SISTEM SARAF
Gambar SEM kesepadanan antara sebuah sel saraf (neuron) dan
mikroprossesor (chip) - 1 cm kubik otak > 50 juta sel saraf
- sistem saraf dan sistem endokrin bekerjasama dan berinteraksi dalam mengatur fungsi-fungsi internal tubuh dan perilaku. Mskpn terdapat
hubungan antara struktur dan fungsi sistem saraf dan sistem endokrin memainkan peranan berbeda dlm koordinasi tubuh : sistem saraf mengintegrasikan informasi yang sangat banyak (berpikir & berbicara), sistem endokrin butuh waktu lama untuk sintesis dan pengangkutan
Gambaran Umum Sistem Saraf
• Sistem saraf mempunyai tiga fungsi yang saling tumpang-tindih, yaitu input
sensoris, integrasi, dan output motoris
- input : penghantaran atau konduksi sinyal dari reseptor, misal : sel-sel pendeteksi cahaya di mata ke pusat integrasi
- integrasi : proses penerjemahan yang berasal dari stimulasi reseptor sensoris oleh lingkungan, kemudian dihubungkan dengan respon tubuh yang sesuai Integrasi dilakukan dalam sistem saraf pusat/SSP (central nervous system/ CNS), yaitu otak dan sumsum tulang belakang (vertebrata)
- output motoris : penghantaran sinyal dari pusat integrasi (SSP) ke sel-sel
efektor, sel-sel otot atau sel kelenjar yang mengaktualisasikan respons tubuh thd stimulus tersebut. Sinyal dihantarkan oleh saraf (nerve)
* Saraf yang menghubungkan sinyal motoris dan sensoris antara sistem saraf pusat dan bagian tubuh lain secara bersamaan disebut sistem saraf tepi/SST
(peripheral nervous system/PNS)
* Dari reseptor ke efektor, informasi dikomunikasikan dari reseptor ke efektor dalam satu saraf dari satu neuron ke neuron berikutnya melalui kombinasi sinyal listrik dan sinyal kimiawi
•Sistem saraf tersusun atas 2 sel utama : neuron dan sel-sel pendukung • neuron : sel yang sungguh2 menghantarkan pesan di sepanjang jalur
STRUKTUR NEURON VERTEBRATA
• Neuron adalah unit fungsional sistem saraf yang dikhususkan untuk menghantarkan dan mengirimkan sinyal dalam tubuh dari suatu lokasi ke lokasi lain.
STRUKTUR NEURON VERTEBRATA
• Neuron adalah unit fungsional sistem saraf yang dikhususkan untuk menghantarkan dan mengirimkan sinyal dalam tubuh dari suatu lokasi ke lokasi lain.
Organisasi Fungsional Neuron
Secara fungsional, terdapat 3 golongan neuron yang masing-masing berkaitan dengan 3 fungsi utama sistem saraf :
- neuron sensoris (sensory neuron) : mengkomunikasikan informasi mengenai lingkungan eksternal dan internal dari reseptor sensoris ke sistem saraf pusat
- interneuron : mengintegrasikan input sensoris dan output motoris,
interneuron membuat persambungan sinaptik hanya dengan neuron lain
- neuron motoris : mengirimkan impuls (output motoris) dari SSP ke sel efektor Neuron tersusun dalam sirkuit terdiri dari dua atau lebih jenis fungsional
Sirkuit neuron yang paling sederhana melibatkan sinapsis antara dua jenis neuron : neuron sensoris dan neuron motoris
Masing2 neuron sensoris mengirimkan sinyal dari reseptor sensoris ke neuron motoris dan selanjutnya mengirimkan sinyal ke efektor
Sifat Sinyal Saraf
Impuls adalah sinyal listrik yang bergantung pada aliran ion yang menembus
membran plasma neuron. Sinyal tersebut berawal sebagai suatu perubahan dalam gradien listrik yang melintasi membran plasma sel
• Potensial membran disebabkan oleh perbedaan konsentrasi ion antara isi sel dengan cairan ekstraseluler
- semua sel hidup mempunyai perbedaan muatan listrik melintasi (kedua sisi) membran palsmanya. Perbedaan muatan ini menghasilkan gradien voltase listrik melintasi membran. Voltase yang diukur melintasi membran disebut potensial membran berkisar-50 sampai -100mV pada sel hewan
- Berdasar kesepakatan, voltase di luar sel dikatakan nol, dengan demikian tanda minus (-) menandakan bahwa bagian dalam sel itu muatannya negatif dibandingkan dengan bagian luarnya
- neuron dalam keadaan istirahat (tidak menghantarkan sinyal listrik)
PRINSIP POTENSIAL MEMBRAN
Potensial membran disebabkan oleh perbedaan komposisi ionik dalam cairan intraseluler dan ekstraseluler. Permeabilitas selektif membran plasma, yang merupakan rintangan di antara kedua cairan tersebut, mempertahankan perbedaan ionik tersebut.
