UNIT 4

SISTEM SARAF

ANATOMI DAN FISIOLOGI I

NHS1013

PENSYARAH:

HJH NOOR AZLINA BT HJ MOHAMMAD

EN MOHD AZURAIDI HARUN

HASIL PEMBELAJARAN

Mengenalpasti anatomi organ dan struktur yang

terlibat dalam sistem saraf

Menerangkan fungsi organ dan struktur dalam

sistem saraf

Menerangkan fisiologi sistem berdasarkan

kombinasi fungsi organ-organ yang terlibat

Menyatakan contoh penyakit berdasarkan

kegagalan fungsi organ dan ketidaknormalan

fisiologi bagi sistem yang berkaitan

A. PENGENALAN SISTEM DAN

FUNGSI UMUM

sist. yg mengesan dan bertindak atas segala perubahan yg berlaku luar dan dalam badan

berfungsi bersama sistem endokrin (hormone) tetapi kesan yg dilakukan oleh sistem saraf lebih cepat tetapi kesan tindakan adalah sekejap

Fungsi umum

Sensasi: mmantau perubahan/tindakan yg blaku dlm dan luar badan (perubahan adalah stimulus manakala sel yg tlibat adalah reseptor)

Integrasi: otak dan spinal cord memproses sensory input dan mmulakan tindakan.

Motor output: mengawal otot dan kelenjar (mlalui phantaran impuls dan neurotransmitter)

Homeostasis. Mengawal dan mengkoordinasi fisiologi badan

Aktiviti mental: Consciousness (sedar), berfikir, memori, emosi

B. ORGANISASI DAN KOMPONEN

SISTEM

Tbahagi kpd 2:

1. CNS: utama (otak dan spinal cord);

2. PNS: semua saraf (saraf cranial dan saraf spinal);

tdapat di luar otak dan spinal cord

mlibatkan saraf sensori (afferent; deria) dan saraf motor

(efferent; tindakan)

saraf sensori: mengesan perubahan dalam dan luar

saraf motor: tindakan ke atas perubahan (bgantung kpd CNS)

samada somatic (voluntary: sedar) atau autonomic (involuntary;

luar kawalan)

C. TISU SARAF

Tdiri dpr pelbagai jenis sel

Tbhg kpd 2 jenis utama:

NEURON (sel utama)

NEUROGLIA (sel pyokong)

1. NEURON

Dikenali sel saraf (nerve cell) (utama)

Bfungsi mhantar impuls elektrik dlm bentuk impuls (elektrik)/ potensi aksi

Tidak boleh mbahagi (Longevity : function for a lifetime)

mampu mghasilkan tenaga sendiri (ATP) : oksigen dan glukosa highly metabolic rate (cpt mati jika tiada oksigen)

Mpunyai ciri

irritability (kbolehan mmulakan impuls saraf: kesan segala perubahan iaitu drpd rangsangan reseptor)

conductivity (kbolehan mmindahkan impuls: perubahan cas kimia mhasilkan kesan elektrik)

Tdiri drpd:

1. Cell body / soma (dlindungi o Satellite cell); grey matter

dlm CNS: nuclei (periphery)

dlm PNS: ganglia (centre)

2. Dendrites dan axon: tdapat didlm white matter

Dendrites: input (mnerima maklumat (sensory receptor/ CNS) ke cell

body); shorter n branching (byk)

Axons: output; tdpt 1, dlindungi oleh Schwann cell: percepatkan

phantaran impuls)

3. Synapse ruang antara hujung axon terminal dgn efector

(CNS/ motor) Mlibatkan pmecahan vesikel: mhasilkan kesan

Axons

Tbahagi kpd 2

Tracts: kumpulan axon yg tdpt dlm CNS (center: tgh)

Nerve: kumpulan axon yg tdpt dlm PNS (peripheral: luar CNS)

Axolemma: membran axon (akson)

Myelin sheath: tdiri drpd Schwann cell yg mgeliling axon (mpercepatkan phantaran impuls)

