-HT) Arthropoda, anelida, vertebrata
Histamin Arthropoda, vertebrata
Asam amino eksitoris
Glutamin Crustacea, insekta, vertebrata
Aspartat Crustacea, vertebrata
Asam amino Inhibitoris
Gamma-aminobutirik acid (GABA) Annelida, vertebrata
bila suatu substansi diklasifikasikan sebagai neurotransmitter, maka memiliki ciri ,antaralain:
1.agen-agen yang menghambat respon postsinapsis yang dihasilkan
oleh stimulasi presinapsis harus menghambat respon tersebut bila
molekul neurotransmitter diberikan secara eksogenus
2.pemberian molekul tersebut kepada sisi postsinapsis harus
menghasilkan respon yang sama dengan respon postsinapsis yang
distimulasi oleh presinapsis
molekulnya harus di sintesis di neuron tempatnya dilepaskan
3.molekulnya harus disimpan di dalam neuron tempatnya dilepaskan
4.stimulasi presinapsis harus dihasilkan dalam pelepasan molekul
tersebut
5.harus ada metabolisme dan perusakan yang cepat dari molekul
tersebut ketika ia dilepaskan dari terminal akson
sesudah menstimulasi neuron postsinapsis, neurotransmitter harus
sesegera mungkin diinaktifkan. hal ini harus dilakukan untuk
mencegah stimulus yang berlebihan terhadap sel-sel postsinapsis.
misalnya bila suatu neuron presinapsis menginervasi satu sel
otot. aktivasi yang kontinyu oleh pelepasan neurotransımitter akan
menghasilkan kontraksi yang terus menerus dari sel otot itu.
hal ini akan beresiko secara fisiologis. ada beberapa cara dimana
neurotransmitter dihilangkan dari sinapsis, namun yang termudah
yaitu dengan metabolisme substansi dinamakan di sinapsis. misalnya
asetilkolin yang dimetabolisme oleh enzim asetilkolin esterase
menjadi kolin dan asetat ,asetat akan kembali ke sistem sirkulasi
dan kolin akan ditransportasikan kembali secara aktif ke neuron
presinapsis untuk kemudian disintesis ulang menjadi asetilkolin. cara
lain untuk menghilangkan neurotransmitter dari sinapsi yaitu dengan
mentransportasikannya ke dalam sel dan menghancurkannya secara
intraseluler.
AKTIVASI SEL POSTSINAPSIS-POTENSIAL POSTSINAPSIS
tipe channel ion yang terbuka sebagai hasil dari kombinasi
neurotransmitter dengan reseptornya akan menentukan apakah sel
postsinapsis akan dieksitasi atau dihambat. misalnya bila
channel yang terbuka adalah channel ion Na+ maka ion tersebut akan
masuk ke dalam sel yang akhimya akan mengakibatkan muatan lebih
positif di dalam sel dan menghasilkan depolarisasi (respon eksitoris).
Namun bila yang terbuka channelnya adalah untuk ion K+, maka
ion tersebut akan meninggalkan sel neuron dan mengakibatkan sel
neuron bermuatan negatif dan menimbulkan hiperpolariasi (respon
inhibitoris). bahwa efek terbukanya channel tidak akan
menimbulkan potensial aksi dan sebaliknya. Perubahan pada potensial
membran yang timbul disini dinamakan potensial postsinapsis.
Potensial postsinapsis eksitoris (EPSP: Excitatory postsynaptic
potentials) akan dideplarisasi dan potensial postsinapsis inhibitoris
(IPSP: Inhibitory postsynaptic potentials) akan dihiperpolarisasi.
