Neuron merupakan unit kerja fungsional
dari sistem saraf. Sistem saraf
merupakan salah satu sistem terpenting dalam tubuh, sistem saraf bekerja
sama dengan sistem endokrin dalam menjalankan fungsi serta membuat kontrol dan
sistem koordinasi pada hewan. Sistem saraf sendiri disusun oleh dua tipe sel,
yaitu sel neuron dan sel glia. Namun, pada pembahasan kali ini kita akan
berfokus pada neuron dan fisiologinya dalam tubuh.
A.
Komponen
Penyusun Neuron
Neuron
berhubungan khusus dengan proses dan transmisi dari sinyal antar sel. Melihat
dari keanekaragaman fungsi yang ditunjukkan oleh neuron dalam sistem saraf,
maka terdapat berbagai macam bentuk, ukuran, dan sifat elektrokimia dari
neuron. Contohnya, soma dari sebuah neuron bisa memiliki ukuran diameter mulai
dari 4-100 mikrometer. Soma atau badan sel adalah bagian pusat dari sebuah
neuron, di dalam nya terdapat nukleus sel, dan merupakan tempat dimana sintesis
protein paling sering terjadi. Nukleus pada neuron memiliki diameter yang berkisar
antara 3-8 mikrometer (Wikibooks Contributors, 2006). Selain nukleus, di dalam
badan sel jua terdapat sejumlah organel lain seperti mitokondria, retikulum
endoplasma, dan aparatus golgi. Badansel juga berfungsi sebagai tempat sintesis
neurotransmitter, yaitu senyawa kimia yang penting untuk membantu penjalaran
impuls melintasi sinaps. Dari badan sel tampak sejumlah penonjolan sitoplasmik
ke arah luar, membentuk struktur yang disebut dendrit dan akson (Isnaeni,
2009).
Dendrit
pada neuron merupakan perpanjangan dari sel yang memiliki banyak cabang, dan
seringnya bentuk dan struktur itu disebut pohon dendrit. Dendrit merupakan
jalan untuk masuknya informasi ke neuron, tetapi arus balik dari informasi
(perpindahan informasi dari dendrit ke neuron lainnya) juga dapat terjadi. Hal
tersebut merupakan salah satu cara konduksi impuls saraf (Wikibooks
Contributors, 2006). Membran plasma dari dendrit (dan badan sel) memiliki
banyak daerah reseptor untuk mengikat pesan kimia/impuls saraf dari sel lain.
Selain bercabang-cabang, biasanya dendrit juga berbentuk pendek dan meruncing
(Tortora dkk, 2016).
Akson
pada neuron menyerupai kabel yang lebih halus, yang bisa memanjang hingga
puluhan, ratusan, bahkan puluhan ribu diameternya dibandingkan dengan panjang
soma. Akson membawa sinyal saraf menjauh dari soma (dan juga membawa informasi
kembali ke soma). Kebanyakan neuron hanya memiliki satu akson, tetapi akson
tersebut mengalami percabangan yang luas, sehingga memungkinkan komunikasi
dengan banyak sel target. Bagian akson yang muncul dari soma disebut “axon hillock”(Wikibooks Contributors,
2006). Bagian dari akson yang berdekatan dengan axon hillock disebut initial
segment. Pada banyak neuron, impuls saraf timbul di daerah persimpangan
antara axon hillock dan initial segment yang disebut zona trigger. Sebuah akson mengandung
mitokondria, mikrotubula, dan serabut saraf. Dikarenakan retikulum endoplasma
kasar tidak ada, maka sintesis protein tidak terjadi di dalam akson. Sitoplasma
dari akson, disebut aksoplasma, dikelilingi oleh membran plasma yang disebut
aksolemma. Cabang samping dari akson disebut akson kolateral, biasanya berada
di sisi kanan dari akson. Akson dan bagian kolateralnya berakhir di daerah yang
terbagi menjadi banyak cabang, yang disebut akson terminal atau akson
telondria. Daerah komunikasi antara 2 neuron atau antara 1 neuron dan satu sel
efektor disebut sinaps. Ujung dari akson terminal membengkak menjadi berbentuk
gelembung yang disebut ujung gelembung sinapsis (synaptic end bulbs) (Tortora dkk, 2016).
Gambar 5. Struktur utama dari neuron (sel saraf)
(Sumber:
Tortora dkk, 2016)
Akson
ada yang dilapisi oleh selubung mielin dan ada yang tidak (Isnaeni, 2006).
