Fisiologi Hewan: Sistem Endokrin

Sistem endokrin disebut juga sistem kelenjar buntu, yaitu kelenjar yang tidak mempunyai saluran khusus untuk mengeluarkan sekretnya. Sekret dari kelenjar endokrin dinamakan hormon. Hormon berperan penting untuk mengatur berbagai aktivitas dalam tubuh hewan, antara lain aktivitas pertumbuhan, reproduksi, osmoregulasi, pencernaan, dan integrasi serta koordinasi tubuh (Isnaeni, 2006). Sistem endokrin terdiri dari sekelompok organ (kadang disebut sebagai kelenjar sekresi internal), yang fungsi utamanya adalah menghasilkan dan melepaskan hormon-hormon secara langsung ke dalam aliran darah karena kelenjarnya tidak memiliki saluran spesifik. Hormon berperan sebagai pembawa pesan untuk mengkoordinasikan kegiata berbagai organ tubuh (Santoso, 2009).

A.      Fungsi Sistem Endokrin

Sistem endokrin atau sistem hormon bersama dengan sistem saraf membuat kontrol dan sistem koordinasi pada hewan. Ada dua perbedaan yang tegas antara sistem endokrin dengan sistem saraf berkenaan dengan cara kerjanya. Pertama sistem endokrinbekerja dengan mendistribusikan sinyal kimia sedangkan saraf dengan sinyal–sinyalelektrik (meskipun sistem saraf menggunakan perintah bahan kimia pada sinapsis).Kedua sistem endokrin memiliki waktu respon yang lebih lambat dibandingkan dengansistem saraf. Aksi kerja saraf dapat berlangsung dalam periode singkat sekitar 2-3 ms,sedangkan aksi hormon mungkin memerlukan waktu beberapa menit atau beberapa jam.Dengan demikian aksi endokrin memiliki durasi respon yang lebih panjang. Bandingkandengan proses pertumbuhan yang untuk menyelesaikannya melibatkan sistem hormon,proses ini memerlukan waktu tahunan (Santoso, 2009).

Tabel 1. Daftar aktivitas tubuh yang dikendalikan oleh hormon dan hormon yang mengendalikannya

No	Aktivitas Tubuh	Hormon yang mengendalikan
1	Pencernaan dan fungsi metabolik yang terkait	-        Sekretin, gastrulin, insulin, glukagon, noradrenalin, tiroksin, dan hormon dari korteks adrenal
2	Osmoregulasi, pengeluaran, dan metabolisme air serta garam	-        Prolaktin, vasopresin, aldosteron
3	Metabolisme kalsium	-        Paratiroid, kalsitonin
4	Pertumbuhan dan perubahan morfologis	-        Hormon pertumbuhan, androgen dari korteks adrenal -        Tiroksin (untuk metamorfosis amfibi) -        MSH (perubahan warna amfibi)
5	Organ dan proses reproduksi	-        FSH, LH, estrogen, progesteron, prolaktin, dan testosteron.

(Sumber: Isnaeni, 2006)

Gambar 12. Sistem Endokrin

(Sumber: Sherwood, 2009)

Adapun fungsi keseluruhan sistem endokrin adalah sebagai berikut (Sherwood, 2009).

1.         Mengatur metabolisme organik serta keseimbanganHrO dan elektrolit, yang secara kolektif penting dalammempertahankan lingkungan internal yang konstan

2.         Menginduksi perubahan adaptif untuk membantu rubuhmenghadapi situasi stres

3.         Mendorong tumbuh kembang yang lancar dan berurutan

4.         Mengontrol reproduksi

5.         Mengatur produksi sel darah merah

6.         Bersama sistem saraf otonom, mengontrol dan mengintegrasikan sirkulasi dan pencernaan serta penyerapan makanan.

B.       Hormon

Hormon merupakan sekret dari kelenjar endokrin yang memiliki fungsi utama sebagai pengatur berbagai macam aktivitas yang ada di dalam tubuh hewan, meliputi aktivitas pertumbuhan dan perubahan morfologis, osmoregulasi, pencernaan, reproduksi, serta koordinasi. Cara mudah memahami mekanisme kerja hormon adalah bahwa hormon berikatan dengan reseptor yang ada di pada sel hewan dengan mekanisme yang menyerupai penggabungan anak kunci dan gembok, kemudian melewati serangkaian proses biokimia hingga akhirnya timbul respons biologis dari sel tersebut.

1.         Klasifikasi Hormon

Secara kimiawi, hormon bisa dibedakan menjadi 2 kelompok utama, yaitu hormon yang larut dalam lemak dan hormon yang larut dalam air. Klasifikasi secara kimiawi ini juga berguna secara fungsional karena kedua kelompok memberikan efek yang berbeda satu sama lain (Tortora dkk, 2016).

Tabel 2. Pengelompokkan hormon berdasarkan kelarutannya.

