Image via Wikipedia |
Image via Wikipedia |
Neuron
Anatomi dan
Fisiologi
Sel saraf atau neuron berfungsi untuk menerima,
meneruskan, dan memproses stimulus; memicu aktivitas sel tertentu; dan
pelepasan neurotransmiter dan molekul informasi lainnya. Sel saraf menerima
sensasi atau stimulus melalui reseptor, yang terletak di tubuh baik eksternal
(reseptor somatik) maupun internal (reseptor viseral). Reseptor mengubah
stimulus menjadi impuls listrik yang menjalar di sepanjang saraf sampai ke
otakdan medulla spinalis yang kemudian akan mengintepretasi dan mengintegrasi
stimulus, sehingga respons terhadap informasi bisa terjadi. Impuls dari otak
dan medula spinalis memperoleh respons yang sesuai dari otot dan kelenjar
tubuh, yang disebut efektor.
Kebanyakan neuron terdiri atas 3 bagian yaitu:
1.
Dendrit
Merupakan cabang panjang yang
dikhususkan menerima stimulus dari lingkungan sel-sel epitel sensorik atau dari
neuron lain. Dendrit umumnya pendek dan bercabang-cabang mirip pohon. Dendrit
menerima banyak sinaps dan merupakan tempat penerimaan sinyal dan pemrosesan
utama neuron. Kebanyakan sel saraf memiliki banyak dendrit yang sangat
memperluas daerah penerimaan sel. Percabangan dendrit memungkinkan sebuah
neuron untuk menerima dan mengintegrasi sejumlah besar akson terminal dari sel
saraf lain. Diperkirakan bahwa sejumlah 200.000 akson terminal membentuk
hubungan fungsional dengan dendrit sel purkinje di serebelum. Jumlah tersebut
mungkin lebih besar lagi dari sel saraf lain.
Neuron bipolar, dengan hanya
satu dendrit, tidak banyak dijumpai dan hanya terdapat pada tempat
khusus.berbeda dari akson yang memiliki diameter tetap dari satu ujung ke ujung
lain, dendrit makin mengecil setiap kali bercabang. Komposisi sitoplasma di
basis dendrit, dekat dengan badan neuron, mirip dengan komposisi sitoplasma
perikarion namun tak mengandung kompleks golgi. Kebanyakan sinaps yang
berkontak dengan neuron terdapat di spina (ujung-ujung) dendrit, yang umumnya
merupakan struktur berbentuk jamur (bagian kepala membesar, dihubungkan pada
batang dendrit oleh bagian leher yang lebih sempit), spina berfungsi penting
dan berjumlah banyak, yaitu sekitar 1014 untuk korteks serebri
manusia.
Spina dendrit merupakan tempat
pemrosesan pertama bagi sinyal sinaptik yang tiba di neuron. Peralatan
pemrosesan terdapat dalam suatu kumpulan protein yang melekat pada permukaan
sitosoldari membran pascasinaptik jauh sebelum fungsinya diketahui. Spina
dendrit ikut serta dalam perubahan plastis yang mendasari proses adaptasi
belajar dan mengingat. Spina-spina tersebut merupakan struktur dinamis dengan
plastisitas morfologi berdasarkan protein aktin sitoskeleton yang berhubungan
dengan perkembangan sinaps dan adaptasi fungsionalnya pa orang dewasa.
2.
Badan Sel (Perikarion)
Badan akson yang merupakan pusat trofik untuk
keseluruhan sel saraf dan juga berfungsi menerima stimulus. Badan sel yang
disebut juga perikarion adalah bagian neuron yang mengandung inti dan
sitoplasma di sekelilingnya dan tidak mencakup cabang-cabang sel. Badan sel
terutama merupakan pusat trofik, meskipun struktur ini juga dapat menerima
impuls. Perikarion di kebanyakan neuron menerima sejumlah besar ujung saraf
yang membawa stimulus eksitatorik atau inhibitorik yang datang dari sel saraf
lain.
Kebanyakan sel saraf memiliki inti eukromatik bulat dan
sangat besar dengan anak inti yang sangat nyata. Sel saraf binukleus terlihat
dalam ganglia simpatis dan sensorik. Kromatin halus tersebar merata yang
menggambarkan tingginya aktivitas sintesis di sel-sel ini.