Mielin adalah substansi lipid yang ada pada membran plasma sel Schwann. Ketika
sel Schwann mengelilingi/membungkus akson, sebuah selubung mielin terbentuk.
Terdapat pula celah/daerah tanpa mielin yang membungkus akson, celah ini
disebut Nodus Ranvier (Wikibooks Contributors, 2006).
B.
Klasifikasi
Neuron
Neuron dapat diklasifikasikan
berdasarkan jumlah tonjolan-tonjolan yang berasal dari badan selnya.
Berdasarkan klasifikasi ini, terdapat tiga tipe neuron yaitu neuron multipolar,
neuron bipolar, dan neuron unipolar (Santoso, 2009). Neuron multipolar,
biasanya memiliki beberapa dendrit dan satu akson. Kebanyakan neuron di otak
dan spinal kord memiliki tipe ini, begitu juga dengan semua neuron motorik.
Neuron bipolar, memiliki satu dendrit utama dan satu akson. Mereka ditemukan
dalam retina mata, bagian dalam telinga, dan pada area olfaktori otak. Neuron
unipolar, memiliki banyak dendrit dan 1 akson yang bergabung bersama untuk
membentuk sebuah proses kontinu yang muncul dari badan sel. Dendrit pada
kebanyakan neuron multipolar berfungsi sebagai reseptor sensoris yang
mendeteksi stimulus sensoris seperti sentuhan, tekanan, sakit, atau stimulus
panas. Zona pemicu impuls saraf dalam sebuah neuron unipolar adalah di daerah
persimpangan antara dendrit dan akson (Tortora dkk, 2016).
Gambar 6. Tiga tipe neuron
berdasarkan jumlah juluran (prossesus) dari badan
selnya yaitu (a) multipolar, (b) bipolar, dan (c)
unipolar
(Sumber: Tortora, 2016)
Gambar
7. Berbagai
bentuk sel neuron (a) Neuron sensoris pada mamalia, (b) neuron serebrum
mamalia, (c) neuron motoris vertebrata
(Sumber: Santoso, 2009).
Sedangkan, berdasarkan fungsinya,
sistem saraf dibentuk oleh tiga kelas neuron: neuron sensoris (aferen), neuron
motoris (eferen), dan interneuron (antarneuron). Divisi aferen susunan saraf
tepi terdiri dari neuron aferen, yang berbeda bentuknya dari neuron eferen dan
antarneuron (Sherwood, 2009).
1.
Neuron
Sensoris (Aferen)
Divisi aferen membawa informasi ke
sistem saraf pusat, memberi tahu tentang lingkungan eksternal dan aktivitas
internal yang sedang diatur oleh susunan saraf (a berasal dari ad, yang
berarti "menuju", feren berarti "membawa'; karena itu, aferen
artinya "membawa ke") (Sherwood, 2009). Neuron sensoris (aferen)
berfungsi untuk menyampaikan informasi dari jaringan dan organ menuju ke sistem
saraf pusat. (Wikibooks Contributor,
2006). Secara sederhana dapat dipahami bahwa fungsi neuron sensoris adalah
menghantarkan informasi atau impuls dari reseptor ke sistem saraf pusat yaitu
otak dan sumsum tulang belakang.
Ketika sebuah stimulus yang tepat
menggerakkan sebuah reseptor sensoris, neuron sensoris membentuk sebuah
potensial aksi di dalam aksonnya dan aksi tersebut disampaikan ke dalam sistem
saraf pusat melalui saraf tengkorak atau saraf tulang belakang. Kebanyakan
neuron sensori berstruktur unipolar (Tortora dkk, 2016). Badan sel neuron
aferen, yang tidak mengandung dendrit dan input prasinaps, terletak dekat dengan
medula spinalis. Akson perifer panjang, yang sering disebut serat aferen,
berjalan dari reseptor ke badan sel, dan akson sentralyang pendek berjalan dari
badan sel ke dalam medula spinalis. Potensial aksi dimulai di ujung reseptor
akson perifer sebagai respons terhadap rangsangan dan merambat di sepanjang
akson perifer dan akson sentral menuju medula spinalis. Ujung akhir akson
sentral menyebar dan bersinaps dengan neuron-neuron lain di medula spinalis
sehingga informasi tentang stimulus disebar. Neuton-neuron aferen terutama
terletak di sistem saraf perifer. Hanya sebagian kecil dari ujung akson sentral
yang berproyeksi ke dalam medula spinalis untuk menyalurkan sinyal perifer
(Sherwood, 2009).