potensial harus ditransmisikan melewati dendrit dan masuk ke
badan sel menuju ke hillock akson. hiperpolarisasi akan menghambat
produksi potensial aksi. perbedaan antara potensial aksi dan potensial
lokal yaitu bahwa potensial lokal menurunkan ukuran potensial dari
tempat asalnya sumber potensial itu,
Gambar 11. Waktu potensial lokal, (a) EPSP, kendati respon depolarisasi
terjadi, threshold (ambang batas) tidak tercapai sehingga
tidak ada potensial aksi yang dihasilkan. (b) IPSP yang
memperlihatkan respon hiperpolarisasi
ORGANISASI SISTEM SARAF
sistem saraf dapat dideskripsikan secara sederhana sebagai suatu
agregasi atau kumpulan dari neuron yang disusun dalam suatu fungsi
kerja yang terkoordinasi. pada level paling sederhana, sistem saraf
hanya membutuhkan satu neuron yang berfungsi sensoris dendrit
dan sinapsis terminal akson dengan beberapa sel efektor tertentu
(misalnya se-sel otot). sistem saraf memberikan kemampuan bagi
hewan untuk dapat merespon perubahan-perubahan yang berlangsung
baik di lingkungan internal maupun eksternal.
organisasi sistem saraf terbagi menjadi sistem saraf pusat
dan sistem saraf tepi (sst). sistem saraf pusat terdiri dari
otak dan medulla spinalis yang dilindungi tulang kranium dan kanal
vertebral. sistem saraf tepi atau perifer meliputi seluruh jaringan saraf
lain dalam tubuh. sistem ini terdiri dari saraf cranial dan saraf spinal
yang menghubungkan otak dan medulla spinalis dengan reseptor dan
efektor.
secara fungsional sistem saraf perifer terbagi menjadi sistem aferen
dan sistem eferen:
a. saraf aferen (sensorik) mentransmisi informasi dari reseptor
sensorik ke sistem saraf pusat
b. saraf eferen (motorik) mentransımisi informasi dari sistem saraf pusat ke otot dan kelenjar.
sistem eferen dari sistem saraf perifer memiliki dua sub divisi: divisi
somatic (volunter) berkaitan dengan perubahan dan lingkungan
eksternal dan pembentukan respons motorik volunteer pada ota
rangka. divisi otonom (involunter) mengendalikan seluruh res
involunter pada otot polos, otot jantung dan kelenjar dengan c
mentransmisi impuls saraf melalui dua jalur:
a. saraf simpatis berasal dari area toraks dan lumbal pada medulla
spinalis.
b. saraf parasimpatis berasal dari area otak dan sacral pada medulla
spinalis.
c. sebagian besar organ internal di bawah kendali otonom memiliki
inervasi simpatis dan parasimpatis.
SISTEM SARAF PUSAT SSP
sistem saraf pusat terdiri dari otak dan sumsum tulang belakang. otak
dan sumsum tulang belakang, sistem saraf pusat vertebrata terkoordinasi secara erat, otak menyediakan daya integrative yang mendasari prilaku
kompleks vertebrata. sumsum tulang belakang yang membentang di
bagian dalam columna vertebralis (tulang belakang), menghantarkan
informasi ke , dari otak dan membangkitkan pola-pola lokomasi
dasar. sumsum tulang belakang juga bertindak secara bebas dari otak
sebagai bagian dari sirkuit saraf sederhana yang menghasilkan refieks
(reflex). respons otomatis tubuh terhadap rangsangan tertentu.
refleks melindungi tubuh dengan memicu respons yang cepat dan
tidak sadar terhadap sesuatu yang rangsangan tertentu. seperti saat
meletakan tangan di atas lilin ,
Gambar 12. Sistem saraf vertebrata
PERKEMBANGAN OTAK
Otak manusia mencapai 2% dari keseluruhan berat tubuh,menerima 1,5% curah jantung dan mengkonsumsi 25% oksigen ,Bagian
cranial pada tabung saraf membentuk tiga pembesaran (vesikel) yang
berdiferensiasi untuk membentuk otak: otak depan, otak tengah dan
otak belakang. 1.Otak depan (proensefalon) terbagi menjadi dua
subdivisi: telensefalon dan diensefalon. Telensefalon merupakan
awal hemisfer serebral atau serebrum dan basal ganglia serta korpus
striatum (substansi abu-abu) pada serebrum. Diensefalon menjadi
thalamus, hipotalamus dan epitalamus. 2. Otak tengah (mesensefalon)
terus tumbuh dan pada orang dewasa disebut otak tengah. 3. Otak
belakang (rombensefalon) terbagi menjadi dua subdivisit metensefalon
dan mielensefalon. Metensefalon berubah menjadi batang otak (pons)
dan serebelum. Mielensefalon menjadi medulla oblongata. Rongga
pada tabung saraf tidak berubah dan berkembang menjadi ventrikel
otak dan kanal sentral medulla spinalis.
