Badan sel merupakan bagian sel saraf yang mengandung nukleus (inti sel) dan tersusun pula sitoplasma yang bergranuler dengan warna kelabu. Di dalamnya juga terdapat membran sel, nukleolus (anak inti sel), dan retikulum endoplasma. Retikulum endoplasma tersebut memiliki struktur berkelompok yang disebut badan Nissl.
Pada badan sel terdapat bagian yang berupa serabut de ngan penjuluran pendek. Bagian ini disebut dendrit. Dendrit memiliki struktur yang bercabang-cabang (seperti pohon) dengan berbagai bentuk dan ukuran. Fungsi dendrit adalah menerima impuls (rangsang) yang datang dari reseptor. Kemudian impuls tersebut dibawa menuju ke badan sel saraf.
Selain itu, pada badan sel juga terdapat penjuluran panjang dan kebanyakan tidak bercabang. Namanya adalah akson atau neurit. Akson berperan dalam menghantarkan impuls dari badan sel menuju efektor, seperti otot dan kelenjar. Walaupun diameter akson hanya beberapa mikrometer, namun panjangnya bisa mencapai 1 hingga 2 meter.
Supaya informasi atau impuls yang dibawa tidak bocor (sebagaiisolator), akson dilindungi oleh selubung lemak yang kemilau. Kita bisa menyebutnya selubung mielin.
Selubung mielin dikelilingi oleh sel-sel Schwan. Selubung mielin tersebut dihasilkan oleh selsel pendukung yang disebut oligodendrosit. Sementara itu, pada akson terdapat bagian yang tidak terlindungi oleh selubung mielin. Bagian ini disebut nodus Ranvier, yang berfungsi memperbanyak impuls saraf atau mempercepat jalannya impuls.
Berdasarkan struktur dan fungsinya, neuron dikelompokkan dalam tiga bagian, yaitu neuron sensorik, neuron motorik, dan interneuron.
Neuron sensorik merupakan neuron yang memiliki badan sel bergerombol membentuk simpul saraf atau ganglion (jamak = ganglia). Dendritnya berhubungan dengan neurit neuron lain, sedangkan neuritnya berkaitan dengan dendrit neuron lain. Fungsi neuron sensorik yakni meneruskan impuls (rangsangan) dari reseptor menuju sistem saraf pusat (otak dan sumsum tulang belakang). Oleh karena itu, neuron sensorik disebut pula neuron indra.
Sementara itu, neuron motorik merupakan neuron yang berperan meneruskan impuls dari sistem saraf pusat ke otot dan kelenjar yang akan melakukan respon tubuh. Karena perannya ini, neuron motorik disebut pula neuron penggerak. Dendrit neuron motorik berhubungan dengan neurit neuron lain, adapun neuritnya berkaitan dengan efektor (otot dan kelenjar).
Antara neuron sensorik dan neuron motorik dihubungkan oleh interneuron atau neuron adjustor dengan letak yang berada pada otak dan sumsum tulang belakang. Interneuron merupakan neuron yang membawa impuls dari sensorik atau interneuron lain. Karena itu, interneuron disebut pula neuron konektor.
Sel-sel saraf bekerja secara kimiawi. Sel saraf yang sedang tidak aktif mempunyai potensial listrik yang disebut potensial istirahat. Jika ada rangsang, misalnya sentuhan, potensial istirahat berubah menjadi potensial aksi. Potensial aksi merambat dalam bentuk arus listrik yang disebut impuls yang merambat dari sel saraf ke sel saraf berikutnya sampai ke pusat saraf atau sebaliknya. Jadi, impuls adalah arus listrik yang timbul akibat adanya rangsang.
Dalam pelaksanaannya, sel-sel saraf bekerja bersama-sama. Pada saat datang rangsang, impuls mengalir dari satu sel saraf ke sel saraf penghubung, sampai ke pusat saraf atau sebaliknya dari pusat saraf ke sel saraf terus ke efektor. Hubungan antara dua sel saraf disebut sinapsis.
Ujung neurit bercabang-cabang, dan ujung cabang yang berhubungan dengan sel saraf lain membesar disebut bongkol sinaps (knob). Pada hubungan dua sel saraf yang disebut sinaps tersebut, dilaksanakan dengan melekatnya neurit dengan dendrit atau dinding sel.
Jika impuls sampai ke bongkol sinaps pada bongkol sinaps akan disintesis zat penghubung atau neurotransmiter, misalnya zat asetilkolin.
Dengan zat transmiter inilah akan terjadi potensial aksi pada dendrite yang berubah menjadi impuls pada sel saraf yang dihubunginya. Setelah itu, asetilkolin akan segera tidak aktif karena diuraikan oleh enzim kolin esterase menjadi asetat dan kolin.
Seperti halnya jaringan komputer, sistem saraf mengirimkan sinyalsinyal listrik yang sangat kecil dan bolak-balik, dengan membawa informasi dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh yang lain. Sinyal listrik tersebut dinamakan impuls (rangsangan). Ada dua cara yang dilakukan neuron sensorik untuk menghantarkan impuls tersebut, yakni melalui membran sel atau membran plasma dan sinapsis.
Di dalam neuron, sebenarnya terdapat membran plasma yang sifatnya semipermeabel.
Membran plasma neuron tersebut berfungsimelindungi cairan sitoplasma yang berada di dalamnya. Hanya ion-ion tertentu akan dapat bertranspor aktif melewati membran plasma menuju membran plasma neuron lain.
Otak merupakan benda lengket yang lunak, bermi nyak, dan kenyal. Jutaan saraf menghubungkannya dengan seluruh tubuh, syaraf tersebut membawa pesan baik menuju otak atau dari otak. Beratnya sekitar 1,6 kg pada laki-laki dan 1,45 kg pada perempuan.
Perbedaan ini terjadi semata-mata karena bentuk otak laki-laki yang lebih besar dan berat. Sementara, berat ini tidak terkait dengan kecerdasan seseorang. Namun, banyaknya jumlah hubungan sel dalam otaklah yang menunjukkan kecerdasan.