Nodes of Ranvier: ruang kecil (gaps) yg tidak dbungkusi oleh Myelin sheath

Axon terminal (terminal boutons): mhubungkan maklumat ke effectors

bercabang

Mgandungi vesikel (bungkusan kecil yg terisi neurotransmitter (bhn kimia) yg bertindak ke atas effector

Contoh neurotransmitter: noradrenaline, adrenaline, dopamine, histamine, serotonin, GABA, asetilkolin

Klasifikasi Neuron: Fungsi

1. sensory neuron (afferent neuron)

2. motor neuron (efferent neuron)

3. association neurons (interneurons):

90% neuron ; tdpt dlm CNS (mhubung sensory neuron dgn motor neuron)

Klasifikasi Neuron: Struktur

1. Unipolar neuron: (kbykan sensory neuron): dendrite

dan axon bsambung dgn cell body berada di sisi;

axon lebih pjg (mcapai 1 m)

2. Bipolar neuron: (specialized sensory neuron: mata,

rasa, pdengaran): cabangan dendrite mbentuk 1 dan

bsambung dgn cell body, manakala axon terbitan

drpd cell body (biasa axon sgt pendek; 30mm)

3. Multipolar neuron (most neuron): byk dendrite yg

bsambung dgn cell body dgn 1 axon (pjg spt

unipolar)

NEUROGLIA

sel pyokong dan melindungi neuron

6 jenis:

4 pd CNS

Astrocyte (Blood brain barrier: control the exchange

materials between blood vessels and neurons (toksik,

prubahan kimia & maintain ion balance)

Microglia (makrofaj) : ptahanan

Ependymal cells (hasilkan cecair: CSF (cerebrospinal fluid)

Oligodendrocytes (hasilkan myeline sheath utk neuron di

CNS)

2 pd PNS

Satellite cells (lindungi cell body)

Schwann cells (hasilkan myeline sheath utk neuron di

PNS); neurilemma

D. Mekanisme yang terlibat: potensi

aksi

Impuls: dimulakan apb tdpt rangsangan hujung saraf/

neuron lain

Phantaran impuls = potensi aksi : mlibatkan pgerakan ion mlalui membran plasma (mgunakan pam mlalui pgangkutan aktif)

seterusnya mhasilkan pbezaan cas antara luar dan dalam membran

Mlibatkan ion sodium (Na+) : ion utama luar sel; ion potassium (K+): ion utama dlm sel

Blaku di bhgn axon yg tdedah: Node of Ranvier

3 keadaan utama

1. Potensi membran (resting potential) : neuron dlm

keadaan rehat

Pam setiap ion: tertutup

luar = sodium (Na+) - bcas +ve

dlm = potassium (K+) - bcas -ve

Dlm neuron: bercas negatif krn pam sodium–potasium

hanya mbenarkan sodium (Na+) keluar sel dan

potassium (K+) ke dalam sel (dlm sel bcas negatif )

Polarasi membran = -70mV

2. Potensi aksi : a) fasa depolarisasi b) fasa repolarisasi

A. Fasa depolarisasi (mula tercetus signal: stimulus)

Pam Na+ tbuka dgn cepat Na+ masuk ke dlm sel mybbkan dlm sel mjadi kurang negatif.

Pam K+ ttutup

Threshold – a critical level of depolarization (-55 to -50 mV)

Tindakan sgt cepat (milisaat)

B. Fasa repolarisasi

Positive intracellular charge mhalang Na+ masuk pam Na+ ttutup manakala pam K+ tbuka mybbkan keadaan dlm sel kmbali negatif (mpolarisasi membran kembali)

Ttp kedudukan ion tidak sama spt keadaan rehat.

Refractory period

Proses mgembalikan polarisasi membran (repolarisasi) kpd rehat (resting) , ttp kedudukan Na+ dan K+ terbalik

Hyperpolarization – sblm pam K+ tutup, byk K+ bgerak keluar sel drpd keperluan keseimbangan polarisasi (original polarized potential: terlalu -ve); myebabkan membran mjadi hiperpolarisasi (-80mV)

Semasa refractory period, axon tidak akan menerima sbarang stimulus.

