ABSTRAK

Sistem saraf adalah suatu sistem tubuh yang merupakan adaptasi tubuh terhadap rangsangan

yang diterima dari luar tubuh. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui fisiologi sistem

saraf pada katak. Penelitian ini dilaksanakan pada hari Senin, 6 Desember 2010 yang

bertempat di Laboratorium Fisiologi FMIPA UNJ. Pada pengamatan gerak refleks pada katak

diperoleh hasil yakni medulla spinalis merupakan pusat gerak refleks katak, karena saat

medulla spinalis dirusak maka katak tidak dapat memberikan respon terhadap rangsangan

yang diberikan. Sedangkan pada pengamatan biolistrik pada katak diperoleh hasil berupa arus

listrik yang dapat menghasilkan potensial aksi yang kemudian berakibat pada respon terhadap

impuls. Ketika saraf diblokir dengan menggunakan alkohol 70% maka alkohol berdifusi

kedalam akson saraf dan bercampur dengan cairan intraseluler didalam sel saraf yang

mengandung ion – ion negatif- positif dan mengganggu proses perambatan sehingga impuls

yang merambat dalam akson harus “bekerja keras” untuk melewatinya.

Kata Kunci : Biolistrik, Gerak Refleks, Katak, Medula Spinalis, Saraf

A. PENDAHULUAN

Pemberian nama otot rangka disebabkan karena otot ini menempel pada system

rangka (Seeley, 2002). Berdasarkan Tobin (2005), otot terdiri atas bundel-bundel sel otot.

Setiap bundel berada di dalam lembaran jaringan ikat yang membawa pembuluh darah dan

saraf yang mensuplai kebutuhan otot tersebut. Di setiap ujung otot, lapisan luar dan dalam

dari jaringan ikat bersatu menjadi tendon yang biasanya menempel pada tulang.

Otot rangka memiliki empat karakteristik fungsional sebagai berikut:

1. kontraktilitas; kemampuan untuk memendek karena adanya gaya

2. eksitabilitas; kapasitas otot untuk merespon sebuah rangsang

3. ekstensibilitas; kemampuan otot untuk memanjang

4. elastisitas; kemampuan otot untuk kembali ke panjang normal setelah mengalami

pemanjangan. (Seeley, 2002). Reflek gerak pada ektremitas (tungkai) berpusat di sumsum

tulang belakang. Jalannya impuls pada gerak reflek menurut Bell dan Magendie adalah :

reseptor–saraf sensoris (melalui lengkung dorsal)–medulla spinalis–saraf motoris (melalui

lengkung ventral)–efektor.

Potensial aksi merupakan depolarisasi dan repolarisasi membran sel yang terjadi

secara cepat (Seeley, 2002). Pada sel otot (serabut-serabut otot), potensial aksi menyebabkan

otot berkontraksi (Seeley, 2002). Berdasarkan Campbell (2004), sebuah potensial aksi

tunggal akan menghasilkan peningkatan tegangan otot yang berlangsung sekitar 100 milidetik

atau kurang yang disebut sebuah kontraksi tunggal. Jika potensial aksi kedua tiba sebelum

respon terhadap potensial aksi pertama selesai, tegangan tersebut akan menjumlahkan dan

menghasilkan respon yang lebih besar. Jika otot menerima suatu rentetan potensial aksi yang

saling tumpang tindih, maka akan terjadi sumasi yang lebih besar lagi dengan tingkat

tegangan yang bergantung pada laju perangsangan. Jika laju perangsangan cukup cepat,

sentakan tersebut akan lepas menjadi kontraksi yang halus dan bertahan lama yang disebut

tetanus.

Pada saat sel saraf dalam keadaan istirahat (reseptor tidak dirangsang), membran sel

dalam keadaan impermeable terhadap ion. Jika sel saraf dirangsang, maka saluran ion akan

terbuka. Ion natrium akan masuk ke dalam sel dan ion kalium bersama ion Cl akan keluar

dari dalam sel. Muatan ion di dalam sel menjadi lebih positif dan muatan ion di dalam sel

menjadi lebih negatif. Keadaan ini disebut depolarisasi. Membran sel dalam keadaan

permeable terhadap ion. Perjalanan impuls saraf dapat diblokir oleh rangsang dingin, panas,

atau tekanan pada serabut saraf. Pemblokiran yang sempurna dicapai dengan memberikan zat

anastetik.

