1
ANATOMI FISIOLOGI VESTIBULAR SISTEM
A. Anatomi Organ Keseimbangan Pada Telinga
Alat vestibuler (alat keseimbangan) terletak ditelinga dalam (labirin), terlindungi oleh tulang yang paling keras yang dimiliki oleh tubuh. Labirin secara umum adalah telinga dalam, tetapi secara khusus dapat diartikan sebagai alat keseimbangan. Labirin terdiri atas labirin tulang dan labirin membran. Labirin membran terletak dalam labirin tulang dan bentuknya hampir menurut bentuk labirin tulang. Antara labirin tulang dan labirin membran terdapat perilimfa (tinggi natrium rendah kalium), sedangkan endolimfa (tinggi kalium dan rendah natrium) terdapat di dalam labirin membran. Berat jenis cairan endolimfa lebih tinggi dari pada cairan perilimfa. Ujung saraf vestibuler berada dalam labirin membran yang terapung dalam perilimfa, yang berada dalam labirin tulang. Tulang labirin, terdiri dari bagian vestibuler (kanalis semisirkularis, utriculus, sacculus) dan bagian koklea. Setiap labirin terdiri dari 3 kanalis semi sirkularis (kss), yaitu kss horizontal (lateral), kss anterior (superior), dan kss posterior (inferior).
Utrikulus dan sakulus mengandung makula yang diliputi oleh sel-sel rambut. Menutupi sel-sel rambut ini adalah suatu lapisan gelatinosa yang ditembus oleh silia dan pada lapisan ini terdapat pula otolit yang mengandung kalsium dan dengan berat jenis yang lebih besar daripada endolimfe. Karena pengaruh gravitasi, maka gaya dari otolit akan membengkokkan silia sel-sel rambut dan menimbulkan rangsangan pada reseptor.
Sakulus berhubungan dengan utrikulus melalui suatu duktus yang sempit yang juga merupakan saluran menuju sakus endolimfatikus. Makula utrikulus terletak pada bidang yang tegak lurus terhadap makula sakulus. Ketiga kanalis semisirkularis bermuara pada utrikulus. Masing-masing kanalis mempunyai suatu ujung yang melebar membentuk ampula dan mengandung sel-sel rambut krista. Sel- sel rambut menonjol pada pada suatu kupula gelatinosa. Gerakan endolimfe dalam kanalis semisirkularis akan menggerakan kupula yang selanjutnya akan membengkokkan silia sel-sel rambut krista dan merangsang sel reseptor.
3
Jalur saraf yang dilalui dimulai dari nervus-nervus dari utriculus, saculus dan kanalis semisirkularis membentuk suatu ganglion vestibularis. Jalur keseimbangan terbagi 2 neuron; neuron ke 1; Sel-sel bipolar dari ganglion vestibularis. Neurit-neurit membentuk N. Vestibularis dari N. Vestibulocochlearis pada dasar liang pendengaran dalam dan menuju nuklei vestibularis. Nuklei ke 2 dari Nucleus vestibularis lateralis (inti Deiters) keluar serabut-serabut yang menuju Formatio retikularis, ke inti-inti motorik saraf otak ke III, IV dan V (melalui Fasciculus longitudinalis medialis), ke Nuclei Ruber dan sebagai Tractus vestibulospinalis didalam batang depan dari sumsum tulang belakang. Dari Nuclei vestibularis medialis (inti Schwable) dan Nucleus vestibularis inferior (inti Roller) muncul bagian-bagian Tractus vedtibulospinal dan hubungan-hubungan kearah Formatio Retikularis. Nucleus vestibularis superior (inti Bechterew) mengirimkan antara lain serabut-serabut untuk otak kecil.
4 B. Fisiologi Keseimbangan
Selain perannya dalam pendengaran yang bergantung pada koklea, telinga dalam memiliki komponen khusus lain, yaitu aparatus vestibularis, yang memberikan informasi yang penting untuk sensasi keseimbangan dan untuk koordinasi gerakan – gerakan kepala dengan gerakan – gerakan mata dan postur tubuh. Aparatus vestibularis terdiri dari dua set struktur yang terletak di dalam tulang temporalis di dekat koklea- kanalis semisirkularis dan organ otolit, yaitu utrikulus dan sarkulus.