Otak manusia terdiri atas dua belahan (hemisfer) yang besar, yakni belahan kiri dan belahan kanan. Oleh karena terjadi pindah silang pada tali spinal, belahan otak kiri mengendalikan sistem bagian kanan tubuh, sebaliknya belahan kanan mengendalikan sistem bagian kiri tubuh. Tali spinal (sumsum tulang belakang) merupakan tali putih kemilau yang berasal dari dasar otak hingga tulang belakang.
Saat masih embrio, otak manusia terdapat tiga bagian yaitu otak depan, otak tengah, dan otak belakang. Setelah dewasa, otak depannya terbagi menjadi telensefalon dan diensefalon. Sementara, otak belakangnya terbagi menjadi metensefalon dan mielensefalon. Bagian dorsal metensefalon membentuk serebelum, sedangkan mielensefalon menjadi medula oblongata.
Antara bagian tengah sumsum tulang belakang dan otak terdapat saluran yang saling berhubungan, yang disebut ventrikel. Ventrikel membagi otak menjadi empat ruangan. Di dalam ventrikel, terdapat cairan serebrospinal yang dapat bertukar bahan dengan darah dari pembuluh kapiler pada otak.
Pada bagian depan otak manusia terdapat bagian yang paling menonjol disebut otak besar atau serebrum (cerebrum). Serebrum ini terbagi menjadi belahan (hemisfer) serebrum kanan dan kiri. Permukaan luar serebrum (korteks serebrum) berwarna abuabu karena mengandung banyak badan sel saraf. Selain itu, pada bagian dalam (medula) otak depan terdapat lapisan yang berwarna putih, karena mengandung dendrit dan akson.
Korteks serebrum berkaitan dengan sinyal saraf ke dan dari berbagai bagian tubuh.
Karenanya, pada korteks serebrum terdapat area sensorik yang menerima impuls dari reseptor pada indra. Di samping itu, bagian tersebut terdapat juga area motorik yang mengirimkan perintah pada efektor. Selain itu, terdapat terdapat area asosiasi yang menghubungkan area motorik dan sensorik serta berperan dalam berbagai aktivitas misalnya berpikir, menyimpan ingatan, dan membuat keputusan.
Otak depan manusia terbagi atas empat lobus (bagian), meliputi lobus frontalis (bagian depan), lobus temporalis (bagian samping), lobus oksipitalis (bagian belakang), dan lobus parietalis (bagian antara depan-belakang). Pada bagian kepala manusia, lobus frontalis berada pada bagian dahi; lobus temporalis berada pada bagian pelipis; lobus oksipitalis berada pada bagian belakang kepala; dan lobus parietalis berada pada bagian ubun-ubun.
Lobus-lobus ini memiliki fungsi yang beragam. Lobus frontalis berfungsi sebagai pusat berpikir; lobus temporalis sebagai pusat pendengaran dan berbahasa; lobus oksipitalis sebagai pusat penglihatan; dan lobus parietalis sebagai pusat sentuhan dan gerakan.
Otak depan juga mencakup bagian-bagian yang lain, seperti talamus, hipotalamus, kelenjar pituitari, dan kelenjar pineal.Sebelum diterima area sensorik serebrum, semua rangsangan akan diproses terlebih dahulu oleh talamus. Hanya rangsangan penciuman saja yang tidak diterima oleh talamus tersebut. Sedangkan fungsi talamus yang lain misalnya mengatur suhu dan kandungan air dalam darah, kemudian juga mengkoordinasi aktivitas yang terkait emosi.
Hipotalamus merupakan bagian yang berfungsi mengatur suhu tubuh, selera makan, dan tingkah laku. Selain itu, hipotalamus juga mengontrol kelenjar pituitari, yakni kelenjar hormon yang berperan dalam mengontrol kelenjar-kelenjar homon lainya, seperti kelenjar tiroid, kelenjar adrenalin, dan pankreas.
Otak tengah manusia berbentuk kecil dan tidak terlalu mencolok. Di dalam otak tengah terdapat bagian-bagian seperti lobus optik yang mengatur gerak bola mata dan kolikulus inferior yang mengatur pendengaran. Otak tengah berfungsi menyampaikan impuls antara otak depan dan otak belakang, kemudian antara otak depan dan mata.
Otak belakang manusia tersusun atas dua bagian utama yakni otak kecil (serebelum) dan medula oblongata. Serebelum adalah bagian yang berkerut di bagian belakang otak, dan terdiri atas dua. belahan yang berliku-liku sangat dalam. Fungsinya adalah sebagai pusat keseimbangan dalam tubuh, koordinasi motorik/gerakan otot, dan memantau kedudukan posisi tubuh. Adanya serebelum memungkinkan kita belajar gerakan yang terlatih dan saksama, seperti menulis atau bermain musik tanpa berpikir.
Di antara kedua belahan serebelum terdapat suatu bagian yang berisi serabut saraf.
Bagian tersebut dinamakan jembatan varol (pons varolii). Fungsinya ialah menghantarkan impuls dari bagian kiri dan kanan otak kecil. Selain itu, jembatan varol juga menghubungkan korteks otak besar dengan otak kecil, dan antara otak depan dengan sumsum tulang belakang.
Sementara itu, medula oblongata (sumsum lanjutan) tampak seperti ujung bengkak pada tali spinal. Letaknya di antara bagian tertentu otak dengan sumsum tulang belakang. Medula oblongata berfungsi saat terjadi proses pengaturan denyut jantung, tekanan darah, gerakan pernapasan, sekresi ludah, menelan, gerak peristaltik, batuk, dan bersin.
Serebelum, jembatan varol, dan medula oblongata membentuk batang otak. Batang otak merupakan bagian otak sebelah bawah yang berhubungan dengan sumsum tulang belakang. Batang otak berfungsi mengontrol berbagai proses penting bagi kehidupan, seperti bernapas, denyut jantung, mencerna makanan, dan membuang kotoran.
Sumsum tulang belakang atau tali spinal merupakan tali putih kemilau berbentuk tabung dari dasar otak menuju ke tulang belakang. Pada irisan melintangnya, tampak ada dua bagian, yakni bagian luar yang berpenampakan putih dan bagian dalam yang berpenampakan abu-abu dengan berbentuk kupu-kupu. Bagian luar sumsum tulang belakang berwarna putih, karena tersusun oleh akson dan dendrit yang berselubung mielin. Sedangkan bagian dalamnya berwarna abu-abu, tersusun oleh badan sel yang tak berselubung mielin dari interneuron dan neuron motorik.