B. METODOLOGI PENELITIAN

Penelitian ini dilaksanakan pada hari selasa, tanggal 1 Desember 2015 di laboratorium

fisiologi FMIPA UNJ. Alat-alat yang digunakan antara lain : papan bedah, pinset, jarum, tali,

batre (kotak), kabel dengan ukuran kecil, Bahan-bahan yang digunakan antara lain : cuka,

ringer,air ledeng, alkohol 70 %, dan katak.

• Pengamatan Gerak Refleks Pada katak

- Melihat sikap katak ketika katak dalam keadaan terlentang, dicubit dengan pinset,

mencelup kaki kanan di air cuka dan air ledeng.

- Menusuk otak katak bagian depan dengan jarum pentul

- Melihat sikap katak ketika katak dalam keadaan, terlentang, dicubit dengan pinset,

mencelup kaki kanan di air cuka dan air ledeng.

- Bedah katak dan keluarkan seluruh organ katak sehingga terlihat tulang belakang

katak dan sumsum tulangnya

- Memberi perangsangan listrik dengan menghubungkan pada kutub positif dan negatif

baterai pada dua saraf yang berbeda, yaitu saraf tungkai depan dan tungkai belakang.

Mengamati apa yang teradi dan catat hasilnya

- Kemudian melakukan pemblokiran pada serabut saraf dengan memberikan alkohol

70%. Amati apa ang terjadi dan catat hasilnya

I HASIL GERAK REFLEKS PADA KATAK

Sikap Tubuh Katak Normal Spinal

Terlentang Membalikkan

tubuh secara

cepat

Berusaha membalikkan

badan, tetapi gerakan

sangat lambat

Cubit kaki dengan

pinset

Terkejut,

menggerakkan

kaki, segera

Respon sangat lambat

melompat

Celup kaki kanan di

air asam / cuka

Menolak, kaki

naik secara

cepat

Kaki naik ke atas /

menolak secara lambat

Celup kaki kiri di

air ledeng/ aquades

Kaki

menyelam di

dalam air

Kaki ikut menyelam ke

dalam air

II Hasil biolistrik

A. Kecepatan impuls di Saraf perut

Aliran listrik saja Aliran listrik saja Alkohol 70%

0,51 detik 0,37 detik 0,41 detik

B. Kecepatan impuls di saraf paha

Aliran listrik saja Aliran listrik saja Alkohol 70%

0,46 detik 0,17detik 0,21 detik

PEMBAHASAN

1. GERAK REFLEKS PADA KATAK

a. Posisi tubuh

Dalam keadaan normal, sebelum otak katak dan sumsum tulang belakang

dirusak posisi katak yang tertelungkup, menunjukkan posisi tubuh katak dengan

kepala yang tegak, posisi tubuh sempurna dan terkadang melompat-lompat. Pada

saat tubuh di balikkan atau dalam posisi terlentang, katak segera membalikkan

tubuhnya dengan cepat. Hal ini terjadi karena, katak mash dalam keadaan normal

yaitu masih memiliki alat keseimbangan dan sumsum tulang belakang. Pada

perlakuan kedua setelah otak katak dirusak dengan cara ditusuk, posisi tubuh

katak menelungkup dengan posisi kepala menunduk ke bawah dan badan

berputar-putar dengan posisi perut yang menempel ke bawah. Ketika tubuh katak

dibalikkan atau dalam posisi terlentang, katak berusaha membalikkan tubuhnya,

namun gerakannya lambat. Hal ini terjadi, karena telah terputusnya hubungan

antara labirin (sebagai alat keseimbangan) dan sunsum tulang belakang, sehingga

reflek koreksi sikap sudah hilang (Central Nervous System) hanya tinggal medulla

spinalisnya saja. Pada perlakuan ketiga, medulla spinalis katak dirusak,

menunjukkan posisi tubuh katak menjadi menelungkup dengan berbaring lemah

diatas papan bedah, dengan posisi kepala menunduk ke bawah, dan badan/ perut