LAPISAN PELINDUNG
otak terdiri dari rangka tulang bagian luar dan tiga lapisan jaringan
ikat yang dinamakan meninges. lapisan meningeal terdiri dari duramete pia meter dan lapisan araknoid ,
a. pia meter adalah lapisan terdalam yang melekat erat pada otak halus tipis,
b. lapisan araknoid terletak di bagian eksternal pia meter dan
mengandung sedikit pembuluh darah. runga araknoid memisahkan
lapisan araknoid dari piameter dan mengand ung cairan
cerebrospinalis, pembuluh darah , jaringan penghubung dan
selaput yang mempertahankan posisi araknoid terhadap piameter di
bawahnya.
C. durameter, lapisan terluar yaitu lapisan yang tebal dan terdiri
dari dua lapisan. lapisan ini biasanya terus bersambungan namun
terputus pada beberapa sisi spesifik. lapisan periosteal luar pada
durameter melekat di permukaan dalam kranium dan berperan
sebagai periosteum dalam pada tulang tengkorak. lapisan
meningeal dalam pada durameter tertanam sampai ke dalam
fisura otak dan terlipat kembali di arahnya untuk membentuk
falks serebrum, falks serebelum, tentorium serebelum dan sela
diafragma. ruang subdural memisahkan durameter dari araknoid
pada regia cranial dan medulla spinalis. ruang epidural yaitu
ruang potensial antara lapisan meningeal dalam
pada durameter dan perioteal luar dan lapisan meningeal di regia medulla spinalis.
CAIRAN CEREBROSPINALIS
cairan serebrospinalis mengelilingi ruang sub araknoid di sekitar
medulla spinalis dan otak . cairan ini juga mengisi ventrikel dalam
otak. cairan cerebrospinalis menyerupai plasma darah dan cairan
interstisial, tetapi tidak mengandung protein. cairan serebrospinalis
dihasilkan oleh plesus koroid dan sekresi oleh se-sel ependimal yang
mengitari pembuluh darah serebral dan melapisi kanal sentral medulla
spinalis. fungsi cairan cerebrospinalis adalah sebagai bantalan untuk
pemeriksaan lunak otak dan medulla spinalis, juga berperan sebagai
media pertukaran nutrient dan zat buangan antara otak ,
medulla spinalis dan darah
AREA FUNGSIONAL KORTEKS SEREBRI
1. area motorik primer pada korteks
area primer terdapat dalam girus presentral. disini neuron
mengendalikan kontraksi volunteer otot rangka. area pramotorik
korteks terletak tepat di sisi anterior girus presentral. neuron
mengendalikan aktivitas motorik yang terlatih dan berulang seperti
mengetik. area broca terletak di sisi anterior area premotorik pada tepi
bawahnya.
2. area sensorik korteks
terdiri dari area olfaktori primer ,area pengecap primer gustatory,area sensornk primer, area visual primer, area auditori primer ,
3.area asosiasitraktus serebral
terdiri dari area wicara wernickearea asosiasi frontal, area asosiasi somatic, area asosiasi visual,
4.ganglia basal
yaitu kepulauan substansi abu-abu yang terletak jauh di dalam
substansi putih serebrum
SEREBRUM
serebrum tersusun dari dua hemisfer serebral, yang membentuk bagian
terbesar otak. koterks serebral terdiri dari 6 lapisan sel dan serabut
saraf. ventrikel i dan ll (ventrikel lateral) terletak dalam hemisfer
serebral. korpus kolosum yang terdiri dari serabut termielinisasi
menyatukan kedua hemisfer. sulkus dan fisura ,setiap hemisfer dibagi
oleh fisura dan sulkus menjadi 4 lobus yaitu temporal ,frontal, paritetal, oksipital yang dinamakan sesuai tempat tulangnya berada. 1.fisura
longitudinal membagi serebrum menjadi hemisfer kiri dan kanan, 2.
fisura transversal memisahkan hemisfer serebral dari serebelum, 3.
sulkus pusat / fisura rolando memisahkan lobus frontal dari lobus
parietal. 4. sulkus lateral/ fisura sylvius memisahkan lobus frontal
dan temporal. 5.sulkus parieto-oksipital memisahkan lobus parietal
dan oksipital. girus, pemukaan hemisfer serebral mempunyai
konvolusi bernama girus.
