BIOKIMIA SISTEM SARAFOLEHdr. Juliantina M.R.

POKOK BAHASAN

Kepentingan Glukosa bagi jaringan otakPeranan asam glutamat dalam jaringan otak

Apa itu Biokimia? Definisi:Websters dictionary: Bios = Yunani, artinya hidup Kimia mahluk hidup; Kimia yang terjadi dan menjadi ciri kehidupan.WebNet dictionary: Biokimia adalah kimia dari bahan-bahan dan proses-proses yang terjadi dalam tubuh mahluk hidup; sebagai upaya untuk memahami proses kehidupan dari sisi kimia.

Apa itu biokimia?Pemahaman bentuk dan fungsi biologis dari sudut pandang kimiaBertujuan untuk memahami interaksi molekul-molekul tak hidup yang menghasilkan fenomena kompleks dan efisien yang menjadi ciri-ciri kehidupan serta menjelaskan keseragaman kimia dari kehidupan yang beragam.

Sistem Saraf1. Sistem saraf pusat (central nervous system = CNS)2. Sistem saraf perifer (peripheral nervous system = PNS)

Sistem saraf adalah pemula kegiatan otot tubuh & pengatur fungsi mental dan fisik Sistem saraf bekerja berdasarkan impuls elektrokimia

Susunan Sistem Syaraf Pada Manusia

Gambar 1: Susunan Sistem Syaraf pada Manusia, terdiri atas 2 kelompok yaitu SSP dan SST

SISTEM SARAFTermasuk sistem pengendaliMerupakan rangkaian organ yang kompleks membentuk sistem terdiri dari jaringan saraf. Jaringan saraf tersebar di seluruh jaringan tubuh.Sistem informasi yang terintegrasi, berfungsi menerima data, mengolahnya, menentukan respon dan memberi perintah ke setiap organ tubuh untuk melakukan tindakan yang penting demi keadaan homeostasis

Homeostasis : Pengaturan ketenangan internal dan pemelihara-an kondisi dalam tubuh meskipun terjadi perubahan pada lingkungan sekitarnya.

FUNGSI SISTEM SARAF Fungsi kewaspadaan Membantu mengetahui perubahan-perubahan yang terjadi di sekitar untuk disampaikan ke alat indera. Pada alat indera terdapat saraf sensorik yang befungsi khusus sebagai penginput dataFungsi intergrasi Menerima pesan (input data) sensorik dari lingkungan luar, interpretasi oleh CNS, mengatur informasi dan mengintegrasikan dengan informasi yang telah ada untuk menentukan jenis respon yang akan diberikanFungsi koordinasi Setelah dari otak informasi yang sudah terintegrasi untuk mengirimkan pesan/perintah pada otot2 dan kelenjar2, menghasilkan gerak dan sekresi terorganisasi

SEL-SEL SISTEM PERSYARAFANSistem persarafan dibangun oleh dua jenis sel yaitu :NeuronNeuroglia

NeuronNeuron pada umumnya tidak bermitosis dan mempunyai karakteristik yaitu :Excitability yaitu kemampuan menerima impulsConductivity yaitu kemampuan mentransmisi impuls ke bagian-bagian sel.Kemampuan mempengaruhi neuron, sel otot dan sel-sel kelenjar.

Neuron terdiri dari cell body, axon, terminal akson dan beberapa dendrit.

NeurogliaDisebut juga sel glia yang memberikan dukungan, nutrisi dan melindungi neuron.Jenis sel-sel glia yaitu oligodendroglia, astrosit, sel ependymal dan mikroglia yang masing-masing mempunyai fungsi spesifik.

Sinaps And Junctional TransmissionSinaps adalah struktur yang terdapat diantara neuron. Impuls ditransmisi dari neuron ke neuron lain dan pada organ tubuh yang berhubungan. Sinaps adalah titik pertautan antara dua neuron.Neurotransmitter adalah agen kimiawi yang berperan dalam mentransmisi impuls melalui sinaps.

Neurotransmitter yang bersifat eksitasi adalah acetylcholine, norepinephrine, dopamine, glutamate dan histamine. Sedangkan neurotransmitter yang pada umummnya menginhibisi adalah gamma aminobutyric acid (GABA) pada jaringan otak dan glycine pada medula spinalis. Serotonin menghambat dan mengontrol tidur, lapar dan mempengaruhi kesadaran.

