9

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Yang kepunyaan-Nya-lah kerajaan langit dan bumi, dan Dia tidak mempunyai anak, dan tidak ada sekutu bagiNya dalam kekuasaan(Nya), dan dia telah menciptakan segala sesuatu, dan Dia menetapkan ukuran-ukurannya dengan serapi-rapinya. (QS.Al Furqon ayat 2).

Mahluk hidup yang diciptakan oleh Allah SWT memiliki ketentuan dalan segala bidang yang sama sekali tidak jauh dari kondisi lingkungannya, penetapan-penetapan segala penyusun tubuh mahluk hidup sesuai dengan ukuran kebutuhan tubuh. Seperti yang di jelaskan dalam surat (QS.Al Furqon ayat 2), dan Dia menetapkan ukuran-ukuran dengan serapi-rapinya. Misalnya organ indera yang diciptakan bersamaan dengan tumbuh dan berkembangnya tubuh seorang bayi, terjadi ketika bayi masih berada di dalam janin sang ibu. Organ indera yang diberikan antara lain salah satunya adalah pendengaran, penglihatan dan hati. Bentuk dari masing organ indra juga berbeda sesuai dengan ukurannya.

Manusia dan sebagian besar hewan dapat menjalankan fungsi organ indera seperti mendengar, melihat, merasakan sentuhan dan tekanan, maupun mencium bau diakibatkan karena adanya koordinir dari sistem saraf yang telah mengatur stimulus dari luar sehingga kemudian disampaikan pada organ indera tertentu. Koordinasi saraf berbeda dengan koordinasi endokrin karena lebih cepat dan umumnya aksinya lebih terlokasi. Koordinasi saraf memungkinkan organisme berespons dengan cepat terhadap perubahan-perubahan di lingkungan luar maupun dalam. Hal ini kebalikan dari sistem endokrin, yang sebagaimana kita ketahui berhubungan dengan perubahan-perubahan dalam. Walaupun hewan dan tumbuhan melakukan koordinasi kimiawi dengan bantuan hormon-hormon yang ditranspor, koordinasi saraf itu hanyalah khas bagi hewan. Kemampuan suatu organisme untuk bereaksi terhadap perubahan di dalam lingkungannya memerlukan tiga komponen yang berlainan. Pertama, harus ada reseptor rangsangan. Reseptor rangsangan ini merupakan suatu struktur yang mampu mendeteksi sejenis perubahan tertentu di dalam lingkungan dan mengawali suatu isyarat, yaitu impuls saraf, pada sel saraf yang melekat padanya. Organ indera kita dalah reseptor stimulus.

Komponen kedua dalam respons saraf dan koordinasi saraf terdiri atas penghantar impuls, yakni saraf itu sendiri. saraf tersusun atas berkas serabut penghubung yang disebut akson, sama halnya dengan kabel telepon yang terdiri atas berkas kawat. Serabut ini merupakan sel-sel khusus yang amat memanjang dan meluas yaitu neuron. Kebanyakan saraf tersusun atas dua macam neuron. Neuron sensori meneruskan impuls dari reseptor rangsangan ke sistem saraf pusat, yaitu otak dan tali spinal (jaringan saraf tulang belakang). Neuron motor meneruskan impuls dari sistem saraf pusat ke bagian tubuh yang akan melakukan aksi.

Komponen ketiga dari koordinasi saraf terdiri atas efektor. Efektor merupakan struktur yang melaksanakan aksi aksi sebagai respins terhadap impuls yang sampai kepadanya melalui neuron motor. 1.2 Rumusan Masalah

1. Apasajakah bentuk-bentuk neuron berdasarkan fungsinya?

2. Bagaimana transmisi bentuk signal neuron melalui sinaps?

3. Bagaimana mekanisme sinaps penghambat dan pemacu?

1.3 Tujuan1. Untuk mengetahui bentuk-bentuk neuron berdasarkan fungsinya2. Untuk mengetahui transmisi bentuk signal neuron melalui sinaps3. Untuk mengetahui mekanisme sinaps penghambat dan pemacu BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Neuron