DIENSEFALON
berada di antara serebrum , otak tengah dan tersembunyi di balik
hemisfer serebral, kecuali pada sisi basal.
epitalamus
membentuk langit-langit tipis ventrikel ketiga. suatu massa berukuran
kecil, badarn pineal yang mungkin mempunyai fungsi endokrin, menjulur
dari ujung posterior epitalamus.
talamus
terdiri dari dua massa oval (lebar 14 cm dan panjang 3 ,5 cm)
substansi abu-abu yang sebagian tertutup substansi putih. masing-
masing massa menonjol ke luar untuk membetuk sisi dinding ventrikel
ketiga.
hipotalamus
terletak di didi inferior thalamus , membentuk dasar dan bagian
bawah sisi dinding ventrikel ketiga. hipotalamus berperan
dalam pengendalian aktivitas sistem saraf otonom yang melakukan fungsi vegetatif penting untuk kehidupan, seperti pengaturan saluran pencemaan ,aktivitas seksual frekwensi jantung, tekanan darah, suhu tubuh, keseimbangan air, selera makan, hipotalamus berperan sebagai pusat otak
untuk kemarahan,emosi seperti kesenangan, nyeri, kegembiraan ,
hipotalamus memproduksi hormon yang mengatur pelepasan atau
inhibisi hormon kelenjar hipofise sehingga mempengaruhi keseluruhan
sistem endokrin.
PONS
hampir semuanya terdiri dari substansi putih. pons menghubungkan
medulla yang panjang derngan berbagai bagian otak melalui pedunkulus
serebral. pusat respirasi berada dalam pons dan mengatur kedalaman dan frekwensi penapasan. nuclei saraf cranial v, vi dan vil berada
dalam pons, yang juga menerima informasi dari saraf cranial vil.
OTAK TENGAH
merupakan bagian otak pendek dan terkontriksi yang menghubungkan
pons dan serebelum dengan serebrum dan berfungsi sebagai jalur
penghantar dan pusat refleks. pons , medulla oblongata dan otak tengah dinamakan sebagai batang otak.
SEREBELUM
serebelum berfungsi untuk mempertahankan postur,serebelum terletak di sisi inferior pons dan merupakan bagian terbesar kedua otak. terdiri dari bagian sentral terkontriksi, vemis dan dua massa lateral, hemisfer serebelar. serebelum bertanggung jawab untuk mengkoordinasi dan mengend alikan ketepatan gerakan otot dengan baik. bagian ini memastikan bahwa gerakan yang dicetuskan di suatu tempat di sistem saraf pusat berlangsung dengan halus bukannya mendadak dan tidak terkordinasi.
MEDULLA OBLONGATA
Panjangnya sekitar 2,5 cm dan menjulur dari pons sampai medulla
spinalis dan terus memanjang. Bagian ini berakhir pada area foramen
magnum tengkoral. Pusat medulla adalah nuclei yang berperan
dalam pengendalian fungsi seperti frekwensi jantung, tekanan darah,
pernapasan, batuk, menelan dan muntah. Nuclei yang merupakan asal
saraf cranial IX, X, XI dan XIl terletak di dalam medulla.
FORMASI RETIKULAR
Formasi retukular atau sistem aktivasi reticular adalah jarringjaring
serabut saraf dan badan sel yang tersebar di keseluruhan bagian
medulla oblongata,pons dan otak tengah. Sistem ini penting untuk
memicu dan mempertahankan kewaspadaan serta kesadaran
SISTIM LIMBIK
terdiri dari sekelompok struktur dalam serebrum dan diensefalon yang
terlibat dalam aktivitas emosional dan terutama aktivitas perilaku
tidak sadar, girus hipokampus dan lobus pitiformis dan girus singulum,
merupakan bagian sistem limbic dalam korteks serebral.
