Anatomi Fisiologi Sistem saraf

Sistem saraf dapat dibagi menjadi sistemsaraf pusat, yang terdiri atas jaras saraf di otak dan medulla spinalis, dan sistem saraf parifer, yang terdiri atas saraf  yang mempersarafi bagian tubuh lainnya. Koordinasi sistem saraf pusat dan parifer memungkinkan kita bergerak, berbicara, berpikir, dan berespon.

Neuron atau yang dikenal dengan sel saraf, adalah unit fungsional sistem saraf dan merupakan sel yang sangat khusus. Setiap neuron berfungsi untuk menerima stimulus yang datang dari dan mengirim stimulus yang keluar ke saraf lain, otot, atau kelenjar. Neuron melewati dan menerima sinyal melalui perubahan aliran ion bermuatan listrik bolak-balik melintasi membran sel neuron. Kebanyakan neuron memiliki empat bagian yaitu dendrit, ujung aferen yang menerima sinyal yang datang, badan sel, bagian tengah yang mengandung nucleus, akson, yang bercabang dari akson dan menyampaikan sinyal ke sel lain.

Neuron yang membawa informasi dari sistem saraf parifer ke sistem saraf pusat disebut neuron sensorik atau neuron aferen. Neuron ini adalah satu-satunya tipe sel saraf yang tidak memiliki dendrit, tetapi memiliki reseptor di ujung distalnya yang mendeteksi stimulus kimia atau fisik. Neuron yang membawa informasi keluar dari sistem saraf pusat ke berbagai organ target (sel otot, saraf lain, atau kelenjar) disebut neuron motorik atau neuron eferen. Kelompok neuron ketiga menyampaikan pesan antara neuron aferen dan neuron eferen. Neuron ini disebut interneuron. Hampir 99% dari semua neuron di tubuh adalah interneuron dan semua interneuron terletak di sistem saraf pusat.

Sinap adalah titik pertautan antara dua neuron. Neuron berkomunikasi satu sama lain dengan melepaskan zat kimia ke dalam celah kecil (celah sinaps) yang memisahkan satu neuron dengan neuron lainnya. Zat kimia yang dilepaskan dari neuron tertentu disebut neurotransmiter. Biasanya neurotransmitter dilepaskan dari terminal akson satu neuron, berdifusi melintasi celah sinaps, dan berkaitan dengan reseptor pada dendrit, antara dendrit dan badan sel yang berbeda, atau antara akson dan terminal akson. Sel yang melepaskan neurotransmiter disebut neuron prasinaps. Neuron yang melengkapi sinaps disebut neuron pascasinaps.

Banyak neurotransmiter digunakan di sistem saraf. Kebanyakan neurotransmiter disintesis di badan sel dan di salurkan melalui akson ke terminal akson. Karena neurotransmiter dilepaskan dari neuron prasinaps, transmisi sinaptik biasanya terjadi dalam satu arah, dari neuron prasinaps ke neuron pascasinapas. Agar beerespon terhadap neurotransmiter tententu, sel pascasinaps harus memiliki reseptor spesifik untuk neurotransmiter tersebut di membrane selnya.

Kebanyakan neuron melepaskan satu neurotransmiter walaupun beberapa neuron dapat juga melepaskan kontrasmiter. Sering kali, kontrasmiter, yang disebut dengan neuromodulator, adalah tipe zat kimia yang sedikit berbeda dibandingkan neurotransmiter. Neuromedulator biasanya membutuhkan waktu lebih lama untuk bekerja dibandingkan neurotransmiter dan dapat berfungsi untuk meningkatkan atau mengurangi transkripsi DNA dan sintesis protein. Neuromodulator sering mempengaruhi respon sel pascasinaps terhadap neurotransmiter, dan berkaitan dengan fungsi jangka panjang seperti belajar, mood, dan perkembangan.

Beberapa neurotransmiter (misalnya, asetilkolin dan norepineprin) dapat merangsang atau menghambat sel pascasinaps. Akan tetapi, neurotransmiter sering kali memiliki efek yang sama (eksitasi atau inhibisi) pada semua sel yang diikatnya. Contoh neurotransmiter inhibisi adalah GABA, glisin, nitrogen monoksida, dan biasanya dopamin.