Neuron adalah unit fungsional sistem syafar yang dikhususkan untuk menghantarkan dan mengirimkan sinyal dalam tubuh dari satu lokasi ke lokasi lain Meskipun terdapat banyak jenis neuron yang berbeda di dalam hal struktur dan fungsinya, sebagian besar neuron mempunyai beberapa ciri yang sama. Sebuah neuron mempunyai badan sel (cell body) yang relatif besar yang mengandung nukleus dan berbagai ragam organel seluler lainnya. Ciri neuron yang paling menonjol adalah penjuluran yang mirip serat, yang disebut prosesus, sehingga sel mampu mencapaijarak yang jauh untuk menghantarkan pesan. Ada dua jenis penjuluran neural yang umum : dendrit yang mengirimkan sinyal dari ujungnya ke seluruh bagian lain neuron: dan akson yang menghantarkan pesan ke ujung neuron.

Dendrit pada kebanyakan neuron, seperti neuron pada gambar, mempunyai banyak percabangan (nama itu diturunkan dari Bahasa Yunani dendron yang berarti pohon). Dengan demikian, dendrit adalah adaptasi struktural yang meningkatkan luas permukaan neuron tempat neuron itu menerima input dari neuron lain atau reseptor sensoris. Banyak neuron mempunyai sebuah akson tunggal, yang mungkin sangat panjang. Pada kenyataannya, saraf skiatik pada kaki Anda mempunyai akson yang memanjang dari bagian bawah sumsum tulang belakang sampai ke otot betis dan telapak kaki, suatu jarak yang bisa sampai satu meter atau lebih. Bukit akson (axon hillock) adalah daerah pada badan sel tempat akson bercabang, pada daerah ini impuls yang dihantarkan ke akson umumnya dibangkitkan. Banyak akson dalam sistem saraf vertebrata terbungkus oleh lapisan insulasi yang disebut selubung mielin (mylein sheath), yang dibentuk oleh sel sel pendukung. Pada sistem saraf tepi, sel sel pendukung disebut sel Schwann (Schwann cell) yang menyusun selubung mielin; dalam sistem saraf pusat , sel-sel pendukung disebut oligodendrosit mnghasilkan selubung mielin. Akson bisa bercabang, dan masing-masing cabang bisa mencapai ratusan hingga ribuan ujung-ujung khusus yang disebut terminal sinaptik (synaptic terminal), yang mengirimkan sinyal ke sel lain dengan melepaskan messenger kimiawi yang disebut neutrotransmiter. Lokasi kntak antara terminal sinaptik dan sel target (baik neuron lain ataupun sel efektor, misalnya sel otot) disebut sinapsis (synape). Dengan demikian, sinapsis adalah persambungan dimana satu neuron berkomunikasi dengan neuron lain dalam satu jalur neural, atau di mana sebuah neuron berkomunikasi dengan sebuah sel otot atau kelenjar.

2.1.1 Organisasi Fungsional Neuron

Secara fungsional, terdapat 3 golongan neuron yang masing-masing berkaitandengan 3 fungsi utama sistem saraf :

1. neuron sensoris (sensory neuron) : Menghantarkan impuls berupa rangsang dari reseptor (penerima rangsang) menuju saraf pusat, mengkomunikasikan informasi (input sensoris; lihat gambar ) mengenai lingkungan eksternal dan internal dari reseptor sensoris kesistem saraf pusat. Sebagian besar neuron sensoris bersinapsis dengan interneuron, golongan kedua sel saraf, yang berlokasi di dalam SSP. Cirinya adalah : ujung aksonnya brhubungan dengan saraf asosiasi, aksonnya pendek dan dendritnya panjang.

2. neuron asosiasi (Ajustor, konektor, intermediet) menghubungkan saraf motorik dan sensorik dalam saraf pusat. atau interneuron mengintegrasikan input sensoris dan output motoris,interneuron membuat persambungan sinaptik hanya dengan neuron lain. Cirinya: hanya terdapat dalam saraf pusat (otak dan sumsum tulang belakang), menerima impuls dari reseptor sensorik atau saraf asosiasi lainnya.