MEDULLA SPINALIS
A. Fungsi Medulla Spinalis
medulla spinalis mengendalikan berbagai aktivitas refleks dalam
tubuh. bagian ini mentransmisi impuls ke dan dari otak melalui traktus
asenden dan desenden.
B. Struktur Umum
medulla spinalis berbentuk silinder berongga dan agak pipih,
meskipun diameter medulla spinalis bervariasi, diameter struktur ini
sekitar ukuran jari kelingking. panjang rata-rata 42 cm. dua
pembesaran, pembesaran lumbal dan serviks menandai sisi keluar
saraf spinal besar yang mensuplai lengan dan tungkai. 31
pasang saraf spinal keluar dari area urutan korda melalui foramina
intervertebral.
C. Struktur Internal
terdiri dari sebuah inti substansi abu-abu yang diselubungi substansi
putih. kanal sentral berukuran kecil dikelilingi oleh substansi abur abu
bentuknya seperti huruf h. batang atas dan bawah huruf h dinamakan
tanduk atau kolumna dan mengandung badan sel, dendrite asosiasi
, neuron eferen dan akson tidak termielinisasi. tanduk dorsal
yaitu batang vertical atas substansi abu-abu. tanduk ventral yaitu
batang vertical bawah. tanduk lateral yaitu protrusi di antara tanduk
posterior dan anterior pada area toraks dan lumbal sistem saraf perifer.
komisura abu-abu menghubungkan substansi abu abu di sisi kiri dan
kanan medulla spinalis. setiap saraf spinal mempunyai satu radiks dorsal
dan satu radiks ventral.
D. Traktus Spinal
Substansi putih korda yang terdiri dari akson termielinisasi, dibagi
menjadi funikulus anterior,posterior dan lateral. Dalam funikulus
terdapat fasiukulu atau traktus. Traktus diberi nama sesuai dengan
lokasi, asal dan tujuannya.
SISTEM SARAF TEPI
Saraf kranial, saraf tulang belakang dan ganglia merupakan penyusun
sistem saraf tepi. sistem saraf tepi mengantarkan informasi ke dan dari sistem saraf pusat dan
berperan besar dalam meregulasi gerakan dan lingkungan internal
hewan. Informasi sensoris mencapai sistem saraf pusat di sepanjang neuron-neuron
sistem saraf tepi yang dikenal aferen. Setelah pemrosesan informasi di dalam sistem saraf pusat ,,
instruksi kemudian berjalan ke otot, kelenjar, dan sel-sel endokrin
disepanjang neuron sistem saraf tepi yang dikenal eferen.
Gambar 13. Hierarki fungsional sistem saraf tepi vertebrata
Gambar 14. Divisi parasimpatik dan simpatik sistem saraf otonom
Sistem ini terdiri dari jaringan saraf yang berada di bagian luar otak dan
medulla spinalis. Sistem ini mencakup saraf cranial yang berasal
dari otak; saraf spinal, yang berasal dari medulla spinalis , gangli
dan reseptor sensorik yang berkaitan
SISTEM SARAF OTONOM
sistem saraf otonom yaitu sistem motorik eferen visceral, sistem ini
menginervasi jantung; seluruh otot polos, seperti pada pembuluh darah,
visera juga kelenjar kelenjar. sistem saraf otonom tidak memiliki input volunteer, sistem ini dikendalikan oleh pusat dalam hipotalamus, medulla dan korteks serebral juga pusat tambahan pada formasi reticular batang otak. serabut aferen sensorik (visera) menyampaikan sensasi nyeri atau rasa kenyang dan pesan-pesan yang berkaitan dengan tekanan darah , pemapasan, frekwensi jantung, yang di bawa ke sistem saraf pusat di sepanjang jalur yang sama dengan jalur serabut saraf motorik viseral pada sistem saraf otonom
divisi sistem saraf otonom mempunyai 2 divisi yaitu divisi parasimpatis dan divisi simpatis ,
sebagian besar organ yang diinervasi oleh sistem saraf otonom menerima inervasi ganda dari saraf yang berasal dari kedua divisi. divisi simpatis dan
parasimpatis pada sistem saraf otonom secara anatomis berbeda dan perannya antagonis.