2.
Neuron
Motoris (Eferen)
Neuron
eferen mengirimkan sinyal dari sistem saraf pusat ke sel efektor dan
kadang-kadang disebut juga neuron motorik (Wikibooks Contributors, 2009).
Instruksi dari sistem saraf pusat disalurkan melalui divisi eferen ke organ
efektor-otot atau kelenjar yang melaksanakan perintah agar dihasilkan efek yang
sesuai (e berasal dari eks, yang berarti "dari"; karena itu, eferen
berarti "membawa dari"). Sistem saraf eferen dibagi menjadi sistem
saraf somatik, yang terdiri dari serat-serat neuron motorik yang menyarafi otot
rangka; dan sistem saraf otonom, yang terdiri dari serat-serat yang menyarafi
otot polos, otot jantung, dan kelenjar. Sistem yang terakhir ini dibagi lagi
menjadi sistem saraf simpatis dan sistem saraf parasimpatis, di mana keduanya
menyarafi sebagian besar organ-organ yang disarafi oleh sistem saraf otonom
(Sherwood, 2009). Sehingga dapat dipahami bahwa fungsi neuron motoris adalah
mengirim informasi/impuls dari sistem saraf pusat ke otot atau kelenjar yang
akan menghasilkan tanggapan tubuh terhadap rangsangan tersebut.
Neuron
eferen membawa potensial aksi pergi dari sistem saraf pusat menuju efektor
(otot dan kelenjar) di dalam sistem saraf tepi melalui saraf tengkorak atau
saraf tulang belakang. Struktur semua neuron motoris bertipe multipolar
(Tortora dkk, 2016). Neuron eferen juga terutama berada di susunan saraf tepi.
Badan-badan sel neuron eferen berada di sistem saraf pusat, tempat banyak
masukan prasinaps yang terletak sentral berkonvergensi pada mereka untuk
mempengaruhi output ke organ efektor. Akson-akson eferen (serat eferen)
meninggalkan sistem saraf pusat untuk berjalan ke otot atau kelenjar yang
mereka sarafi, menyampaikan keluaran terpadu mereka ke organ efektor untuk
menimbulkan efek. (Jalur saraf otonom terdiri dari rantai dua-neuron antara
sistem saraf pusat dan organ efektor) (Sherwood, 2009).
3.
Interneuron
(antarneuron)
Interneuron menghubungkan antar
neuron di daerah tertentu pada sistem saraf pusat (Wikibooks Contributors,
2009). Neuron terletak di antara neuron sensoris dan motoris. Interneuron
mengintegrasikan informasi sensori yang masuk dari neuron sensoris dan kemudian
memperoleh sebuah respons motorik dengan mengaktifkan neuron motorik yang
tepat. Kebanyakan interneuron bertipe multipolar (Tortora dkk, 2016).
Interneuron terutama berada di
dalam sistem saraf pusat sekitar 99% dan semua neuron termasuk dalam kategori
ini. Sistem saraf pusat manusia diperkirakan memiliki lebih dari 100 miliar
antarneuron. Neuron-neuron ini memiliki dua peran utama. Pertama, seperti
diisyaratkan oleh namanya, neuron ini terletak antara neuron aferen dan eferen
dan penting dalam integrasi respons perifer dengan informasi perifer (antar artinya "di antara'). Sebagai
contoh, setelah menerima informasi melalui neuron aferen bahwa anda menyentuh
suatu benda panas, antarneuron-antarneuron tertentu memberi sinyal kepada
neuron eferen yang mensarafi otot tangan dan lengan anda dengan sebuah pesan,
"Jauhkan tangan dari benda panas!". Semakin kompleks tindakan yang
diperlukan semakin besar jumlah antarneuron yang terletak antara pesan aferen
dan respons eferen. Kedua, interkoneksi antara antarneuron itu sendiri berperan
dalam fenomena abstrak yang berkaitan dengan "jiwa', misalnya pikiran,
emosi, ingatan, kecerdasan, dan motivasi. Aktivitas-aktivitas ini merupakan
fungsi sistem saraf yang paling kurang dipahami (Sherwood, 2009).
Gambar
8. Struktur
dan lokasi tiga kelas fungsional neuron
(Sumber: Sherwood, 2009)
Beberapa neuron juga memiliki nama yang
sesuai dengan histologinya atau bentuk penampilannya. Contohnya seperti sel
purkinje di sereblum dan sel piramida di korteks serebral otak.