Sinar matahari

klorofil

6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2karbohidrat

Dalam proses metabolisme, glukosa merupakan bentuk karbohidrat yang beredar di dalam tubuh dan di dalam sel merupakan sumber energi.Peranan utama karbohidrat di dalam tubuh adalah menyediakan glukosa bagi sel-sel tubuh energi. Glukosa memegang peranan sentral dalam metabolisme karbohidrat. Jaringan tertentu hanya memperoleh energi dari karbohidrat seperti eritrosit serta sebagian besar otak dan sistem saraf.

. Otak bergantung pada pasokan darah konstan untuk penyampaian O2 dan glukosa karena otak tidak dapat menghasilkan ATP apabila kedua zat tersebut tidak tersedia.

Monosakarida Karbohidrat yang paling sederhana (simple sugar), oleh karena tidak bisa lagi dihidrolisa. glukosa, fruktosa dan galaktosa.

Disakarida Merupakan gabungan antara 2 (dua) monosakarida, pada bahan makanan disakarida terdapat 3 jenis yaitu sukrosa, maltosa dan laktosa. Polisakarida Merupakan senyawa karbohidrat kompleks, dapat mengandung lebih dari 60.000 molekul monosakarida yang tersusun membentuk rantai lurus ataupun bercabang. Polisakarida rasanya tawar (tidak manis)

Sejatinya, otak menggunakan glukosa sebagai bahan bakar utama, tetapi tidak memiliki sistem penyimpanan untuk digunakan di masa depan. Sel syaraf juga menggunakan glukosa untuk energi; jika mereka tidak dapat menemukan glukosa, maka sel syaraf tidak dapat bekerja dengan optimal.

Neurotransmiter Suatu senyawa kimia endogen yang menyampaikan, memperkuat, memodulasi sinyal antara neuron dengan sel lainnya Berada pada vesikel sinaps yang berkelompok di bawah membran presinaps dari sinaps & dilepaskan ke celah sinaps yang berikatan dg reseptor di bagian pascasinaps Pelepasannya biasanya diikuti dg sampainya potensial aksi pada sinaps

Neurotransmiter Ujung saraf mensintesis neurotransmiter khas u/ neuron ybs disimpan dalam vesikelPada saat potensial aksi terjadi, ion Ca2+ ekstrasel ke akson neurotransmiter dibebaskan ke celah sinapsisNeurotransmiter berdifusi mengaktifkan reseptor neurotransmiter pd membran pascasinaps sel yang berkontak

Neurotransmiter pada SS OtonomNeurotransmiter neuron simpatik praganglionik : asetilkolin (Ach) menstimulasi potensial aksi neuron pascaganglionik Neurotransmiter yang dilepaskan oleh neuron simpatik pascaganglionik : noradrenalin/norepinefrin Neurotransmiter pada seluruh neuron praganglionik dan sebagian besar neuron pascaganglionik parasimpatik asetilkolin (ACh)

Pengaruh glutamat pada jaringan otak

Glutamat diproduksi di dalam tubuh manusia dan mempunyai peranan pentng di dalam proses metabolisme. Secara alami glutamat ditemukan di otot, otak, ginjal, hati dan organ-organ lainnya termasuk juga di dalam jaringanglutamat termasuk non-essential amino acid, yang berarti bahwa tubuh kita dapat memproduksi glutamate dari sumber protein yang lain, jika memang diperlukan tubuh memproduksi sendiri glutamate

Asam amino (komponen kecil "protein") berperan penting terhadap pertumbuhan otak, diamtaranya adalah L-glutamat, L-tryptophan, L-tyrosin dan L-phenilalanin

L-glutamat berada hampir di seluruh sektor pada sistem saraf sentral dan bagian otak. Apabila kadar L-glutamat pada otak menurun, semangat dan daya tahan "tubuh" akan menurun pula.

L-tryptophan dan L-tyrosin merupakan dua jenis asam amino yang saling bersaingan untuk mengendalikan aktivitas otakasam amino dengan bantuan vitamin lain akan diubah menjadi zat-zat yang dibutuhkan dopamine dan nerephrin (neurotransmitter utama yang membantu untuk mencapai efisiensi otak tertinggi).

Asam glutamat merupakan asam amino neurotransmiter eksitatorial utama di otak, akan menumpuk di ruang ekstraselular dan mengaktivasi pengterapnya. Aktivasi pencerap glutamat akan mempengaruhi konsentrasi ion intraselular, terutama ion Na+ dan Ca2+

Peningkatan influx ion Na+ dapat membuat sel menjadi cedera pada awal mula terjadinya iskemianamun riset menunjukkan bahwa sebagian besar kerusakan sel yang ditimbulkan oleh toksisitas asam glutamat saat terjadi iskemia lebih disebabkan oleh peningkatan berlebih influx ion kalsium intraselular yang kemudian menimbulkan efek toksik.