Neurotransmiter sistem saraf otonom
asetilkolin dilepas oleh serabut preganglionik simpatis dan serabut
preganglionik parasimpatis yang dinamakan serabut kolinergik,
norepinefrin dilepas oleh serabut post ganglionik simpatis, yang
dinamakan serabut adrenergic, norepinefrin dan substansi yang berkaitan,
epinefrin juga dilepas oleh medulla adrenal.
Divisi Para Simpatis/Kraniosakral
mempunyai neuron preganglionik panjang yang menjulur mendekati organ
yang terinervasi dan mempunyai serabut postganglionic pendek.
badan sel neuron terletak dalam nuclei batang otak dan keluar melalui cn ii, vii, ix,x, dan saraf xil, juga dalam substansi abu-abu lateral pada segmen
sacral kedua, ketiga dan keempat medulla spinalis dan keluar melalui
radiks ventral,
Divisi Simpatis/Torakolumbal
mempunyai satu neuron postganglionic panjang dan satu neuron preganglionik pendek ,badan sel neuron preganglionik terletak pada
tanduk lateral substansi abu-abu dalam segemen toraks dan lumbal
bagian atas medulla spinalis,
SARAF SPINAL
31 pasang saraf spinal berawal dari korda melalui radiks dorsal
(posterior) dan ventral (anterior). Pada bagian distal radiks dorsal
ganglion, dua radiks bergabung membentuk satu saraf spinal.
Semua saraf yaitu saraf gabungan sensorik dan motorik ,
membawa informasi ke korda melalui neuron aferen dan meninggalkan
korda melalui neuron eferen. Saraf spinal diberi nama dan angka sesuai
dengan regia kolumna bertebra tempat munculnya saraf tersebut.
Saraf serviks; 8 pasang. C1 - C8. Saraf toraks; 12 pasang, T1 T12
Saraf lumbal; 5 pasang, L1 - L5. Saraf sacral; 5 pasang, $1- S5. Saraf
koksigis, 1 pasang.
SARAF KRANIAL
12 pasang saraf cranial muncul dari berbagai bagian batang otak.
Beberapa saraf cranial hanya tersusun dari serabut sensorik, namun
sebagian besar tersusun dari serabut motorik dan serabut sensorik ,
1. Saraf Abdusen (CN Vi)
merupakan saraf gabungan, tetapi sebagian besar terdiri dari saraf
motorik. neuron motorik berasal dari sebuah nucleus pada pons yang
menginervasi otot rektus lateral mata. serabut sensorik membawa
pesan proprioseptif dari otot rektus lateral ke pons.
2 .Saraf Fasial (CN VI)
merupakan saraf gabungan. meuron motorik berada dalam nuclei
pons. neuron ini menginervasi otot ekspresi wajah, termasuk kelenjar saliva dan kelenjar air mata ,neuron sensorik membawa informasi dari
reseptor pengecap pada dua pertiga bagian anterior lidah.
3. Saraf Vestibulokoklearis (CN VII)
hanya terdiri dari saraf sensorik dan memiliki dua divisi. cabang
koklear atau auditori menyampaikan informasi dari reseptor untuk
indera pendengaran dalam organ korti telinga dalam ke nuclei koklear
pada medulla, ke kolikuli inferior, ke bagian medial nuclei genikulasi
pada thalamus dan kemudian ke area auditori pada lobus temporal.
cabang vestibular membawa informasi yang berhubungan dengan
ekuilibrium dan orientasi kepala terhadap ruang yang diterima dari
reseptor sensorik pada telinga dalam.