Hormon yang larut dalam lemak

Hormon yang larut dalam air

1.       Hormon Steroid, merupakan turunan dari kolesterol. tiap hormon steroid unik karena memiliki kelompok kimia yang berbeda yang terikat di berbagai tempat pada empat cincin yang ada di inti strukturnya. 2.       Dua hormon tiroid (T3 dan T4), disintesis dengan cara mengikatkan iodin ke tirosin asam amino. Kehadiran 2 cincin benzena dalam molekul T3 atau T4 membuat molekul ini sangat larut dalam lemak. 3.       Gas oksida nitrat(NO), berfungsi sebagai hormon dan neurotransmitter. Sintesisnya dikatalisis oleh sintase oksida nitrat.

1.       Hormon amino, disintesis dengan cara dekarboksilasi (menghilangkan sebuah molekul CO2) dan juga memodifikasi asam amino tertentu.  2.       Hormon Peptida dan Hormon Protein, merupakan polimer asam amino. Hormon peptida yang paling kecil terdiri dari 3 sampai 49 rantai asam amino; hormon protein yang lebih besar terdiri dari 50 sampai 200 asam amino. 3.       Hormon Eikosanoid, 2 tipe utamanya adalah prostaglandin (PG) dan leukotrien (LT).

(Sumber: Tortoro dkk, 2016).

Sedangkan, berdasarkan struktur kimianya, hormon dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu hormon peptida dan protein, steroid, dan turunan tirosin. Selain itu, terdapat pula sejumlah zat kimia yang menyerupai hormon (Isnaeni, 2009).

Tabel 3. Jenis hormon berdasarkan struktur kimianya.

Steroid	Peptida dan Protein Besar		Turunan Tirosin
	Peptida	Protein Besar
-    Testosteron -    Estrogen -    Progesteron -    Kortikosteroid -    Vitamin D-3	-    Hormon hipotalamus -    Angiotensin -    Somatostatin -    Gastrin -    Sekretin -    Glukagon -    Kalsitonin -    Insulin -    Parathormon	-    Hormon pertumbuhan -    Prolaktin -    LH -    FSH -    TSH	-   Katekolamin, meliputi: Noradrenalin dan Adrenalin -   Hormon tiroid, meliputi: Tiroksin (T4) dan Triiodotironin (T3)

(Sumber: Schmidt (1991) dalam Isnaeni (2009)).

Zat kimia lain yang kerjanya menyerupai hormon antara lain bradikinin, eritropuitin, histamin, kinin, renin, prostaglandin, dan hormon thymic. Hormon thymic adalah hormon dari kelenjar timus yang berperan untuk memengaruhi perkembangan sel limfosit B menjadi selplasma, yaitu sel penghasil antibodi. Diduga, hormon thymic juga memengaruhi sekresi hormon reproduktif dari hipofisis. Kemudian, bradikinin merupakan suatu polipeptida yang dihasilkan oleh kelenjar yang sedang aktif, contohnya kelenjar keringat dan kelenjar ludah pada saat aktif. Bradikinin bekerja sebagai vasodilator kuat yang dapat meningkatkan aliran darah kuat secara signifikan sehingga merangsang pengeluaran keringat dan air ludah dalam jumlah banyak  (Isnaeni, 2009).

Eritropuitin merupakan glikoprotein yang proses sintesisnya melibatkan hati dan ginjal. Pembentukan eritropuitin dirangsang oleh rendahnya kadar oksigen dalam darah atau jaringan, contohnya pada saat kita sedang giat beraktivitas (misalnya sedang berolahraga). Selanjutnya eritropuitin akan merangsang pusat pembentukan sel darah merah dalam jumlah yang lebih banyak. Hal ini akan sangat bermanfaat untuk meningkatkan jumlah oksigen yang dapat diangkut oleh darah (Isnaeni, 2009).

Berbagai senyawa kimia seperti prostaglandin, eritropuitin, histamin, kinin, dan renin dapat disintesis secara luas oleh berbagai jaringan atau organ yang sebenarnya tidak berfungsi sebagai organ endokrin. Senyawa kimia yang mirip hormon semacam itu bersama-sama disebut sebagai hormon jaringan. Selain hormon  jaringan, terdapat juga feromon. Feromon adalah suatu senyawa kimia spesifik yang dilepaskan oleh hewan ke lingkungannya dan dapat menimbulkan respons perilaku (memengaruhi tingkah laku), respons perkembangan, atau respons reproduktif (Isnaeni, 2009).

2.         Mekanisme Kerja Hormon

Mengapa hormon yang ada dalam sirkulasi darah hanya memengaruhi sel-sel tertentu saja, walaupun hormon tersebut beredar di seluruh cairan tubuh? Penjelasan atas pertanyaan tersebut adalah karenakekhususan kerja hormon dapat diketahui dari kenyataan bahwa suatu jenis hormon hanya dapat memengaruhi sel tertentu. Kemampuan suatu hormon untuk memengaruhi sel sasaran ditentukan oleh keberadaan reseptor khusus untuk hormon tersebut pada sel. Apabila tidak memiliki reseptor khusus untuk suatu jenis hormon, suatu sel tidak akan tanggap terhadap hormon yang dimaksud, sekalipun hormon tersebut ada di dekatnya (Isnaeni, 2006).