menempel di atas papan bedah. Saat dibalikkan atau dalam posisi terlentang,

katak tidak melakukan reaksi apapun. Hal ini terjadi karena, katak sudah benar-

benar tidak memiliki sistem saraf pusat, sehingga katak sudah tidak dapat

mengkoordinasikan tubuhnya lagi (Sherwood, 2001).

b. Refleks saat dicubit dengan pinset secara pelan

Dalam keadaan normal, sebelum otak dan sumsum tulang belakang dirusak,

reaksi katak saat tungkai belakangnya dicubit perlahan dengan pinset, terjadi gerak

refleks sangat cepat atau terkejut, dan melompat untuk menghindari cubitan. Hal ini

terjadi karena katak masih memiliki alat keseimbangan dan sumsum tulang belakang,

sehingga katak masih dapat melakukan gerak refleks. Pada perlakuan kedua setelah

otak katak dirusak dengan cara ditusuk, reaksi katak saat dicubit tungkai belakangnya

secara perlahan dengan menggunakan pinset yaitu terjadi gerak refleks secara lambat.

Hal ini dikarenakan pusat gerak refleks adalah medulla spinalis bukan otak, jadi katak

masih bisa melakukan gerak refleks. Pada perlakuan ketiga, medulla spinalis katak

juga dirusak. Saat dicubit perlahan katak tidak menimbulkan refleks apapun. Medulla

spinalis yang telah mati membuat katak tidak dapat memberikan gerak respon karena

koordinasinya sudah terputus. Refleks merupakan respon bawah sadar terhadap

adanya suatu stimulus internal ataupun eksternal untuk mempertahankan keadaan

seimbang dari tubuh. Jalannya impuls pada gerak refleks menurut Bell dan Magendie

adalah: reseptor – saraf sensoris (melalui lengkung dorsal) – medulla spinalis – saraf

motoris (melalui lengkung ventral) – efektor (Sherwood, 2001).

c. Refleks saat diberi larutan asam cuka

Dalam keadaan normal, sebelum otak dan sumsum tulang belakang dirusak,

saat kaki kanan katak dicelupkan ke dalam air asam/ cuka, terjadi refleks kaki katak

menolak ketika tersentuh air tersebut, dan pergerakan kaki katak naik ke atas sangat

cepat. Hal ini disebabkan karena, katak masih memiliki alat keseimbangan dan

sumsum tulang belakang sebagai pusat saraf, sehingga terjadi refleks yang sangat

cepat. Pada percobaan kedua, setelah bagian otak katak dirusak sehingga hanya

mempunyai sumsum tulang belakang sebagai pusat saraf. Kemudian kaki kanan

katak dicelupkan ke dalam larutan asam cuka, maka terjadi reflek pada katak dengan

menimbulkan tanggapan berupa gerakan kaki secara lambat. Hal ini menunjukkan

bahwa katak tersebut mengalami gerak reflek yang berpusat di sumsum tulang

belakang, sehingga walaupun otak katak telah dirusak, tetapi, katak tersebut masih

dapat melakukan gerak reflek. Jalannya impuls pada gerak reflek menurut Bell dan

Magendie adalah: reseptor - saraf sensoris (melalui lengkung dorsal) – medulla

spinalis (sumsum tulang belakang) – saraf motoris (melalui lengkung ventral) –

efektor. Saraf-saraf spinalis berkaitan dengan tiap-tiap sisi korda spinalis melalui akar

dorsal dan akar ventral . Serat-serat aferen membawa sinyal datang masuk ke korda

spinalis melalui akar dorsal sedangkan serat-serat eferen membawa sinyal

meninggalkan korda melalui akar ventral. Akar ventral dan dorsal di setiap tingkat

menyatu membentuk sebuah saraf spinalis yang keluar dari kolumna vertebralis .

