SISTEM SARAF Mata Kuliah Fisiologi Veteriner I

SISTEM SARAF
Mata Kuliah Fisiologi
Veteriner I
(AFF 221)
Departemen AFF
FKH IPB
Potensial Aksi
• Rangsangan pada sel peka rangsang = perubahan
permeabilitas membran
• Terjadi depolarisasi bila ion Na+ dari CES masuk ke
CIS
• Terjadi hiperpolarisasi bila ion Na+ yang pindah dari
CIS ke CES berkurang dari keadaan istirahat atau ion
Cl- dari CES masuk ke CIS
• Depolarisasi yang mencapai nilai ambang rangsang,
gerbang aktivasi saluran Na cepat (Fast Voltage gated
Na Chanel) terbuka, gerbang inaktivasi mulai menutup
dan gerbang saluran K mulai membuka => Potensial
aksi (tahap depolarisa)
• Gerbang inaktivasi Na tertutup, gebang saluran K
terbuka, tahap repolarisasi potensial aksi
Pembentukan Potensial Aksi
Periode laten
Depolarisa
si
Repolarisasi
Hiperpolarisa
si kemudian
Rangsangan dapat berupa :
• Listrik
• Kimia
• Suhu
• Mekanik
• Osmotik
Skema Potensial Aksi- Repolarisasi
Permeabilitas
terhadap Na+ naik =>
Na+ masuk
Rangsangan
Pintu Na+
tertutup
Potensial Aksi
Pintu K
terbuka
Kalium keluar
Muatan luar sell
Kembali + ,
di dlm – lagi
(repolarisasi)
Kanal Na+ terbuka
(Gerbang voltase)
Dalam sel +
Luar sel –
(depolarisasi)
Siap utk
dirangsang
Gambaran Grafik Potensial Aksi
+35
Overshoot
2
0
mV
Depolarisasi kemudian
Fase
-55
Fase
1
3
-70
Hiperpolarisasi
kemudian
Rangsangan
periode laten
Ambang letup/
Firing level
1 – 2 = refrakter absolut
2 – 3 = refrakter relatif
Skema Grafik Potensial Aksi
Rangsangan
+ 15mV/Ambang letup
Priode laten
Melewati 0 mencapai ke +an
Dengan puncaknya + 35mV
Overshoot.
Potensial
perlahan
Mencapai –55mV
Siap dirangsang lagi.
Perubahan cepat 90mV
Penurunan lebih
lambat/
depolarisasi kemudian
Potensial Meningkat
Hingga –70mV
Hiperpolarisasi
kemudian
Syarat terjadinya Potensial Aksi
• Untuk terjadi PA, rangsangan harus
mencapai nilai ambang (threshold) /
tingkat letup (firing level) => All
• Kalau Tidak
Depolarisasi yang tidak
Mencapai nilai ambang
PA tidak terjadi.
Menghilang, dikalahkan
Proses repolarisasi
(Akomodasi)
=> none
• Jadi PA tunduk pada hukum ‘All or none’
Akomodasi
• Ambang kekuatan rangsangan punya
hubungan dengan lamanya rangsangan
• Kekuatan rangsangan yang lemah perlu
waktu > lama untuk menghasilkan
jawaban sinyal atau mencapai potensial
ambang
• Bila lama/kekuatan rangsangan tidak
mencapai ambang batas letup, PA
tidak akan terjadi.