Hormon terikat kepada reseptor di permukaan sel atau di dalam sel. Ikatanantara hormon dan reseptor akan mempercepat, memperlambat atau mengubah fungsi sel.Pada akhirnya hormon mengendalikan fungsi dari organ secara keseluruhan misalnya (Santoso, 2009):

1.        Hormon mengendalikan pertumbuhan dan perkembangan, perkembangbiakan dan ciri-ciri seksual.

2.        Hormon mempengaruhi cara tubuh dalam menggunakan dan menyimpan energi.

3.        Hormon juga mengendalikan volume cairan dan kadar air dan garam di dalam darah.

Berdasarkan letaknya, reseptor hormon dibedakan menjadi dua macam, yaitu reseptor hormon yang terletak di membran sel dan reseptor hormon yang terletak di sitoplasma. Dengan demikian, reseptor hormon suatu sel dapat terletak di 2 lokasi, yaitu pada membran atau pada sitoplasma. Reseptor yang terletak di membran sendiri biasanya merupakan reseptor hormon peptida atau protein. Cara kerjanya, apabila telah sampai di dekat sel sasaran, hormon akan segera berikatan dengan reseptornya dan membentuk ikatan kompleks hormon-reseptor, pembentukan ikatan tersebut terjadi dengan mekanisme yang menyerupai penggabungan anak kunci dan gembok, apabila kuncinya sesuai, tentu kunci akan cocok dengan gemboknya.Setelah terbentuknya ikatan hormon-reseptor, dengan melalui serangkaian reaksi bio-kimia yang terjadi di dalam sel, maka akan timbul tanggapan biologis (Isnaeni, 2006).

Sedangkan, hormon yang reseptornya terletak di dalam sel sasaran adalah hormon steroid dan hormon turunan asam amino. Selama beredar di dalam darah yang mengalir ke seluruh tubuh, diduga hormon tersebut berikatan dengan beberapa jenis molekul pengemban untuk bisa sampai ke sel sasaran, karena sifatnya yang mudah larut dalam lipid, maka hormon akan mudah menembus membran sel dan masuk ke dalam sitoplasma. Dalam sitoplasma sel sasaran, hormon berkombinasi dengan reseptor khusus sehingga menghasilkan kompleks hormon-reseptor yang aktif. Setelah masuk ke inti sel hormon akan segera bergabung dengan DNA, sehingga mengawali terjadinya transkripsi DNA (Isnaeni, 2006).

Gambar 13. Mekanisme aksi dari hormon yang larut dalam lemak (hormon steroid dan tiroid) saat berikatan dengan reseptor di dalam sel

(Sumber: Tortoro dkk, 2016)

Gambar 14. Mekanisme aksi dari hormon yang larut dalam air (hormon amino, peptida, protein, dan eikosanoid) saat berikatan dengan reseptor di membran plasma sel

(Sumber: Tortoro dkk, 2016)

Beberapa hormon hanya mempengaruhi 1 atau 2 organ, sedangkan hormon yanglainnya mempengaruhi seluruh tubuh. Misalnya, TSH (tiroid stimulating hormone)dihasilkan oleh kelenjar hipofisa dan hanya mempengaruhi kelenjar tiroid. Sedangkanhormon tiroid dihasilkan oleh kelenjar tiroid, tetapi hormon ini mempengaruhi sel-sel diseluruh tubuh. Insulin dihasilkan oleh sel-sel pankreas dan mempengaruhi metabolismegula, protein serta lemak di seluruh tubuh. Jika kelenjar endokrin mengalami kelainan fungsi, maka kadar hormon di dalamdarah bisa menjadi tinggi atau rendah, sehingga mengganggu fungsi tubuh.Untuk mengendalikan fungsi endokrin, maka pelepasan setiap hormon harus diaturdalam batas-batas yang tepat. Tubuh perlu merasakan dari waktu ke waktu apakahdiperlukan lebih banyak atau lebih sedikit hormon (Santoso, 2009).

Hipotalamus dan kelenjar hipofisa melepaskan hormonnya jika terdeteksi bahwakadar hormon lain yang dikontrolnya terlalu tinggi atau terlalu rendah. Hormon hipofisalalu masuk ke dalam aliran darah untuk merangsang aktivitas di kelenjar target. Jikakadar hormon kelenjar target dalam darah mencukupi, maka hipotalamus dan kelenjarhipofisa mengetahui bahwa tidak diperlukan perangsangan lagi dan mereka berhentimelepaskan hormon. Sistem umpan balik ini mengatur semua kelenjar yang beradadibawah kendali hipofisa. Hormon tertentu yang berada dibawah kendali hipofisamemiliki fungsi yang dengan jadwal tertentu. Misalnya, suatu siklus menstruasi wanitamelibatkan peningkatan sekresi LH dan FSH oleh kelenjar hipofisa setiap bulannya.Hormon estrogen dan progesteron pada indung telur juga kadarnya mengalami turunnaiksetiap bulannya.Mekanisme pasti dari pengendalian oleh hipotalamus dan hipofisa terhadapbioritmik ini masih belum dapat dimengerti. Tetapi jelas terlihat bahwa organmemberikan respons terhadap semacam jam biologis (Santoso, 2009).