Gambar
9. Struktur
sel purkinje dan sel piramida.
(Sumber: Tortora dkk, 2016)
C.
Penyampaian
Informasi oleh Neuron
Pesan
melewati sistem saraf simpatik yang terdiri dari arus 2 arah. Pesan eferen bisa
memicu perubahan di berbagai bagian tubuh secara simultan. Sebagai contoh,
sistem saraf simpatik bisa mempercepat denyut jantung; memperlebar bagian
bronchial; mengurangi motilitas (pergerakan) usus besar; menyempitkan pembuluh
darah; meningkatkan gerak peristaltik di esofagus; menyebabkan pelebaran pupil,
piloerection (merinding), dan perspiration (berkeringat); serta
meningkatkan tekanan darah. Pesan aferen membawa sensasi seperti panas, dingin,
dan nyeri (Wikibooks Contributors, 2006).
Neuron
dirangsang secara elektris. Mereka berkomunikasi satu sama lain dengan 2 tipe
sinyal elektris: (1) potensial membran, yang digunakan hanya pada komunikasi
jarak pendek, (2) potensial aksi, mengizinkan komunikasi jarak jauh dalam tubuh
(Tortora dkk, 2016). Sehingga dapat dipahami bahwa pada dasarnya neuron bekerja
dengan cara menghasilkan dan mengantarkan potensial aksi yang merupakan
gelombang listrik yang menjalar di neuron. Hal ini berlangsung karena kondisi
listrik dari membran neuron tidak stabil yang berarti bahwa perbedaan potensial
yang ada di membran neuron dapat mengalami perubahan-perubahan(Santoso, 2009).
Impuls
dapat menjalar/menyebar dari tempat awal pembentukannya hingga ke ujung akson,
bahkan mungkin menyeberang ke sel lainnya (sel saraf lain, sel otot, atau sel
kelenjar). Impuls yang menjalar dari suatu sel saraf ke sel yang lain pasti
akan melintasi sinaps. Sinaps adalah tempat pertemuan antara akson dari suatu
sel saraf dengan sel saraf lainnya. Sinaps juga dapat terbentuk antara sel
saraf dengan sel otot atau kelenjar (Isnaeni, 2006).
Berikut
adalah contoh penyampaian informasi oleh neuron yang terjadi pada peristiwa
refleks spinal dasar. Refleks spinal dasar adalah refleks yang diintegrasikan
oleh medula spinalis; yaitu, semua komponen yang diperlukan untuk menghubungkan
masukan aferen ke respons eferen yang terdapat di dalam medula spinalis.
Refleks lucut dapat digunakan untuk menggambarkan suatu refleks spinal dasar.
Ketika seseorang menyentuh kompor panas (atau menerima rangsangan nyeri
lainnya) maka refleks lucut terpicu untuk menarik tangan menjauhi kompor
(menarik diri dari rangsangan nyeri). Kulit memiliki berbagai reseptor untuk
rasa hangat, dingin, sentuhan ringan, tekanan, dan nyeri. Meskipun semua
informasi dikirim ke sistem saraf pusat melalui potensial aksi, namun sistem
saraf pusat dapat membedakan antara berbagai rangsangan karena perbedaan
reseptor, dengan demikian, perbedaan jalur aferen yang diaktifkan oleh
rangsangan yang berbeda. Jika suatu reseptor dirangsang cukup kuat sehingga
reseptor tersebut mencapai ambang, maka terbentuk potensial aksi di neuron
sensorik aferen. Semakin kuat rangsangan, semakin tinggi frekuensi potensial
aksi yang dihasilkan dan dikirim ke SSP Setelah masuk ke medula spinalis,
neuron eferen menyebar untuk bersinaps dengan berbagai antarneuron berikut
(angka sesuai dengan yang terdapat di Gambar 10) (Sherwood, 2009):
Gambar 10. Refleks lucut
(Sumber:
Sherwood, 2009)
1.
Neuron aferen yang
tereksitasi merangsang antarneuron eksitatorik yang pada gilirannya merangsang
neuron motorik eferen yang menyarafi biseps, otot di lengan yang menyebabkan
fleksi (menekuk) sendi siku. Dengan berkontraksi, biseps menarik tangan menjauhi
kompor panas.
2.