Apabila sumsum tulang belakang diiris secara vertikal, bagian dalam berwarna abu-abu terdapat saluran tengah yang disebut ventrikel dan berisi cairan serebrospinal. Ventrikel ini berhubungan juga dengan ventrikel di dalam otak. Bagian dalamnya mempunyai dua akar saraf yaitu akar dorsal yang berisi saraf sensorik ke arah punggung, dan akar ventral yang berisi saraf motorik ke arah perut.
Sumsum tulang belakang memiliki fungsi penting dalam tubuh. Fungsi tersebut antara lain menghubungkan impuls dari saraf sensorik ke otak dan sebaliknya, menghubungkan impuls dari otak ke saraf motorik; memungkinkan menjadi jalur terpendek pada gerak refleks. Mekanisme penghantaran impuls yang terjadi pada tulang belakang yakni sebagai berikut; rangsangan dari reseptor dibawa oleh neuron sensorik menuju sumsum tulang belakang melalui akar dorsal untuk diolah dan ditanggapi. Selanjutnya, impuls dibawa neuron motorik melalui akar ventral ke efektor untuk direspons.
Sistem saraf tepi dinamakan pula sistem saraf perifer. Sistem saraf tepi merupakan bagian dari sistem saraf tubuh yang meneruskan rangsangan (impuls) menuju dan dari system saraf pusat. Karena itu, di dalamnya terdapat serabut saraf sensorik (saraf aferen) dan serabut saraf motorik (saraf eferen).
Serabut saraf sensorik adalah sekumpulan neuron yang menghantarkan impuls dari reseptor menuju sistem saraf pusat. Sedangkan serabut saraf motorik berperan dalam menghantarkan impuls dari sistem saraf pusat menuju efektor (otot dan kelenjar) untuk ditanggapi.
Berdasarkan asalnya, sistem saraf tepi terbagi atas saraf kranial dan saraf spinal yang masing-masing berpasangan, serta ganglia (tunggal: ganglion). Saraf kranial merupakan semua saraf yang keluar dari permukaan dorsal otak. Saraf spinal ialah semua saraf yang keluar dari kedua sisi tulang belakang.
Masing-masing saraf ini mempunyai karakteristik fungsi dan jumlah saraf yang berbeda.
Sementara itu, ganglia merupakan kumpul an badan sel saraf yang membentuk simpulsimpul saraf dan di luar sistem saraf pusat.
Sistem saraf tak sadar merupakan sekumpulan saraf yang mengatur aktivitas yang tidak kita pikirkan terlebih dahulu. Misalnya saja, pergerakan paru-paru dan jantung. Kita tidak pernah berkehendak supaya aktivitas gerakan paru-paru dan jantung terjadi dengan koordinasi oleh sistem saraf pusat. Oleh karena itu, sistem saraf sadar disebut juga sistem saraf otonom. Organ yang beraktivitas dan dikontrol oleh sistem saraf sadar, meliputi kelenjar keringat, otot perut, pembuluh darah, dan alat-alat reproduksi.
Menurut karakteristik kerjanya, sistem saraf sadar terbagi atas dua saraf, meliputi saraf simpatik dan saraf parasimpatik. Masing-masing saraf ini dapat bekerja pada organ yang sama, namun kerja yang dilakukan saling berlawanan (antagonis). Sebagai contoh, saat saraf simpatik memengaruhi sebuah organ untuk mening katkan aktivitas organ tertentu, justru saraf parasimpatik malah menurunkannya. Perbedaan ini terjadi karena neurotransmiter yang dihasilkan kedua saraf tersebut berbeda. Noradrenalian merupakan neurotransmiter saraf simpatik, sedangkan asetilkolin ialah neurotransmiter saraf parasimpatik.
Pada saraf simpatik dan saraf parasimpatik terdapat penghubung antara sistem saraf pusat dan efektor, yang dinamakan ganglion. Ganglion saraf simpatik berada dekat sumsum tulang belakang. Serabut praganglion saraf simpatik berukuran pendek, sementara serabut pascaganglionnya berukuran panjang. Sebaliknya, saraf parasimpatik memiliki serabut praganglion yang berukuran panjang dan serabut pascaganglion yang
pendek.
Penghantaran Impuls Saraf : Mekanisme dan Prinsip -Anda telah mengetahui bahwa rangsang yang diterima sel saraf dapat berasal dari dalam tubuh maupun luar tubuh. Rangsang yang merambat disebut impuls. Perhatikan Gambar . Impuls diterima oleh reseptor kemudian akan dihantarkan oleh dendrit menuju badan sel saraf. Saat impuls sampai pada akson, impuls akan diteruskan ke dendrit neuron lain. Jadi, ada berapa macamkah penghantaran impuls? (Baca juga : Sistem Saraf pada Manusia) Gambar 1. Penghantaran impuls dalam sel saraf Seperti halnya jaringan komputer, sistem saraf mengirimkan sinyal-sinyal listrik yang sangat kecil dan bolak-balik, dengan membawa informasi dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh yang lain. Sinyal listrik tersebut dinamakan impuls (rangsangan). Ada dua cara yang dilakukan neuron sensorik untuk menghantarkan impuls tersebut, yakni :
1. Penghantaran impuls melalui membran sel atau membran plasma(konduksi) 2. Penghantaran impuls melalui sinapsis (antar sel saraf).
Dalam sel saraf terjadi proses penghantaran impuls secara konduksi. Apabila tidak ada rangsang maka sel saraf disebut dalam keadaan istirahat. Dalam keadaan ini saraf tidak menghantarkan impuls. Membran luar sel saraf bermuatan positif karena kelebihan kation atom Na + . Membran dalam sel saraf bermuatan negatif karena banyak ion K + yang keluar akson. Keadaan seperti ini disebut polarisasi. Terjadinya kondisi demikian karena peran pompa Na -K dan sifat membran akson yang lebih permeabel terhadap K + dan kurang permeabel terhadap Na + . Na + dipompa ke luar. K + dipompa ke dalam karena sifat membran akson yang permeabel terhadap K, maka K + dapat keluar lagi.
