Nervous system

M.AzhariM.Azhari

Introduction

Physiology is the study of the functions of the body, or how the body works

Level of organization in the bodyLevel of organization in the body

various atoms and molecules make up the body

-Cellular level

-Tissue level

-Organ level

-Body system level

-Organism level

HOMEOSTASIS

����homo & statis

Body systems maintain homeostasis, adynamic steady state in the internal environment. (Sherwood L)

keadaan yang konstan dari cairan ekstra selular yang dipertahankan oleh proses Fisiologis yang kompleks dan terpadu, agar sel dapat berfungsi dengan optimal . (Cannon W B)

Misal : apabila suhu cairan interstisial tidak konstan / tinggi, maka

sistem didalam tubuh akan berusaha menormalkannya kekeadaan

semula.

seperti : pembuangan panas melalui urine dan keringat.

Kalau hal ini tidak bisa dilakukan tubuh, maka tubuh dikatakan Kalau hal ini tidak bisa dilakukan tubuh, maka tubuh dikatakan

dalam keadaan sakit ( pathofisiologi ).

Jika semuanya dalam keadaan normal, maka tubuh dikatakan

berada dalam keadaan sehat ( fisiologis ).

Control system

Sistem saraf, bersama sistem endokrin ���� kompleks & terpadumengatur fungsi tubuh ���� keadaan yang fisiologis.

► Sistem saraf mengatur kegiatan tubuh secara cepat, seperti:

-Kontraksi otot, postural,berpikir dan judgement.

-Pengaturan organ viseral, instinctive dan tingkah laku

-Sensorik organ, refleks, proprioseptik, cardiovascular and fluid -Sensorik organ, refleks, proprioseptik, cardiovascular and fluid system.

-Pengaturan sekresi kelenjar endokrin ���� metabolik tubuh ����tumbuh kembang.

Organization of nervous system

Central nervous system

&

Peripheral nervous system

Gbr . Susunan saraf

Susunan syaraf pusat

▪ otak ( brain ) → 3 pounds.

100 miliar neuron & 1triliun

sel pendukung ( glia ).sel pendukung ( glia ).

▪ spinal cord, panjang 43-45 cm.

berat : 35-40 gr.

Susunan syaraf perifer

▪ susunan syaraf somatik.

menerima informasi dari syaraf perifer ( afferent )

kesusunan syaraf pusat dan diproyeksikan (efferent) ketarget organ (otot rangka).

▪ susunan syaraf otonom.

- simpatis- simpatis

- para simpatis & enteric n. system.

Fungsi susunan syaraf perifer

1. Sensory ( afferent ) ���� L. ad, toward + ferre, to bring: membawa informasi ke susunan syaraf pusat dari reseptor.

2. Motor (efferent ) ���� L. ad, ex, away from or motor : membawa informasi dari susunan syaraf pusat ke otot rangka.

3. Syaraf kranial : menghubungkan antara otak dgn sistim-sistim diperifer.

4. Syaraf spinal : menghubungkan spinal cord dgn sistim-sistim diperifer.

Somatic : menghubungkan kulit atau otot dgn susunan syaraf pusat.5. Somatic : menghubungkan kulit atau otot dgn susunan syaraf pusat.

6. Visceral : menghubungkan organ dalam dgn susunan syaraf pusat.

7. Interneuron ���� association neuron, conector neuron ���� L. ad, nuntius, messenger: terletak antara CNS dan peripheral nervous system���� membawa impuls dari sensorik neuron ke motor neuron

Korteks serebral

Berasal dari bahasa Latin " bark “ ( of a tree )

Tebalnya 2 – 6 mm.

Terdiri dari 2 ( dua ) bahagian yaitu hemisphere Kiri & kanan yang

dihubungkan oleh: corpus callosum.

Nama lain korteks serebral encephalon ���� Gr. Ad, en + kephale, ���� headNama lain korteks serebral encephalon ���� Gr. Ad, en + kephale, ���� head

Terdiri dari 4(empat) lobus (lobes), bisa dilihat pada gbr berikut.

Brain lobes

Fungsi umum lobus (lobes):

Frontal lobe (lobus frontalis)

berbicara, motoris, merencanakan, berfikir dan keputusan

Temporal lobe (lobus temporalis)

Proses pendengaran, bahasa, memori, emosi, instinctive

Parietal lobe (lobus parietalis)

Proses sensori (body sensations)

Occipital lobe (lobus occipitalis)

Proses penglihatan (vision) dan interpretasi penglihatan

Representasi sensasi dicerebral cortex :

Dengan teknik 2 positron emission tomography (pet) dan magnetic

resonance imaging ( MRI ) berbagai fungsi cerebral cortex dapat diketahui, spt pemetaan bagian2 central cortex yang terlibat fungsi sensasi ( sensory receiving areas ).

Dari nukleus 2 sensory spesifik di thalamus, neuron – neuron yg

membawa informasi sensasi proyeksi secara specifik kedua area sensasi membawa informasi sensasi proyeksi secara specifik kedua area sensasi

somatik dicerebral cortex yaitu :

- Area sensasi somatik I ( S I ) dipostcentral gyrus.

- Area sensasi somatik II didinding fissura silvii. SI juga proyeksi ke S II.

S. I sesuai degan area-area Brodmann 1,2 dan 3.

Organisasi topografis (spatial organization) dari serabut – serabut

syaraf yg berasal dari berbagai bagian tubuh spt tungkai dan paha

dibagian puncak dan kepala dikaki gyrus (lihat gbr homonkulus).