Asam glutamat dan gamma-asam aminobutrat mempengaruhi transmisi signal didalam otakAsam glutamat meningkatkan transmisi signal dalam otak, sementara gamma-asam aminobutrat menurunkannyamengkonsumsi MSG berlebihan pada beberapa individu dapat merusak kesetimbangan antara peningkatan dan penurunan transmisi signal dalam otak

Konsentrasi glutamat pada jaringan otak sebesar 10 mm, sebagian besar di Synaptic Vesicles. Glutamat endogen ataupun berasal dari eksogen dalam konsentrasi besar merupakan neurotoxin untuk sistim saraf pusat dan ini telah dibuktikan secara histologi oleh Headley and Grillner 1990.

TERIMA KASIH

Alat Indera dan Reseptor

Modalitas SensoriReseptorAlat InderaPenglihatanSel batang & kerucutMataPendengaranSel-sel rambutTelinga, organ cortiPenghiduSel olfaktoriusHidungKecapReseptor kecap/papila kecapLidah Percepatan RotasionalSel-sel rambut Telinga (kanalis semisiruler)Percepatan LinierSel-sel rambut Telinga (utrikulus dan sakulus)Raba, tekanUjung-ujung sarafVariasiHangatUjung-ujung sarafVariasiDinginUjung-ujung sarafVariasi

Modalitas SensoriReseptorAlat InderaNyeriUjung saraf telanjang VariasiPosisi sendi dan pergerakan Ujung saraf VariasiPanjang otot Ujung saraf Kumparan ototTegangan ototUjung saraf Organ tendon golgiTekanan darah arteri Ujung saraf Reseptor regang di sinus karotikus dan arkus aorta )Tekanan vena sentral Ujung saraf Reseptor regang di dinding vene-vena besar, atria Pengembangan paru Ujung-ujung sarafReseptor regan di parenkim paru Suhu darah di kepala Saraf dihipothalamusVariasiP02 arteri Sel-sel glomus Badan karotis dan badan aorta

Modalitas SensoriReseptorAlat InderapH CSS Reseptor di permukaan ventral medula oblongata Tekanan osmosis, plasma Sel-sel di OVLT dan mungkin berbagai organ sirkumventrikular di hipotalamus anterior Beda glukosa darah arteriovenosa Sel-sel dihipotalamus (glukostat)

Refleks

Refleks merupakan reaksi organisme terhadap perubahan lingkungan baik didalam maupun diluar organisme yang melibatkan sistem saraf pusat dalam memberikan jawaban (respon) terhadap rangsang reseptor

Unit dasar untuk kegiatan saraf terpadu adalah lengkung refleks. Lengkung refleks terdiri atas alat indera, saraf aferen, satu sinaps atau lebih yang terdapat di pusat integrasi atau diganglion simpatis, saraf eferen, dan efektor.

Kegiatan dilengkung refleks dimulai di reseptor sensorik, berupa potensial reseptor yang besarnya sebanding dengan kuat rangsang. Potensial reseptor membangkitkan potensial aksi yang bersifat gagal atau tuntas di saraf aferen.

Proses Refleks Proses yang terjadi pada refleks tersebut melalui plan yang disebut lengkung refleks, jalan yang dilalui refleks adalah :

ReseptorAferenSaraf PusatEfektorEferen

SSPKomponen utama struktur CNS adalah otak (brain) dan medula spinalis (spinal cord).

Otak (Brain)Otak terdiri dari : Cerebrum (otak besar), Brain stem (batang otak) dan Cerebelum (otak kecil)

Cerebrum (otak besar)struktur cerebrum terbagi menjadi corteks cerebri dan diensephalon (sub cortikal). cerebrum terdiri dari 2 (dua) belahan yang disebut hemispher (kiri dan kanan). Cortex cerebri dibentuk oleh badan sel neuron, serabut saraf yang tidak bermyelin, neuroglia dan pembuluh darah. bertanggung jawab terhadap memori, bicara, persepsi, gerakan voluntary, kesadaran logistik dan emosi.

DiencephalonDiencephalon terdiri dari thalamus, hypothalamus dan epithalamus.Thalamus berfungsi memulai memproses impuls sebelum ke corteks serebri yaitu menseleksi, memproses dan pusat relay.Hypothalamus yang berlokasi dibagian bawah, mengatur temperatur tubuh, metabolisme cairan, nafsu makan, ekspresi emosi, siklus bangun dan tidur serta haus.Epithalamus merupakan bagian dorsal diencephalon termasuk pineal body (merupakan sistem endokrin yang mempengaruhui pertumbuhan dan perkembangan).