Jika terjadi rangsang kuat, permeabilitas membran akan berubah. Akibatnya polarisasi membran juga berubah. Polarisasi mengalami pembalikan pada lokasi tertentu yang disebut depolarisasi. Selanjutnya proses pembalikan polarisasi diulang hingga menyebabkan rantai reaksi. Dengan demikian, impuls berjalan sepanjang akson. Setelah impuls berlalu, membran neuron memulihkan keadaannya seperti semula. Selama masa pemulihan ini, impuls tidak bisa melewati neuron tersebut. Waktu ini disebut waktu refraktori.
Saraf membawa denyut elektris kecil yang dikenal sebagai saraf. Sebuah sinyal saraf umumnya berkekuatan 0,1 volt. Sinyal saraf yang paling lambat berjalan kira-kira setengah meter per detik, sedangkan yang paling cepat berjalan di atas 100 meter per detik.
Obat yang Anda konsumsi akan mempengaruhi proses penghantaran impuls pada saraf. Obat tersebut dapat mempengaruhi aktivitas membran pre-sinapsis, celah sinapsis, dan membran sinapsis. Proses penghantaran impuls yang kedua adalah penghantaran impuls antarsel saraf. Perhatikan gambar berikut.
Gambar 2. Penghantaran impuls antarsel saraf Titik-titik (celah) pertemuan antara neuron satu dengan neuron lain disebut sinapsis. Akson pada setiap neuron berakhir membentuk tonjolan kecil yang disebut tombol sinapsis. Permukaan tombol sinapsis disebut membran pre-sinapsis. Membran pre-sinapsis berfungsi meneruskan rangsang. Membran pre-sinapsis akson neuron satu akan bertemu dengan dendrit neuron yang lain. Permukaan dendrit neuron itu disebut membran post-sinapsis. Fungsi membran post-sinapsis sebagai penerima rangsang. Di antara kedua membran tersebut terdapat suatu celah yang disebut celah sinapsis.
Bila impuls telah berada di ujung akson, ujung akson akan mengeluarkan neuro hormon yang disebut juga neurotransmiter. Zat ini bersifat memacu dan menghantarkan impuls ke ujung dendrit neuron yang lain. Ada beberapa neurotransmiter yang dikenal yaitu asetilkolin, serotonin, dan dopamin. Keduanya merupakan neurotransmiter yang terdapat di seluruh sistem saraf.
Jika impuls tiba di tombol membran pre-sinapsis, akan terjadi peningkatan permeabilitas membran pre-sinapsis terhadap ion Ca 2+ . Akibatnya ion Ca 2+ masuk dan gelembung sinapsis melebur dengan membran pre-sinapsis sambil melepaskan neurotransmiternya ke celah sinapsis.
Neurotransmiter ini membawa impuls ke membran post-sinapsis. Setelah menyampaikan impuls, selanjutnya neurotransmiter dihidrolisis oleh enzim yang dikeluarkan oleh membran post-sinapsis, misalnya asetilkolinesterase. Jika neurotransmiternya dihidrolisis menjadi kolin dan asam etanoat, kedua senyawa hasil hidrolisis ini akan disimpan di gelembung sinapsis untuk dipergunakan lagi. Simaklah penghantaran impuls antarsel saraf pada membran plasma.
Apabila tubuh Anda mendapatkan rangsang dari luar, dengan melakukan 2 macam proses penghantaran tersebut, impuls akan melalui jalur perjalanan sebagai berikut untuk menanggapinya.
Selain gerakan melalui jalur itu, ada juga gerakan yang melalui jalur perjalanan berbeda yang disebut gerak refleks. Berikut adalah penjelasan mengenai gerak refleks.
Mungkin Anda pernah memeriksakan kesehatan Anda di rumah sakit. Salah satu hal yang dilakukan dokter adalah menyuruh duduk dengan posisi kaki dapat bergerak bebas di atas tanah, dokter juga menyuruh menutup mata. Tiba-tiba tanpa sepengetahuan Anda, dokter memukul lutut Anda menggunakan martil. Apa yang terjadi? Ya, tungkai kaki bawah Anda bergerak ke depan. Itu adalah salah satu contoh gerakan refleks. Gerak refleks adalah gerakan spontan yang tidak melibatkan kerja otak. Gerak ini dilakukan tanpa kesadaran. Gerak ini berguna untuk mengatasi kejadian tiba-tiba misalnya menarik kaki dengan segera setelah menginjak puntung rokok yang masih menyala. Jalur perjalanan gerak refleks sebagai berikut.
Berdasarkan tempat konektornya, refleks dibedakan menjadi dua yaitu refleks spinalis dan refleks kranialis. a. Refleks tulang belakang (refleks spinalis) yaitu jika konektor terdapat di sumsum tulang belakang. Contoh: gerakan menarik tangan saat menyentuh benda panas atau kaki terkena duri. Perhatikan Gambar 3.
Gambar 3. Jalur perjalanan gerak refleks pada kaki dan tangan manusia b. Refleks otak (refleks kranialis) yaitu jika konektornya terdapat di otak. Contoh: gerakan mata terpejam karena kilat. Pada kali ini akan dibahas mengenai sinyal saraf dan memfokuskan perhatian pada mekanisme timbulnya implus dalam neuron. Impuls adalah sinyal listrik yang bergantung pada aliran ion yang menembus membran plasma neuron. Sinyal tersebut berawal sebagai suatu perubahan gradien listrik yang melintasi membran sel.