Badan sel mengandung suatu retikulum endoplasma kasar
yang berkembang sangat baik, berupa kelompok-kelompok sisterna paralel. Di
dalam sitoplasma diantara sisterna terdapat banyak poliribosom yang memberi
kesan bahwa sel-sel ini menyintesis protein struktural dan protein transpor.
Bila dipulas dengan pewarnaan yang cocok, retikulum endoplasma kasar dan
ribosom bebas tampak sebagai daerah bergranul basofilik di bawah mikroskop
cahaya yang disebut badan nissl. Jumlah badan nissl bervariasi sesuai jenis neuron dan keadaan
fungsionalnya.
Badan nissl sangat banyak
dijumpai dalam sel saraf besar seperti neuron motorik. Kompleks golgi hanya
terdapat dalam badan sel dan terdiri atas banyak deretan paralel sisterna licin
yang tersusun disekitar tepi inti. Mitokondria banyak dijumpaikhususnya dalam
akson terminal. Mitokondria tersebar dalam sitoplasma badan sel.
Neurofilamen (filamen
intermediet berdiameter 10 nm) banyak dijumpai dalam perikarion dan cabang sel.
Neurofilamen bergabung sebagai akibat darikerja bahan fiksasi tertentu. Bila
diimpregnasi dengan perak, neurofilamen akan membentuk neurofibril, yang akan
tampak dengan mikroskop cahaya. Neuron juga mengandung mikrotubulus yang
identik dengan mikrotubulus yang terdapat pada banyak sel lain. Sel saraf
kadang-kadang mengendung inklusi pigmen, seperti lipofuksin, yakni suatu residu
materi yang tak tercerna oleh lisosom
3.
Akson
Yang merupakan suatu cabang tunggal yang dikhususkan untuk
menciptakan atau menghantarkan impuls saraf ke sel-sel lain (sel saraf, sel
otot, dan sel kelenjar). Akson dapat juga menerima informasi dari neuron lain;
informasi ini terutama memodifikasi transmisi potensial aksi ke neuron lain.
Bagian distal dari akson umumnya bercabang dan membentuk ranting-ranting
terminal. Setiap cabang ranting berakhir pada sel berikutnya berupa pelebaran
yang berinteraksi dengan neuron atau sel selain neuron, dan membentuk
struktur yang disebut sinaps. Sinaps
meneruskan informasi ke sel berikutnya dalam sirkuit.
Kebanyakan neuron hanya memiliki satu akson; ada
sejumlah kcil yang tidak mempunyai akson sama sekali. Sebuah akson merupakan
cabang silindris dengan panjang dan diameter yang bervariasi, sesuai jumlah
neuronnya. Meskipun ada neuron dengan akson pendek, akson umumnya berukuran
panjang. Misalnya akson sel motorik di medula spinalis yang mempersarafi otot
kaki harus memiliki panjang sampai 100 cm (sekitar 40 inci). Semua akson
berasal adri daerah berbentuk piramida pendek, yaitu muara akson, yang umumnya
muncul dari perikarion. Membrn plasma di akson disebut aksolemma, isinya
dikenal sebagai aksoplasma.
Pada neuron yang membentuk akson bermielin, bagian akson
diantara muara akson dan titik awal mielinisasi disebut segmen inisial. Segmen
ini merupakan tempat berkumpulnya berbagai stimulus yang merangsang dan
menghambat pada neuron, yang dijumlahkan secara aljabar, dan menghasilkan
keputusan untuk meneruskan atau tidak meneruskan suatu potensial aksi atau
impuls saraf. Diketahui bahwa beberapa jenis kanal tersebut penting untuk
mengadakan perubahan potensial listrik yang membentuk potensial aksi. Berbeda
dengan dendrit, akson memiliki diameter yang tetap dan tidak bercabang banyak.
Kadang-kadang segera setelah keluar dari badan sel, akson menghasilkan sebuah
cabang yang kembali ke daerah badan sel saraf. Semua cabang akson dikenal
sebagai cabang kolateral. Sitoplasma akson (aksoplasma) mengandung mitokondria,
mikrotubulus neurofilamen dan sejumlah sisterna retikulum endoplasma halus.