Refleks pada katak yang dicelupkan ke dalam larutan asam cuka lebih cepat dari

rangsangan yang lain karena pada rangsangan cubit dan jepit keras bersifat

rangsangan lokal sehingga hanya sel saraf perifer saja yang dirangsang. Sedangkan

rangsangan pada larutan cuka bersifat difusi dan mengenai seluruh bagian tubuh katak

tersebut sehingga menimbulkan kontraksi dari otot rangka. Larutan asam cuka dalam

air merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion H+

dan CH3COO-. Asam cuka encer (CH3COOH) menginduksi mitokondria yang

terdapat di otot rangka untuk menghasilkan Ca2+. Peningkatan konsentrasi Ca2+ di

otot rangka digunakan untuk kontraksi otot polos. Pada percobaan ketiga dimana

medulla spinalisnya dirusak dan kemudian diberi perlakuan dengan mencelupkan kaki

kanan katak ke dalam larutan asam cuka, maka katak tersebut tidak merespon. Hal ini

terjadi karena medulla spinalis yang merupakan pusat saraf juga telah dirusak maka

secara langsung tidak akan terjadi gerakan reflek. Rusaknya medulla spinalis

menyebabkan impuls terhambat karena seluruh sarafnya yang seharusnya dapat

menghantarkan impuls telah rusak (Sherwood, 2001).

d. Refleks saat diberi air ledeng

Dalam kedaan normal, sebelum otak dan sumsum tulang belakang katak

dirusak, dan kaki kiri katak dicelupkan ke dalam air ledeng, kaki katak tidak

melakukan gerak refleks untuk menghindari air atau kaki ikut menyelam di dalam air

ledeng. Sedangkan pada percobaan kedua, setelah otak katak dirusak, sehingga hanya

memiliki sumsum tulang belakang sebagai pusat saraf, tidak terjadi gerak refleks pada

kaki katak seperti di air cuka atau kaki katak ikut menyelam di dalam air ledeng. Dan

pada percobaan ketiga, setelah medulla spinalis katak juga dirusak dan kaki kiri katak

dicelupkan kedalam air ledeng, katak tersebut tidak memberi respon atau katak sudah

mati. Hal ini terjadi, karena medulla spinalis yang merupakan pusat saraf juga telah

rusak maka secara langsung tidak akan terjadi gerakan reflek yang menyebabkan

impuls terhambat karena, seluruh sarafnya yang seharusnya dapat menghantarkan

impuls telah rusak dan koordinasinya telah terputus (Sherwood, 2001).

2. Hasil biolistrik

Berdasarkan hasil percobaan diperoleh data bahwa saat bagian positif (+) dan negatif

(-) baterai disentuhkan pada Nerve Sciatic / Brachialis tungkai atas dan bawah katak

respon yang ditunjukkan adalah bergerak dengan cepat ke arah dalam dan pada Nerve

gastrocnemius tungkai bawah bergerak ke arah luar. Pergerakan tersebut disebut

sebagai biolistrik, listrik yang dihasilkan adalah bentuk dari reaksi ion positif (kation)

dan ion negatif (anion) dari baterai dan membran di dalam tubuh katak. Menurut Budi

Jatmiko (2004), dua jenis muatan yang menyebabkan adanya arus listrik adalah

muatan positif dan muatan negatif, sedangkan menurut Campbell, (2004), membran

plasma mengandung cairan intraseluler dan ekstraseluler yang mengandung berbagai

zat terlarut yang meliputi beragam zat yang bermuatan listrik (ion), di dalam sel

kation (ion positif) adalah K+ meskipun terdapat Na+ dan juga terdapat anion utama

yakni protein, asam amino, sulfat, fosfat , contohnya adalah Cl- . Pada saat sel saraf