Semua sel hidup mempunyai perbedaan muatan listrik pada membran plasmanya sob, nah kaarena perbedaan ini maka akan menghasilkan gradien voltase listrik yang melintasi membran dan aliran listrik ini dapat diukur dengan mikroelektroda yang sangat halus. biasanya nih volt nya tuh berkisar antara 50 sampai 100 mV pada sel hewan, kecil banget kan.
potensial membrarn disebabkan oleh perbedaan komposisi ionik dalam cairan intraseluler dan ekstraseluler. nah karena sifat permeabilitas selektif membran plasma ini akan mengakibatkan perbedaan ion tersebut bertahan lebih lama. contihnya aja deh sel yang termasuk ke dalam kation utama yaitu K dan juga Na sedangkan yang termasuk anion utama dalam sel ada seperti Cl sisanya kurang berpengaruh dalam potensial mebran. potensial aksi adalah impuls saraf. Potensi aksial adalah peristiwa yang bersifat ya atau tidak sama sekali yang tidak bergradasi yang berarti besarnya potensial aksi tidak bergantung pada kekuatan stimulus pendepolarisasi yang menyebabkan potensial aksi tersebut, andaikan depolarisasi itu cukup besar untuk mencapai harga ambang. pada saat potensial aksi dipicu potensial membran akan mengalami rangkaian perubahan yang khas Rasa nikmat dan lezat dari setiap makanan yang dirasakan dipengaruhi oleh adanya rangsangan pada lidah. Ungkapan rasa sakit seperti mengucapkan kata "aduh" juga terkait rangsangan pada bagian tertentu tubuh kita. Oleh karena itu, rangsangan (stimulus) diartikan sebagai segala sesuatu yang menyebabkan perubahan pada tubuh atau bagian tubuh tertentu. Sedangkan alat tubuh yang menerima rangsa ng an tersebut dinamakan indra (reseptor). Adanya reseptor, memungkinkan rangsangan dihantarkan menuju sistem saraf pusat. Di dalam saraf pusat, rangsangan akan diolah untuk dikirim kembali menuju efektor, seperti otot dan tulang oleh suatu sel saraf sehingga terjadi tanggapan (respons). Sementara itu, rangsangan yang menuju tubuh dapat berasal dari bau, rasa (seperti pahit, manis, asam, dan asin), sentuhan, cahaya, suhu, tekanan, dan gaya berat. Rangsang an semacam ini akan diterima oleh indra penerima yang disebut reseptor luar (eksteroseptor). Sedangkan rangsangan yang berasal dari dalam tubuh misalnya rasa lapar, kenyang, nyeri, maupun kelelahan akan diterima oleh indra yang dinamakan reseptor dalam (interoseptor). Tentu semua rangsangan ini dapat kita rasakan karena pada tubuh kita terdapat sel-sel reseptor.
Sel-sel saraf bekerja secara kimiawi. Sel saraf yang sedang tidak aktif mempunyai potensial listrik yang disebut potensial istirahat. Jika ada rangsang, misalnya sentuhan, potensial istirahat berubah menjadi potensial aksi. Potensial aksi merambat dalam bentuk arus listrik yang disebut impuls yang merambat dari sel saraf ke sel saraf berikutnya sampai ke pusat saraf atau sebaliknya. Jadi, impuls adalah arus listrik yang timbul akibat adanya rangsang.
Dalam pelaksanaannya, sel-sel saraf bekerja bersama-sama. Pada saat datang rangsang, impuls mengalir dari satu sel saraf ke sel saraf penghubung, sampai ke pusat saraf atau sebaliknya dari pusat saraf ke sel saraf terus ke efektor. Hubungan antara dua sel saraf disebut sinapsis.
Ujung neurit bercabang-cabang, dan ujung cabang yang berhubungan dengan sel saraf lain membesar disebut bongkol sinaps (knob). Pada hubungan dua sel saraf yang disebut sinaps tersebut, dilaksanakan dengan melekatnya neurit dengan dendrit atau dinding sel. Jika impuls sampai ke bongkol sinaps pada bongkol sinaps akan disintesis zat penghubung atau neurotransmiter, misalnya zat asetilkolin. Dengan zat transmiter inilah akan terjadi potensial aksi pada dendrite yang berubah menjadi impuls pada sel saraf yang dihubunginya. Setelah itu, asetilkolin akan segera tidak aktif karena diuraikan oleh enzim kolin esterase menjadi asetat dan kolin.
Seperti halnya jaringan komputer, sistem saraf mengirimkan sinyalsinyal listrik yang sangat kecil dan bolak-balik, dengan membawa informasi dari satu bagian tubuh ke bagian tubuh yang lain. Sinyal listrik tersebut dinamakan impuls (rangsangan). Ada dua cara yang dilakukan neuron sensorik untuk menghantarkan impuls tersebut, yakni melalui membran sel atau membran plasma dan sinapsis. Penghantaran Impuls Saraf melalui Membran Plasma Di dalam neuron, sebenarnya terdapat membran plasma yang sifatnya semipermeabel. Membran plasma neuron tersebut berfungsimelindungi cairan sitoplasma yang berada di dalamnya. Hanya ion-ion tertentu akan dapat bertranspor aktif melewati membran plasma menuju membran plasma neuron lain.
Apabila tidak terdapat rangsangan atau neuron dalam keadaan istirahat, sitoplasma di dalam membran plasma bermuatan listrik negatif, sedangkan cairan di luar membran bermuatan positif. Keadaan yang demikian dinamakan polarisasi atau potensial istirahat. Perbedaan muatan ini terjadi karena adanya mekanisme transpor aktif yakni pompa natrium-kalium. Konsentrasi ion natrium (Na+) di luar membrane plasma dari suatu akson neuron lebih tinggi dibandingkan konsentrasi di dalamnya. Sebaliknya, konsentrasi ion kalium (K+) di dalamnya lebih besar daripada di luar. Akibatnya, mekanisme transpor aktif terjadi pada membran plasma. Kemudian, apabila neuron dirangsang dengan kuat, permeabilitas membran plasma terhadap ion Na+ berubah meningkat. Peningkatan permeabilitas membran ini menjadikan ion Na+ berdifusi ke dalam membran, sehingga muatan sitoplasma berubah menjadi positif. Fase seperti ini dinamakan depolarisasi atau potensial aksi. Sementara itu, ion K+ akan segera berdifusi keluar melewati membrane Fase ini dinamakan repolarisasi. Perbedaan muatan pada bagian yang mengalami polarisasi dan depolarisasi akan menimbulkan arus listrik. Nah, kondisi depolarisasi ini akan berlangsung secara terus-menerus, sehingga menyebabkan arus listrik. Dengan demikian, impuls saraf akan terhantar sepanjang akson. Setelah impuls terhantar, bagian yang mengalami depolarisasi akan meng alami fase istirahat kembali dan tidak ada impuls yang lewat. Waktu pemulihan ini dinamakan fase refraktori atau undershoot.