Di penghujung refractory period (smua pam tertutup), myebabkan semua ion (Na+ dan K+) kembali ke tmpt asal (resting potential)

Tdpt bbrp prinsip dlm phantaran impuls:

all-or-none event: jika ssuatu rangsangan gagal utk

mhasilkan depolarisasi mlebihi jumlah puncak (threshold

value), tiada potensi aksi akan tbentuk tetapi jika

threshold value tcapai atau lebih, depolarisasi yg

lengkap blaku.

Saltatory Conduction: potensi aksi hanya blaku di bhgn

node of Ranvier sahaja dan akan mlompat utk ke node

yg seterusnya.

Central Nervous system: Anatomi

dan fisiologi setiap organ

OTAK DAN SPINAL CORD

Fungsi utama: Pusat pgawalan dan intergrasi sistem

Dilindungi oleh (kaviti)

Tulang (skull dan vertebra)

Keras dan ringan

Lapisan meninges (3 lapisan

tisu phubung) m/s146

Mlapisi antara CNS dan

tulang 3 lapisan (dura mater;

arachnoid mater; pia mater)

antara dura mater dan

arachnoid mater : tdapat

ruangan (subarachnoid space)

yg diisi oleh cecair

(cerebrospinal fluid)

Blood Brain Barriers (BBB) : had kmasukan bahan

(drpd darah) ke otak oleh Astrocyte

Cerebrospinal fluid (CSF)

dihasilkan di bhgn ventricular system: (right lateral

ventricle, left lateral ventricle, third ventricle, forth

ventricle) oleh ependymal cells (choroid plexuses)

mengalir melalui subarachnoid space pd CNS

fungsi: pelincir dan myerap hentakan

Peredaran : jaringan kapilari darah yg

banyak bg mbekalkan oksigen dan

nutrient (glukosa) yg mcukupi

A. OTAK

Aliran darah: arteri utama

internal carotid arteri yg

mbentuk jaringan (circulus

arteriosus); 15% cardiac

output

Tbhg kpd 3 bhgn utama:

Cerebrum (terbesar)

Brain stem: midbrain, pons,

medulla oblongata

cerebellum

1. Cerebrum

Tbhg ke 2: right hemisphere dan left hemisphere tetapi di bahagian dalam dhubungkan oleh corpus callosum (bundle of nerve)

1. Superfisial part cerebral cortex (grey matter) – byk furrows (blipat2): yg timbul (gyri); mningkatkan luar pmukaan

Tbahagi kpd 4 lobus (mgikut tulang cranium) Frontal lobe Occipital lobe

Parietal lobe Temporal lobe

2. Diencephalon (internal)/ sistem limbik: mgandungi basal ganglia, thalamus, hypothalamus dan ventricle (ruang phasilan CSF)

Dihubungkan oleh fiber saraf (tract) = white matter

A. Cerebral Cortex

Fungsi cerebral cortex (higher mental function): grey matter Aktiviti motor: memulakan dan mgawal pgerakan otot skeletal

(pgerakan terkawal)

Sensori (deria): persepsi sakit, suhu, sentuhan, penglihatan, pdengaran, rasa dan bau

Aktiviti mental: memori, kepandaian, rasa bertanggungjawab, berfikir, mencari sebab, rasa ingin mlakukan kbaikan dan pembelajaran

dibahagi mengikut kawasan (area) pada cerebral cortex

Motor area

Sensory area

Association area

Motor area

mlibatkan 2 kwsn utama bhgn frontal lobe: Primary motor area (hdpn central sulcus)

fungsi: mrancang tindakan, myusun pgerakan, mbuat kputusan utk ssuatu tindakan, mnilai tindakan yg telah dibuat, mggantikan perintah mgikut kesesuaian bg mcapai keinginan

mlibatkan 2 neuron (upper neuron dan lower neuron) sblm ke otot target (kerosakan boleh myebabkan paralysis): upper neuron bsilang medulla oblongata (left brain: right side)

motor homunculus (dr tengah ke tepi): uppermost cell mgawal kaki manakala lowest part mgawal kepala, leher, muka)

tdpt kwsn khas: Broca’s area: tletak bhmpiran lateral sulcus; bfungsi mgawal pgerakan otot semasa ucapan