Neuron aferen juga
merangsang antarneuron inhibitorik yang pada gilirannya menghambat neuron
eferen yang menyarafi trisep untuk mencegahnya berkontraksi. triseps adalah
otot di lengan yang menyebabkan ekstensi (meluruskan) sendi siku. Ketika biseps
berkontraksi untuk menekuk siku, maka akan kontra produktif bagi triseps untuk
berkontraksi. Karena itu, inhibisi otot-otot yang mengantagonis (melawan)
respons yang diinginkan sudah tercakup dalam refleks lucut. Koneksi neuron yang
melibatkan stimulasi saraf ke satu otot dan inhibisi saraf secara bersamaan ke
otot antagonisnya ini dikenal sebagai persarafan timbalbalik.
3.
Neuron aferen juga
merangsang antarneuron lain yang membawa sinyal naik melalui medula spinalis ke
otak melalui jalur asendens. Hanya ketika impuls mencapai daerah sensorik
korteks barulah yang bersangkutan merasakan nyeri, lokasinya, dan jenis
rangsangan. Juga, ketika impuls mencapai otak, informasi dapat disimpan sebagai
ingatan, dan yang bersangkutan dapat mulai memikirkan situasi yang dihadapinya
- bagaimana hal tersebut terjadi, apayangharus dilakukan mengenai hal tersebut,
dan sebagainya. Semua aktivitas di tingkat sadar ini terletak di atas dan
setelah refleks dasar.
Jika sebelumnya dijelaskan mengenai
refleks lucut, berikut merupakan contoh dari penyampaian informasi hingga
pemunculan respons dari tindakan yang dilakukan secara sadar, yaitu memegang
pena. Mekanismenya dapat dilihat dalam gambar dan keterangan sebagai berikut.
Gambar
11.Mekanisme
terjadinya pergerakan jari dalam menggunakan pena
(Sumber: Tortora dkk, 2016)
1. Saat kamu menyentuh
pena, muncul potensial membran di reseptor sensoris yang ada di kulit jari.
2. Potensial membran
tersebut memicu akson dari neuron sensori untuk membentuk potensial aksi saraf,
yang kemudian bergerak di sepanjang akson menuju ke sistem saraf pusat hingga
akhirnya menyebabkan pelepasan neurotransmitter ke sebuah sinaps interneuron.
3. Neurotransmitter
mendorong interneuron untuk membentuk sebuah potensial membran pada dendrit dan
badan sel.
4. Sebagai respons dari
potensial membran, akson dari interneuron membentuk sebuah potensial aksi.
Potensial aksi dari neuron kemudian bergerak di sepanjang akson, yang mana
menghasilkan pelepasan neurotransmitter ke sinaps selanjutnya dari interneuron
lain.
5.
Proses pelepasan
neurotransmitter di sinaps diikuti dengan pembentukan potensial membran dan
potensial aksi saraf yang terjadi terus-menerus hingga interneuron yang ada di
bagian tertinggi otak (seperti talamus dan korteks serebral) teraktivasi.
Ketika interneuron pada korteks serebral teraktivasi, muncul tanggapan dan kamu
bisa merasakan permukaan halus dari pena yang menyentuh jari-jarimu
Jika kamu ingin
menggunakan pena tersebut untuk menulis, sistem saraf akan merespons dengan
cara sebagai berikut.
6. Sebuah stimulus dalam
otak menyebabkan potensial membran terbentuk di dendrit dan badan sel sebuah upper motor neuron, tipe dari neuron
motorik yang bersinapsis dengan sebuah lower
motor neuron (neuron yang berada lebih jauh di dalam sistem saraf pusat dan
bertugas mengkontraksikan otot rangka). Potensial membran tersebut kemudian
menyebabkan sebuah potensial aksi terjadi di akson dari upper motor neuron, diikuti dengan pelepasan neurotransmitter.
7. Neurotransmitter
menghasilkan sebuah potensial membran di lower
motor neuron, tipe dari neuron motorik yang secara langsung terhubung ke
serabut otot rangka. Potensial membran memicu pembentukan potensial aksi saraf
dan kemudian pelepasan neurotransmitter ke persimpangan antara neuromuskular
dan serabut otot rangka yang mengendalikan pergerakan dari jari
8. Neurotransmitter
mendorong serabut otot yang mengkontrol pergerakan jari untuk membentuk
potensial aksi otot. Potensial aksi otot tersebut menyebabkan serabut otot
berkontraksi, sehingga membuat kamu mampu menulis dengan pena.
Untuk melihat daftar pustaka/sumber referensi dan materi Fisiologi Hewan lainnya, silahkan klik link di bawah ini:
No comments:
Post a Comment