Brain stem (batang otak)Brain stem (batang otak) terdiri dari : midbrain (otak tengah), pons dan medulla oblongata.Midbrain berlokasi antara diencephalon dan pons. Merupakan pusat pendengaran dan refleks penglihatan. Juga jalur persarafan antara hemispher otak dengan bagain bawah otak.Pons berlokasi dibawah mid brain, mengandung banyak jalur serabut saraf, juga berfungsi mengontrol pernafasan.Medulla oblongata berlokasi didasar batang otak yang merupakan lanjutan dari bagian atas spinal cord. Ia mengandung banyak jalur serabut saraf. Nuklei dari medulla oblongata memainkan peran penting mengontrol frekuensi jantung, tekanan darah, respirasi dan menelan.

Formasio Retikularis dan Sistem Pengaktivan Retikular

Batang otak mengandung suatu jaringan yang terdiri dari neuron-neuron kecil bercabang-cabang yang disebut formasio retikularis.

Cerebellum (otak kecil)Cerebelum berhubungan dengan midbrain, pons dan medulla oblongata. Dia juga terdiri dari dua hemispher. Berfungsi untuk mengkoordinasi aktifitas otot rangka, mempertahankan keseimbangan tubuh dan mengontrol gerakan.

MeningenCNS dibungkus / dilindungi oleh 3 (tiga) membran jaringan ikat yang disebut Meningen. Meningen ini membentuk bagian dalam tengkorak, melindungi sinus vena dan berisi Cairan cerebrospinal (CSF). Lapisan bagian luar disebut Dura mater. Lapisan tengah disebut Arachnoid mater.Lapisan bagian dalam disebut Pia mater.

Cerebrospinal Fluid (CSF)

Adalah cairan jernih, tidak berwarna dan dihasilkan oleh flexus choroid (kelompok kapiler yang berlokasi dalam ventrikel otak). CSF bersirkulasi dari ventrikel lateral kedalam ventrikel ke-3 pada diencephalon dan melalui midbrain kedalam ventrikel ke-4, sebagian aliran ini kebagian bawah spinal cord, bersirkulasi melalui ruang subarachnoid dan kembali bersatu dengan darah melalui villi arachnoid.

Medula Spinalis (Spinal cord)

Dilindungi oleh 33 ruas tulang belakang : cervical : 7, thoracal : 12, lumbal : 5, sakral : 5 dan 4 ruas yang membentuk koksigis Foramen intervertebra adalah ruangan antara vertebra dimana akar saraf spinal lewat. Intervertebral disk yang berlokasi antara ruas vertebra yang memungkinkan vertebra dapat bergerak. Setiap intervertebral disk terdiri dari kapsul yang tipis yang mengelilingi substansia gelatinosa yang disebut nucleus pulposus. Spinal cord dimulai dari medulla oblongata sampai lumbal pertama.Sebagai jalur komunikasi / pesan ke dan dari otak sebagai pusat refleks.

Akar depan bersifat motorik dan akar belakang bersifat sensorik. Bila terjadi kerusakan pada akar belakang menyebabkan kehilangan sensasi, bila terjadi kerusakan pada akar depan menyebabkan terjadinya kelemahan/paralisis.

Fungsi Medula Spinalis

Pesan diantarkan ke dan dari otak yang disalurkan melalui jalur keatas (jalur sensorik) dan kebawah (jalur motorik). Traktus spinothalamik (sensorik) mengantar sensasi nyeri, temperatur, sentuhan kasar. Jalur posterior yang disebut fasikulus grasilis dan fasikulus cuneatus yang membawa sensai sentuhan halus, posisi dan getaran. Bagian lateral dan anterior dari traktus corticospinal (pyramidal) merupakan jalur desending yang terdiri dari serabut yang berasal dari korteks motorik pada otak dan disalurkan ke batang otak dan turun ke spinal cord. Berfungsi untuk gerakan yang menurut kemauan dan menstimulasi aktifitas otot yang selanjutnya menghambat yang lain. Juga membawa serabut yang berfungsi menghambat tonus otot. Ekstrapyramidal yaitu jalur antara corteks cerebral, basal ganglia, batang otak, spinal cord keluar dari traktus pyramidal. Berperan untuk mempertahankan tonus otot dan gerakan kasar.

TERIMA KASIHSAMPAI JUMPA PADA PERTEMUAN SELANJUTNYA

*