Motor area

Sensory area

Bhgn serebrum yg mnerima maklumat deria (sensori) dr bhgn thalamus (bhgn dlm otak): berasal drpd organ deria

Tbhagi kpd bbrp kawasan:

Somatosensory area: utama (parietal lobe); di blkg central sulcus (primary motor area); btanggungjawab dlm mtafsir deria dr kulit (sakit, suhu, tekanan dan sentuhan) serta tindakan otot utk deria kulit (left brain: right side); sensory homunculus (dr tengah ke tepi): uppermost cell mgawal kaki manakala lowest part mgawal kepala, leher dan muka); saiz kwsn berbeza mgikut bhgn badan (muka dan tangan: lebih sensitif)

Auditory area: tlibat dlm sensori pdengaran; tletak pd temporal lobe (bawah lateral sulcus); mnerima maklumat dr koklea (telinga dlm) mlalui vestibulocochlear nerve (CN#8)

Olfactory area: tlibat dlm sensori bau; tletak pd

temporal lobe (hadapan); menerima maklumat drpd

olfactory nerve (CN#1); satu2nya maklumat bukan

drpd thalamus (cross thalamus)

Taste area: tlibat dlm sensori rasa; tletak pd parietal

lobe (atas lateral sulcus); mnerima maklumat dr taste

buds

Vision area: tlibat dlm sensori penglihatan; tletak pd

occipital lobe (blkg serebrum); mnerima maklumat drpd

optic nerve (CN#2)

Sensory area

Sensory area

Association area

Kwn cerebral cortex yg bfungsi dlm mhubungkan dan mengkoordinasi sensory area dan motor area bg mhasilkan tindakan dan fungsi yg lebih baik (higher mental thinking)

Kwsn utama: (lain-lain kwsn serebrum) Premotor area: tletak pd frontal lobe (hdpn primary motor area);

bfungsi mengkoordinasi pgerakan yg telah dihasilkan oleh primary motor area; eg: memakai baju

Prefrontal area: tletak pd frontal lobe (hdpn premotor area); kwsn besar; fungsi intelektual tmasuklah mbuat penilaian dan kefahaman drpd tindakan; kbolehan menyusun tindakan dan mgawal emosi

Wernicke’s area: sensory speech; tletak p temporal lobe; kbolehan memahami bahasa, mgeluarkan ucapan dll

Parieto-occipitotemporal area: bhgn parietal lobe, occipital lobe dan temporal lobe slain drpd sensory area; mgawal kesedaran dgn persekitaran, pemahaman bahasa dan penamaan objek

B. Diencephalon

Diencephalon

Bhgn dalaman serebrum, bhampiran dgn ventricle system; mhubungkan cerebrum dgn bhgn brain stem dan cerebellum

Tdiri drpd basal ganglia, thalamus dan hypothalamus Basal ganglia: bfungsi dalam mhubungkan ke bhgn motor cerebral cortex

(pgerakan, postur dll)

Thalamus: bhampiran third ventricle; bfungsi dlm mhubungkan ke bhgn sensory cerebral cortex

Hypothalamus: bhampiran thalamus (hadapan thalamus); bfungsi: mgawal

rembesan hormone pituitary

selera dan kepuasan

dahaga dan keseimbangan air

suhu badan

emosi: takut, bersyukur dll

Seksual

2. BRAIN STEM

Tbhg kpd 3 bhgn: Midbrain; Pons; Medulla oblongata

1. Midbrain: brain stem atas;

fungsi: mhubungkan fiber saraf (antara spinal cord dgn otak); disamping mengkoordinasi segala aktiviti motor dan autonomik (m/s 158: Table 7.2)

2. pons: tletak di hadapan cerebellum;

fungsi: mhubungkan saraf terutama cranial nerve

3. medulla oblongata: tletak di bwh pons bsambung dgn spinal cord; pjg: 2.5cm;

fungsi: aktiviti reflex autonomic ( pusat kawalan kardiovaskular; pusat kawalan respiratori, reflex: muntah, batuk, bersin dan menelan); mhubungkan saraf kepada cerebrum (kwsn persilangan: bhgn kanan bdn ke hemisfera kiri dan sebaliknya)