JENIS RANGSANGAN
•
•
•
•
•
Rangsangan Subminimal
Rangsangan Minimal
Rangsangan Submaksimal
Rangsangan Maksimal
Rangsangan Supramaksimal
Sumasi rangsangan subminimal
Rangsangan subminimal
(dibawah ambang)
Tidak sempai
threshold
Repolarisasi
+ Rangsangan subminimal lain
Membran sel
Mencapai perlahan
Titik threshold
Potensial Aksi
Sumasi temporal => rangsangan subminimal lain, dari satu sumber
dengan waktu yang diperpendek dari satu rangsangan ke rangsangan
lainnya
Sumasi spasial => rangsangan subminimal lain,dari sumber lain dalam
waktu yang bersamaan
Energi untuk terjadinya peristiwa
potensial aksi
• Perbedaan potensial membran
• Perbedaan konsentrasi Na, K, Cl, Ca
antara bag. luar dan dalam membran
saraf
Potensial aksi tidak memerlukan energi
ATP
ATP
diperlukan untuk kerja
pompa Na-K, pompa Na-Ca
Jaringan yang peka rangsangan
• Saraf dan cabang-cabangnya
• Otot
Lurik
Polos
Jantung
Potensial Aksi dengan
Plateau
Terjadi pada otot :
Jantung
Potensial membran
Normalnya –90mV
Otot polos ureter
Otot polos uterus
•Kanal Na cepat
•Kanal Ca yang lambat
•Kanal K yang terakhir aktif
Aktif pada perubahan
Voltase tertentu.
Grafik PA dengan
Plateau
Fase 1
+20
Fase 2
0
Fase 0
Fase 3
mV
Fase 4
-90
waktu
Proses PA dengan Plateu
• Fase 0 : depolarisasi cepat & overshoot krn aktivasi
kanal Na+ yg cepat.
• Fase 1 : repolarisasi cepat, Kanal Na+ inaktif &
adanya influks Cl/Sal K+cepat terbuka
• Fase 2 : Plateau yg lama, terbuka kanal Ca+ yg
lambat (influk Ca+), Sal K+cepat tertutup, sal K+
lambat mulai terbuka (efluks K)
• Fase 3 : Kanal Ca tetutup & Kanal K makin terbuka,
repolarisasi agak lambat.
• Kembali ke potensial istirahat.
Potensial Aksi menjadi Cetusan impuls
saraf
Depolarisasi
berlangsung
Pintu Na di
Titik baru terbuka
(depolarisasi lagi)
Muatan luar sel
menjadi negatif
pada titik itu
Menarik muatan +
di titik baru
disebelahnya
ke titik yang - tadi
Terjadi perubahan
Potensial di titik baru
Yang diambil muatan + nya
Rambatan
depolarisasi
Impuls saraf
Ritmisitas/automatisitas (otomasi)
• Terjadinya potensial aksi dengan
sendirinya tampa adanya rangsangan
dari luar
Membran selalu permiabel terhadap
Na+, Ca+2, kurang permiabel terhadap
K+  depolarisasi bergerak ke arah
ambang letup
Otot jantung, otot licin, saraf di
SSP(MO)
Periode Refrakter
• Pada serat saraf yang mudah/ sudah
dirangsang tidak dapat terjadi potensial
aksi baru selama membran dalam
keadaan depolarisasi akibat potensial
aksi sebelumnya.
Absolut
Periode refrakter
Relatif
Tidak dapat
dirangsang
Dapat dirangsang
Dengan rangsangan
Lebih besar
Skema periode
Refrakter
Sinyal rangsangan
Dalam waktu singkat sesudah PA mulai timbul
Saluran Na inaktif/tertutup
Kanal Na tetap
tidak terbuka
R.Absolut
Tunggu sampai kembalinya
Potensial Membran
Mendekati ambang letup
Refrakter relatif
Standby
Gambaran Grafik Potensial Aksi
+35
Overshoot
2
0
mV
Depolarisasi kemudian
Fase
-55
Fase
1
3
-70
Hiperpolarisasi
kemudian
Rangsangan
periode laten
Ambang letup/
Firing level
1 – 2 = refrakter absolut
2 – 3 = refrakter relatif
Sistem Saraf
• Satu dari 2 pengatur utama fungsi tubuh
• Pengaturan lebih cepat dari sistem
endokrin
• Fungsi dilakukan oleh lengkung reflek
• Unit fungsionalnya adalah saraf
(neuron)
• Neuron ditunjang oleh neuroglia
Tiga aspek :
1.Penerimaan rangsangan
(Reseptor) : deteksi stimuli
2.Transmisi rangsangan ( Sel
saraf) : membawa berita
3.Respon (efektor) : otot,
kelenjar
SISTEM SARAF BERFUNGSI:
• Memungkinkan hewan untuk merasakan dan
merespon perubahan kondisi lingkungan