Apartus vestibularis mendeteksi perubahan posisi dan gerakan kepala.seperti di koklea, semua komponen aparatus vestibularis mengandung endolimfe dan dikelilingi oleh perilimfe. Juga, serupa dengan organ korti, komponen vestibuler masing – masing mengandung sel rambut yang berespon terhadap perubahan bentuk mekanis yang dicetuskan oleh gerakan – gerakan spesifik endolimfe. Seperti sel – sel rambut auditorius,reseptor vestibularis juga dapat mengalami depolarisasi atau hiperpolarisasi, tergantung pada arah gerakan cairan.
Kanalis semisirkularis mendeteksi akselerasi atau deselerasi anguler atau rotasional kepala, misalnya ketika memulai atau berhenti berputar, berjungkir balik, atau
5
memutar kepala. Tiap – tiap telinga memiliki 3 kanalis semisirkularis yang secara tiga dimensi tersusun dalam bidang –bidang yang tegak lurus satu sama lain. Sel- sel rambut reseptif di setiap kanalis semisirkularis terletak di atas suatu bubungan ( ridge ) yang terletak di ampula, suatu pembesaran dipangkal kanalis. Rambut – rambut terbenam dalam suatu lapisan gelatinosa seperti topi diatasnya yaitu kupula yang menonjol kedalam endolimfe di dalam ampula. Kupula bergoyang sesuai arah gerakan cairan seperti gangang laut yang mengikuti arah gelombang air.
Pada kanalis semisirkularis polarisasi sama pada seluruh sel rambut pada tiap kanalis dan pada rotasi sel-sel dapat tereksitasi dan terinhibisi. Ketiga kanalis ini hampir tegak lurus satu dengan lainnya, dan masing-masing kanalis dari satu telinga terletak hampir pada bidang yang sama dengan kanalis telinga satunya. Dengan demikian terdapat tiga pasang kanalis; horisontal kiri-horisontal kanan, anterior kiri-posterior kanan, posterior kiri –anterior kanan. Pada waktu rotasi salah satu dari pasangan kanalis akan tereksitasi sementara satunya akan terinhibisi. Misalnya bila kepala pada posisi lurus normal dan terdapat percepatan dalam bidang horisontal yang menimbulkan rotasi ke kanan maka serabu-serabut aferen dari kanalis horisontal kanan akan tereksitasi sementara serabut serabut yang kiri akan terinhibisi. Jika rotasi pada bidang vertikal misalnya rotasi kedepan maka kanalis anterior kiri dan kanan kedua sisi akan tereksitasi sementara kanalis posterior akan terinhibisi.
Akselerasi ( percepatan ) atau deselerasi ( perlambatan) selama rotasi kepala ke segala arah menyebabkan pergerakan endolimfe, paling tidak disalah satu kanalis semisirkularis karena susunan tiga dimensi kanalis tersebut. Ketika kepala mulai bergerak saluran tulang dan bubungan sel rambut yang terbenam dalam kupula bergerak mengikuti gerakan kepala.namun cairan didalam kanalis yang tidak melekat ke tengkorak mula – mula tidak ikut bergerak sesuai arah rotasi, tetapi tertinggal di belakang karena adanya inersia ( kelembaman ). ( karena inersia, benda yang diam akan tetap diam, dan benda yang bergerak akan tetap bergerak,kecuali jika ada suatu gaya luar yang bekerja padanya dan menyebabkan perubahan.) ketika endolimfe tertinggal saat kepala mulai berputar, endolimfe yang terletak sebidang dengan gerakan kepala pada dasarnya bergeser dengan arah yang berlawanan dengan arah gerakan kepala ( serupa dengan
6
tubuh anda yang miring ke kanan sewaktu mobil yang anda tumpangi berbelok ke kiri ). Gerakan cairan ini menyebabkan kupula condong kearah yang berlawanan dengan arah gerakan kepala, membengkokan rambut – rambut sensorik yang terbenam di bawahnya. Apabila gerakan kepala berlanjut dalam arah dan gerakan yang sama, endolimfe akan menyusul dan bergerak bersama kepala, sehingga rambut – rambut kembali ke posisi tegak mereka. Ketika kepala melambat dan berhenti, keadaan yang sebaliknya terjadi. Endolimfe secara singkat melanjutkan diri bergerak searah dengan rotasi kepala, sementara kepala melambat untuk berhenti. Akibatnya kupula dan rambut- rambutnya secara sementara membengkok sesuai dengan arah rotasi semula, yaitu berlawanan dengan arah mereka membengkok ketika akselerasi. Pada saat endolimfe secara bertahap berhenti, rambut – rambut kembali tegak. Dengan demikian, kanalis semisirkularis mendeteksi perubahan kecepatan gerakan rotasi kepala. Kanalis tidak berespon jika kepala tidak bergerak atau ketika bergerak secara sirkuler dengan kecepatan tetap.