Tidak ada poliribosom dan retikulum endoplasma kasar memperjelas ketergantungan
akson pada perikarion untuk mempertahankan diri. Jika akson dipotong, bagian
perifernya akan berdegenerasi dan mati. Terdapat lalu lintas dua arah yang
sibuk dari molekul besar dan kecil di sepanjang akson.
Makromolekul dan organel yang disintesis di dalam badan
sel akan diangkut secara kontinu oleh suatu aliran anterograd disepanjang akson
ke bagian terminalnya. Aliran anterograd berlangsung dengan 3 kecepatan yang
berbeda. Aliran lambat (beberapa milimeter per hari) mengangkut protein dan
mikrofilamen. Aliran dengan kecepatan sedang mengangkut mitokondria dan aliran
cepat (100 kali lebih cepat) mengangkut zat yang ditampung dalam vesikel, yang
diperlukan di akson terminal selama transmisi saraf berlangsung.
Bersamaan dengan aliran anterograd, aliran retrograd
dalam arah berlawanan mengangkut sejumlah molekul ke badan sel, termasuk zat
yang masuk melalui endositosis (meliputi virus dan toksin). Proses ini
digunakan untuk mempelajari jalur-jalur neuron; peroksidase atau zat penanda
yang lain disuntikkan ke daerah dengan akson terminalnya, dan penyebarannya
diikuti dalam selang waktu tertentu.
Protein motorik yang terkait dengan aliran akson
meliputi dinein, suatu protein dengan aktivitas ATPase yang terdapat dalam
mikrotubulus (berhubungan dengan aliran retograd) dan kinesin, yakni suatu
mikrotubulus yang teraktivasi-ATPase yang mempercepat aliran anterograd dalam
akson ketika melekat pada vesikel.
Klasifikasi Neuron
Berdasarkan jumlah prosesusnya neuron
diklasifikasikan menjadi:
1.
Neuron Unipolar
Neuron unipolar mempunyai satu tonjolan yang kemudian
bercabang dua dekat dengan badan sel. Satu cabang menuju ke perifer sedangkan
cabang yang lain berjalan menuju SSP.
Contoh: neuron sensorik saraf spinal
2.
Neuron Bipolar
Neuron bipolar mempunyai dua tonjolan satu akson dan
satu dendrit, contohnya neuron bipolar antara lain adalah sel batang dan
kerucut retina.
3.
Neuron Multipolar
Neuron multipolar mempunyai beberapa dendrit dan satu
akson yang dapat bercabang-cabang banyak sekali. Kebanyakan neuron SSP
merupakan neuron multipolar. Salah satu contoh sel jenis ini adalah neuron
motorik yang berasal dari kornu ventral medula spinalis dengan aksonnya yang
menjulur sampai ke otot rangka.
Berdasarkan struktur dan fungsinya, sel saraf dapat dibagi menjadi 3
kelompok, yaitu sel saraf sensori, sel saraf motor, dan sel saraf intermediet
(asosiasi).
a. Sel saraf
sensorik
Fungsi sel saraf sensorik adalah menghantar impuls
dari reseptor ke sistem saraf pusat, yaitu otak (ensefalon) dan sumsum belakang
(medula spinalis). Ujung akson dari saraf sensori berhubungan dengan saraf
asosiasi (intermediet).
b.
Sel saraf motorik
Fungsi sel saraf motor adalah mengirim impuls dari
sistem saraf pusat ke otot atau kelenjar yang hasilnya berupa tanggapan tubuh
terhadap rangsangan. Badan sel saraf motor berada di sistem saraf pusat.
Dendritnya sangat pendek berhubungan dengan akson saraf asosiasi, sedangkan
aksonnya dapat sangat panjang.
c. Sel saraf intermediet
Sel saraf intermediet disebut juga
sel saraf asosiasi. Sel ini dapat ditemukan di dalam sistem saraf pusat dan
berfungsi menghubungkan sel saraf motor dengan sel saraf sensori atau
berhubungan dengan sel saraf lainnya yang ada di dalam sistem saraf pusat. Sel
saraf intermediet menerima impuls dari reseptor sensori atau sel saraf asosiasi
lainnya. Kelompok-kelompok serabut saraf, akson dan dendrit bergabung dalam
satu selubung dan membentuk urat saraf. Sedangkan badan sel saraf berkumpul membentuk
ganglion atau simpul saraf.