• Memungkinkan terjadinya komunikasi dan
koordinasi semua organ dan sistem
• Menjaga homeostasis dengan memonitor
lingkungan dalam organisme
• Bekerja sama erat dengan sistem endokrin
Bagian terkecil dari syaraf :
Neron
Komponen Lengkung Reflek
Struktur saraf dibedakan 3 area:
• Dendrit (menghantarkan rangsangan yang masukke badan sel)
• Badan sel (menerima rangsangan dan memicu terbentuknya
impul)
• Akson (penjuluran panjang dari badan sel yang berperan
menghantarkan output ke target)
Secara Fungsional saraf Dibedakan 3 Jenis:
• Saraf Aferen (sensoris) mendeteksi atau menerima
rangsangan dan menghantarkan ke pusat
• Interneuron (ditemukan terutama pada SSP) membentuk
jalinan yang memungkinkan perosesan informasi yang masuk
ke SSP
• Eferen (motoris) menympaikan impul dari pusat ke efektor
(otot atau kelenjar)
Jenis Serabut
Saraf
Sensoris:
penglihatan,
keseimbangan,p
enciuman
Sensoris somatis
Motoris
Fungsi: produksi mielin
Berperan dalam pembentukan
pembatas darah otak
Fungsi sebagai sel pertahanan
Kecepatan Rambat Impul
Dipengaruhi oleh:
• Adanya lapisan mielin
• Ukuran serabut saraf
• Suhu
Konduksi Salto
Organisasi Neron
PENGOLAHAN INFORMASI
1. Potensial Aksi
2. Sinap
1.
2.
3.
4.
Celah antara dua sel neron
Pre-sinaptik
Post-sinaptik
Nerotransmiter
3. Neuromuscular junction
Potensial Aksi Pada Saraf
SINAPS
Integrasi Impul Masuk Pada Neuron
dendrit
Impul masuk eksitatori
Impul masuk inhibitorii
Akson hilus => Tempat
integrasi dan
pembentukan impul ke
luar
Jenis Hubungan Sinap
a.Aksondendrit
Paling banyak
b.AksonSoma
c.Akson- Akson
Jarang
NEUROTRANSMITER
Merupakan zat kimia yang dikeluarkan oleh
neron guna menyampaikan informasi dari satu
neron ke neron lain
Neurotransmiter yang banyak terdapat :
• Acetylcholin (Ach)
• Amina Biogenik (Dopamin, Norepinefrin,
Epinefrin, Serotonin)
• Asam amino nerotransmiter (GABA)
• Neuropeptida (al. Endorphin, gastrin,
bradikinin dll)
Tiga Kelas Neuron
Neuron afferent :
Menghantarkan informasi dari reseptor sensori ke
SSP
Sebagian besar dari neron berada di luar SSP
Tidak mempunyai dendrit
Neuron efferent :
Menghantarkan informasi ke luar SSP menuju efektor
(otot dan kelenjar)
Hanya sedikit bagian yang berada di dalam SSP
Interneuron :
Berada dalam SSP (99 %), sebagian besar di talamus
Tipe Neuron
Sistem Saraf Pada Vertebrata
Pembagian Sistem Syaraf :
1. Susunan Syaraf Pusat (SSP)
–Otak
–Sumsum Tulang Punggung
2. Susunan Syaraf Tepi (SST)
OTAK
Terdiri dari :
1. Otak besar (serebrum : telencephalon
dan diencephalon)
- Telencephalon (cortex cerebri, cortex
limbic, ganglia basalis)
- Diencephalon (talamus dan
hipotalamus)
2. Batang otak (Midbrain, pons dan
medula oblongata)
3. Medulla spinalis
4. Otak kecil (serebelum)
Gambaran Otak Manusia
FUNGSI OTAK
Medulla spinalis: pusat refleks
Batang otak: sebagai pusat hidup
Medula oblongata mengatur:
respirasi, ritmis jantung, aliran
darah
Diencephalon : pusat relay informasi
(talamus), homeostasis (hipotalamus)
Otak besar: pusat kesadaran
Otak Kecil (Serebelum) : tegak tubuh,
pergerakan dan keseimbangan
Fungsi Otak Besar (Serebrum)
Korteks
: motor sistem
Subcortical nuclei : pergerakan, tingkah laku dan tegak
tubuh
Hypotalamus
:
1. Pengaturan kelenjar pituitari depan
2. Mengatur keseimbangan air
3. Mengatur sistem syaraf autonomik
4. Mengatur tingkah laku makan dan minum
5. Mengatur sistem reproduksi
6. Pengaturan beberapa tingkah laku
7. Menimbulkan dan mengatur circadian rhythms
Batang Otak
Serebelum
 Serebelum adalah silent area dari otak.