Luas daerah representasi (cortikal receiving areas) juga sebanding dgn jumlah reseptor didaerah itu . Luas daerah representasi punggung dan

bagian belakang di postcentral gyrus adalah kecil manakala luas daerah representasi (cortical receiving areas) dari sensasi dijari tangan daerah representasi (cortical receiving areas) dari sensasi dijari tangan

dan bagian mulut yang berhubungan dgn berbicara adalah besar.

Hal ini ditunjukkan pada gbr. berikut.

Gbr. Cortical receiving area

Gbr. homonkulus

Fungsi area 1,2 dan 3 = S I :

Stimulasi pada SI, titik demi titik pada SI, sensasi di proyeksikan ke

permukaan tubuh yg sesuai ( lokalisasi yg jelas ).Sensasi kebas – kebas , perasaan dicucuk. Dengan elektroda perangsang

yg lebih halus bisa diperoleh sensasi murni dari sentuhan , panas dingin

dan sakit , sensasi pergerakan.

Sel – sel didalam gyrus postcentralis tersusun dalam kolom vertikal.Sel – sel pada kolom tertentu semuanya diaktivasi.Sel – sel pada kolom tertentu semuanya diaktivasi.Serabut afferen yg berasal dari bagian tubuh tertentu dan semua sel-sel

memberikan respon pada modalitas sensorik yg sama.

Lokasi S II ( area sensasi somatik II ) didinding atas fissura sylvii.

Kepala direpresentasikan pd ujung inferior dari gyrus postcentralis dan kaki pd

bagian bawah fissura sylvii. Representasi bagian bagian tubuh tdk serupa jelasnya

spt di S I ( gyrus postcentralis ).

Pengaruh lesi cerebral cortex :

Ablasi S I pada binatang percobaan menimbulkan :

a. Defisit sensasi posisi dan kemampuan diskriminasi ukuran dan bentuk.

b. Defisit proses sensorik di S II.b. Defisit proses sensorik di S II.

Ablasi S II: defisit dalam proses belajar yg berhubungan diskriminasi sentuhan dan tekanan.

Tapi tidak berpengaruh pd proses data sensorik di S I.

Proses sensorik di S I diikuti proses sensorik di S II .

Pada binatang percobaan dan manusia lesi cerebral cortex tidak meng

hilangkan sensasi somatik:

- Propriosepsi dan seething halus paling banyak terpengaruh.

-Sensasi suhu sedikit terpengaruh, sakit paling sedikit terpengaruh-Sensasi suhu sedikit terpengaruh, sakit paling sedikit terpengaruh

Pada masa recovery :� sensasi pertama baik, diikuti suhu dan

akhirnya propriosepsi dan sentuhan halus.

Proses sensorik ( sensory processing ) menghasilkan data sensorik, hal ini terjadi disusunan syaraf pusat ( CNS ), misalnya data sensoriksederhana :

-Sentuhan lemah, sedang dan kuat.

-Permukaan licin atau kasar.

-Lokalisasi dimana.

Data sensorik kompleks :

-bentuk bulat, lonjong, dst.

-keras, lembut, dst.

ditambah pengalaman memberikan “ identifikasi “.

Ablasi area 5-7 ( area assosiasi dari area 1,2 dan3 )

menimbulkan abnormalitas yang kompleks dari orientasi

ruang pd bagian tubuh yg kontra lateral.

Area 1,2 dan3 ( S I = gyrus postcentralis ) mempunyai pro –Area 1,2 dan3 ( S I = gyrus postcentralis ) mempunyai pro –

yeksi ( hubungan syaraf ) dengan :

a.S II = area somatik II.

b.Area 5-7.

Sensasi sentuhan.

Reseptors : cepat beradaptasi ���� Meissner’s corpuscle.

���� Pacinian Corpuscle.

lambat beradaptasi ���� Merkel disk.

���� Ruffini’s ends.

Serabut syaraf yg mengelilingi folicle rambut, informasi sen -

tuhan disalurkan ke SSP melaluiserabut syaraf gol.c.( tidak tuhan disalurkan ke SSP melaluiserabut syaraf gol.c.( tidak

berselaput mielin ). Lintasan syarafnya adalah sistim Lemniscus

dan anterolateral.

Sensasi vibrasi dan propriosepsi berkurang, ambang atau threshold naik.

-Jlh area yg peka sentuhan dikulit berkurang.

-Lokalisasi terganggu.

lesi pada daerah tractus spinothalamicus anterior :

-Defisit sensasi sentuhan sedikit.

-Gangguan lokalisasi sedikit.

Lesi pada daerah columna dorsalis :

-Gangguan lokalisasi sedikit.

Propriosepsi:

informasi propriosepsi ditransmisikan dari spinal cord:

a. menuju thalamus melalui lemniscus medialis.

Dari thalamus ke cerebral cortex ( area 1,2 dan 3 = S I).

Dan dari S I proyeksi ke S II dan area 5-7.

b. Menuju thalamus melalui sistem anterolateral ke S I, dst.

informasi a dan b mencapai kesadaran.

c. Menuju cerebellum melalui tractus spino cerebellaris an-

terior dan posterior� informasi ini tdk mencapai kesadaran.terior dan posterior� informasi ini tdk mencapai kesadaran.

Reseptor :- Pacinian corpuscles, ujung – ujung syaraf, golgi

tendon organ didalam dan sekitar persendian.

- reseptor sentuh dikulit.

- spindel otot ( muscle spindle ).

Informasi ini diproses di cerebral cortex memberikan gambaran

lengkap dari posisi tubuh diruangan ( body image ).

sensasi suhu.reseptor suhu panas: ujung serabut syaraf gol. C.� respons

pd suhu 30 0 – 45 0 C.

reseptor suhu dingin: ujung serabut syaraf A delta &reseptor suhu dingin: ujung serabut syaraf A delta &

serabut syaraf gol.C. � respons

pd suhu 10 0 – 38 0 C.

lintasan syaraf untuk informasi suhu: tractus spino tha-

limikus ke gyrus postcentralis.