Potensial aksi adalah perubahan potensial membran yang
bersifat "ya-atau-tidak-sama-sekali“
- Semua sel mempunyai potensial membran, akan tetapi hanya sel-sel tertentu yang meliputi neuron dan sel-sel otot, mempunyai kemampuan untuk
membangkitkan perubahan potensial membran
- Sel-sel ini disebut sel-sel yang dapat dirangsang (excitable cells)
- Potensial membran sel yang dapat dirangsang dalam keadaan istirahat (tidak terangsang) disebut potensial istirahat (resting potensial)
- Neuron mempunyai saluran ion khusus disebut saluran ion bergerbang (gated ion channel) yang memungkinkan sel tersebut mengubah potensial membrannya sebagai respon terhadap stimulus yang diterima oleh sel tersebut
- Pada neuron sensoris, stimulus bisa datang dari lingkungan suatu organisme (misal : cahaya dalam kasus fotoreseptor pada mata, vibrasi di udara dalam kasus reseptor di telinga)
- Pada interneuron, stimulus biasanya dihasilkan melalui aktivasi neuron lain yang memberikan input ke sel tersebut
Beberapa stimulus memicu
hiperpolarisasi suatu peningkatan gradien listrik melintasi (di kedua sisi membran)
Contents
PERANAN SALURAN ION BERGERBANG VOLTASE
DALAM POTENSIAL AKSI
Pada saat potensial aksi dipicu, potensial membran akan mengalami rangkaian perubahan yang khas. Selama fase depolarisasi, polaritas membran berbalik sebentar, dengan bagian dalam sel menjadi positif dibandingkan dengan bagian luar. Keadaan ini secara cepat diikuti oleh fase repolarisasi yang tajam, dalam waktu yang sama dengan kembalinya potensial membran ke level istirahatnya.
Potensial aksi "berjalan" di sepanjang akson karena mampu merambat
dengan sendirinya
- Potensial aksi adalah peristiwa elektris (listrik) yang terlokalisir yaitu depolarisasi membran pada titik perangsangan yang spesifik
- Neuron umumnya dirangsang pada dendrit atau badan selnya, supaya potensial aksi yang dihasilkan berfungsi sebagai suatu sinyal, potensial aksi itu dengan suatu cara harus “berjalan” di sepanjang akson ke ujung lain sel itu
• Komunikasi kimiawi dan listrik antarsel terjadi pada sinapsis • Integrasi neuron terjadi pada tingkat seluler
Komunikasi kimiawi dan listrik antar sel terjadi pada sinapsis
Sinapsis adalah persambungan unik yangmengontrol komunikasi antara satu neuron dengan sel-sel lain. Sinapsis ditemukan :
- antara dua neuron
- antara reseptor sensoris dan neuron sensoris
- antara neuron motoris dan sel-sel otot yang dikontrolnya - antara neuron dengan sel kelenjar
Sinanpsis antar neuron umumnya menghantarkan sinyal dari terminal sinaptik akson ke dendrit atau badan sel berikutnya dalam suatu jalur neuron
* sel yang menghantarkan sinyal : sel prasinaptik (presynaptic cells) * sel yang menerima : sel pascasinaptik (postsynaptic cells)
SINAPSIS KIMIAWI
Pada sinapsis kimiawi, depolarisasi akan merangsang penyatuan vesikula sinaptik dengan membran prasinaptik dan
merangsang pembebasan molekul
Integrasi neuron terjadi pada tingkat seluler
- Sebuah neuron bisa menerima informasi dari banyak neuron di sekitarnya melalui ribuan sinapsis, diantaranya bersifat eksitatoris dan inhibitoris
Contents
Neurotransmiter yang sama dapat memberikan pengaruh yang berbeda
pada jenis sel yang berlainan
- Neurotransmiter kebanyakan berupa molekul organik kecil yang mengandung nitrogen
- Sebuah neurotransmiter tunggal dapat memicu respons yang berbeda pada sel pascasinaptik. Versatilitas ini tergantung pada keberadaan reseptor di sel
pascasinaptik yang berbeda serta pada model kerja reseptor tersebut
- kebanyakan neurotransmiter berikatan dengan reseptor yang berpengaruh langsung pada protein saluran ion, yang mengubah permeabilitas membran sel pascasinaptik