Eksitasi listrik daerah ini tidak menyebabkan
gerakan motorik. Tugasnya memonitor dan
melakukan koreksi aktifitas motorik yang
diperintah otak. Input berasal dari saraf tepi
• Overshoot atau gerakan berlebihan
otot,
diredam oleh serebelum.
• Serebelum mencegah dismetria, pergerakan
yang jauh dari yang dituju.
• Serebelum memegang peran proses belajar
(learning). Misal belajar naik sepeda. Awalnya
tidak terkoordinasi, kemudian terkoordinasi
Serebelum & kontrol motorik
• Informasi sensoris diantarkan ke kortek sensoris
melalui:
 Jalur Kolumna dorsalis-medial lemniskus (sensasi
raba jelas dan propiosepsi)
 Jalur anterolateral (jalur spinotalamikus ventral
sensasi raba dan jalur spinotalamikus lateral untuk
nyeri dan suhu
• Informasi sensoris berakhir pada daerah spesifik di
kortek yang dinamakan Area Sensoris Primer
• Area sensoris Primer = Girus Possentral
• Umumnya informasi sensoris melewati Talamus
sebelum dihantarkan ke area sensorisnya
(informasi sensoris penciuman langsung ke kortek)
Jalur Masuk (asending) SSP
•Dorsal column-medial lemniscus (DCML): raba halus dan
propiosepsi
**Lateral spinothalamic: Nyeri dan suhu (phylogenetik lebih baru
dari anterior spinothalamic)
**Anterior spinothalamic: protopatik kasar
**Posterior spinocerebellar (cuneocerebellar, diatas T6): nonconscious propriosepsi, posisi dan gerakan tepat (phylogenetik
Lebih baru dari anterior spinocerebellar)
**Anterior, rostral spinocerebellar: broad-spectrum, nonconscious propriosepsi
Catatan:
*Kerusakan dorsal column: simptom muncul ipsilateral di bawah
level kerusakan
**Secara kolektif dikenal dikenal sebagai the anterolateral
system: kerusakan: Simptom contralateral di bawah level
kerusakan
Susunan Syaraf Tepi (SST)
Mengantarkan impuls dari SSP ke
seluruh tubuh atau sebaliknya
Pada manusia : SST terdiri dari 43
pasang (12 keluar dari cranial dan 31
dari SSTB)
Sumsum Tulang Belakang
Sumsum Tulang Belakang
Pengaturan Tegak Tubuh
Inisiasi suatu gerakan
Jalur Sensoris
nyeri dan suhu
Raba halus dan propiosepsi
Raba kasar
Raba kasar, nyeri dan suhu
Sinap 2
Menyebrang
Tingkat MO
Sinap 1
Menyebrang
Tingkat MS
Jalur Keluar (Desending)
* Jalur Corticospinal (Pyramidal):Traktus piramidal => pengaruh
kuat untuk otot distal
**(Mixed) Medial Longitunidal Fasciculus (MLF): Jalur visual
**Vestibulospinal: postur, tegak tubuh, keseimbangan
**Tectospinal: Gerakakn kepala, leher yang berhubungan
dengan gerakan mata; reflek visual - pendengaran
**Rubrospinal: postur, kontrol tonus otot bagian median,
proksimal (terutama otot fleksor)
**Reticulospinal: kontrols tonus otot, respirasi, CV, batuk, bersin
**Raphe-spinal: Mempengaruhi sensasi nosisepsi (nyeri)
Catatan:
* Sistem piramidal
**Secara kolektif dikenal sebagai jalur ekstrapiramidal
Kemungkinan besar ekstrapiramidal (kecuali traktus rubrospinal)
pengaruhnya terutama terhadap otot proksimal atau aksial
Susunan Syaraf Tepi (SST)
Mengantarkan impuls dari SSP ke
seluruh tubuh atau sebaliknya
Pada manusia : SST terdiri dari 43
pasang (12 keluar dari cranial dan 31
dari SSTB)
Pembagian SST
•
•
Aferen
Eferen
–
–
Sistem Saraf somatik
Sistem saraf autonom
•
•
Saraf simpatis
Saraf parasimpatis
Sistem Saraf Somatik
• Saraf yang ke luar dari SSP yang menuju
efektor hanya satu
• Mensarafi otot rangka (dan persendian, kulit)
• Menyebabkan kontraksi otot (gerakan)
1. Saraf otak
Susunan
Saraf Perifer
1. Saraf Olfaktorius
Sensoris
Saraf untuk penciuman
I
I
.