Area – area motorik di cerebral cortex :

Jika pada stimulasi listrik memberikan pergerakan / kontraksi otot skelet maka daerah itu disebut area motorik.

Dgn cara seperti itu diketahui berbagai daerah motorik di cerebral cortex sebagai berikut :

a. Gyrus precentralis ( area 4 = M I ).

gambar berikut menunjukan aspek medial dan lateral dari cerebral cortexdimana area 4 dan area motorik lainnya dapat dilihat.

Gbr. area motorik.

Jika gambar berbagai bagian tubuh dipetakan pada potongan

korona dari gyrus precentralis akan diperoleh homunculus motoric.

Tungkai / kaki direpresentasikan dipuncak gyrus dan muka di bagian bawah.

Bagian – bagian tubuh sebelah kiri digerakan oleh area 4 sebelah kanan kecuali

daerah muka yg representasinya bilateral. Pergerakan halus / pelik ( jari tangan, mimik, vokalisasi dll ) representasinya di area 4 luas.

b.Area motorik supplementer, pd bagian medial dari hemisphere diatas sulcus cingulum. Area ini proyeksi ke area 4. bersama area 4 berperan pd pergerakan pelik dan perencanaan.

c.Cortex premotorik ( area 6 ) ����proyeksi ke area 4 dan batang otak yg berhubungan dgn postur, fungsinya tidak begitu jelas.

d.Lobus parietalis posterior ( area 5-7 ) ���� proyeksi ���� area premotorik .

Lesi area sensorik somatik akan menimbulkan gangguan pergerakan ( urutan pergerakan ).

Peranan tractus corticospinalis pada manusia :

�Inisiasi pergerakan halus ( fine / skilled voluntary movement ).

�Lesi tractus corticospinalis lateralis :�hilang kesanggupan meme

gang benda diantara 2 ( dua ) jari – jari tangan ( hilang kontrol otot - otot

distal ).distal ).

�Lesi tractus corticospinalis anterior : � gangguan keseimbangan,

berjalan, memanjat.

Sistem koordinasi pergerakan ( oleh cerebellum ).

1.Cerebellum dihubungkan dgn batang otak ( lihat gambar berikut )

a. brachium conjunctivum ( superior peduncle )

b. brachium pontis ( middle peduncle )

c. corpus restiforme ( inferior peduncle )

2. Pembagian anatomis ( lihat pada gbr berikut. )

a. Lobus anterior.

b.Lobus posterior.

c.Lobus flocculo nodularis.

Gbr.cerebellum

3. Pembagian fungsional (lihat gbr).

a. Vestibulocerebellum = lobus flocculonodularis.

hubungan dgn aparat vestibuler untuk keseimbangan.vestibulo ocular reflex ( v. o. r ).

b. Spinocerebellum ( vermis + Intermediate ).

- menerima informasi propriosepsi.- menerima copy rencana pergerakan motorik dan membanding –- menerima copy rencana pergerakan motorik dan membanding –kan rencana pergerakan dan pergerakan yg sedang berlang –

sung, suatu koordinasi.

- hubungan vermis ke batang otak untuk kontrol otot –otot axial.

- hubungan intermediate dgn batang otak untuk kontrol otot – otot distal.

c. Neocerebellum = cerebrocerebellum:

Hubungan timbal balik dgn cerebral cortex ( cortex motorik ) untuk pe-

Rencanaan / program pergerakan yg disengaja dan bertujuan ( fine /

skillled movements ).

4. Organisasi didalam cerebellum.

pada gbr. Selanjutnya, menunjukan hubungan syaraf didalam

cerebellum.

ada 2 masukan serabut afferen yg utama kecerebellum:ada 2 masukan serabut afferen yg utama kecerebellum:

a. masukan serabut “ climbing “yg berasal dari nukleus olivari infe-

rior yg menerima masukan informasi propriosepsi dari seluruh –

tubuh, berakhir pada dendrit dari sel Purkinje dan pengaruhnya

adalah exitasi yg kuat.

b. Masukan serabut afferen ( mossy fibres ) membawa informasi pro-

priosepsi dari tubuh + masukan dari cerebral cortex.

Masukan dari serabut mossy ini adalah exitasi yg lemah pd banyak

Sel – sel Purkinje melalui sel granul ( granul cells ). Pada gilirannya

Sel – sel Purkinje ini menginhibisi sel – sel didalam deep nuclei ( nu

Kleus – nukleus dibagian dalam yg terdiri dari nukleus dentatus, nu Kleus – nukleus dibagian dalam yg terdiri dari nukleus dentatus, nu

Kleus globosus, nukleus emboliformes dan nukleus fastigeus )

Gbr.hubungan saraf dalam cerebellum.

5. Lesi cerebellum ( Vermis ).

Hemicerebellectomi���� menimbulkan gangguan ipsilateral :

���� hypotoni.

���� Ataxia : - jalan spt org mabuk.

- gagap bicara ( scanning speech ).

- dysmetria ( past pointing ).

- intention tremor ( tremor pd waktu bergerak ).

- rebound phenomena ( tidak dapat menghentikan pergerakan dgn

segera ).

- adiadochokinesia ( tdk dapat melakukan pergerakan yg berten –

tangan dgn cepat, mis : - extensi – flexi.

- pronasi – supinasi, dll.

- decomposition of movement.

PENGATURAN SIKAP TUBUH DAN PERGERAKAN

( Control of posture and movement ).