3.         Interaksi antar Hormon

Responsivitas sel target terhadap hormon bergantung pada: (1) konsentrasi hormon di dalam darah, (2) kelimpahan reseptor hormon pada sel target, dan (3) pengaruh yang diberikan oleh hormon lain (Tortoro dkk, 2016). Sehingga dapat diketahui bahwa efek suatu hormon dipengaruhi tidak saja oleh konsentrasi hormon itu sendiri tetapi juga oleh konsentrasi hormon lain yang berinteraksi dengannya. Karena hormon tersebar luas di seluruh darah maka sel sasaran dapat menerima banyak hormon secara bersamaan, sehingga menimbulkan banyak interaksi hormon kompleks di sel sasaran. Hormon sering mengubah reseptor untuk hormon jenis lain sebagai bagian dari aktivitas fisiologi normalnya. Suatu hormon dapat mempengaruhi aktivitas hormon lain di sel sasaran tertentu melalui satu dari tiga cara: permissiveness, sinergisme, dan antagonisme (Sherwood, 2009).

a.         Permissiveness

Pada permissiveness, satu hormon harus ada dalam jumlah memadai agar hormon lain dapat berefek secara penuh. Pada hakikatnya, hormon pertama, dengan meningkatkan kepekaan sel sasaran terhadap hormon lain, "mengizinkan' hormon lain ini menimbulkan efek penuhnya. Sebagai contoh, hormon tiroid meningkatkan jumlah reseptor untuk epinefrin di sel sasaran epinefrin, meningkatkan efektivitas epinefrin. Tanpa hormon tiroid, efektivitas epinefrin hanya marginal (rendah)(Sherwood, 2009).

b.        Sinergisme

Sinergisme terjadi jika kerja beberapa hormon bersifat saling melengkapi dan efek kombinasi mereka lebih besar daripada penjumlahan efek masing-masing. Satu contoh adalah kerja sinergistik follicle+timulating hormone dan testosteron, di mana keduanya dibutuhkan untuk mempertahankan laju normal produksi sperma. Sinergisme terjadi karena pengaruh masing-masing hormon terhadap jumlah atau afinitas reseptor hormon yang lain(Sherwood, 2009).

c.         Antagonisme

Ketika satu hormon menentang aksi dari hormon lainnya, kedua hormon tersebut dikatakan memiliki efek antagonis (berlawanan) (Tortoro dkk, 2016). Antagonisme terjadi ketika suatu hormon menyebabkan berkurangnya reseptor untuk hormon lain, mengurangi efektivitas hormon kedua. Sebagai gambaran, progesteron (suatu hormon yang disekresikan selama kehamilan yang mengurangi kontraksi uterus) menghambat kepekaan uterus terhadap estrogen (hormon lain yang dikeluarkan selama kehamilan yang meningkatkan kontraksi uterus). Dengan menyebabkan penurunan reseptor estrogen di otot polos uterus, progesteron mencegah estrogen melaksanakan efek eksitatoriknya selama kehamilan dan menjaga lingkungan uterus tetap tenang (tidak berkontraksi) agar janin dapat berkembang(Sherwood, 2009). Contoh lainnya adalah insulin yang mendorong sintesis glikogen pada sel hati, dan glukagon, yang justru merangsang pemecahan glikogen di hati (Tortoro dkk, 2016).

C.      Sistem Endokrin pada Invertebrata dan Vertebrata

1.         Sistem Endokrin pada Invertebrata

Sejumlah invertebrata tidak mempunyai organ khusus untuk sekresi hormon sehingga sekresinya dilaksanakan oleh sel neurosekretori. Jadi, sel neurosekretori tampaknya merupakan sumber utama pada invertebrata. Sel neurosekretori dapat ditemukan pada semua Metazoa (hewan bersel banyak), antara lain Coelenterata, Platihelminthes, Annelida, Nematoda, dan Moluska (Isnaeni, 2006).

a.         Coelenterata

Contoh hewan dari golongan ini adalah Hydra (hidra). Hidra mempunyai sejumlah  sel yang mampu menghasilkan senyawa kimia yang berperan dalam proses reproduksi, pertumbuhan, dan regenerasi. Apabila kepala hydra dipotong, sisa tubuhnya akan mengeluarkan molekul peptida yang disebut aktivator kepala. Zat tersebut menyebabkan sisa tubuh hydra dapat membentuk mulut dan tentakel dan selanjutnya membentuk daerah kepala.

b.        Platihelminthes

Hewan ini dapat menghasilkan hormon yang berperan penting dalam proses regenerasi. Hormon yang dihasilkan juga terlihat dalam regulasi osmotik dan ionik, serta dalam proses reproduksi.