O
p
t
i
c
:
S
e
n
s
o
r
y
n
e
r
v
e
f
o
r
v
i
s
i
o
n
.
2. Saraf Optikus
Sensoris
Saraf untuk penglihatan
3. Saraf Okulomotorius
Somatis dan parasimpatis
Saraf motoris untuk otot
ekstrinsik mata dan untuk
dilatasi pupil
4. Saraf Troklearis
Somatis
Saraf yang mengontrol otot
sekeliling mata
5. Saraf Trigeminus
Sensoris dan Somatis
Mengontrol saraf fasial dan
otot untuk mengunyah
6. Saraf Abdusen
Somatis
Mengontrol otot untuk
pergerakan lateral bola mata
7. Saraf Fasial
Sensoris, Somatis dan
parasimpatis
Mengontrol ekspresi muka
dan saraf untuk pengecapan
8. Saraf Vestibulokoklearis atau
Saraf Auditorius
Sensoris
Saraf untuk pengdengaran
9. Saraf Glosofaringeus
Sensoris, Somatis dan
parasimpatis
Mengontrol pengecapan,
lidah dan faring
10. Saraf Vagus
Parasimpatis primer
Saraf dengan fungsi Sensoris
dan somatis dan parasimpatis
mengatur organ viseral
11. Saraf Asesoris
Somatis
Mengontrol laring, faring dan
otot sternokleidomastoideus
12. Saraf Hipoglosus
Somatis
Mengontrol lidah
Saraf Spinal (31 Pasang)
Sistem Saraf Autonom
• Antara SSP dan efektor (saraf dari
SSP yang menuju efektor) ada dua
yang dihubungkan dengan sinap (ada
badan sel di luar SSP)
• Mensarafi otot polos, otot jantung
dan kelenjar
• Dapat menyebabkan eksitasi maupun
inhibisi sel efektor
ORGANISASI SISTEM SARAF
OTONOM
• Berdasarkan pada lokasi badan sel saraf
preganglion (secara anatomis) dibedakan:
– Simpatis  torakal dan lumbal
– Parasimpatis  kranio dan sakral
• Berdasarkan neurotransmiter yang dikeluarkan:
– Kolinergik  neurotransmiter asetil kolin
– Adrenergik  neurotransmiter noradrenalin
ORGANISASI SISTEM SARAF
OTONOM
Kolinegik: 1. Semua saraf preganglion otonom. 2.
Saraf postganglion parasimpatis. 3. Saraf
postganglion simpatis yang menginervasi kelenjar
keringat dan otot piloerektor. 4. Saraf posganglion
simpatis yang menginervasi pembuluh darah otot
kerangka, yang menyebabkan terjadinya vasodilatasi
pembuluh darah tersebut bila dirangsang.