Sel Neuroglia
Biasanya disebut glia, sel neuroglial adalah sel
penunjang tarnbahan pada SSP yang berfungsi sebagai jaringan ikat. Tidak
seperti neuron, sel glial dapat menjalani mitosis selama rentang kehidupannya
dan bertanggung jawab atas terjadinya tumor sistem saraf (Gambar 9-3).
1.
Astrosit adalah sel berbentuk bintang yang memiliki sejumlah
prosesus panjang, sebagian besar melekat pada dinding kapilar darah melalui
pedikel atau "kaki vaskular."
a.
Sel ini memberikan penopang struktural dan mengatur
transpor materi di an tara darah dan neuron.
b.
Kaki vaskular dipercaya berkontribusi terhadap barier darah-otak, atau tingkat
kesulitan makromolekul tertentu pada plasma darah untuk masuk ke jaringan otak.
c.
Astrosit fibrosa terletak di substansi
putih otak dan medulla spinalis; astrosit
protoplasma ditemukan pada substansi abu-abu.
2. Oligodendroglia (oligodendrosit) menyerupai astrosit, tetapi badan selnya kecil dan
jumlah prosesusnya lebih sedikit dan lebih pendek.
a.
Oligodendrosit dalam SSP analog dengan sel Schwann pada
saraf perifer.
b.
Bagian ini membentuk lapisan mielin untuk melapisi akson
dalam SSP.
3.
Mikroglia ditemukan dekat
neuron dan pembuluh darah, dan dipercaya memi!iki peran fagositik. Sel glia
berukuran kecil dan prosesusnya lebih
sedikit dart jenis sel glial lain. .
4.
Sel ependimal membentuk
membran epitelial yang melapisi rongga serebral (otak) dan rongga medulla
spinalis.
Reseptor Sensorik
Klasifikasi reseptor sebagai berikut :
1. Berdasarkan tipe stimulus:
1.
Chemoreceptor : respon terhadap
zat kimia
2. Thermoreceptor : respon terhadap
suhu (panas dan dingin)
3. Nociceptor : reseptor rasa
sakit, misalnya adanya respon terhadap trauma.
4.
Mechanoreceptor : respon
terhadap perubahan posisi fisik.
5.
Photoreceptor : respon terhadap
cahaya
2. Berdasarkan asal stimulus
:
1.
Interoceptor
: deteksi stimulus pada bagian internal organ
2.
Proprioceptor
: deteksi stimulus dari posisi dan pergerakan tubuh atau bagiannya.
3.
Exteroceptor
: deteksi stimulus dari luar tubuh.
3. Berdasarkan distribusi
reseptor di tubuh :
1.
General (somesthetic) sense :
yaitu reseptor yang t erdistribusi luas pada kulit, otot, tenson, joint
capsule, dan viscera.
2.
Special sense : merupakan
reseptor yang terbatas pada kepala dan bagian yang diinervasi oleh nervus
cranialis. Yang termasuk spesial sense yaitu penglihatan, pendengaran,
pengecapan, dan penghiduan.
Reseptor pada
kulit sendiri termasuk pada general sense, yang nantinya akan tersusun atas
beberapa klasifikasi reseptor :
1. Uncapsulated Nerve Endings
1.
Free nerve endings :
Merupakan reseptor untuk panas, termasuk
dingin. Serta memiliki peran nociceptor, yakni reseptor untuk nyeri. Jadi pada
bagian ujung dendritnya tidak dimiliki asosiasi khusus dengan sel aksesori
khusus atau jaringan. Biasanya dendritnya hanya tertanam dalam epithel dan
jaringan ikat.
2.