Kegiatan / aktifitas neuron – neuron motorik spinal di cornu anterior dan

neuron – neuron motorik di nukleus – nukleus syaraf otak (cranial nerve)

III, IV, V, VI, VII, IX, X, XI, dan XII dipengaruhi oleh aktifitas centra

yg lebih tinggi yg berada di cerebral cortex, cerebellum, mesencephalon,

medulla oblongata dan spinal cord. Aktifitas ini yg mempengaruhi �

( tonus / kontraksi ) otot skelet dan seterusnya menentukan sikap tubuh( tonus / kontraksi ) otot skelet dan seterusnya menentukan sikap tubuh

dan pergerakan.

Pengaruh ini :

a.Sebagian langsung pd neuron motorik.

b.Sebagian lagi melalui interneuron.

c.Sebagian melalui sistem efferen gamma.

Masukan – masukan pd neuron motorik menyelenggarakan 3 fungsi utama

a.Pergerakan yg disengaja dan bertujuan ( fine voluntary movement )

fungsi ini diselenggarakan oleh sistem corticospinalis dan sistem

cortico bulbaris.

b.Penyesuaian sikap tubuh ( posture ) supaya pegerakan baik ���� dilakukan oleh

sistem regulasi postur.

c.Pergerakan persis dan terkoordinasi ���� cerebellum.

Perencanaan dan pelaksanaan pergerakan ���� dapat dilihat pada Gbr berikut.

Gbr. 12.1.

a. Perencanaan pergerakan

Ide pergerakan, dihasilkan diarea associasi cerebral cortex.

Informasi / perintah dikirim serentak ke premotor / motor cortex, ganglia

basalis ( basal ganglia ) dan neocerebellum ( lateral ). Hubungan timbal balik

( dua arah ) antara premotor / motor cortex dan ganglia basalis / neocerebellum

terjadi untuk menetapkan perintah.

b. Pelaksana pergerakan

perintah dikirim oleh premotor / motor cortex serentak ke neuron motorik spinal / homolog dan spinocerebellum untuk menggerakan otot skelet .

Dijumpai hubungan dua arah antara spinocerebellum dan pergerakan serta antara premotor / motor cortex dan pergerakan.

Pergerakan yg terjadi memberikan perobahan masukan sensorik dari

otot, tendon, persendian dan kulit dikirim ke premotor / motor cortex

dan spinocerebellum.

Spinocerebellum proyeksi ke batang otak dan dari batang otak mem-

Pengaruhi pergerakan ( postur dan koordinasi pergerakan ).

Proyeksi kebatang otak ke neuron motorik spinal melalui :

- Tractus rubro spinalis

- Tractus reticulo spinalis- Tractus reticulo spinalis

- Tractus tecto spinalis

- Tractus vestibulo spinalis.

Encephalisasi :

Peran cerebral cortex relatif besar pada berbagai fungsi SSP.

Misal pada manusia , untuk memperoleh gambaran yg lebih jelas tentang

fungsi motorik SSP manusia lebih berguna dilakukan :

-Observasi pathologis / klinis

-percobaan laboratorium dari primata, diutamakan pengaturan 0tot-otot

Distal: - otot – otot badan ( trunk )

- otot – otot bagian proximal dari anggota gerak.

Otot – otot ini terutama berfungsi untuk postur / penyesuaian postur.

Otot – otot distal terdiri dari : otot – otot bagian distal dari anggota gerak.

Otot – otot bagian distal berfungsi untuk pergerakan yg disengaja dan Otot – otot bagian distal berfungsi untuk pergerakan yg disengaja dan

Bertujuan ( fine skilled voluntary movements )

1.Sistem corticospinalis dan corticobulbaris.

a. tractus corticospinalis anterior / ventralis dan tractus tectospinalis,

tractus reticulospinalis, tractus vestibulospinalis, mengatur

otot – otot axial ( postur dan pergerakan kasar ).

b. Tractus corticospinalis lateralis dan tractus rubrospinalis mengatur ����

otot –otot distal ( fine / skilled voluntary movements ).

Sistem corticospinalis dan corticobulbaris ini ditunjukkan pada Gbr

Berikutnya.

Area – area motorik di cerebral cortex :

Jika pada stimulasi listrik memberikan pergerakan / kontraksi otot skelet maka daerah itu disebut area motorik.

Dgn cara seperti itu diketahui berbagai daerah motorik di cerebral cortex sebagai berikut :

Gyrus precentralis ( area 4 = M I ).

gambar berikut menunjukan aspek medial dan lateral dari cerebralgambar berikut menunjukan aspek medial dan lateral dari cerebral

cortex dimana area 4 dan area motorik lainnya dapat dilihat.

Gbr.area motorik.

Jika gambar berbagai bagian tubuh dipetakan pada potongan korona

dari gyrus precentralis akan diperoleh homunculus motorik.

Hal ini bisa dilihat pada gbr berikut.

Homokulus motorik

Tungkai / kaki direpresentasikan dipuncak gyrus dan muka di bagian bawah.

Bagian – bagian tubuh sebelah kiri digerakan oleh area 4 sebelah kanan

kecuali daerah muka yg representasinya bilateral. Pergerakan halus / pelik

( jari tangan, mimik, vokalisasi dll ) representasinya di area 4yang luas.

b. Area motorik supplementer, pd bagian medial dari hemisphere dia tas

sulcus cingulum. Area ini proyeksi ke area 4. bersama area 4 berperansulcus cingulum. Area ini proyeksi ke area 4. bersama area 4 berperan

pd pergerakan pelik dan perencanaan.

C.Cortex premotorik ( area 6 ) �proyeksi ke area 4 dan batang otak

yg berhubungan dgn postur, fungsinya tidak begitu jelas.

d. Lobus parietalis posterior ( area 5- 7 ) � proyeksi � area premo-

torik. Lesi area sensorik somatik akan menimbulkan gangguan –

pergerakan ( urutan pergerakan ).