3. CEREBELLUM

Anatomi: tletak di blkg pons, dibwh occipital

lobe; tdpt grey matter (luar) dan white matter

(dlm)

Fungsi: mgawal dan mengkoordinasi segala

pergerakan, mgekalkan postur; juga terlibat

dlm pbelajaran dan penterjamahan bahasa

Kerosakan: imbalance, clumsy dll

B. SPINAL CORD

Struktur saraf yg mmanjang di dalam kaviti spinal (vertebra) Dilindungi oleh tulang2 vertebra, lapisan meninges dan CSF

Mmanjang di bawah medulla oblongata sehingga ke bhgn vertebra Lumbar#1 (L1): = 45cm (lelaki dewasa); tdpt 2 enlargment: cervical enlargement dan lumbar enlargment

Tbahagi kpd 31 segment (bpasangan)

Cervical nerves: 8

Thoracic nerves: 12

Lumbar nerves: 5

Sacral dan Coccygeal nerves: 5

Filum terminale: 1

Fungsi: hubungkan otak dgn seluruh bhgn badan (sensory dan motor) : spinal reflex (tindakan tanpa melalui otak): spontan

Spinal Cord: Cross-Section

tdiri drpd grey matter (bhgn tengah: bbentuk H) yg dikelilingi oleh white matter (tepi);

grey matter: cell bodies

2 anterior grey column (motor): mmindahkan impuls ke otot skeletal (motor neurone)

2 posterior grey column (sensory): menerima impuls dr periferi badan (sensory neurone)

2 lateral grey column: interneurone

white matter (mgandungi fiber saraf):mhubungkan komunikasi (periferi) dgn grey matter spinal cord serta spinal dgn otak (mgikut bhgn yg dikawal)

2 anterior white column (motor): mbawa impuls dr otak ke otot skeletal (voluntary), otot licin dan otot kardiak (involuntary)

2 posterior white column (sensory): mbawa impuls dr spinal ke otak

2 lateral white column

cabangan nerve root (spinal nerves):

2 posterior root (sensory)

2 anterior root (motor)

Disokong oleh tisu neuroglia

Peripheral Nervous system (PNS): Anatomi

dan fisiologi setiap organ

Pengenalan

Struktur saraf yg tletak di luar otak dan spinal cord yg mana btanggungjawab mhantar maklumat kpd CNS dan seterusnya mbenarkan tindakan yg perlu dibuat kesan drpd maklumat yg telah dihantar (in and out)

Oleh itu: fungsi PNS adalah

Sensory inputs (afferent neurone)

motor outputs (efferent neurone)

1. Sensory inputs (afferent neurone)

Dikesan oleh sensory receptor, yg kemudian impuls itu dibawa oleh fiber saraf PNS (afferent neurone ) kpd CNS

Contoh: membawa impuls dr kulit, organ deria khusus (mata, telinga, lidah, hidung), otot skeletal, sendi, keseimbangan (mual dan muntah), dahaga

General somatic senses – include touch, pain, vibration, pressure, temperature

Proprioceptive senses – detect stretch in tendons and muscle provide information on body position, orientation and movement of body in space

Special Senses - hearing, balance, vision, olfaction (smell), gustation (taste)

2. Motor output (efferent neurone)

Membawa impuls dari CNS kpd otot termasuklah

kelenjar bg mhasilkan tindakan

Tbahagi kpd 2 bhgn:

Somatic nervous system –tindakan kpd skeletal muscles

(voluntary)

Autonomic nervous system – tindakan thdp smooth muscle,

cardiac muscle, dan kelenjar mlalui 2 cara:

Parasympathetic: - rest & digest”

Sympathetic: - “fight or flight”

Autonomic nervous system

Parasympathetic: - rest

& digest”

Maintain homeostasis

Relaxing effects:

Decreases HR.

Dilates visceral blood

vessels.

Increases digestive

activity.

Sympathetic: - “fight or

flight”

Catabolic (expend

energy)

Mass activation prepares

for intense activity.

Heart rate (HR) increases.