3. neuron motoris mengirimkan impuls (output motoris) berupa tanggapan (respons) dari SSP ke sel efektor (otot atau kelenjar). Cirinya adalah: badanselnya berada dalam saraf pusat, dendritnya berhubungan dengan akson saraf asosiasi, aksonnya sangat panjang, dan dendritnya pendek.

Neuron dari ketiga golongan di atas berbeda nyata bentuknya karena mempunyai fungsi yang berbeda. Di dalam masing-masing kelas juga terdapat variasi bentuk (Gambar 1.3). Sistem saraf melibatkan aktivitas terkoordinasi dari sekitar puluhan ribu sampai miliaran sel saraf yang bermacam-macam. Neuron tersusun dalam sirkuit terdiri dari dua atau lebih jenis fungsionalSirkuit neuron yang paling sederhana melibatkan sinapsis antara dua jenis

neuron : neuron sensoris dan neuron motoris. Masing-masing neuron sensoris mengirimkan sinyal dari reseptor sensoris ke neuronmotoris dan selanjutnya mengirimkan sinyal ke efektor. Hasilnya seringkali adalah suatu respons otomatis yang sederhana yang disebut refleks. Reflek sentakan lutut merupakan contoh respons sederhana (Gambar 1.4). Satu ketukan pada lutut akan menyebabkan tarikan pada tendon yang berhubungan dengan otot paha (kuadrisep) sehingga menarik kaki bagian bawah. Reseptor regangan pada otot akan mendeteksi tarikan itu. (Sebenarnya, tiap reseptor regangan adalah ujung neuron sensoris yang dililit dengan halus). Ketika dirangsang, neuron sensoris mengirimkan sinyal ke sinapsis dengan neuron motoris pada sumsum tulang belakang. Selanjutnya, neuron motoris mengirimkan pesan ke kuadrisep agar berkontraksi (meregangkan kakinya).

Sesungguhnya, refleks sentakan lutut melibatkan lebih dari satu sirkuit sensoris/motoris sederhana. Kontraksi otot paha diikuti oleh inhibisi otot paha yang melenturkan kaki bawah dan menariknya ke arah tubuh. Neuron sensoris dari kuadrisep bersinapsis tidak hanya dengan neuron motoris namun juga dengan interneuron dalam sumsum tulang belakang. Selanjutnya, interneuron menhambat neuron motoris ke otot fleksor, sehingga otot itu tidk berkontraksi.

2.2 Mekanisme Transmisi Signal Sepanjang NeuronPotensial aksi adalah sebuah peristiwa elektris (listrik) yang terlokalisir, yaitu depolarisasi membran pada titik perangsangan yang spesifik. Neuron umumnya dirangsang pada dendritnya atau badan selnya, supaya potensial aksi yang dihasilkan itu berfungsi sebagai suatu sinyal. Dengan suatu cara potensial aksi itu harus berjalan disepanjang akson ke ujung lain sel itu. Sesungguhnya potensial aksi tidak berjalan, akan tetapi dibangkitkan kembali sebagai potensial aksi baru secara berurutan disepanjang akson. Pengaruh potensial aksi adalah seperti menyentil baris pertama domino yang ditegakkan. Persis seperti jatuhnya domino pertama yang diteruskan hingga domino yang paling ujung, depolarisasi yang kuat dari suatu potensial aksi akan menyebabkan daerah disekitar titik membran yang mengalami depolarisasi itu juga terdepolarisasi di atas harga ambang, yang memicu potensial aksi baru pada posisi tersebut, dan demikian seterusnya sampai ke ujung akson (Mudjihartini N. 2010).Begitu potensial aksi merambat disepanjang akson, apa yang menghambat masuknya Na+sehingga tidak merangsang kembali daerah dibelakang potensial aksi, yang menyebabkan depolarisasi menyebar kembali kearah badan sel, juga kearah perambatan yang normal. Gelombang depolarisasi yang melewati titik disepanjang akson tidak dapat merangsang potensial aksi lain di belakangnya, kecuali dalam arah maju. Dengan demikian, akson biasanya merupakan jalan satu arah untuk penghantaran impuls saraf (Ibrahim N,2010).