c.         Nematoda

Sejumlah nematoda dapat mengalami gantil (molting) hingga empat kali dalam siklus hidupnya. Hewan ini mempunyai struktur khusus yang berfungsi untuk sekresi neurohormon, yang berkaitan erat dengan sistem saraf. Struktur khusus tersebut terdapat pada ganglion di daerah kepala dan beberapa diantaranya terdapat pada korda saraf.

d.        Annelida

Sejumlah annelida seperti Poliseta (misalnya Neris), Oligoseta (misalnya Lumbricus), dan Hirudinae (misalnya lintah) sudah memperlihatkan adanya derajat sefalisasi yang memadai. Otak hewan tersebut memiliki sejumlah besar sel saraf yang berfungsi sebagai sel sekretori. Hewan ini juga telah memiliki sistem sirkulasi yang berkembang sangat baik dapat terpenuhi. Sistem endokrin annelida berkaitan erat dengan aktivitas pertumbuhan, perkembangan, regenerasi, dan reproduksi.Contoh yang baik untuk hal tersebut ialah perubahan bentuk cacing poliseta dewasa, yang dikenal dengan istilah epitoki. Epitoki adalah perubahan sejumlah ruas tubuh menjadi struktur reproduksi. Dalam proses tersebut, beberapa ruas tubuh annelida yang mengalami perubahan bentuk akan terlepas dari tubuh utamanya, dan berkembang menjadi organisme yang hidup bebas.

e.         Moluska

Moluska mempunyai sejumlah besar sel neuroendokrin yang terletak pada ganglia penyusun sistem saraf pusat. Hewan ini juga memiliki organ endokrin klasik, senyawa yang dilepaskan menyerupai protein yang berperan penting dalam mengendalikan osmoregulasi, pertumbuhan, dan reproduksi. Pada hewan protandri, ditemukan adanya hormon yang merangsang pelepasan telur dari gonad dan pengeluaran telur dari tubuh, pada Chepalopoda, proses reproduksi dikendalikan oleh endokrin, terutama kelenjar optik yang diduga sangat penting karena menyekresi beberapa hormon yang diperlukan untuk perkembangan sel dan telur.

f.         Krustasea

Sistem endokrin pada krustasea berupa sistem neuroendokrin yang mengendalikan osmoregulasi, laju denyut jantung, komposisi darah, pertumbuhan, dan pergantian kulit. Organ neuroendokrin krustasea terdapat pada tiga daerah utama, yaitu kompleks kelenjar sinus, organ post-komisural, dan organ perikardial. Terdapat pula sejumlah kecil sel endokrin klasik, yaitu organ Y (diduga memengaruhi proses molting) dan kelenjar mandibula. Contoh hormon pada krustasea adalah hormon peptida yang dihasilkan oleh kompleks kelenjar sinus, hormon ini mempengaruhi kromatofor (sel pembawa pigmen) sehingga menyebabkan pigmen mengumpul atau menyebar, yang merupakan mekanisme dari perubahan warna kulit krustasea.

g.        Insekta

Sistem endokrin pada isnekta berfungsi untuk mengendalikan berbagai aktivitas, antara lain aktivitas pertumbuhan yang meliputi pengelupasan rangka luar/kulit (metamorfosis). Pada sistem saraf insekta terdapat tiga kelompok sel neuroendokrin yang utama yaitu sel neurosekretori medialis, neurosekretori lateralis, dan neurosekretori subesofageal. Terdapat pula organ endokrin klasik lainnya yaitu kelenjar protoraks.

2.         Sistem Endokrin pada Vertebrata

Sistem endokrin vertebrata dapat dibedakan menjadi tiga kelompok kelenjar utama, yaitu hipotalamus, hipofisis atau pituitari, dan kelenjar endokrin tepi. Hipotalamus dan pituitari adalah organ endokrin pusat pada vertebrata. Hipotalamus juga disebut sebagai kelenjar induk (master of gland) karena berfungsi mengendalikan kelenjar pituitari, sementara pituitari juga bertanggung jawab dalam mengendalikan kelenjar endokrin lainnya. Hormon yang dikeluarkan oleh hipotalamus akan dibawa ke pituitari. Ada dua jenis hormon dari hipotalamus, yaitu hormon yang dilepaskan ke pituitari depan (adenohipofisis) dan hormon yang dilepas ke pituitari belakang (neurohipofisis).

Selain hipotalamus dan pituitari, terdapat pula organ endokrin tepi. Organ endokrin tepi merupakan kumpulan dari semua organ endokrin kecuali hipotalamus dan pituitari. Pada saat ini, semakin banyak ditemukan organ endokrin tepi pada vertebrata. Telah diketahui pula bahwa jantung mampu menghasilkan hormon yang disebut atrial naturetic peptide (ANP). Hormon ini berkaitan erat dengan pengaturan ion natrium di ginjal

Untuk memudahkan dalam mengingat kelenjar endokrin yang mensekresikan, sel sasaran, serta fungsi utamanya, berikut disajikan tabel ringkasan dari hormon-hormon utama.