Peranan tractus corticospinalis pada manusia :

� Inisiasi pergerakan halus ( fine / skilled voluntary movement ).

� Lesi tractus corticospinalis lateralis :�hilang kesanggupan meme

gang benda diantara 2 ( dua ) jari – jari tangan ( hilang kontrol otot -otot distal ).

� Lesi tractus corticospinalis anterior : � gangguan keseimbangan,� Lesi tractus corticospinalis anterior : � gangguan keseimbangan,

berjalan, memanjat.

2. Sistem-sistem regulasi postur (poture regulating systems).

Mekanik – mekanik regulasi postur diintegrasikan pd berbagai tinggkatan :

a.Spinal cord ( medulla spinalis ).

b.Batang otak ( brain stem ).

c.Cerbral cortex.

Postur normal : � berdiri tegak.

� kepala keatas.

� tungkai / lengan kebawah.� tungkai / lengan kebawah.

� setimbang.

Manusia bekerja ( voluntary activity ) memerlukan latar belakang postur

yg stabil. Diperlukan penyesuaian postur melalui reflex postur statis �

Kontraksi otot terus menerus dan reflex postur phasic ( dinamic, dan transient / sebentar + pergerakan sebentar ).

Penyesuaian postur ini melibatkan tractus – tractus motorik spt :

Tractus tectospinalis, tractus reticulospinalis, tractus vestibulospinalis,

dll, dan variasi pd ambang perangsangan “ refleks regang “ yg dipe -

Ngaruhi oleh :

� Excitabilitas neuron motorik.� Excitabilitas neuron motorik.

� Perobahan letupan / kegiatan efferen gamma.

� Integrasi motorik terjadi pd berbagai tingkatan ( level ) spt dapat dilihat pada

tabel . berikut.

Integrasi spinal.

Transeksi as neural ( neural axis ) pada spinal cord ( medulla spinalis )

�spinal shock :

- Semua reflex spinal hilang.

- Potensial membran istirahat dari neuron motorik spinal naik 2 – 6 mv.

- Berhenti impuls – impuls excitasi dari centra yg lebih tinggi.- Berhenti impuls – impuls excitasi dari centra yg lebih tinggi.

- Durasi shock spinal : �kodok 2 – 6 menit.

�kucing 1 – 2 jam.

�monyet beberapa hari.

�manusia 2 mgg s / d 3 bln.

Pusat integrasi reflex – reflex postur

Reflex postur seperti reflex lainnya mempunyai receptor, stimulus yg Adekwat,

pusat reflex ( pusat integrasi ) dan effector yg memberikanRespons.

Tabel berikut memberikan gambaran reflex – reflex postur yg utama.

Integrasi didalam medulla oblongata / pons

( komponen medulla oblongata dan pons dalam postur ).

Transeksi ( pemotongan poros syaraf / neural axis ) menyebabkan bagian SSP

dibawah pemotongan bebas dari pengaruh centra yg lebih tinggi.

Transeksi poros syaraf ( neural axis diantara colliculus superior dan

colliculus inferior menimbulkan “ rigiditas decerebrasi “ ( pada kucing ):colliculus inferior menimbulkan “ rigiditas decerebrasi “ ( pada kucing ):

�rigiditas / spasticitas otot – otot terutama extensors ( otot – otot anti

gravity )� tdk dijumpai shock spinal.

Mekanisme: tonus otot skelet ditentukan oleh kegiatan / aktivitas reflex

regang ( stretch reflex ).

Kegiatan reflex regang berkurang menyebabkan hipotoni otot skelet.

Kegiatan reflex regang bertambah menyebabkan hipertoni otot skelet.

Daerah – daerah di otak yang memfasilitasi dan menginhibisi reflexDaerah – daerah di otak yang memfasilitasi dan menginhibisi reflex

regang ditunjukan pada gambar berikutnya

Pada rigiditas decerebrasi transeksi as neural dilakukan diantara :

Colliculum superior dan inferior yang menyebabkan 2 (dua) dari 3 (tiga) daerah

inhibisi reflex regang hilang.

Akibatnya aktifitas reflex regang berlebihan dan menyebabkan rigiditas.Akibatnya aktifitas reflex regang berlebihan dan menyebabkan rigiditas.

Decerebrasi menyebabkan masih tertinggal mekanisme – mekanisme

reflex postur statis yg tonik untuk menopang kucing melawan gravitasi( keempat extremitas extensi ). Selain reflex postur yang menimbulkan

Postur berdiri yg normal yg diatur oleh medulla / pons dijumpai 2 reflex- reflex

lainnya yg diatur oleh medulla / pons :

a. Reflex – reflex labyrinthin tonik ( tonic labyrinthin reflexes ).a. Reflex – reflex labyrinthin tonik ( tonic labyrinthin reflexes ).

pada binatang yg mengalami rigiditas decerebasi ( decerebrate animal) �

pola rigiditas pd anggota gerak bervariasi dgn posisi binatang tersebut.

Tidak dijumpai respons memperbaiki posisi tubuh ( rightting reflexes ).

Perobahan rigiditas pd reflex – reflex tonic labyrinthin distimulasi oleh

gravitas pd ogan – organ otolith dan pengaruhnya disalurkan melalui

Tractus vestibulospinalis.

b. Reflex – reflex leher tonic ( tonic neck reflexes ).

jika kucing mengalami decerebrasi, kepalanya digerakkan kesamping

maka anggota gerak mengalami extensi dipihak kepala.

jika kepala digerakkan keatas maka tungkai belakang flexi dan jika

kepala digerakkan kebawah �kaki depan flexi. Respon ini distimula

si oleh receptor proprioceptor di bagian atas leher.