Secara morfologi sel rambut pada kanalis sangat serupa dengan sel rambut pada organ otolit. Rambut – rambut pada sel rambut vestibularis terdiri dari 20 -50 stereosilia yaitu mikrofilus yang diperkuat oleh aktin dan satu silium, kinosilium. Setiap sel rambut berorientasi sedemikian rupa, sehingga sel tersebut mengalami depolarisasi ketika stereosilianya membengkok kearah kinosilium; pembengkokan kearah yang berlawanan menyebabkan hiperpolarisasi sel.sel – sel rambut membentuk sinaps zat perantara kimiawi dengan ujung – ujung terminal neuron aferen yang akson – aksonnya menyatu dengan akson struktur vestibularis lain untuk membentuk saraf vestibularis.saraf ini bersatu dengan saraf auditorius dari koklea untuk membentuk saraf vestibulo koklearis. Depolarisasi sel rambut meningkatkan kecepatan pembentukan potensial aksi diserat – serat aferen; sebaliknya, ketika sel – sel rambut mengalami hiperpolarisasi, frekuensi potensial aksi diserat aferen menurun.
Sementara kanalis semisirkularis memberikan informasi mengenai perubahan rotasional gerakan kepala kepada SSP, organ otolit memberikan informasi mengenai posisi kepala relatif terhadap gravitasi dan mendeteksi perubahan dalam kecepatan gerakan liniear ( bergerak dalam garis lurus tanpa memandang arah ).
7
Utrikulus dan sarkulus adalah struktur seperti kantung yang terletak di dalam rongga tulang yang terdapat diantara kanalis semisirkularis dan koklea. Rambut – rambut pada sel – sel rambut reseptif di organ – organ ini juga menonjol kedalam suatu lembar gelatinosa diatasnya, yang gerakannya menyebabkan perubahan posisi rambut serta menimbulkan perubahan potensial di sel rambut. Terdapat banyak kristal halus kalsium karbonat – otolit ( batu telinga ) – yang terbenam dalam lapisan gelatinosa, sehingga lapisan tersebut lebih berat dan lebih lembam ( inert ) daripada cairan di sekitarnya. Ketika seseorang berada dalam posisi tegak, rambut- rambut di dalam utikulus berorientasi secara vertikal dan rambut- rambut sarkulus berjajar secara horizontal.
Masa gelatinosa yang mengandung otolit berubah posisi dan membengkokan rambut – rambut dalam dua cara :
1. Ketika kepala digerakkan ke segala arah selain vertikal (yaitu selain tegak dan menunduk ), rambut –rambut membengkok sesuai dengan arah gerakan kepala karena gaya gravitasi yang mendesak bagian atas lapisan gelatinosa yang berat. Di dalam utrikulus tiap – tiap telinga, sebagian berkas sel rambut diorientasikan untuk mengalami depolarisasi dan sebagian lagi mengalami hiperpolarisasi ketika kepala berada dalam segala posisi selain tegak lurus. Dengan demikian SSP menerima pola – pola aktivitas saraf yang berlainan tergantung pada posisi kepala dalam kaitannya dengan gravitasi )
2. Rambut – rambut utrikulus juga berubah posisi akibat setiap perubahan dalam gerakan linier horizontal ( misalnya bergerak lurus kedepan, kebelakang, atau kesamping ). Ketika seseorang mulai berjalan kedepan, bagian atas membran otolit yang berat mula – mula tertinggal di belakang endolimfe dan sel – sel rambut karena inersianya yang lebih besar. Dengan demikian rambut – rambut menekuk kebelakang, dalam arah yang berlawanan dengan arah gerakan kepala yang kedepan. Jika kecepatan berjalan di pertahankan lapisan gelatinosa segera “menyusul” dan bergerak dengan kecepatan yang sama dengan kepala sehingga rambut – rambut tidak lagi menekuk. Ketika orang tersebut berhenti berjalan, lapisan otolit secara singkat terus bergerak kedepan ketika kepala melambat dan berhenti, membengkokan rambut –rambut kearah depan. Denga demikian sel – sel
8
rambut utrikulus mendeteksi akselerasi atau deselerasi linier horizontal, tetapi tidak memberikan informasi mengenai gerakan lurus yang berjalan konstan.