Tabel 4. Hormon-hormon utama pada vertebrata

Kelenjar Endokrin	Hormon	Sel Sasaran	Fungsi Utama Hormon
Hipotalamus	Releasing hormone dan inhibiting horrnone (TRH, CRH, GnRH, GHRH, GHIH, PRH, PIH)	Hipofisis anterior	Mengontrol pengeluaran hormon-hormon hipofisis anterior
Hipofisis posterior (hormon disimpan di sini)	Vasopresin (hormon antidiuretik)	Tubulus ginjal	Meningkatkan absorpsi H2O
		Ateriol	Menyebabkan vasokonstriksi
	Oksitosin	Uterus	Meningkatkan kontraktilitas
		Kelenjar mamalia (payudara)	Menyebabkan penyemprotan susu
Hipofisis anterior	Thyroid-stimulating hormone (TSH)	Sel folikel tiroid	Merangsang sekresi T3 dan T4
	Adrenacorticotropic hormone (ACTH)	Zona fasikulata dan zona retikularis korteks adrenal	Merangsang sekresi kortisol
	Hormon Pertumbuhan	Tulang jaringan lunak	Esensial tetapi pertumbuhan tidak hanya bergantung padanya; merangsang pertumbuhan tulang dan jaringan lunak; efek metabolik mencakup anabolisme protein, mobilisasi lemak, dan penghematan glukosa
		Hati	Merangsang sekresi somatomedin
	Folicle-stimulating hormone (FSH)	Wanita: folikel ovarium	Mendorong pertumbuhan dan perkembangan folikel; merangsang sekresi estrogen
	Folicle-stimulating hormone (FSH)	Pria: tubulus seminiferus di testis	Merangsang produksi sperma
	Luteinizing hormone (LH) (interstitial cell-stimulatinghormone, ICSH)	Wanita: folikel ovarium dan korpus luteum	Merangsang ovulasi, perkembangan korpus luteum, dan sekresi estrogen dan progesteron
		Pria: sel interstitium Leydig di testis	Merangsang sekresi testosteron
	Prolaktin	Wanita: kelenjar mamalia	Mendorong perkembangan payudara; merangsang sekresi susu
		Pria	Tidak jelas
Kelenjar pineal	Melatonin	Otak; hipofisis anterior; organ reproduksi; sistem imun; kemungkinan yang lain	Mensinkronkan irama biologis tubuh sistem dengan sinyal eksternal; menghambat gonadotropin, penurunannyamungkin merupakan pemicu pubertas; bekerja sebagai antioksidan; meningkatkan imunitas
Sel folikel kelenjar tiroid	Tetraiodotironin (T4 atau tiroksin); triiodotironin (T3)	Sebagian besar sel	Meningkatkan laju metabolik; esensial bagi pertumbuhan dan perkembangan saraf
Sel C kelenjar tiroid	Kalsitonin	Tulang	Menurunkan Konsentrasi Ca2+plasma
Korteks adrenal -        Zona glomerulosa -        Zona fasikulata dan zona retikularis	Aidosteron (mineralokortikoid)	Tubulus ginjal	Meningkatkan reabsorpsi Na+ dan sekresi K+
	Kortisol (glukokortikoid)	Sebagian besar sel	Meningkatkan glukosa darah dengan mengorbankan simpanan lemak dan protein; berperan dalam adaptasi stres
	Androgen (dehidroepiandrosteron)	Wanita: otak dan tulang	Berperan dalam lonjakan pertumbuhan masa pubertas dan dorongan seks pada wanita.
Medula Adrenal	Epinefrin dan norepinefrin	Reseptor simpatis di seluruh tubuh	Memperkuat sistem saraf simpatis; berperan dalam adaptasi stres dan regulasi tekanan darah
Pankreas endokrin (Pulau Langerhans)	Insulin (sel )	Sebagian besar sel	Mendorong penyerapan, pemakaian, dan penyimpanan nutrien oleh sel
	Glukagon (sel )	Sebagian besar sel	Penting untuk mempertahankan kadar nutrien dalam darah selama masa pasca absorpsi
	Somatostatin (sel D)	Sistem Pencernaan	Menghambat pencernaan dan penyerapan nutrien
		Sel islet pankreas	Menghambat sekresi semua hormon pankreas
Kelenjar paratiroid	Hormon paratiroid (PTH)	Tulang, ginjal, usus	Meningkatkan konsentrasi Ca2+ plasma; menurunkan konsentrasi PO43- plasma; merangsang pengaktifan vitamin D
Gonad -        Wanita: ovarium -        Pria: testis -        Testis dan Ovarium	Estrogen (estradiol)	Organ seks wanita; tubuh secara keseluruhan	Mendorong perkembangan folikel; mengatur perkembangan karakteristik seks sekunder, merangsang pertumbuhan uterus dan payudara
		Tulang	Mendorong penutupan lempeng epifisis
	Progesteron	Uterus	Mempersiapkan organ ini untuk kehamilan
	Testosteron	Organ seks pria: tubuh secara keseluruhan	Merangsang produksi sperma; mengatur perkembangan karakteristik seks sekunder; menimbulkan dorongan seks
		Tulang	Meningkatkan lonjakan pertumbuhan masa pubertas; mendorong penutupan lempeng epifisis
	Inhibin	Hipofisis anterior	Menghambar sekresi follicle-stimulating hormone
Plasenta	Estrogen (estriol); progesterone	Organ seks wanita	Membantu mempertahankan kehamilan, mempersiapkan payudara untuk menyusui
	Gonadotropin korion	Korpus luteum ovarium	Mempertahankan korpus luteum kehamilan
Ginjal	Renin (-+ angiotensin)	Zona glomerulosa korteks adrenal (dipengaruhi oleh angiotensin, yang diaktifkan oleh renin)	Merangsang sekresi aldosteron
	Eritropoietin	Sumsum tulang	Merangsang produksi eritropoietin
Lambung	Gastrin	Kelenjar eksokrin dan otot polos saluran cerna; pankreas; hati; kandung empedu	Mengontrol motilitas dan sekresi untuk mempermudah proses pencernaan dan penyerapan
Duodenum	Sekretin; kolesistokinin	Kelenjar eksokrin dan otot polos saluran cerna; pankreas; hati; kandung empedu	Mengontrol motilitas dan sekresi untuk mempermudah proses pencernaan dan penyerapan
	Peptida insulinotropik dependen glukosa	Pankreas endokrin	Merangsang sekresi insulin
Hati	Somatomedin (faktor pertumbuhan mirip insulin; insulin-like growth factor, IGF)	Tulang; jaringan Iunak	Mendorong pertumbuhan
	Trombopoietin	Sumsum tulang	Merangsang produksi trombosit
Kulit	Vitamin D	Usus	Meningkatkan penyerapan Ca2* dan PO43-
Timus	Timosin	Limfosit T	Meningkatkan proliferasi dan fungsi limfosit T
Jantung	Peptida natriuretrik atrium	Tubulus ginjal	Menghambat reabsorpsi Na*
Jaringan Lemak	Leptin	Hipotalamus	Menekan nafsu makan; penting dalam kontrol jangka panjang berat badan
	Adipokin lain	Berbagai tempat	Berperan dalam metabolisme dan peradangan