- jenis komunikasi sinaptik ini berlangsung dalam waktu beberapa milidetik • Asetilkolin : neurotransmiter pada invertebrata dan vertebrata
• Amina biogenik (biogenic amine): neurotransmiter yang disintesis dari asam amino. Satu kelompok yang dikenal sebagai katekolamina, dihasilkan dari asam amino tirosin, yang meliputi : epinefrin dan norepinefrin yang berfungsi sebagai hormon dan sebuah senyawa yang berhubungan erat disebut dopamin
• Asam amino : asam gamma aminobutirat (GABA), glisin, glutamat, aspartat
Organisasi Sistem Saraf
* Organisasi sistem saraf cenderung berkorelasi dengan simetri tubuh * Sistem saraf vertebrata sangat terpusat dan tersefalisasi
* Sistem saraf tepi vertebrata mempunyai beberapa komponen yang berbeda dalam hal organisasi dan fungsi
Struktur dan Fungsi Otak Vertebrata
* Otak vertebrata berkembang dari tiga pembesaran anterior sumsum tulang belakang
* Batang otak mengirimkan data dan mengontrol aktivitas otomatis yang penting bagi kelangsungan hidup
* Serebelum mengontrol pergerakan dan keseimbangan
* Talamus dan hipotalamus adalah pusat integrasi yang penting pada diensefalon * Serebrum mempunyai pusat integrasi yang paling canggih
Contents
Sistem saraf vertebrata sangat terpusat. Komponen sistem saraf pusat (otak dan sumsum tulang
belakang) berkembang dari tali saraf berlubang dorsal, suatu ciri khas kordata.
Sistem saraf tepi tersusun dari saraf kranial (yang berasal dari otak), saraf spinal (yang berasal dari sumsum tulang belakang), dan ganglia di luar sistem saraf pusat
Mamalia mempunyai 12 ps saraf kranial dan 31 ps saraf spinal. Sebagian besar saraf cranial dan semua saraf spinal mengandung neuron sensoris dan neuron motoris, beberapa kranial hanya memiliki
Contents
Hirarki fungional sistem saraf tepi. Saraf dan ganglia sistem saraf tepi vertebrata
Struktur dan Fungsi Otak Vertebrata
* Otak vertebrata berkembang dari tiga pembesaran anterior sumsum tulang belakang
Pada semua vertebrata 3 penonjolan anterior dan simetris bilateral pada tali saraf berlubang dorsal :
- otak depan (forebrain) - otak tengah (midbrain) - otak belakang (hindbrain)
* Batang otak mengirimkan data dan mengontrol aktivitas otomatis yang penting bagi kelangsungan hidup
•Serebelum mengontrol pergerakan dan keseimbangan
•Talamus dan hipotalamus adalah pusat integrasi yang penting pada diensefalon
PERANAN UTAMA
KOMPONEN SIMPATIK
DAN PARASIMPATIK
SISTEM SARAF OTONOM
PADA
DIVISI MOTORIS DALAM
MENGATUR FUNGSI TUBUH
BAGIAN INTERNAL
Beberapa jalur simpatik meliputi
suatu sinapsis ganglia simpatik yang menonjol dekat dengan sumsum tulang belakang.
Sementara ganglia lain kurang menonjol, ganglia neuron
parasimpatik terletak di dekat atau di dalam organ target.
PERKEMBANGAN
EMBRIONIK OTAK
Wilayah anterior tali saraf dorsal berkembang dan berdiferensiasi secara ekstensif selama
STRUKTUR DAN AREA FUNGSIONAL SEREBRUM
• Korteks serebral terbagi menjadi sisi kiri dan sisi kanan. Suatu serat pita tebal yang dikenal sebagai korpus kalosum menghubungkan sisi kiri dan kanan.
Contents
SISTEM LIMBIK
Bagian diensefalon (thalamus dan hipothalamus) dan bagian dalam korteks serebral, yang meliputi amigdala dan hippokampus, menyusun pusat fungsional emosi dan memori manusia.
Misal sinyal dari hidung memasuki otak melalui kuncup penciuman, yaitu bagian dari sistem limbik. Informasi sensoris lainnya memasuki sistem limbik melalui bagian lain pada korteks serebral ( ). Sebuah pusat integrasi yang lebih tinggi di serebrum, korteks prafrontal, sebenarnya