Sebagai bukti adanya penghantaran impuls oleh saraf adalah timbulnya gerak pada anggota tubuh. Gerakan tersebut terjadi karena proses yang disadari yang disebut juga gerak sadar atau gerakan biasa, sedangkan gerak yang tidak disadari disebut gerak refleks.
Yaitu gerak yang terjadi melalui serangkaian alur impuls. Alur impuls tersebut dimulai dari reseptor sebagai penerima rangsangan, lalu ke saraf sensorik sebagai penghantar impuls, kemudian dibawa ke saraf pusat yaitu otak untuk diolah.
Akhirnya muncul tanggapan yang akan disampaikan ke saraf motorik menuju ke efektor dalam bentuk gerak yang disadari.
Contoh gerakan sadar antara lain: berjalan, olah raga, makan, minum dan sebagainya.
Merupakan suatu reaksi yang bersifat otomatis atau tanpa disadari. Impuls saraf pada gerak refleks melalui alur impuls pendek. Alur impuls dimulai dari reseptor sebagai penerima rangsangan, kemudian dibawa oleh neuron ke sumsum tulang belakang, tanpa diolah oleh pusat saraf. Kemudian tanggapan dikirim oleh saraf motorik menuju ke efektor. Alur impuls pada gerak refleks disebut lengkung refleks.
Ada dua macam gerak refleks yaitu:
Refleks otak, adalah gerak refleks yang melibatkan saraf perantara yang terletak di otak, misalnya berkedipnya mata, refleks pupil mata karena rangsangan cahaya.
Refleks sumsum tulang belakang, adalah gerak refleks yang melibatkan saraf perantara yang terletak di sumsum tulang belakang, misalnya sentakan lutut karena kaki menginjak batu yang runcing.
Setiap impuls saraf akan berhubungan dengan sistem saraf, yang terdiri dari sistem saraf sadar dan sistem saraf tak sadar atau sistem saraf otonom, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada skema berikut:
Seluruh aktivitas tubuh manusia dikendalikan oleh sistem saraf pusat. Sistem ini yang mengintegrasikan dan mengolah semua pesan yang masuk untuk membuat keputusan atau perintah yang akan dihantarkan melalui saraf motorik ke otot atau kelenjar. Sistem saraf pusat terdiri dari otak dan sumsum tulang belakang. Otak dilindungi oleh tulang-tulang tengkorak, sedangkan sumsum tulang belakang dilindungi oleh ruas-ruas tulang belakang. Selain itu kedua organ tersebut dilindungi oleh selaput yang terdiri dari jaringan ikat yang disebut meninges. Meninges tersusun atas tiga lapisan yaitu: piameter, arachnoid dan durameter. Piameter, merupakan lapisan paling dalam yang banyak mengandung pembuluh darah.
Arachnoid, merupakan lapisan tengah berupa selaput jaring yang lembut. Antara arachnoid dengan piameter terdapat rongga arachnoid yang berisi cairan. Durameter, merupakan lapisan paling luar, yang berupa membran tebal fibrosa yang melapisi dan melekat pada tulang.
Otak dibagi menjadi tiga bagian yaitu otak depan, otak tengah, dan otak belakang. Pembagian daerah ini tampak nyata hanya selama perkembangan otak pada fase embrio. Otak pada manusia dewasa terdiri dari beberapa bagian (lobus). Bagian-bagian dari otak adalah:
Otak besar mengisi penuh bagian depan dari rongga tengkorak, dan terdiri dari dua belahan (hemifer) besar, yaitu belahan kiri dan belahan kanan,. Setiap belahan mengendalikan bagian tubuh yang berlawanan, yaitu belahan kiri mengatur tubuh bagian kanan, sebaliknya belahan kanan mengatur tubuh bagian kiri. otak besar terdiri atas dua lapisan yaitu lapisan luar (korteks) yang berisi badan neuron dan lapisan dalam yang berisi serabut saraf yaitu dendrit dan neurit. Otak besar terbagi menjadi empat lobus, yaitu lobus frontalis (bagian dahi), lobus parietalis (bagian ubun-ubun), lobus temporalis (bagian pelipis), lobus oksipitalis (bagian belakang kepala). Otak besar merupakan saraf pusat yang utama karena berperan dalam pengaturan seluruh aktivitas tubuh,yaitu kecerdasan, keinginan, ingatan, kesadaran, kepribadian, daya cipta, daya khayal, pendengaran, pernapasan dan sebagainya. Setiap aktivitas akan dikendalikan oleh bagian yang berbeda, yaitu: Lobus frontalis (daerah dahi), berhubungan dengan kemampuan berpikir. Lobus temporalis (daerah pelipis), dan ubun-ubun mengendalikan kemampuan berbicara dan bahasa. Daerah belakang kepala merupakan pusat penglihatan dan memori tentang apa yang dilihat. Daerah ubun-ubun selain sebagai pusat berbicara juga pusat untuk merasakan dingin, panas, dan rasa sakit. Daerah pelipis selain sebagai pusat bicara juga sebagai pusat pendengaran.
Otak tengah (mesencephalon) Otak tengah manusia berbentuk kecil dan tidak terlalu mencolok. Di dalam otak tengah terdapat bagian-bagian seperti lobus optik yang mengatur gerak bola mata dan kolikulus inferior yang mengatur pendengaran. Otak tengah berfungsi menyampaikan impuls antara otak depan dan otak belakang, kemudian antara otak depan dan mata.