Beberapa faktor mempengaruhi kecepatan perambatan potensial aksi di sepanjang akson. Salah satunya adalah diameter akson, semakin besar diameter akson maka semakin cepat penghantaran potensial aksi.hal ini karena tahanan terhadap arus listrik berbanding terbalik dengan luas penampang kabel yang menghantar arus tersebut. Pada akson yang tebal, depolarisasi yang berkaitan dengan potensial aksi pada lokasi khusus secara efektif dapat menjangkau lebih jauh sepanjang interior akson dan menciptakan potensial aksi baru ditempat yang lebih jauh dibandingkan dengan yang diciptakan oleh akson yang tipis. Kecepatan penghantaran bervariasi dari beberapa sentimeter per detik pada akson yang sangat tipis sampai sekitar 100 m/detik (Ibrahim N,2010).Suatu cara yang berbeda untuk mempercepat penghantaran potensial aksi telah dievolusikan pada vertebrata. Akson sistem syaraf vertebrata adalah bermielin, berbelut lapisan insulin membran yang didepositkan oleh sel oligodendrosit atau sel Schwan. Saluran ion yang pembukaan gerbangnya diatur oleh voltase yang menghasilkan potensial aksi yang hanya terkonsentrasi disekitar nodus ranvier, celah kecil antara sel-sel Schwann yang berurutan disepanjang akson. Cairan ekstraseluler juga berhubungan dengan membrane akson pada celah tersebut, sehingga aliran ion antara bagian luar dan bagian dalam akson dapat terjadi di daerah ini. Untuk alasan ini, potensial aksi tidak merambat disepanjang akson, namun melompat dari satu nodus ke nodus lain yamg melewati daerah yang berinsulinasi mielin pada membrane diantara nodus itu. Mekanisme ini disebut penghantaran barsalto, yang menghasilkan penghantaran impuls yang lebih cepat pada beberapa neuron(Snell RS.2001).2.2.1MekanismeTerjadinyaGradien Potensial dan PotensialAksiSaraf berfungsi dengan mekanismedepolarisasi dan repolarisas. Kedua mekanisme tersebut berkaitan dengantransportasi ion menembus membran (transmembran ). Transportasi transmembran tersebut terkait dengan ion natrium dan ion kalium, sehingga kedua jenis ion itu termasuk jenis ion yang esensial bagi mekanisme dalam saraf. Mekanisme tersebut memunculkan gelombang depolarisasi Neuron seperti sel-sel lainnya, selalu menciptakan gradien ionik antara kedua sisi membran plasmanya melalui proses pemompaan ion-ion tertentu. Pemompaan yang sering kali dilibatkan ialah pemompaan ( Na+-K+ ) yang terkait dengan enzim (Na+-K+ )-ATPase. Proses ini memompa ion K ke dalam sel namun memompa ion Na keluar sel sehingga menghasilkan konsentrasi ionik intra sel maupun ekstra sel ion-ion tertentu seperti pada Gambar 1(pada kesetimbngan).Beda potensial membran yang terjadi antara kedua sisi membran(potensial sisi luar relatif dengan potensial sisi dalam).

Penyebab terjadinya potensial aksi iniialah peningkatan permeabilitas membrane terhadap ion Na secara transien (dalamrentang fraksi dari satu milidetik)kemudian diikuti oleh peningkatanpermeabilitas membran terhadap ion Ksecara transien serta penurunan drasticpada permeabilitas membran terhadapion Na.2.3 Mekanisme Sinaps Pemacu dan Penghambat

Sebuah neuron bisa menerima informasi dari banyak neuron sekitarnya melalui ribuan sinapsis, diantaranya bersifat eksitatoris dan beberapa bersifat inhibitoris. Sinapsisi eksitators dan inhibitatoris mempunyai pengaruh yang berlawanan pada potensial membrane sel pascasinaptik (Campbell, 2008).2.3.1 Sinapsis Eksitatoris