2.3.Integrasi postur dimesencephalon ( mid brain animal ).

transeksi poros syaraf ( neural axis ) pada batas atas mesence-

phalon ( mid brain animal ) � pd kucing, rigiditas extensor, kucing

dapat berdiri, berjalan dan memperbaiki posisi tubuh.

Reflex – reflex memperbaiki posisi tubuh ( righting reflexes ), gunanya

untuk mempertahankan posisi normal, berdiri dan kepala keatas / kedepan.

2.4. Integrasi postur di cerebral cortex .pada binatang yg mengalami decortikasi ( removal of cerebral cor-

tex ) ���� thalamus / hypothalamus, ganglia basalis, batang otak, ce-

rebellum dan spinal cord intact ( utuh ) ����rigiditas dekortikasi sebabarea cerebral cortex yg melakukan inhibisi pada letupan gamma –

efferen hilang . Hal ini menyebabkan fasilitasi reflex – reflex regang

yg akan menimbulkan rigiditas otot –otot skelet.reflex –reflex postur yg pusat integrasinya di cerebral cortex terdiri reflex –reflex postur yg pusat integrasinya di cerebral cortex terdiri dari :- optical righting reflex.

- placing reaction.

- hopping reaction.rigiditas dekortikasi ditunjukkan gbr berikut.

gbr rigiditas dekortikasi

3. Ganglia basalis ( the basal ganglia ).

gambar ( lateral view, horizontal section, frontal section ) dapat dilihat

bagian – bagian dari ganglia basalis.

Pada tabel berikut ditunjukkan bagian – bagian ganglia basalis

yang membentuk striatum dan nukleus lenticularis.

3.1. Hubungan syaraf.

a.Cerebral cortex striatum globus pallidus

thalamus

Hubungan syaraf ini adalah satu lingkaran tertutup.

b.Hubungan antar bagian ganglia basalis:b.Hubungan antar bagian ganglia basalis:

- Hubungan timbal balik striatum – substantia nigra.

Striatum

gabaergic dopaminergic

Substantia nigra

- Hubungan Striatum dan Globus pallidus.

- Hubungan globus pallidus dan nukleus subthalamikus, hubungan

nukleus subthalamikus dan globus pallidus.

c. Hubungan globus pallidus dan thalamus dan thalamus ke cerebral

cortex.

3.2. penyakit – penyakit pd manusia yg disebabkan kerusakan ganglia

basalis.

lesi ganglia basalis � dyskinesia.

dyskinesia tdd : - hypokinetik.

- hyperkinetik.

hyperkinetik tdd : - chorea dan penyakit huntington.

- athetosis.

- Ballism / hemiballism.

Hypokinetik + hyperkinetik

Paralysis agitans ( Parkinson’s disease ):

- Akinesis / bradykinesis.

- Rigiditas / tremor ( resting tremor ).

- Wajah tanpa ekspresi.

3.3.Fungsi ganglia basalis.3.3.Fungsi ganglia basalis.

a. lesi ganglia basalis menimbulkan penyakit ( paling nyata pada –

daerah subtansia nigra ).

b. studi laboratorium : sebelum suatu pergerakan terjadi letupan –

( discharges )� ganglia basalis.

Fungsi ganglia basalis � perencanaan / program pergerakan.

R E F L E K S ( R E F L E X )

Definisi :���� Kegiatan syaraf terintergrasi / proses yg berlangsung pada lengkung refleks ( reflex arc ).

���� Adalah suatu respon motorik yang terjadi tanpa disadari terhadap suatu rangsang sensorik.

Lengkung refleks ( reflex arc ) terdiri dari :

a. reseptor ( afferent).a. reseptor ( afferent).

b. neuron afferent sebagai lintasan afferent.

c. pusat refleks ( sinaps didalam susunan syaraf pusat ) ����CNS (medulla spinalis)

d. neuron efferent sebagai lintasan efferent.

e. hubungan syaraf – effector ( effector = otot, kelenjar eksokrin, dll).

bagian – bagian dari lengkung refleks dapat dilihat pada Gbr. berikut

Gbr. Lengkung refleks.

Berdasarkan jumlah sinaps didalam pusat refleks , maka refleks dibagi atas:

a. Refleks monosinaptik ( hanya 1 sinaps ), contoh:

refleks regang ( stretch reflex ), contoh klinis spt :

knee jerk, ankle jerk, jaw jerk, dll.

b. Refleks polysinaptik ( dipusat refleks dijumpai lebih dari satu b. Refleks polysinaptik ( dipusat refleks dijumpai lebih dari satu

sinaps, contoh : refleks fleksi = withdrawal reflex, reflex – reflex

visceral / autonom seperti refleks pupil , refleks salivasi,dll.

2. Refleks monosinaptik

Contoh : refleks regang ( stretch reflex ) � lengkung refleks ter diri dari :

a. reseptor : muscle spindle didalam otot.

peka pd regangan ( perobahan panjang )� peristiwa biolistrik

pd ujung syaraf yg menginervasi reseptor � adalah timbulnya

potensial reseptor = potensial generator.potensial reseptor = potensial generator.

b. lintasan afferent �( afferent pathway ) � axon dari neuron afferent

yg berada didalam dorsal root ganglion ( DRG ).

Potensial generator menimbulkan beberapa ( lebih dari satu )

potensial aksi ( impulses ) didalam axon / serabut syaraf.

Hal ini bisa dilihat pada gbr.berikutHal ini bisa dilihat pada gbr.berikut

c. Pusat refleks � di susunan syaraf pusat ( CNS ).

