potensial aksi

DASAR-DASAR SISTEM SYARAF DAN JARINGAN SYARAF
Sistem syaraf bertanggung jawab dalam mempertahankan
homeostasis tubuh (kesetimbangan tubuh, lingkungan internal tubuh stabil)
Fungsi utamanya adalah untuk:
Memonitor
Mengintegrasikan*
Menanggapi
informasi yang ada di lingkungan sekitar
*Proses interpretasi intput sensorik dan pembuatan keputusan
Organisasi sistem syaraf
Secara ANATOMIK, dibagi menjadi:
1. Sistem syaraf pusat:
otak
sumsum tulang belakang
2. Sistem syaraf perifer:
syaraf kranial
syaraf spinal
ganglia
Secara FUNGSIONAL, dibagi menjadi:
Sensorik (afferen) --> membawa impuls ke SSP
Motorik (efferen) --> membawa impuls dari SSP
sistem somatik (sadar) --> mempersyarafi otot rangka
sistem otonom (tak sadar) --> mempersyarafi otot polos dan jantung
kelenjar
HISTOLOGI SISTEM SYARAF
Sel penunjang (neuroglia) --> - segregasi dan insulasi neuron
- membantu neuron (sehat, tumbuh)
Sel penunjang pada CNS: astrosit, mikroglia, sel ependimal, oligodendrit
Sel penunjang pada PNS: sel Schwann, sel satelit
Neuron (awas nefron !)
Badan sel (akson); perpanjangan sitoplasmik (dendrit)
Satu bundel serabut syaraf-> traktus (CNS)
Sekelompok badan sel -> nukleus (CNS)
ganglion (PNS)
Badan sel merupakan pusat biosintesis (dan reseptif) neuron. Badan sel berada
di CNS, hanya beberapa saja yang terdapat pada ganglia
Beberapa neuron memiliki banyak dendrit, yaitu situs reseptif penghubung
sinyal dari neuron lain ke badan sel syaraf. Semua neuron memiliki satu akson,
yang membangkitkan dan menghantarkan impuls syaraf menjauhi badan sel.
Ujung akhir sel syaraf membebaskan neurotransmiter.
Transport sepanjang akson terjadi melalui mekanisme yang berbeda
-> proses dua arah yang tergantung pada ATP, yang memindahkan partikel,
neurotransmiter, dan enzim ke arah ujung akson dan menghantarkan zat yang
akan diuraikan kembali ke badan sel. Dalam proses ini terlibat mikrotubul,
mikrofilamen dan protein motor
Serabut syaraf berukuran besar (akson) memiliki myelin. Selubung myelin
terbentuk oleh sel Schwann (PNS), dan oleh oligodendrit (CNS). Selubung ini
memiliki celah (nodus Ranvier). Serabut yang tak bermyelinasi dikelilingi oleh
sel penunjang, tapi tidak terjadi proses penyelubungan membran.
Secara anatomik, neuron digolongkan sesuai dengan jumlah perpanjangan yang
keluar dari badan sel:--> multipolar, bipolar, atau unipolar.
Secara fungsional, neuron diklasifikasikan menurut arah penghantaran impuls
syaraf. Neuron sensorik menghantarkan impuls ke SSP, neuron motorik
menghantarkan impuls menjauhi SSP, dan interneuron (neuron asosiasi)
memperantarai neruon sensorik dan motorik.
Dilarang Ngantoek !
Neurofisiologi
Prinsip dasar listrik
Ukuran energi potensial dari muatan listrik yang terpisah dikenal dengan
voltase (V) atau potensial. Arus (I) adalah aliran muatan listrik dari satu titik
ke titik lainnya. Resistensi adalah hambatan terhadap aliran listrik. Hubungan
antara ketiga paramater ini dirumuskan dalam hukum Ohm: I=V/R
Dalam tubuh, muatan listrik berasal dari ion; membran plasma sel memberikan
hambatan bagi aliran ion. Membran mengandung saluran pasif (open) dan
aktif (gated, =“bergerbang”)
Potensial membran istirahat: Kondisi terpolarisasi
Suatu neuron istirahat memiliki potensial membran istirahat, sebesar -70mV
(negatif pada bagian dalam), yang disebabkan oleh perbedaan konsentrasi ion
natrium dan kalium di dalam dan di luar sel.