Pada sinapsis eksitatoris, reseptor neurotransmitter mengontrol suatu jenis saluran bergerbang yang memungkinkan Na+ memasuki sel dan K+ meninggalkan sel. Karena tenaga penggerak untuk Na+ lebih kuat dibanding kan dengan K+ (ingat, baik gradien voltase maupun gradien konsentrasi menggerakkan Na+ menggerakkan sel). Hal ini akan mendepolarisasikan sel, yang menggerakkan potensial membrane lebih dekat ke voltase ambang dan menjadikan lebih mungkin bagi sel pascasinapstik untuk membangkitkan suatu potensial aksi. Pada kasus ini, perubahan listrikk yang di sebabkan oleh pengikatan neurotransmitter ke reseptor disebut potensial pascasinaptik eksitatoris (Campbell, 2008).

2.3.2 Sinapsis Inhibitoris

Pada sinapsisi inhibitoris, pengikatan neurotransmitter ke membrane pascasinapsis akan membuat membrane tersebut mengalami hiperpolarisasi dengan cara membuat saluran ion yang membuat membrane tersebut lebih permeable terhadap K+ yang meninggalkan sel, atau terhadap CI, yang memasuki sel karena gradient konsentrasi yang besar, atau terhadap kedua ion tersebut. Aliran ion ini mendorong potensial membrane pada voltase yang bahkan lebih negative dibandingkan dengan potensial istirahatnya sehingga lebih sulit untuk membangkitkan potensial aksi. Dengan demikian, perubahan voltase yang berkaitan dengan pensinyalan kimiawi pada sinapsisi inhibitoris disebut potensial pascasinapsis inhibitoris (inhibitory postsynaptic potential, IPSP).Apakah neurotransmitter tertentu menghasilakan EPSP atau IPSP bergantung pada jenis reseptor dan saluran ion bergerbang pada membrane pascasinaptik yang merespon terhadap neurotransmiter tersebut (Campbell, 2008).