Otak belakang terletak di bawah lobus oksipital serebrum, terdiri atas dua belahan dan permukaannya berlekuk-lekuk. Otak belakang terdiri atas tiga bagian utama yaitu: jembatan Varol (pons Varolli), otak kecil (serebelum), dan sumsum lanjutan (medula oblongata). Ketiga bagian otak belakang ini membentuk batang otak. Jembatan Varol berisi serabut yang menghubungkan lobus kiri dan lobus kanan otak kecil, menghubungkan antara otak kecil dengan korteks otak besar. Otak kecil, terletak di bawah bagian belakang otak belakang, terdiri atas dua belahan yang berliku-liku sangat dalam. Otak kecil berperan sebagai pusat keseimbangan, koordinasi kegiatan otak, koordinasi kerja otot dan rangka. Sumsum lanjutan, medula oblongata membentuk bagian bawah batang otak, berfungsi sebagai pusat pengatur refleks fisiologis, misalnya pernapasan, detak jantung, tekanan darah, suhu tubuh, gerak alat pencernaan, gerak refleks seperti batuk, bersin, dan mata berkedip. sumsum tulang belakang Sumsum tulang belakang atau tali spinal merupakan tali putih kemilau berbentuk tabung dari dasar otak menuju ke tulang belakang. Pada irisan melintangnya, tampak ada dua bagian, yakni bagian luar yang berpenampakan putih dan bagian dalam yang berpenampakan abu-abu dengan berbentuk kupu-kupu. Bagian luar sumsum tulang belakang berwarna putih, karena tersusun oleh akson dan dendrit yang berselubung mielin. Sedangkan bagian dalamnya berwarna abu-abu, tersusun oleh badan sel yang tak berselubung mielin dari interneuron dan neuron motorik. Apabila sumsum tulang belakang diiris secara vertikal, bagian dalam berwarna abu-abu terdapat saluran tengah yang disebut ventrikel dan berisi cairan serebrospinal. Ventrikel ini berhubungan juga dengan ventrikel di dalam otak. Bagian dalamnya mempunyai dua akar saraf yaitu akar dorsal yang berisi saraf sensorik ke arah punggung, dan akar ventral yang berisi saraf motorik ke arah perut. Sumsum tulang belakang memiliki fungsi penting dalam tubuh. Fungsi tersebut antara lain menghubungkan impuls dari saraf sensorik ke otak dan sebaliknya, menghubungkan impuls dari otak ke saraf motorik; memungkinkan menjadi jalur terpendek pada gerak refleks. Mekanisme penghantaran impuls yang terjadi pada tulang belakang yakni sebagai berikut; rangsangan dari reseptor dibawa oleh neuron sensorik menuju sumsum tulang belakang melalui akar dorsal untuk diolah dan ditanggapi. Selanjutnya, impuls dibawa neuron motorik melalui akar ventral ke efektor untuk direspons.
Sistem saraf tepi dinamakan pula sistem saraf perifer. Sistem saraf tepi merupakan bagian dari sistem saraf tubuh yang meneruskan rangsangan (impuls) menuju dan dari system saraf pusat. Karena itu, di dalamnya terdapat serabut saraf sensorik (saraf aferen) dan serabut saraf motorik (saraf eferen). Serabut saraf sensorik adalah sekumpulan neuron yang menghantarkan impuls dari reseptor menuju sistem saraf pusat. Sedangkan serabut saraf motorik berperan dalam menghantarkan impuls dari sistem saraf pusat menuju efektor (otot dan kelenjar) untuk ditanggapi. Berdasarkan asalnya, sistem saraf tepi terbagi atas saraf kranial dan saraf spinal yang masingmasing berpasangan, serta ganglia (tunggal: ganglion). Saraf kranial merupakan semua saraf yang keluar dari permukaan dorsal otak. Saraf spinal ialah semua saraf yang keluar dari kedua sisi tulang belakang. Masing-masing saraf ini mempunyai karakteristik fungsi dan jumlah saraf yang berbeda. Sementara itu, ganglia merupakan kumpul an badan sel saraf yang membentuk simpul-simpul saraf dan di luar sistem saraf pusat. Berdasarkan cara kerjanya sistem saraf tepi dibedakan menjadi dua yaitu :
Sistem saraf sadar, Yaitu sistem saraf yang mengatur segala gerakan yang dilakukan secara sadar atau dibawah koordinasi saraf pusat atau otak. Berdasarkan asalnya sistem saraf sadar dibedakan menjadi dua yaitu: sistem saraf kepala (cranial) dan sistem saraf tulang belakang (spinal). Sistem saraf tak sadar Berdasarkan sifat kerjanya saraf tak sadar dibedakan menjadi dua yaitu: saraf simpatik dan saraf parasimpatik.
Sistem saraf tak sadar disebut juga saraf otonom adalah sistem saraf yang bekerja tanpa diperintah oleh sistem saraf pusat dan terletak khusus pada sumsum tulang belakang. Sistem saraf otonom terdiri dari neuron-neuron motorik yang mengatur kegiatan organ-organ dalam, misalnya jantung, paru-paru, ginjal, kelenjar keringat, otot polos sistem pencernaan, otot polos pembuluh darah. Berdasarkan sifat kerjanya, sistem saraf otonom dibedakan menjadi dua yaitu saraf simpatik dan saraf parasimpatik. Saraf simpatik memiliki ganglion yang terletak di sepanjang tulang belakang yang menempel pada sumsum tulang belakang, sehingga memilki serabut pra-ganglion pendek dan serabut post ganglion yang panjang. Serabut pra-ganglion yaitu serabut saraf yang yang menuju ganglion dan serabut saraf yang keluar dari ganglion disebut serabut post-ganglion. Saraf parasimpatik berupa susunan saraf yang berhubungan dengan ganglion yang tersebar di seluruh tubuh. Sebelum sampai pada organ serabut saraf akan mempunyai sinaps pada sebuah ganglion seperti pada bagan berikut. Saraf parasimpatik memiliki serabut pra-ganglion yang panjang dan serabut post-ganglion pendek. Saraf simpatik dan parasimpatik bekerja pada efektor yang sama tetapi pengaruh kerjanya berlawanan sehingga keduanya bersifat antagonis.
Contoh fungsi saraf simpatik dan saraf parasimpatik antara lain: Saraf simpatik mempercepat denyut jantung, memperlambat proses pencernaan, merangsang ereksi, memperkecil diameter pembuluh arteri, memperbesar pupil, memperkecil bronkus dan mengembangkan kantung kemih, sedangkan saraf parasimpatik dapat memperlambat denyut jantung, mempercepat proses pencernaan, menghambat ereksi, memperbesar diameter pembuluh arteri, memperkecil pupil, mempebesar bronkus dan mengerutkan kantung kemih.
v IMPULS SARAF A. Potensial istirahat (Potensial membran).