Tactile
(merkel) disc :
Diskus merkel ditemukan pada kulit yang
tidak berambut, misalnya pada ujung jari dan folkel rambut. Serabut saraf
berjalan menuju dermis dan beakhir sebagai pelebarann berbentuk diskus yang
terletak di dekat sel epithel berwarna gelap pada bagian atas dermis, yang
disebut sel merkel. Kelompok diskus merkel pada kulit yang berambut disebut
tactile domes, ditemukan pada epidermis di antara folikel-folikel rambut.. Diskus
merkel ini merupakan reseptor raba yang beradaptasi lambat dan menghantarkan
informasi mengenai derajat tekanan yang terjadi pada kulit, misalnya ketika
seseorang memegang pena.
3.
Hair receptor (peritricial
endings)
Serabut saraf
melingkar pada folikel di dalam selubung jaringan ikat luar di bawah glandula
sebasea. Beberapa cabang mengelilingi folikel, sedangkan beberapa cabang
lainnya paralel terhadap sumbu panjangnya. Penekukan rambut akan merangsang
reseptor ini, yang termasuk mekanoreseptor dengan adaptasi cepat.reseptor tidak
aktif apabila rambut ditekuk, namun akan terjadi inisiasi implussaraf bila
rambut dilepaskan kembali.
2.
Encapsuled Nerve Endings
1.
Tactile (meissener) corpuscle :
Reseptor ini tereletak pada papila dermis
kulit, khususnya ditelapak tangan dan kaki. Corpusculum
meissner juga banyak ditemukan pada kulit papila mamae dan genitalia externa.
Corpusculum meissner diliputi oleh kapsul jaringan ikat yang bersambungan
dengan endoneurium saraf yang masuk kedalamnya. Beberapa serabut saraf bermielin
masuk ke ujung bagian dalam corpusculum, cabang-cabang yang bermielin dan tidak
bermielin mengecil dan menyebar di antara sel scwan. Reseptor ini sangat peka
terhadap rasa raba dan merupakan mekanoreseptor yang beradaptasi cepat.
Reseptor ini memeungkinkan seseorang membedakan dua struktur berujung tajam
yang diletakkan berdekatan pada kulit.
2.
Krause end Bulbs :
Memiliki fungsi yang hampir sama dengna
corpusculum meissner, akan tetapi terletak pada membran mukus lebih dalam pada
kulit.
3.
Pacini Corpuscle :
Merupakan reseptor
yang berperan sebagai affektor untuk tekanan yang kuat, serta getaran. Pada bagian ujungnya terlihat adanya suatu modifikasi dari sel
schwan, yang membentuk selubung.
4.
Ruffini corpuscle :
Terletak pada dermis, umumnya berperan terhadap
sentuhan kuat, tekanan, serta getaran yang terus-menerus, dan juga pada
pergerakan sendi.
Sinaps
Sinaps berasal dari bahasa
Yunani synapsis yang artinya penyatuan adalah tempat neuron-neuron saling
berkontak atau antara neuron dan sel efektor lainnya (otot dan sel kelenjar). Sinaps sangat berperan pada penghantaran
satu arah dari implus saraf. Hampir semua sinaps menghantarkan implus lewat
pelepasan neurotransmitter pada terminal akson, berupa substansi kimiawi yang
menginduksi perpindahan implus saraf ke neuron lainnya atau ke sebelah sel
efektor. Sinaps dibentuk oleh suatu terminal akson (terminal prasinaps) yang
menghantarkan implus, bagian lain tempat impuls baru dibentuk (terminal
pascasinaps) dan suatu celah sempit intraseluler yang disebut celah sinaps
(gambar).
Sinaps berdasarkan
perhubungannya dapat dibedakan menjadi: sinaps aksosomatik, bila akson
membentuk sinaps dengan sel tubuh; aksodendritik, bila akson membentuk sinaps
dengan dendrite; aksoaksonik, bila akson membentuk sinaps dengan sesama akson
(gambar).Sinaps terdiri atas dua jenis: Sinaps listrik dan sinaps kimiawi
Anatomi Fisiologi Sinaps
Sinaps akan membentuk celah
sinaps melalui kontak antara akson dari satu neuron dengan dendrit
(akso-dendritik) atau perikarion (akso-somatik) dari neuron lain, kadang-kadang
antar dendrit (dendro-dendritik) atau antar akson (akson-aksonik).
Ø Pada ujung neuron presinaps terdapat knop
kecil (knob sinaps) yang bentuknya menyerupai tombol bulat atau bujur telur.