Pemisahan muatan listrik yang melintasi setiap struktur membentuk potensial listrik. Sel saraf, seperti semua sel, memiliki pemisahan muatan listrik yang melintasi membran selnya seperti bagian dalam sel mengalami polarisasasi (muatan) negatif dibandingakan dengan bagian luar. Pemisahan muatan yang melintasi sel disebut potensial membran. Potensial membran disebabkan oleh keseimbangan antara gradien konsentrasi dan gradien listrik yang ada disepanjang membran sel dan mendorong pergerakan ion. Gradien ini secara tidak merata mendistribusikan ion bermuatan listrik di dalam dan di luar sel sehingga terbentuk potensial membran.

 Potensial aksi adalah perubahan yang cepat pada potensial membran suatu neuron atau sel otot. Potensial aksi terjadi apabila depolarisasi cukup besar untuk menyebabkan membukanya gerbang (pintu) natrium peka-voltase pada sel, yang terdapat disepanjang membran. Setelah pintu tersebut terbuka, ion natrium menyerbu ke dalam sel. Masuknya ion natrium secara cepat menyebabkan muatan di dalam sel dengan cepat menjadi lebih positif, yang mencapai sekitar + 30 mV di sel saraf. Ketika sel menjadi lebih positif, pintu natrium mulai menutup dengan cepat. Pada saat ini pintu kalium, yang juga dipengaruhi oleh perubahan potensial membran, terbuka, yang memungkinkan ion kalium menyerbu keluar sel. Keluarnya ion kalium menyebabkan sel kembali bermuatan negative di bagian dalamnya. Pada sel otot, potensial aksi juga membuka pintu kalsium. Potensial aksi adalah keadaan aktif dan sementara pada depolarisasi sel yang dramatis (Elizabeth J. Corwin, 2009: 207-215) .

Sistem persarafan terdiri atas otak, medulla spinalis, dan saraf parifer.

1)    Otak

Otak dibagi menjadi tiga bagian besar, yaitu serebrum, batang otak serebellum. Batang otak dilindungi oleh tulang tengkorak dari cidera. Empat tulang yang berhubungan membentuk tulang tengkorak, yaitu tulang frontal, parietal, temporal dan oksipital. Dasar tengkorak terdiri atas tiga bagian fosa (fossa), yaitu bagian fosa anterior (berisi lobus frontal serebral bagian hemisfer), bagian fosa tengah (berisi lobus parietal, temporal, dan oksipital) dan bagian fosa posterior (berisi batang otak dan medulla).

Bagian bawah tengkorak dan medulla spinalis ditutupi oleh tiga membrane atau meningen. Komposisi meningen berupa jaringan serabut penghubung yang melindungi, mendukung, dan memelihara otak. Meningen terdiri atas dura meter, arakhnoid (arachnoid), dan pia meter. Dura meter adalah lapisan paling luar yang menutupi otak dan medulla spinalis. Dura meter merupakan serabut berwarna abu-abu yang bersifat liat, tebal, dan tidak elastis. Arakhnoid merupakan membran bagian tengah yang tipis dan lembut yang menyerupai sarang laba-laba. Mebran ini berwarna putih karena tidak dialiri aliran darah. Pia meter adalah membran yang paling dalam berupa dinding tipis dan transparan yang menutupi otak dan meluas ke setiap lapisan daerah otak.

a)    Serebrum (Cerebrum)

Serebrum adalah bagian terbesar dari otak yang terdiri atas dua hemisfer serebri (hemisphere cerebri) dan dihubungkan oleh masa substansia alba yang disebut korpus kalosum dan empat lobus, yaitu lobus frontal (terletak di depan sulkus pusat ), lobus parietal (terletak di bawah sulkus parieto-oksipital), dan lobus temporal (terletak di bawah sulkus lateral). Hamisfer dipisahkan oleh sutu celah dalam yaitu fisura longitudinalis serebri, di mana kedalamnya terjulur falx cerebri.

Lapisan permukaan hemisfer disebut korteks, disusun oleh substansia grisea. Substansia grisea terdapat pada bagian luar dinding serebrum bagian dalam. Sebagian besar hemisfer serebri (telensefalon) berisi jaringan sistem saraf pusat (SSP). Bagian inilah yang mengontrol fungsi motorik tertingg, yaitu individu dan intelegensi.