Baik EPSP atau IPSP adalah potensial bergradasi yag bsarnya bervariasi dengan jumlah molekul neurotransmitter yang berkaitan dengan reseptor pada membrane pascasinaptic. Perubahan voltase, baik depolarisasi ataupun hiperpolarisasi, berlangsung hanya beberapa milidetik karena neurotransmitter segera diinaktivkan oleh enzim setelah dibebaskan kedalam sinapsis. Pengaruh listrik pada sel pascasinapsis menurun dengan bertambahnya jarak dari sinapsis. Agar sel pascasinaptik dapat menembakkan potensial aksi, maka aliran ion lokan akibat EPSP harus cukup kuat untuk mendepolarisasikan membrane pada daerah bukit akson (axon hillock). Hingga mencapai potensial ambang, umumnya sekitar -50mV. Bukit akson adalah daerah dimana saluran natrium bergerbang voltase membukan dan membangkitkan potensial aksi ketika beberapa stimulus mendepolarisasikan membrane tersebut sampai harga ambang (Campbell, 2008).Sebuah EPSP tunggal pada satu sinapsis, bahkan EPSP yang dekat dengan bukit akson , umumnya tidak cukup kuat untuk memicu potensial aksi. Akan tetapi, beberapa terminal sinaptik yang bekerja bersama-sama pada sinaptik yang sama, atau terminal sinaptik dalam yang lebih kecil yang membebaskan neurotransmitter secara berulang-ulang dalam suatu rentetan penembakan yang cepat, dapat mempunyai dampak kumulatif pada potensial membrane di bukit akson. Pengaruh potensial pascasinaptik yang bersifat aditif ini disebut sumasi (summation) (Campbell, 2008).Ada dua jenis sumasi: sumasi temporal dan sumasi spasial. Pada sumasi temporal, transmisi kimiawi dari satu atau lebih terminal sinaptik terjadi hamper sama sehingga masing-masing potensial pascasinaptikmempengaruhi membrane sebelum voltase kembali ke potensial istirahat setelah perangsangan sebelumnya. Dalam sumasi spasial, beberapa terminal sinaptik yang berbeda, yang biasanya dimiliki oleh neuron sinaptik berbeda, merangsang satu sel pascasinaptik pada saat yang bersamaan dan mempunyai pengaruh aditif pada potensial membrane (Campbell, 2008).Dengan cara saling memperkuat melalui sumasi temporal atau sumasi spasial, maka aliran ion yang berkaitan dengan beberapa EPSP dapat mendepolarisasikan membrane pada bukit akson sampai mencapai harga ambang, yang menyebabkan neuron dapat membangkitkan potensial aksi. Sumasi juga berlaku bagi IPSP; dua atau lebih IPSP dapat membuat membrane mengalami hiperpolarisasi samppai ke voltase yang lebih negative di bandingkan dengan yang dapat di capai oleh setiap pembebasan tunggal neurotransmitter pada sinapsis inhibitor. Lebih lanjut lagi, IPSP dan EPSP saling melawan pengaruh listrik satu sama lain (Campbell, 2008).Bukit akson adalah pusat integrasi neuron, daerah dimana potensial membrane menggambarkan pengaruh EPSP dan IPSP. Pada setiap saat, potensial membrane pada bukit akson adalah rata-rata depolarisasi yang dihasilakan oleh sumasi semua EPSP dan hiperpolarisasi yang dihasilakan oleh sumasi semua IPSP. (Hal ini dapat berpengaruh pada dampak sinapsis yang lebih besar pada atau di dekat bukit akson). Setiap kali EPSP melibihi kekuatan IPSP sedemikian rupa sehingga cukup untuk menaikkan potensial membrane pada bukit akson untuk mencapai harga ambang, maka potensial aksi akan dibangkitkan, dan impuls di hantarkan disepanjang akson ke sinapsis yang berikutnya. Beberapa milidetik kemudian, setelah periode refraktori,neuron tersebut bias menembak sekali lagi jika penjumlahan semua input sinaptik pada saat itu masih cukupp untuk mendepolarisasikan membrane pada bukit akson sampai ke level harga ambang. Sebaliknya, pada saat jumlah semua EPSP dan IPSP membuat potensial membrane pada bukit akson memilik voltase yang lebih negative dari harga ambang, atau bahkan membuat membrane itu mengalami hiperpolarisasi sampai ke potensial yang bahkan lebih negative dibandingkan dengan potensial istirahat, sehingga neuron menjadi tidak sensitive untuk sementara waktu (Campbell, 2008).

Potensial aksi, ingat, adalah peristiwa yang bersifat ya-atau-tidak-sama-sekali. Namun sekarang kita telah memahami bahwa kejadian impuls saraf ini bergantung pada kemampuan neuron dalam mengintegrasikan informasi kualitatif dalam bentuk input eksitatoris dan inhibitoris ganda, yang masing-masing melibatkan pengikatan spesifik neurotransmitter ke reseptor pada membrane pascasinaptik (Campbell, 2008). BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan1. neuron sensoris (sensory neuron): Menghantarkan impuls berupa rangsang dari reseptor (penerima rangsang) menuju saraf pusat, neuron asosiasi (Ajustor, konektor, intermediet) menghubungkan saraf motorik dan sensorik dalam saraf pusat. neuron motoris mengirimkan impuls (output motoris) berupa tanggapan (respons) dari SSP ke sel efektor (otot atau kelenjar).2. Pada sinapsis eksitatoris, reseptor neurotransmitter mengontrol suatu jenis saluran bergerbang yang memungkinkan Na+ memasuki sel dan K+ meninggalkan sel. Hal ini akan mendepolarisasikan sel sinapsisi inhibitoris, pengikatan neurotransmitter ke membrane pascasinapsis akan membuat membrane tersebut mengalami hiperpolarisasi dengan cara membuat saluran ion yang membuat membrane tersebut lebih permeable terhadap K+ yang meninggalkan sel, atau terhadap CI.