(Sumber: Sherwood, 2009)

D.      Gangguan pada Sistem Endokrin

Gangguan pada sistem endokrin salah satunya disebabkan oleh hiposekresi (keadaan di mana pelepasan hormon yang tidak mencukupi) atau hipersekresi (pelepasan hormon yang berlebihan). Di lain kasus, masalahnya terdapat pada reseptor hormon, jumlah reseptor hormon yang sedikit, atau kerusakan pada sistem perantara hormon (Tortora dkk, 2016). Disfungsi endokrin juga dapat terjadi karena sel sasaran tidak merespons secara akurat terhadap hormon, meskipun konsentrasi efektif hormon dalam plasma normal. Kekurang-pekaan ini dapat disebabkan, misalnya, oleh ketiadaan bawaan reseptor untuk hormon, seperti pada sindrom feminisasi testis. Pada keadaan ini reseptor untuk testosteron, hormon maskulinisasi yang diproduksi oleh testis pria, tidak dibentuk karena defeks genetik spesifik. Meskipun kadar testosteron akurat namun tidak terjadi maskulinisasi seolah-olah tidak terdapat testosteron. Kelainan responsivitas juga dapat terjadi jika sel sasaran untuk hormon tertentu tidak memiliki enzim yang esensial untuk melaksanakan respons (Sherwood, 2009). Dikarenakan hormon berdistribusi di dalam darah menuju sel target di seluruh daerah tubuh, gangguan yang berhubungan dengan sistem endokrin bisa saja tersebar luas.

Ketika aktivitas hormon terlalu rendah atau terlalu tinggi, akan mengakibatkan beberapa kelainan yang dapat dilihat pada sebagai berikut.

Tabel 5. Cara timbul penyakit endokrin.

No	Aktivitas Hormon Terlalu Rendah	Aktivitas Hormon Terlalu Tinggi
1	Jumlah hormon yang dikeluarkan oleh kelenjar endokrin terlalu sedikit (hiposekresi)*	Jumlah hormon yang dikeluarkan oleh kelenjar endokrin terlalu banyak (hipersekresi)*
2	Peningkatan pembuangan hormon dari darah	Pengurangan pengikatan hormon ke protein plasma (hormon bebas yang aktif secara biologis meningkat)
3	Kelainan responsivitas jaringan terhadap hormone	Berkurangnya pembersihan hormon dari darah
4	Tidak adanya reseptor sel sasaran	Berkurangnya inaktivasi
5	Tidak adanya satu enzim yang esensial bagi respons sel sasaran	Berkurangnya ekskresi
*Kausa tersering disfungsi endokrin

(Sumber: Sherwood, 2009)

Adapun beberapa penyakit yang ditimbulkan oleh kelainan pada beberapa kelenjar pensekresi hormon adalah sebagai berikut (Tortora dkk, 2016).