Sarkulus mempunyai fungsi serupa dengan utrikulus, kecuali bahwa ia berespon secara selektif terhadap kemiringan kepala menjauhi posisi horizontal ( misalnya bangun dari tempat tidur ) dan terhadap akselerasi atau deselerasi liner vertikal ( misalnya meloncat – loncat atau berada dalam elevator ).
Sinyal – sinyal yang berasal dari berbagai komponen apartus vestibularis dibawa melalui saraf vestibulokoklearis ke nukleus vestibularis, satu kelompok badan sel saraf di batang
9
otak, dan ke sereberum.di sini informasi vestibuler diintegrasikan dengan masukan dari permukaan kulit, mata, sendi, dan otot, untuk :
1. mempertahankan keseimbangan dan postur yang diinginkan;
2. mengontrol otot mata eksternal, sehingga mata tetap terfikasasi ke titik yang sama walaupun kepala bergerak; dan
3. mempersepsikan gerakan dan orientasi.
Reflek vestibularis berjalan menuju SSP dan bersinap pada neuron inti vestibularis di batang otak. Selanjutnya neuron vestibularis menuju kebagian lain dari otak, sebagian langsung menuju motoneuron yang mensarafi otot-otot ekstraokular dan motoneuron spinalis yang lain menju formatia retikularis batang otak, serebelum dan lainnya.
Hubungan-hubungan langsung inti vestibularis dengan motoneuron ekstraokular merupakan suatu jaras yang penting dalam mengendalikan gerakan mata dan reflek vestibulo-okularis (RVO). RVO adalah gerakan mata yang mempunyai suatu komponen ’lambat’ berlawanan arah dengan putaran kepala dan suatu komponen ’cepat’ yang searah dengan putaran kepala. Komponen lambat mengkompensasi gerakan kepala dan berfungsi menstabilkan suatu bayangan pada retina. Komponen cepat berfungsi untuk kembali mengarahkan tatapn ke bagian lain dar lapangan pandangan. Perubahan arah gerakan mata selama rangsang vestibularis merupakan suatu contoh dari nistagmus normal.
Beberapa individu, karena alasan yang tidak di ketahui, sangat pekak terhadap gerakan – gerakan tertentu yang mengaktifkan aparatus vestibularis dan menyebabkan gejala pusing ( dizziness ) dan mual; kepekaan ini disebut mabuk perjalan ( motion sickness ). Kadang – kadang ketidak seimbangan cairan di telinga dalam menyebabkan penyakit menier. Karena baik aparatus vestibularis maupun koklea mengandung cairan telinga dalam yang sama, timbul gejala keseimbangan dan pendengaran. Penderita mengalami serangan sementara vertigo ( pusing 7 keliling ) yang hebat disertai suara berdenging di telinga dan gangguan pendengaran. Selama serangan itu, penderita tidak dapat berdiri tegak dan melaporkan perasaan bahawa dirinya atau benda – benda di sekelilingnya terasa berputar.
10
Serebellum,yang melekat kebelakang bagian atas batang otak,terletak di bawah lobus oksipitalis korteks. Serebelum terdiri dari tiga bagian yang scara fungsional berbeda. Bagian bagian ini memiliki rangkaian masukan dan keluaran dan, dengan demikian memiliki fungsi yang berbeda beda :
1. Vestibuloserebellum penting untuk untunk mempertahankan keseimbangan dan mengontrol gerak mata.
2. Spinoserebelum mengatur tonus oto dan gerakan volunter yang terampil dan terkoordinasi.
3. Serebroserebelum berperan dalam perencanaan dan inisiasi aktifitas volunter dengan memberikan masukan ke daerah daerah motorik korteks. Bagian ini juga merupakan daerah serebelum yang terlibat dalam ingatan prosedural.
Berbagai gejala yang menandai penyakit serebelum semuanya dapat dikaitkan dengan hilangnya fungsi fungsi tersebut, antara lain adalah gangguan keseimbangan, nistagmus, penurunan tonus otot tetapi tanpa paralisis.
11
DAFTAR PUSTAKA
1. Bashiruddin, J., Hadjar, E., dan Alviandi, W. (2007) Gangguan keseimbangan dalam buku ajar ilmu kesehatan telinga hidung tenggorok kepala & leher. Jakarta : Balai penerbit FKUI; h. 94-101
2. Sutedja, W. (2012) LBM III “duniaku berputar”. From :
