Embed Size (px)
DESCRIPTION
sinapsis
Citation preview
PPPPTK IPA
KEMDIKBUD PPPPTK IPA
K E M E N T E R I A N P E N D I D I K A N D A N K E B U D A Y A A N PUSAT PENGEMBANGAN DAN PEMBERDAYAAN PENDIDIK DAN TENAGA KEPENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (SCIENCE EDUCATION DEVELOPMENT AND EMPOWERMENT CENTRE) Jl. Diponegoro no. 12 Bandung Telp (022) 4231191 Fax (022) 4207922 Bandung 40115 Homepage: www.p4tkipa.org: E-mail: [email protected]
1
KONTEN DIKLAT ONLINE PPPPTK IPA BANDUNG
SINAPSIS (Hubungan antar Neuron)
Nina Soesanti, Sukardi, Sri Hastutie [email protected] [email protected] [email protected]
Dalam tulisan kita ini akan dibahas adalah mekanisme penghantaran impuls dari satu
neuron ke neuron lain, atau istilah lainnya penghantaran impuls melalui sinapsis.
sinapsis merupakan titik pertemuan antar neuron atau istilah awamnya penghubung
antara satu neuron dengan neuron lainnya.
Komunikasi antarneuron terjadi jika satu implus listrik bergerak melewati akson menuju
ke ujung sinapsis. Satu impuls listrik akan memicu vesikel yang berisi neurotransmitter
bergerak ke presinapsis, selanjutnya membran vesikel akan melebur dengan membran
prasinapsis dan melepaskan molekul neurotransmiter ke celah sinapsis. Molekul
neurotransmiter akan berikatan dengan bagian reseptor dari pascasinapsis sehingga
akan merangsang pascasinapsis untuk menyampaikan impuls ke neuron lain.
Berdasarkan Impuls saraf yang melewatinya, sinapsis dibedakan atas sinapsis listrik
dan sinapsis kimia.
1. Sinapsis Listrik adalah sinapsis yang dilalui oleh impuls arus listrik yang
terdapat diantara sesam neuron. Sinapsis listrik dapat terbentuk antara dendrit-
dendrit, akson-dendrit, atau akson-akson.
2. Sinapsis Kimia adalah sinapsis yang dilalui oleh impuls kimia berupa
neurotransmiter, yaitu hormon yang dihasilkan oleh neuron dan digetahkan ke
celah sinapsis. Sinapsis kimia biasanya terdapat diantara neruron dan efektor.
Kompetensi Dasar
Mampu memahami proses sinapsis pada sistem saraf manusia
1. Sinapsis (Hubungan antar Neuron)
1.1 Pengertian Sinapsis
Sinapsis, adalah titik temu antara terminal akson salah satu neuron dengan neuron
lain. Titik asosiasi akson dan dendrit inilah disebut sinapsis. Sinapsis dibentuk oleh
terminal akson yang membengkak. Di dalam sitoplasma sinapsis, terdapat vesikula
sinapsis. Ketika impuls mencapai ujung neuron, vesikula akan bergerak, lalu melebur
PPPPTK IPA
KEMDIKBUD PPPPTK IPA
K E M E N T E R I A N P E N D I D I K A N D A N K E B U D A Y A A N PUSAT PENGEMBANGAN DAN PEMBERDAYAAN PENDIDIK DAN TENAGA KEPENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (SCIENCE EDUCATION DEVELOPMENT AND EMPOWERMENT CENTRE) Jl. Diponegoro no. 12 Bandung Telp (022) 4231191 Fax (022) 4207922 Bandung 40115 Homepage: www.p4tkipa.org: E-mail: [email protected]
2
KONTEN DIKLAT ONLINE PPPPTK IPA BANDUNG
dengan membran pra-sinapsis dan melepaskan asetilkolin. Asetilkolin berdifusi melalui
celah sinapsis, lalu menempel pada reseptor di membran pasca-sinapsis. Penempelan
asetilkolin pada reseptor menimbulkan impuls pada sel saraf berikutnya. Enzim
asetilkolinesterase menguraikan asetilkolin yang tugasnya sudah selesai.
Pada sinapsis tipikal mamalia (lihat Gambar 1) terdapat sebuah celah yang jelas
(disebut celah sinapsis) di titik pertemuan sinapsis, biasanya sekitar 18-20 nanometer
lebarnya. Pergerakan serotonin impuls saraf menyebarangi celah tersebut terutama
merupakan suatu peristiwa kimiawi yang diperantai oleh neurotransmitor semacam
asetilkolin (Ach), asam -aminobutirat (GABA), noradrenalin, dan serotonin.
Pada setiap bagian otak, terdapat jutaan neuron yang saling terhubung lewat sinapsis.