Korpus kalosum adalah kumpulan serat-serat saraf tepi. Korpus kalosum menghubungkan kedua hemisfer otak dan bertanggung jawab dalam transmisi informasi dari salah satu sisi otak ke bagian lain. diensefalon merupakan fosa bagian tengah otak yang terdiri atas thalamus di kiri dan kanan ventrikulus tertius, hipotalamus di ventral, dan kelenjar hipofisis.

b)    Batang otak

Batang otak terletak pada fosa anterior. Batang otak terdiri atas mesenfalon, pons, da medulla oblongata. Otak tengah (midbrain) atau mesenfalon adalah bagian sempit otak yang melewati incisura tertorii yang menghubungkan pons dan serebellum dengan hemisfer serebrum. bagian ini terdiri atas jalur sensorik dan motorik serta sebagai pusat pendengaran dan penglihatan. Pons terletak di depan serebelum, di antara mesenfalon dan medulla oblongata dan merupakan jembatan antatra dua bagian sereblum, serta antara medulla dan serebrum. Pons terdiri dari jaras sensorik dan motorik.

Medulla oblongata meneruskan serabut-serabut motorik dari medulla spinalis ke otak. Medulla oblongata berbentuk kerucut yang menghubungkan pons dengan medulla spinalis. Serabut-serabut motorik menyilang pada daerah ini. Pons juga berisi pusat-pusat penting dalam mengontrol jantung, pernapasan, dan tekanan darah serta sebagai inti saraf otak ke-5 sampai ke-8 (Fransisca B. Batticaca, 2008: 2-8).

c)    Serebelum

Serebelum berada di otak belakang sebelah posterior batang otak. Serebelum membantu mempertahankan keseimbangan dan bertanggung jawab untuk respon otot rangka halus sehingga menghasilkan gerakan volunter yang baik dan terarah. Serebelum mengontrol gerakan cepat dan berulang yang diperlukan untuk aktivitas seperti mengetik, bermain piano, dan mengendarai sepeda (Elizabeth J. Corwin, 222-223).

2)    Medulla spinalis

Medulla spinalis dan batang otak membentuk struktur kontinu yang keluar dari hemisfer serebral dan bertugas sebagai penghubung otak dan saraf parifer. Panjangnya rata-rata 45 cm dan menipis pada jari-jari. Medulla spinalis yang memanjang dari foramen magnum di dasar tengkorak sampai bagian atas lumbal kedua adalah akar saraf. Akar saraf yang memanjang melebihi konus dan menyerupai ekor kuda disebut kauda equine.medula spinalis tersusun dari 33 segmen servikal, 12 segmen torakal, 5 segmen lumbal, 5 segmen sacral, dan 5 segmen kogsigeus. Medulla spinalis mempunyai 31 pasang saraf spinal, masing-masing segmen mempunyai satu percabangan untuk setiap sisi. Medulla spinalis terdiri ats substansia grisea dan substansia alba pada bagian internal. Pada medulla spinalis, substansia grisea berada di bagian tengah, sedangkan substansia laba mengelilingi substansia grasiea (Fransisca B. Batticaca, 2008: 11-12).

3)    Saraf parifer atau tepi

Sistem saraf parifer terdiri atas saraf yang berjalan antara otak atau medulla spinalis dan bagian tubuh lainnya. Terdapat 12 pasang saraf yang berjalan ke dan dari otak dan 31 paang yang berjalan ked an dari medulla spinalis. Sistem saraf parifer dapat dibagi menjadi bagian aferen dan eferen. Serabut aferen dan eferen berjalan bersama dalam arah yang berlawanan di semua saraf spinal dan sebagian besar saraf cranial. Beberapa saraf cranial hanya membawa informasi aferen. Neuron aferen menyampaikan informasi ke sistem saraf pusat dari semua organ sensorik, reseptor tekanan dan volume, reseptor suhu, reseptor regangan dan reseptor nyeri. Neuron eferen menyampaikan stimulasi saraf ke otot dan kelenjar. Neuron eferen termasuk dalam sistem saraf otonom atau sistem saraf otonom atau sistem saraf atau sistem saraf somatik.