Sel saraf yang sedang beristirahat, seperti sel lain dalam tubuh, mempertahankan perbedaan potensial listrik (Voltase) pada membran sel diantara bagian dalam sel dan cairan ekstraselular disekililing sel. Voltase dalam sel relatif dalam keadaan istirahat berkisar antara -50 milivolts (mV) sampai -80 mV terhadap voltase di luar, bergantung pada kondisi neuron dan ekstraselular yang mengelilingi sel. 1. Membran sel dalam keadaan istirahat dianggap bermuatan listrik, atau terpolarisasi. Keadaan terpolarisasi ini dapat dibuktikan dengan menempatkan elektroda menit di dalam dan di luar membran. 2. Polarisasi (potensial istirahat) disebabkan oleh konsentrasi ion natrium (Na+) dan kalium (K+) yang tidak seimbang didalam dan diluar sel, serta perbedaan permeabilitas membran terhadap ion ini dan ion lain. a.
Membran neuron sangat permeabel terhadap ion K+ dan klor (Cl-), serta relatif impermeabel terhadap ion Na+. b. Membran ini impermeabel terhadap molekul protein intraselular besar yang bermuatan negatif. c.
Konsentrasi ion K+ di dalam membran sel lebih tinggi dari pada di luar membran sel; konsentrasi ion Na+ di luar membran sel lebih tinggi dari pada di dalam sel . d. Karena tingkat permeabilitas membran terhadap ion K+ sekitar 75 kali lebih besar daripada terhadap ion Na+, maka difusi ion K+ keluar dari sel lebih cepat daripada difusi ion Na+ kedalam sel. e.
Saat ion K+ bermuatan positif keluar dari sel, ion tersebut meninggalkan molekul protein bermuatan negatif yang terlalu besar untuk dapat berdifusi melalui membran. Hal ini mengakibatkan bagian dalam sel mengalami elktronegativitas. 3. Difusi dan transpor aktif (pompa natrium-kalium) bertanggung jawab untuk pergerakan ion melewati membran plasma.
Difusi terjadi melalui saluran dalam membran sel bergantung pada gradien konsentrasi ion setiap unsur.
Beberapa saluran bersifat pasif dan selalu terbuka sehingga memungkinkan jalur bebas untuk beberapa ion.
Beberapa saluran lain merupakan saluran (gerbang) aktif, dikendalikan oleh gerbang ion, yang spesifik untuk masing-masing ion. Saluran gerbang terbuka dan tertutup saat merespons berbagai stimulus.
Gerbang tersusun dari molekul protein bermuatan yang menambah ketebalan membran dan mengalami pengubahan bentuk saat membran distimulasi.
Gerbang ion diatur berdasarkan voltase; penutupan dan pembukaan gerbang bergantung pada perubahan potensial membran.
Semua saluran gerbang bervoltase tertutup saat keadaan potensial membran istirahat.
Pengeluaran ion K+ melalui saluran tanpa gerbang yang selalu terbuka mengakibatkan permeabilitas yang besar terhadap K+ pada membran sel yang sedang beristirahat.
Transpor aktif ion Na+ dan K+ melawan gradien konsentrasinya dapat mempertahankan kondisi potensial istirahat. 1). Pompa natrium-kalium dependem ATP mencegah terjadinya kesetaraan sesaat ion Na+ dan K+ yang melewati membran plasma dan hanya terjadi melalui difusi 2). Pompa ini terdiri dari protein yang berperan sebagai ion carrier dalam membran sel 3). Protein ini membawa tiga ion Na+ keluar dari sel untuk setiap dua ion K+ yang dipompa masuk, sehingga perbedaan konsentrasi dapat dipertahankan. B. Perambatan Impuls Saraf 1. Setelah inisiasi, potensial aksi menjalar disepanjang serabut saraf dengan kecepatan dan amplitudo yang tepat. 2. Arus listrik lokal menyebar kearea membran yang berdekatan. Hal ini menyebabkan gerbang natium membuka dan mengakibatkan gelombang depolarisasi menjalar disepanjang saraf. 3. Dengan cara ini, sinyal, atau impuls saraf, ditransmisi dari satu sisi dalam sistem saraf kesisi lain.
ANGKAH-LANGKAH PEMINDAHAN SINYAL. ü Pada saat potensial aksi mencapai membran sinaptik maka ü Kanal Ca+ yg diatur oleh tegangan terbuka ü Ion Ca+ dari daerah ekstraseluler mendesak masuk, sehingga kadar kalsium meningkat secara drastis di dalam sinaps, menyebabkan suatu proses eksositosis. Pada proses ini banyak vesikel sinapsis mensekresikan asetilkolin ke dalam celah sinaps ü Molekul asetilkolin berdifusi melalui celah sinaps, berikatan dengan reseptor pascasinaps dan mengaktifkannya. ü Reseptor asetilkolin merupakan kanal ion yang diatur oleh ligan, terbuka untuk ion Na+ dan K+. Arus ion Na+ meningkatkan potensial diam sel-sel saraf atau sel-sel otot, sehingga kanal-2 tergantung pdtegangan terbuka yang dihasilkan suatu potensial aksi. Pada membrane terdapat sruktur asimetri regional. Sebagian, seperti yang terdapat di tepi vilosa sel mukosa, hampir dapat dilihat secara makroskopis. Yang lain, seperti yang terdapat di taut celah (gap junction), taut erat (tight junction), dan sinaps, menempati bagian membran yang jauh lebih kecil, sehingga membentuk asimetri yang jauh lebih kecil. Membran mengandung protein integral dan perifer. Protein integral juga terdistribusi secara asimetris menembus lapisan ganda membran. Orientasi asimetrik ini, terbentuk sewaktu protein tersisip ke dalam lapisan ganda lipid. Protein perifer tidak berinteraksi langsung dengan inti hidrofobik fosfolipid di dalam lapisan ganda sehingga tidak memerlukan detergen untuk membebaskannya. Protein ini terikat secara lemah dengan bagian hidrofobik protein