1.         Kelenjar Pituitari

Kelenjar pituitari diketahui mensekresikan beberapa hormon, seperti hormon pertumbuhan dan hormon antidiuretik. Akibat yang akan ditimbulkan jika terjadi hiposekresi hormon pertumbuhan adalah dwarfisme/kekerdilan pada manusia maupun hewan, sedangkan jika terjadi hipersekresi hormon pertumbuhan pada masa anak-anak dapat menyebabkan terjadinya gigantisme, dan saat masa dewasa dapat menyebabkan acromegaly. Lain halnya jika terjadi hiposekresi hormon antidiuretik yang dapat menyebabkan penderita mengidap diabetes insipidus.

2.         Kelenjar Tiroid

Hiposekresi hormon tiroid dapat menyebabkan kelainan yang disebut congenital hypothyroidism, yaitu cacat bawaan sejak lahir, contohnya seperti kekerdilan. Jika kekurangan hormon tiroid terjadi saat individu berada pada masa dewasa, dapat menyebabkan timbulnya pembengkakan yang disebut myxoedema.

3.         Kelenjar paratiroid

Hiposekresi hormon yang disekresikan oleh kelenjar paratiroid dapat menyebabkan defisiensi Ca2+ dalam darah. Hal ini dapat menyebabkan terjadinyakejang dan tetanus pada otot rangka. Jika yang terjadi adalah hipersekresi, maka dapat menyebabkan tumbuhnya tumor pada salah satu kelenjar paratiroid. Selain itu, kadar tinggi hormon paratiroid menyebabkan penyerapan kembali matriks tulang, meningkatkan kadar ion kalsium dan fosfat dalam darah, sehingga membuat tulang menjadi lunak dan mudah retak.

4.         Kelenjar Adrenal

Cushing’s Syndrome terjadi karena adanya tumor pada kelenjar adrenal yang mensekresikan kortisol, atau tumor pada kelenjar manapun yang mensekresikan ACTH, sehingga terjadi hiposekresi hormon. Ciri-ciri penderita sindrom ini adalah pada individu terjadi penurunan kadar protein otot, pembagian kembali lemak tubuh, membuat tangan dan kaki menjadi kurus dan panjang, disertai dengan “moon face”, “punuk banteng” di punggung, dan daerah perut yang menggantung.

5.         Pankreas (Pulau Langerhans)

Diabetes mellitus disebabkan oleh sistem imun penderita yang menyerang sel β pankreas, sehingga pankreas memproduksi sedikit bahkan sama sekali tidak memproduksi (hiposekresi) insulin. Gejalanya: polyuria, peningkatan produksi urin akibat dari ketidakmampuan ginjal melakukan reabsorspi air; polydipsia, mudah haus; polyphagia, adanya keinginan untuk terus-menerus makan. Selain hiposekresi, hipersekresi hormon insulin juga dapat menyebabkan menurunnya kadar gula darah. Gejalanya: gelisah, berkeringat, tremor, meningkatnya intensitas detak jantung, lapar, dan gejala lemah lainnya.

Untuk melihat daftar pustaka/sumber referensi dan materi Fisiologi Hewan lainnya, silahkan klik link di bawah ini:

BAB 1.   PRINSIP DASAR FISIOLOGI HEWAN

BAB 2.   HOMEOSTASIS

BAB 3.   NEURON DAN FISIOLOGINYA

BAB 4.   SISTEM ENDOKRIN

BAB 5.   NUTRISI

BAB 6.   TRANSPORT DI DALAM TUBUH

BAB 7.   SISTEM EKSKRESI

BAB 8.   OSMOREGULASI

BAB 9.   TERMOREGULASI

BAB 10.  PERTUKARAN DAN PENGATURAN GAS

BAB 11.  FUNGSI KEKEBALAN TUBUH

BAB 12.  SISTEM PENCERNAAN

BAB 13.  RESEPTOR DAN EFEKTOR
DAFTAR PUSTAKA/REFERENSI

Fisiologi Hewan: Neuron dan Fisiologisnya

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:

BAB 1.   PRINSIP DASAR FISIOLOGI HEWAN

BAB 2.   HOMEOSTASIS

BAB 3.   NEURON DAN FISIOLOGINYA

BAB 4.   SISTEM ENDOKRIN

BAB 5.   NUTRISI

BAB 6.   TRANSPORT DI DALAM TUBUH

BAB 7.   SISTEM EKSKRESI

BAB 8.   OSMOREGULASI

BAB 9.   TERMOREGULASI

BAB 10.  PERTUKARAN DAN PENGATURAN GAS

BAB 11.  FUNGSI KEKEBALAN TUBUH

BAB 12.  SISTEM PENCERNAAN

BAB 13.  RESEPTOR DAN EFEKTOR
DAFTAR PUSTAKA/REFERENSI