Bronchioles dilate.

Blood [glucose] increases.

Struktur asas PNS

Sensory receptors – mgesan stimulus (reseptor) dr dlm dan luar badan

Motor endings – axon terminals pd motor neurons bg mrangsangkan effectors (muscle fibers dan kelenjar): Respons

Nerves dan ganglia Nerves – bundles of peripheral axons (dibungkus oleh

connective tissue); tdpt 2 jenis Cranial nerves: 12 pasang; dinomborkan dr I-XII; majority

mlibatkan otak (cranial)

Spinal nerves: 31 pasang; mlibatkan spinal cords

Ganglia – kumpulan peripheral neuronal cell

bodie; tmpt sinaps (mlibatkan neurotransmitter)

bg motor output somatic: 1 ganglion (neuron otot)

bg motor output autonomic: 2 ganglion (preganglion

dan post ganglion)

sympathetic: preganglion: bhampiran spinal cord (short);

post ganglion: organ autonomic

parasympathetic: preganglion: bhampiran organ autonomic

(long); post ganglion: organ autonomic

1. Sympathetic: - “fight or flight”

2. Parasympathetic: - rest & digest”

JENIS NERVES PADA PNS

Cranial nerves: 12 pasang

Spinal nerves: 31 pasang

Cranial nerves

Mlibatkan otak dgn bhgn periferi (kepala dan

leher) kecuali CN X (Vagus nerves)

Dinomborkan dari I–XII

Cranial nerves I dan II: mlibatkan cerebrum

Lain-lain: mlibatkan brain stem (pons)

Tdiri drpd sensory nerve, motor nerve dan

mixed nerve

2. Spinal nerves

31 pairs

Disambungkan dgn spinal cord (dinamakan mengikut lokasi tulang vertebra) mllui posterior root (sensory) dan anterior root (motor)

8 pairs of cervical nerves (C1–C8)

12 pairs of thoracic nerves (T1–T12)

5 pairs of lumbar nerves (L1–L5)

5 pairs of sacral nerves (S1–S5)

1 pair of coccygeal nerves (Co1)

G. ARKA REFLEKS

tindakan automatic (spontan), tidak sedar di atas tindakan (buat tanpa berfikir)

tujuan:

mengekalkan homeotasis (autonomic reflexes) – swallowing, sneezing, coughing, vomiting, pengecilan saiz pupil apb cahaya terang, menggeletar ketika sejuk

Mengekalkan keseimbangan dan postur (spinal reflexes ) – mengawal kaki dan tangan semasa berjalan.

Tindakan badan semasa bahaya bg tujuan perlindungan (stretch reflexes) – knee jerk sms lutut diketuk, tangan dibawa ke atas apb jari luka

Mekanisme: mlibatkan 3 neuron utama shj

Contoh: autonomic reflexes

Stimulus: persekitaran yang terlalu sejuk

Mekanisme: Reseptor pd kulit sensory neurone

CNS (interneurone) motor neurone effector

(otot menggerakkan tulang: menggeletar

Response (kesan): badan menggeletar

H. Penyakit yang terlibat : akan

dibincangkan semasa sem 4

Peningkatan intracranial pressure (ICP): gangguan bekalan darah dan cerebrospinal fluid (CSF) seterusnya mganggu bekalan oksigen ; penyebab termasuklah

Cerebral edema: dpt cecair antara sel otak

Hydrocephalus: gangguan pengaliran CSF

Hemoraj: pendarahan dalaman otak

Tumour

Kecederaan kepala: penyebab utama hemoraj, skull fracture

Cerebral hypoxia: gangguan bekalan darah ke otak; pyebab utama:

Severe hypotension

Keracunan carbon monoxide

Pengambilan dadah berlebihan

Stroke: gangguan bekalan darah; sebahagian drpd

otak akan terjejas

Dementia: degenerative cerebral cortex: gangguan

memori; contoh: Penyakit Alzheimer

Penyakit Parkinson: gangguan rangsangan

terhadap otot skeletal

Jangkitan:meningitis, shingles (chicken pox, kayap)

Multiple sclerosis: masalah myelin sheath pd neuron