4. Saraf Glosofaringeal (CN IX)
merupakan saraf gabungan. neuron motorik berawal dari medulla dan
menginervasi otot untuk bicara , menelan , kelenjar saliva
parotid. neuron sensorik neuron ini membawa informasi mengenai tekanan
darah dari reseptor sensorik dalam pembuluh darah tertentu dan membawa informasi yang berhubungan dengan
rasa dari sepertiga bagian posterior lidah dan sensasi umum dari faring
dan laring;
5. Saraf Vagus (CN X)
merupakan saraf gabungan. neuron motorik berasal dari dalam
medulla dan menginervasi hampir semua organ toraks dan abdomen.
neuron sensorik membawa informasi dari visera abdomen,faring, laring, trakea,
esophagus, jantung ke medulla dan pons.
6. Saraf Aksesori Spinal (CN XI)
merupakan saraf gabungan, tetapi sebagian besar terdiri dari serabut
motorik. neuron motorik berasal dari dua area: bagian cranial berawal
dari medulla dan menginervasi otot volunteer faring dan laring, bagian
spinal muncul dari medulla spinalis serviks dan menginervasi stemokleidomastoideus dan otot trapezius , neuron sensorik membawa
informasi dari otot yang sama yang terinervasi oleh saraf motorik;
misalnya otot sternokleidomastoid ,otot laring, faring, trapezius ,
7.Saraf Hipoglosal (CN XI)
termasuk saraf gabungan, tetapi sebagian besar terdiri dari saraf
motorik. neuron motorik berawal dari medulla dan mensuplai otot
lidah. neuron sensorik membawa informasi dari spindel otot di lidah.
8. Saraf Olfaktorius (CN 1)
merupakan saraf sensorik. saraf ini berasal dari epithelium olfaktori
mukosa nasal. berkas serabut sensorik mengarah ke bulbus olfaktori
dan menjalar melalui traktus olfaktori sampai ke ujung lobus temporal
(girus olfaktori), tempat persepsi indera penciuman berada.
9.Saraf optik (CN I1)
merupakan saraf sensorik. impuls dari batang dan kerucut retina di
bawa ke badan sel akson yang membentuk saraf optic. setiap saraf
optic keluar dari bola mata pada bintik buta dan masuk ke rongga
cranial melaui foramen optic. seluruh serabut memanjang saat traktus
optic, bersinapsis pada sisi lateral nuclei genikulasi thalamus dan
menonjol ke atas sampai ke area visual lobus oksipital untuk persepsi
indera penglihatan.
10. Saraf Okulomotorius (CN I1)
merupakan saraf gabungan, namun sebagian besar terdiri dari saraf
motorik. neuron motorik berasal dari otak tengah dan membawa
impuls ke seluruh otot bola mata kecuali rektus lateral ,otot oblik superior ke otot yang membuka kelopak mata dan ke otot polos
tertentu pada mata. serabut sensorik membawa informasi indera otot
(kesadaran perioperatif) dari otot mata yang terinervasi ke otak.
11.Saraf Traklear (CN IV)
adalah saraf gabungan, tetapi sebagian besar terdiri dari saraf
motorik dan merupakan saraf terkecil dalam saraf cranial. neuron
motorik berasal dari langit-langit otak tengah dan membawa impuls
ke otot oblik superior bola mata. serabut sensorik dari spindle otot
menyampaikan informasi indera otot dari otot oblik superior ke otak.
12.Saraf Trigeminal (CN V)
saraf cranial terbesar, merupakan saraf gabungan namun sebagian besar
terdiri dari saraf sensorik. bagian ini membentuk saraf sensorik utama
pada wajah , rongga nasal , rongga oral. neuron motorik berasal
dari pons dan menginervasi otot mastikasi kecuali otot buksinator.
badan sel neuron sensorik terletak dalam ganglia trigeminal. serabut
ini bercabang ke arah distal menjadi 3 divisi :cabang optalmik
membawa informasi dari kulit dahi ,kepala,kelopak mata, bola mata, kelenjar air mata,sisi hidung, rongga nasal , cabang
maksilar membawa informasi dari kulit wajah, rongga oral (bibir,gigi
atas, gusi ) dan palatum. cabang mandibular membawa
informasi dari area temporal kulit kepala, gigi bawah, gusi, bibir, kulit rahang