�Peristiwa biolistrik dipusat refleks berupa timbulnya potensial eksitasi postsinaps / potensial inhibisi post sinaptic ( excitatory post sinaptic potential / inhibitory post synaptic potential )

d. Lintasan efferent � axon / serabut neuron , pada segmen inisial tjd potensial aksi ( impuls ) yg dikonduksikan sepanjang serabut menuju otot skelet.skelet.

e. Hubungan syaraf dan otot skelet.

�pd lempeng ujung motorik (motor end plate potensial).

f. Effector � pd serabut otot timbul potensial aksi dan selanjutnya terjadi excitation contraction coupling.

Struktur reseptor muscle spindle ( spindel otot ) dan inervasinya :

Serabut otot intrafusal yg membentuk reseptor muscle spindle terdiri dari :

10 serabut otot , dibungkus dlm kapsul jaringan ikat,

- bersiat embrional ( striation sangat kurang ).

- sejajar dgn serabut otot skelet extrafusal ( jika serabut extrafusal diregang

maka serabut intrafusal juga teregang ).maka serabut intrafusal juga teregang ).

Serabut keranjang inti ( nuclear bag fiber, bag 1 dan bag 2 ) dgn banyak nuclei

dibagian equator ( 1/3 bagian tengah ) dan kedua bagian pole melekat pd

serabut extrafusal melalui jaringan ikat.

Serabut rantai inti ( nuclear chain fibres ) empat atau lebih dgn satu baris nuclei

dibagian equator, melekat pd serabut keranjang inti .

Innervasi : sensorik ujung – ujung serabut syaraf afferent

gol. I. α, untuk serabut keranjang inti ( nuclear bag fibre ) dan serabut afferent

gol. II. Untuk serabut rantai inti ( nuclear chain fibre ).

Motorik : gamma afferent system dan beta afferent neuron struktur dan Motorik : gamma afferent system dan beta afferent neuron struktur dan

innervasi muscle spindle dapat dilihat pada Gbr. berikut.

Pada refleks regang terbalik (inversed stretch reflex)

Kejadiannya sebagai berikut : jika regangan otot kuat sekali maka reseptor

yg terangsang adalah “ golgi tendon organ “dan impulses sensorik dihantar

melalui serabut syaraf gol- Ib .

melalui interneuron yg inhibitory menimbulkan inhibisi pd otot protagonist

( autogenic inhibition )�untuk melindungi ( proteksi ) supaya otot protagonist

yg bersangkutan tidak robek.

Innervasi bertentangan dan refleks regang terbalik ditunjukan pada Gbr.

berikut ini.

Gbr. Refleks regang terbalik

The Autonomic Nervous System

Levels of ANS Control

The hypothalamus is the main

integration center of ANS activity

Subconscious cerebral input via

limbic lobe connections influences

hypothalamic function

Other controls come from

the cerebral cortex, the the cerebral cortex, the

reticular formation, and the spinal

cord

ANS vs. Somatic Nervous System (SNS)

Three major differences in the ANS and SNS:

�Effectors�Effectors

�Efferent pathways

�Target organ responses

Effectors

The effectors of the SNS are skeletal muscles

The effectors of the ANS are cardiac muscle,

smooth muscle, and glands

Efferent Pathways

Heavily myelinated axons of the somatic motor neurons

extend from the CNS to the effector.

Pathways in the ANS are a two-neuron chainPathways in the ANS are a two-neuron chain

The preganglionic (first) neuron has a lightly

myelinated axon. The ganglionic (second)

unmyelinated neuron extends to an effector organ via

the postganglionic axon.

Neurotransmitter Effects

In the ANS:

Preganglionic fibers release ACh

All somatic motor neurons release Acetylcholine at

their synapses, Ach always has an excitatory effect

Postganglionic fibers release norepinephrine (most

sympathetic) or ACh (parasympathetic) and the

effect is either stimulatory or inhibitory

ANS effect on the target organ is dependent upon

the neurotransmitter released and the receptor type

of the effector

Comparison of Somatic and Autonomic Systems

Divisions of the ANSThe two divisions of the ANS are the sympathetic and

parasympathetic. Generally they serve the same

visceral organs, but cause opposite effects.

Through dual innervation the two divisions

counterbalance each other’s activity

The sympathetic mobilizes the body during extreme

situations

The parasympathetic performs maintenance activities

and conserves body energy

Role of the Parasympathetic Division

Keeps body energy use low, directs “housekeeping”

activities

Involves the D activities � digestion, defecation, and

diuresisdiuresis

Its activity is illustrated in a person who relaxes after a

meal: blood pressure, heart rate, and respiratory rates

are low -gastrointestinal tract activity is high - the skin

is warm and the pupils are constricted

Role of the Sympathetic Division

The sympathetic division is the “fight-or-flight”

system – response to threat Involves E activities :

exercise,excitement,emergency,and embarrassment

Promotes adjustments during exercise – blood flow

to organs is reduced, flow to muscles is increasedto organs is reduced, flow to muscles is increased

Its activity is illustrated by a person who is

threatened: heart rate increases, breathing is rapid

and deep, the skin is cold and sweaty, and the pupils

dilate

Anatomy of ANS

Division Origin of Fibers Length of FibersLocation of

Ganglia

SympatheticThoracolumbar region of the spinal cord

Short preganglionic and long postganglionic

Close to the spinal cord

ParasympatheBrain and sacral Long preganglionic

In the visceral Parasympathe

tic

Brain and sacral spinal cord (craniosacral)

Long preganglionic and short postganglionic

visceral effector organs

Parasympathetic Division Outflow

Cranial Outflow

Nerve Ganglion Effector Organ(s)

Occulomotor (III) Ciliary Eye

Facial (VII)PterygopalatinSubmandibular

Salivary, nasal, and lacrimal glands

Glossopharyngeal (IX)