Adrenergik: Saraf otonom yang termasuk saraf
adrenergik adalah, semua saraf postganglion
simpatis, kecuali yang menginervasi kelenjar keringat,
otot piloerektor dan pembuluh darah pada otot
kerangka
ACh
Saraf yang menginervasi kelenjar keringat, otot piloerektor dan pembuluh
darah pada otot kerangka bersifat kolinergik
FISIOLOGIS SISTEM SARAF
OTONOM
• Reseptor
– Reseptor kolinergik
• Berikatan dengan ACh
• Dua jenis utama
–Nicotinik (pada somatis)
–Muscarinik (pada sistem saraf
otonom)
–ACh berikatan dengan ke duanya
• Reseptor Nikotinik
– Terdapt pada saraf posganglion dan otot
rangka.
• Reseptor Muskarinik
– Terdapat pada efektor yang berespon
terhadap ACh yang dilepaskan saraf
posganglion selain otot rangka.
• Bila ACh berikatan dengan reseptor
nikotinik akan menghaisilkan efek eksitasi
melalui pembukaan saluran ion Na+
• Bila ACh berikatan dengan reseptor
muskarinik efeknya bisa eksitasi maupun
inhibisi bergantung pada target organ.
• Reseptor Adrenergik
– Norepinephrine (NE) ataur epinephrine (E)
dapat berikatan dengan reseptor adrenergik.
– NE yang dilepaskan saraf postganglion
simpatis berikatan dengan reseptor
adrenergik pada target organ.
– E & NE dari kelenjar medula adrenal (satusatunya efektor otonom yang disarafi oleh
saraf preganglion) juga dapat berikatan
dengan reseptor adrenergik
• Reseptor Adrenergik
– Dua jenis reseptor
• Reseptor Alpha (α)
–α1
–α2
• Reseptors Beta (β)
–β1
–β2
– Reseptor α1 dan β1 umumnya menghasilkan
respon stimulasi.
– Reseptor α2 dan β2 respon bergantung tipe efektor
SENSORIK UMUM
AWAL AKTIVITAS SISTEM SARAF  RESEPTOR
RESEPTOR:
 UJUNG AFEREN / SEL KHUSUS
 + SEL NON SARAF  ORGAN SENSORIS
MENGUBAH (TRANDUKSI) ENERGI
RANGSANGAN  POTENSIAL AKSI
(IMPULS SARAF)
MEKANIS (RABA-TEKAN)
THERMAL (PANAS - DINGIN)
ELEKTROMAGNETIK (CAHAYA)
KIMIAWI (BAU, RASA, KADAR O2)
 RESPONSIF TERHADAP RANGSANGAN DENGAN
NILAI AMBANG RANGSANG (NAR) TERENDAH
= RANGSANGAN ADEKUAT
BERDASARKAN FUNGSI SHERINNGTON MEMBAGI
RESEPTOR MENJADI:
EKSTEROSEPTOR
TELESEPTOR
 INTEROSEPTOR
 PROPIOSEPTOR
TAMBAHAN KEMORESOPTOR DAN NOSISEPTOR
KLASIFIKASI LAIN (GUYTON)
 MEKANORESEPTOR
 THERMORESEPTOR
 NOSISEPTOR
 RESEPTOR ELEKTROMAGNETIK
 KEMORESEPTOR
Jenis Informasi Somatosensoris (somesthetic)
A) Taktil
1) Mekanoreseptif somatis
• Raba
• Tekan
• Vibrasi
2) Thermoreseptif
3) Nosiseptif (nyeri)
B) Posisi
1) Proprioseptif
Istilah Lain
Epikritik (diskriminaasi 2 titik)
Protopatik (penentuan asal raba)
Kinestetik (gerakan)
Exteroseptor (reseptor untuk rangsangan dari luar)
Enteroseptor (reseptor untuk rangsanga dari dalam)
Proprioseptor (reseptor perubahan posisi tubuh)
Ipsi-lateral (sisi yang sama)
Contra-lateral (sisi berlawanan)
Propriossepsi
Muscle spindles:
Berespon =>
regangan pada otot
Golgi tendon organ:
Berespon terhadap
tegangan otot
Reseptor Persendian
(capsule) :
Berespon terhadap
posisi ekstremitas,
pergerakan
ekstremitas dan
nyeri
Muscle spindles
Regangan
Kontraksi
Re-regangan