Serabut saraf otonom meninggalkan medulla spinalis dan mempersarafi otot polos dan otot jantung serta kelenjar endokrin dan kelenjar eksokrin. Serabut saraf otonom dianggap involunter karena ada sedikit kontrol yang disadari terhadap fungsinya. Dua bagian sistem saraf ototnom, bagian simpatis dan parasimpatis. Saraf simpatis dan parasimpatis mempersarafi banyak organ yang sama, tetapi biasanya menimbulakan respon yang berlawanan. Badan sel neuron tersebut terdapat di otak atau medulla spinalis. Pada kedua bagian sistem otonom, dua serabut saraf berperan pada jaras eferen.

a.    Sistem saraf simpatis

Serabut pertama pada saraf simpatis yang disebut serabut praganglion, keluar dari region thoraks atau lumbal pada spina. Segera setelah keluar dari spina, serabut praganglion bersatu dengan serabut praganglion lain untuk membentuk ganglion otonom. Di titik ini serabut paraganglion bersinaps pada serabut saraf  kedua dari sistem ini, serabut pascaganglion, dan melepaskan asetilkolin yang menyebabkan serabut  pascaganglion mencetuskan potensial aksi. Dari ganglion otonom serabut pascaganglion berjalan ke organ targetnya, otot atau kelenjar. Serabut pascaganglion  simpatis biasanya melepaskan neurotransmiter norepinefrin. Reseptor organ target untuk norepinefrin disebut reseptor adrenergik.  

b.    Sistem saraf parasimpatis

Serabut sistem saraf  parasimpatis keluar dari otak dalam saraf  cranial atau  keluar dari medulla spinalis dari daerah sacral. Serabut praganglion sistem saraf parasimpatis biasanya panjang dan berjalan ke ganglion otonom yang terletak dekat dengan organ target. Saraf parasimpatis praganglion melepaskan asetilkolin yang kemudian menstimulasi serabut pascaganglion. Serabut pascaganglion parasimpatis kemudian berjalan dengan jarak pendek ke jaringan targetnya, otot atau kelenjar. Saraf  ini juga melepaskan asetilkolin. Reseptor asetilkolin praganglion untuk  seabut simpatis dan parasimpatis disebut reseptor nikotinik. Reseptor asetilkolin pascaganglion disebut reseptor muskarinik. Nama ini berkaitan dengan stimulasi reseptor eksperimental oleh nikotin dan muskarin (racun jamur).

c.    Fungsi saraf simpatis dan parasimpatis

Sistem saraf simpatis mempersarafi jantung, yang menyebabkan peningkatan frekuensi jantung dan kekuatan kontraksi . saraf simpatis mempersarafi semua arteri dan vena yang besar dan kecil, yang menyebabkan konstriksi semua pembuluh darah  kecuali arteriol yang menyuplai otot rangka. Saraf simpatis mensarafi otot polos usus, yang menyebabkan penurunan motilitas, dan otot polos saluran napas, yang menyebabkan relaksasi bronkus dan penurunan sekresi bronkus. Stimulasi simpatis mempengaruhi hati, menstimulasi sekresi kelenjar kringat dan bertanggung jawab untuk ejakulasi selama orgasme pria.

Serabut parasimpatis mempersarafi jantung, yang memperlambat frekuensi jantung, dan mempersarafi usus yang menyebabkan peningkatan motilitas. Saraf parasimpatis mempersarafi otot polos bronkus yang menyebabkan konstriksi jalan napas dan mempersarafi saluran genitourinaria yang menyebabkan ereksi pada pria.

d.    Sisten saraf somatik

Saraf somatik pada sistem saraf perifer terdiri atas neuron motorik eferen yang keluar dari otak atau medulla spinalis dan bersinaps secara langsung pada sel otot rangka. Neuron motorik adalah saraf  besar bermielin yang melepaskan asetilkolin di taut neuromuscular. Asetilkolin berikatan dengan reseptor di daerah tertentu pada sel otot, yang disebut end plate. Peningkatan asetilkolin menyebabkan sel otot mencapai ambang, yang menimbulkan potensial aksi serta menyebabkan terbukanya saluran (pintu) kalsium di membran. Hal ini menyebabkan peningkatan kalsium intrasel dan kontraksi serabut otot rangka. Tidak ada neuron motorik inhibasi (Elizabeth J. Corwin, 227-228).