Ø Ujung presinaps ini dipisahkan dari
membran sel neuron postsinaps oleh suatu celah sinaps (synaptic cleft) yang mempunyai lebar 200-300
amstrong.
Ø Ujung presinaps mempunyai 2 struktur
interna , yang berfungsi untuk penerusan rangsang ( excitatory) atau
penghambatan sinaps, yaitu :
1)
Kantong
transmitter (synaptic vesicle) à mengandung bahan transmitter yang bila
dilepaskan ke celah sinaps, dapat merangsang atau menghambat neuron postsinaps.
2)
Mitokondria
à
menyediakan adenosin trifosfat, yang mensuplai energi untuk mensintesis
bahan transmiter baru
Ø Membran presinaps : membran sel yang
menutupi ujung presinaps, mengandung banyak
sekali saluran kalsium (Ca) yang berpintu gerbang voltase (voltage-gated calsium channel)
Sinaps Listrik
Sinaps listrik memungkinkan potensial aksi
merambat secara langsung dari sel presinaps ke sel pascasinaps. Sel-sel itu
dihubungkan oleh persambungan longgar, yaitu saluran antar sel yang mengalirkan
ion potensial aksi lokal agar mengalir antar neuron. Hal ini memungkinkan
implus merambat dari satu neuron ke neuron lain tanpa penundaan dan tanpa
kehilangan kekuatan sinyal. Senapsis listrik dalam SSP vertebrata menyelaraskan
aktivitas neuron yang bertanggung jawab atas semua pergerakan yang cepat dan luas.
Sinaps Kimiawi
Pada sinaps kimiawi, sebuah ce;ah sempit, celah sinaptik (synaptic
cleft), memisahkan sel prasinaptik dari sel pascasinaptik. Adanya celah
tersebut menyebabkan sel-sel tidak dapat dikopel secara elektrik, dan potensial
aksi yang terjadi pada sel prasinaptik tidak dapat dirambatkan secara langsung
ke membran sel pascasinaptk. Karnanya, maka terjadilah suatu rangkaian kejadian
yang mengubah sinyal listrik potensial aksi yang tiba di terminal sinaptik
menjadi sinyak kimiawi yang mengalir melewati sinapsis, kemudian sinyal kimiawi
tersebut diubah kembali menjadi sinyal listrik pada sel pascasinaptik.
Hampir semua sinaps merupakan sinaps kimiawi dan menghantarkan implus saraf melalui neurotransmitter. Sangat sedikit sinaps menghantarkan implus melalui hubungan celah (gap junction) yang melewati membrane pre- dan pasca sinaps, sinaps listrik, ion-ion melewati hubungan celah dengan bebas dan menghantarkan implus saraf secara langsung.
Sinaps memiliki struktur yang kaku, hal ini disebabkan karena membran plasma pada daerah pre- dan pasca sinaps diperkuat dan tmpak lebih tebal dari membrane yang berdekatan dengan sinaps. Pada beberapa keadaan membrane pre- dan pasca sinaps diikat oleh jembatan pada tempat sinaps. Terminal prasinaps selalu mengandung vesikel-vesikel sinaps dan banyak mitokondria. Mitokondria berfungsi menyediakan energi untuk aktivitas sinaps. Vesikel mengandung neurotransmitter.
Hampir semua sinaps merupakan sinaps kimiawi dan menghantarkan implus saraf melalui neurotransmitter. Sangat sedikit sinaps menghantarkan implus melalui hubungan celah (gap junction) yang melewati membrane pre- dan pasca sinaps, sinaps listrik, ion-ion melewati hubungan celah dengan bebas dan menghantarkan implus saraf secara langsung.
Sinaps memiliki struktur yang kaku, hal ini disebabkan karena membran plasma pada daerah pre- dan pasca sinaps diperkuat dan tmpak lebih tebal dari membrane yang berdekatan dengan sinaps. Pada beberapa keadaan membrane pre- dan pasca sinaps diikat oleh jembatan pada tempat sinaps. Terminal prasinaps selalu mengandung vesikel-vesikel sinaps dan banyak mitokondria. Mitokondria berfungsi menyediakan energi untuk aktivitas sinaps. Vesikel mengandung neurotransmitter.