(Nerve Sciatic / Brachialis) dirangsang dengan aliran energi dari baterai saluran ion

akan terbuka dan terjadi depolarisasi dengan melibatkan Na+ , K+ dan Cl- , ion

Natrium akan masuk kedalam sel sedangkan kalium dan klorida akan keluar dari sel,

sehingga muatan ion didalam sel menjadi lebih negatif dan di luar sel menjadi lebih

positif, perbedaan muatan ini akan membentuk potensial aksi dan potensial aksi yang

merambat ini disebut sebagai impuls. Impuls merambat sepanjang akson nerve sciatic

dan brachialis dan impuls tersebut akhirnya tiba pada neurit yang berhubungan

dengan otot, sehingga tungkai atas dan bawah katak bergerak, gerakan ke arah dalam

disebabkan karena adaptasi katak yang bergerak menggunakan tungkai atas dengan

posisi agak kedalam, sehingga respon yang dihasilkanpun demikian. Demikian pada

nerve gastrocnemius, perambatan impuls menuju hanya pada saraf yang mempersarafi

bagian nerve gastrocnemius, sehingga hanya bagian tungkai bawah yang bergerak

sedangkan tungkai atas tidak, arah keluar menunjukkan adaptasi katak yang

menggunakan tungkai bawah untuk meloncat, sehingga saat dirangsang arah

pergerakannya ke arah luar (pergerakan meloncat adalah pergerakan ke arah luar).

Perlakuan selanjutnya adalah pemblokiran dengan alkohol 70%, seluruh pergerakan

pada nerve sciatic, brachialis dan gastrocnemius menjadi lebih lambat (meskipun

kami tidak mengukur tepat berapa waktunya). Saat listrik merangsang potensial

membran kemudian terjadi depolarisasi lalu terjadi potensial aksi, impuls merambat

sepanjang akson nerve tersebut dan berusaha menyampaikan sinyal menuju otot atau

indera yang akan berubah menjadi respon, tetapi karena adanya alkohol, impuls

bergerak menjadi lebih lambat, sehingga penyampaian sinyal menuju efektor menjadi

lebih lambat dan respon yang dihasilkanpun demikian, itu sebabnya pergerakan

tungkai atas dan bawah menjadi lebih lambat dari sebelum diberi alkohol 70%.

Alkohol adalah senyawa kimia yang kurang bersifat polar. Alkohol yang berdifusi

kedalam akson saraf akan bercampur dengan cairan intraseluler didalam sel saraf

yang mengandung ion – ion negatif- positif dan mengganggu proses perambatan

sehingga impuls yang merambat dalam akson harus “bekerja keras” untuk

melewatinya.

A. KESIMPULAN

1. Pusat gerak refleks pada katak adalah medulla spinalis.

2. Saat medulla spinalis dirusak, katak tidak dapat lagi merespon rangsangan yang

diberikan karena tidak ada lagi pusat gerak refleks.

3. Arus listrik dapat menghasilkan potensial aksi pada saraf sehingga terjadi depolarisasi

ion-ion dan menyebabkan katak merespon impuls dari arus listrik tersebut.

Blokir alkohol 70% terhadap saraf katak dapat memperlambat penghantaran impuls

akibat sifat alkohol yang kurang polar yang kemudian berdifusi ke dalam akson saraf

dan bercampur dengan cairan intraseluler di dalam sel saraf.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, Neil A., Jane B. Reece dan Lawrence G. Mitchell. 2004. Biologi Edisi

Kelima Jilid 3. Jakarta:Penerbit Erlangga.

Ganong, W. F. 2008. Fisiologi Kedokteran. Jakarta: EGC.

Guyton and Hall. 2002. Fisiologi Kedokteran. Jakarta : EGC Penerbit Buku

Kedokteran

Jatmiko, Budi. 2004. Listrik Statis. Modul Pembelajaran Fisika. Jakarta: Depdiknas

Sherwood, Lauralee. 2001. Fisiologi Manusia: dari Sel ke Sistem. Jakarta: EGC.

Seeley, R.R., T.D. Stephens, P. Tate. 2003. Essentials of Anatomy and Physiology

fourth edition. McGraw-Hill Companies.

Soewolo, dkk. 2005. Fisiologi Manusia. Malang:Universitas Malang Press.