Perbedaan ionik terjadi karena permeabilitas membran yang lebih besar
terhadap kalium daripada natrium juga karena kerja pompa natrium-kalium,
yang melepaskan 3Na+ dari sel untuk setiap 2K + yang masuk.
Potensial membran yang bertindak sebagai sinyal
Depolarisasi merupakan suatu pengurangan potensial membran (bagian dalam
menjadi kurang negatif); hiperpolarisasi merupakan suatu peningkatan potensial
membran (bagian dalam menjadi lebih negatif)
Potensial bertahap bersifat kecil, singkat, dan merupakan perubahan lokal
potensial membran. Arus yang hasilkan semakin jauh semakin mengecil
Suatu potensial aksi, atau impuls syaraf, bersifat besar, tapi singkat, merupakan
sinyal depolarisasi (and polarity reversal) yang melandasi komunikasi persyarafan
jarak jauh. Juga bersifat all or none.
Pembangkitan potensial aksi melibatkan tiga tahap:1, meningkatnya
permeabilitas natrium dan berbaliknya potensial membran menjadi +30 mV
(positif di bagian dalam). Depolarisasi lokal membuka gebang natrium yang
voltage-sensitive; pada posisi ambang, depolarisasi dibangkitkan dengan
sendirinya (dikendalikan oleh influks ion natrium). 2, menurunnya permeabilitas
ion natrium. 3, meningkatnya permeabilitas ion kalium. Repolarisasi
berlangsung selama fase 2 dan 3.
Pada perambatan (propagasi) impuls syaraf, setiap potensial aksi mejadi stimulus
depolarisasi untuk memicu potensial aksi pada bagian membran berikutnya.
Bagian yang baru saja membangkitkan potensial aksi tidak dapat distimulasi
kembali (refractory), sehingga impuls syaraf merambat hanya dalam satu arah)
Jika ambang telah dicapai, potensial aksi dibangkitkan, jika tidak, depolarisasi
akan bersifat lokal.
Potensial aksi tidak bergantung pada kekuatan stimulus: stimuli yang kuat
menyebabkan potensial aksi yang dibangkitkan menjadi lebih sering
(frekuensinya meningkat) tapi tidak berpengaruh pada amplitudonya .
Selama periode refractory, suatu neuron tidak dapat merespon terhadap stimulus
lainnya karena neuron tersebut telah membangkitkan potensial aksi. Selama
periode refractory relatif nilai ambang neuron meningkat karena terjadinya
repolarisasi.
Pada serabut yang tidak bermyelin, potensial aksi dihasilkan dalam suatu
gelombang sepanjang akson, yaitu dengan konduksi yang kontinyu. Pada
serabut yang bermyelin, potensial aksi dibangkitkan pada nodus Ranvier dan
dirambatkan secara lebih cepat dengan konduksi „lompatan‟ (saltatory
conduction).
Synapse
Suatu sinaps adalah persambungan diantara neuron. Neuron yang
mentransmisikan informasi adalah neuron prasinaps; neuron yang berada di luar
sinaps merupakan neuron pasca sinaps.
Sinaps listrik memungkinkan ion mengalir langsung dari satu neuron ke yang lain
Sinaps kimia adalah situs pelepasan dan pengikatan neurotransmiter. Bila
impuls mencapai ujung (terminal) aksonal prasinaps, saluran Ca2+ terbuka, dan
Ca2+ memasuki sel dan memperantarai pelepasan neurotransmiter.
Neurotransmitter kemudian berdifusi melintasi celah sinaps dan berikatan dengan
reseptor pascasinaps, yang akan menyebabkan terbukanya saluran ion. Setelah
berikatan, neurotransmiter dilepaskan dari sinaps dengan pemecahan enzimatik
atau pengambilan kembali (reuptake) ke terminal prasinaps atau astrosit.