Otic Parotid salivary glands

N. Vagus (X)Within the walls of target organs

Heart, lungs, and most visceral organs

Sacral Outflow

S2- S4

Within the walls of target organs

Large intestine, urinary bladder, ureters, and reproductive organs

Parasympathetic Division Outflow

Sympathetic Outflow

Arises from spinal cord segments T1 through L2

Sympathetic neurons produce the lateral horns of the

spinal cord

Preganglionic fibers pass through the white rami

communicantes and enter the sympathetic chain communicantes and enter the sympathetic chain

(paravertebral) ganglia

Postganglionic fibers innervate the numerous organs of

the body

Sympathetic Trunks and Pathways

Sympathetic Trunks and Pathways

A preganglionic fiber follows one of three pathways

upon entering the paravertebral ganglia:

Synapses with the ganglionic

neuron within the same

ganglionganglion

Ascends or descends the

sympathetic chain to synapse in

another chain ganglion

Passes through the chain

ganglion and emerges without

synapsing

Sympathetic Trunks and Pathways

A preganglionic fiber follows one of three pathways

upon entering the paravertebral ganglia:

Synapses with the ganglionic

neuron within the same

ganglionganglion

Ascends or descends the

sympathetic chain to synapse in

another chain ganglion

Passes through the chain

ganglion and emerges without

synapsing

Neurotransmitters and ReceptorsAcetylcholine (ACh) and norepinephrine (NE) are the two major neurotransmitters of the ANS

ACh is released by all ANS preganglionic axons and all parasympathetic postganglionic axons

Cholinergic fibers – ACh-releasing fibers

Adrenergic fibers – sympathetic postganglionic axons that release NE

Cholinergic Receptors

The two types of receptors that bind ACh are

nicotinic and muscarinic (named after drugs that

bind to them and mimic ACh effects)bind to them and mimic ACh effects)

Nicotinic Receptors

Found on:

Motor end plates (somatic targets)

All ganglionic neurons of both sympathetic and

parasympathetic divisions

The hormone-producing cells of the adrenal medullaThe hormone-producing cells of the adrenal medulla

The effect of ACh binding to nicotinic receptors is

always stimulatory

Muscarinic Receptors

Muscarinic receptors occur on all effector cells

stimulated by postganglionic cholinergic fibers

The effect of ACh binding: The effect of ACh binding:

Can be either inhibitory or excitatory

Depends on the receptor type of the target organ

Adrenergic Receptors

Two types of adrenergic receptors - alpha and beta

Each type has two or three subclasses

(α1, α2, β1, β2 , β3)

Effects of NE of epinephrine binding to:

α receptors is generally stimulatory

β receptors is generally inhibitory

A notable exception – NE binding to β receptors of

the heart is stimulatory

Effects of Drugs

Atropine – (anticholinergic) blocks parasympathetic effects, pre-

surgery drug to block salivation and respiratory system secretions

Neostigmine – inhibits acetylcholinesterase and is used to treat

myasthenia gravis

Tricyclic antidepressants – prolong the activity of NE on

postsynaptic membranespostsynaptic membranes

Over-the-counter drugs for colds, allergies, and nasal congestion –

stimulate α-adrenergic receptors

Beta-blockers – attach mainly to β1 receptors and reduce heart rate

and prevent arrhythmias

Sympathetic Tone

The sympathetic division has the major control over

blood pressure and keeps the blood vessels in a

continual state of partial constriction called

sympathetic tone (or vasomotor tone)

Constricts blood vessels and causes blood pressure

to rise as needed. Prompts vessels to dilate if blood to rise as needed. Prompts vessels to dilate if blood

pressure is to be decreased

Alpha-blocker drugs interfere with vasomotor fibers

and are used to treat hypertension

Parasympathetic Tone

The parasympathetic division normally dominates the

heart and activity levels of the digestive and urinary

systems – these organs exhibit parasympathetic tone

Parasympathetic division Slows the heart

The sympathetic division can override these effects The sympathetic division can override these effects

during times of stress

Drugs that block parasympathetic responses increase

heart rate and cause fecal and urinary retention

Unique Roles of the Sympathetic Division

Regulates many functions/activities not subject to

parasympathetic influence - the adrenal medulla, sweat

glands, arrector pili muscles, kidneys, and most blood

vessels receive only sympathetic innervation

The sympathetic division controls:The sympathetic division controls:

Thermoregulatory responses to heat

Release of renin from the kidneys

Metabolic effects

Thermoregulatory Responses to Heat

Applying heat to the skin causes reflex dilation of

blood vessels

When systemic body temperature is elevated,

sympathetic nerves cause dilation of blood vessels

This dilation brings warm blood to the surface and This dilation brings warm blood to the surface and

activates sweat glands to cool the body

When temperature falls, blood vessels constrict and

blood is retained in deeper vital organs

Release of Renin from the Kidneys

Sympathetic impulses activate the kidneys to

release renin

Renin is an enzyme that promotes increased blood

pressure and is involved in the renin-angiotensin

mechanism

Metabolic Effects

The sympathetic division promotes metabolic effects

that are not reversed by the parasympathetic division

Increases the metabolic rate of body cells

Raises blood glucose levelsRaises blood glucose levels

Mobilizes fat as a food source

Stimulates the reticular activating system (RAS)

of the brain, increasing mental alertness

Effects of Sympathetic Activation

Sympathetic activation is long-lasting because:

NE is inactivated more slowly than ACh (must be

taken back up into the presynaptic ending)

NE is indirectly acting neurotransmitter, using a

second-messenger system (effects exerted more second-messenger system (effects exerted more

slowly)

NE and epinephrine are secreted into the blood by

the adrenal medulla and remain there until destroyed

by the liver