Potensial pascasinaps dan integrasi sinaps
Pengikatan neurotransmiter pada sinaps kimia eksitasi menyebabkan depolarisasi
bertahap yang disebut EPSP, yang menyebabkan terbukanya saluran ion dan
memungkinkan lewatnya Na + dan K + secara simultan.
Neurotransmiter yang berikatan pada sinaps kimia inhibisi menyebabkan
hiperpolarisasi yang disebut IPSP, yang menyebabkan terbukanya gerbang K + atau
Cl - atau keduanya. IPSP menjauhkan potensial dari nilai ambangnya.
Potensial pascasinaps dan integrasi sinaps
Pengikatan neurotransmiter pada sinaps kimia eksitasi menyebabkan depolarisasi
bertahap yang disebut EPSP, yang menyebabkan terbukanya saluran ion dan
memungkinkan lewatnya Na + dan K + secara simultan.
Neurotransmiter yang berikatan pada sinaps kimia inhibisi menyebabkan
hiperpolarisasi yang disebut IPSP, yang menyebabkan terbukanya gerbang K + atau
Cl - atau keduanya. IPSP menjauhkan potensial dari nilai ambangnya.
Pada suatu waktu dan tempat tertentu EPSP dan IPSP bersumasi. Membran pada
suatu bagian neuron bertindak sebagai integrator neuron.
Potensiasi sinaptik, yaitu meningkatnya respons neuron pascasinaps, dihasilkan
oleh stimulasi berulang yang kuat. Efek ini diperantarai oleh kalsium ionik. Proses
ini merupakan basis dari proses pembelajaran.
Inhibisi prasinaps diperantarai oleh sinaps aksoaksonal yang mengurangi jumlah
neurotransmiter yang dilepaskan oleh yang neuron yang terinhibisi. Modulasi
neurorn terjadi bila ada perubahan aktivitas neuron atau neurotransmiter oleh zat
kimia (selain neurotransmiter).
Neurotransmiter dan reseptor
Kelompok utama neurotransmiter yang didasarkan atas struktur kimia terdiri
dari asetilkolin, amin biogenik, asam amino dan peptida.
Secara fungsional, neurotransmiter dikelompokkan sebagai (1) inhibisi atau
eksitasi atau keduanya dan (2) langsung atau tidak langsung. Neurotransmiter
kerja-langsung menyebabkan pembukaan saluran ion. Neurotrnsmiter kerja-tak
langsung bekerja melalui perantara kedua (second messenger) dan
menyebabkan perubahan yang rumit pada metabolisme sel sasaran.
Reseptor neurotransmiter dapat berupa: reseptor yang terikat ke saluran ion,
yang dapat membuka saluran ion, yang menyebabkan perubahan potensial
membran yang cepat; atau reseptor yang terikat dengan G protein yang
menyebabkan respons sinaps yang lambat yang diperantarai oleh G protein dan
perantara kedua di dalam sel. Perantara kedua ini seringnya mengaktivasi enzim
kinase, yang pada gilirannya bekerja pada saluran ion atau mengaktivasi protein
lainnya.
Konsep dasar integrasi
Organisasi neuron: Pool neuronal
SSP diorganisasi menjadi beberapa jenis pool neuronal, yang masing-masingnya
memiliki pola koneksi sinaptik yang berbeda yang dinamakan sirkuit.
Jenis sirkuit
Ada empat jenis sirkuit dasar: menyebar, memusat, berulang dan paralel setelah
menyebar
Pola pemrosesan neuronal
Pada pemrosesan seri, satu neuron menstimulasi neuron berikutnya secara
berurutan yang menghasilkan respons yang spesifik dan dapat diperkirakan,
seperti pada reflesk spinal. Suatu refleks adalah respon motorik yang cepat dan
tak sadar terhadap suatu stimulus.
Refleks dimediasi dalam suatu jalur neuronal, dikenal dengan lengkung refleks.
Jumlah minimum elemen dalam suatu lengkung refleks ada lima: reseptor,
neuron sensorik, pusat integrasi, neuron motorik, dan efektor.
Pada pemrosesan paralel, yang mendasari fungsi mental yang rumit, impuls
disampaikan melalui beberapa jalur ke pusat-pusat integrasi berbeda.