Anak-anak memiliki sekitar 1016 sinapsis (10 quadrillion). Jumlah ini berkurang seiring
bertambahnya usia. Orang dewasa memiliki 1015 sampai 5 × 1015 (1-5 quadrillion)
sinapsis.
1.2 Struktur kimia senyawa asetilkolin
Asetilkolin merupakan salah satu jenis neurotransmiter (zat kimia penghantar
rangsangan saraf) yang paling umum dikenal. Senyawa neurotransmiter ini dapat
ditemukan di dalam sistem saraf organisme vertebrata. Asetilkolin berperan dalam
mentransmisikan sinyal atau rangsangan yang diterima untuk diteruskan di antara sel-
Gambar 1 Sinapsis Sumber: http://www.google.com/search?biw=1024&bih=473&noj=1&q=synapse&um=1&ie=UTF-&hl=en&tbm=isch&source=og&sa=N&tab=wi&ei=a26mUc-3J8rorAfNrYCgBw Diunduh Mei 2013
PPPPTK IPA
KEMDIKBUD PPPPTK IPA
K E M E N T E R I A N P E N D I D I K A N D A N K E B U D A Y A A N PUSAT PENGEMBANGAN DAN PEMBERDAYAAN PENDIDIK DAN TENAGA KEPENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (SCIENCE EDUCATION DEVELOPMENT AND EMPOWERMENT CENTRE) Jl. Diponegoro no. 12 Bandung Telp (022) 4231191 Fax (022) 4207922 Bandung 40115 Homepage: www.p4tkipa.org: E-mail: [email protected]
3
KONTEN DIKLAT ONLINE PPPPTK IPA BANDUNG
sel saraf yang berdekatan atau pada sambungan neuromuscular. Senyawa organik
dengan rumus molekul CH3COOCH2CH2N+(CH3)3 ini tersebar di seluruh tubuh
manusia, terutama banyak terdapat di dalam sistem saraf tepi (otonom) dan senyawa
ini dikeluarkan dengan adanya stimulasi saraf. Segera setelah dikeluarkan, asetilkolin
akan berdifusi dicelah antar-sinapsis dan menstimulasi saraf-saraf lainnya.
Aktivitas dari neurotransmiter ini dapat dihambat oleh enzim kolinesterase. Enzim ini
sendiri ditemukan pada tahun 1968 dimana seorang peniliti bernama Walo Leuzinger
berhasil memurnikan dan mengkristalkan enzim ini dari belut listrik di Universitas
Kolumbia. Penghambatan kerja asetilkolin oleh enzim ini di dalam tubuh manusia
berperan dalam menimbulkan penyakit Alzheimer yang terkait dengan kerusakan sel-
sel otak, hilangnya ingatan, dan kemampuan berpikir. Penyakit ini dapat dikurangi
efeknya dengan menggunakan obat yang mengandung inhibitor kolinesterase. Di
samping itu, senyawa asetilkolin juga banyak berperan dalam aktivitas gastoinstestinal.
1.3 Mekanisma Proses Hubungan antarneuron (Sinapsis)
Anda telah mengetahui bahwa rangsang yang diterima sel saraf dapat berasal dari
dalam tubuh maupun luar tubuh. Rangsang yang merambat disebut impuls.
Perhatikan Gambar 2. 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.
Sumber: Biology Neil A. Campbell
Gambar 2 Penghantaran impuls
PPPPTK IPA
KEMDIKBUD PPPPTK IPA
K E M E N T E R I A N P E N D I D I K A N D A N K E B U D A Y A A N PUSAT PENGEMBANGAN DAN PEMBERDAYAAN PENDIDIK DAN TENAGA KEPENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (SCIENCE EDUCATION DEVELOPMENT AND EMPOWERMENT CENTRE) Jl. Diponegoro no. 12 Bandung Telp (022) 4231191 Fax (022) 4207922 Bandung 40115 Homepage: www.p4tkipa.org: E-mail: [email protected]
4
KONTEN DIKLAT ONLINE PPPPTK IPA BANDUNG
Proses penghantaran impuls yang kedua adalah penghantaran impuls antarsel saraf
(antarneuron), perhatikan gambar 4.
Akson berujung dalam banyak knop sinapsis berukuran kecil, yang mengandung
sejumlah kantung yang disebut vesikula sinapsis, yang terisi oleh neurotransmitter
(lihat Gambar 1) . Ketika potensial aksi mencapai konsep tersebut, gerbang-gerbang
kalsium yang sensitive-tegangan di membrane prasinapsis knop itu membuka,
membiarkan C2+ mengalir masuk. Hal ini menyeybabkan suasana enzim, kalmodulin,
mempengaruhi pendekatan mikrotubula ke vesikula sinapsis, yang lalu tetarik ke
membrane prasinapsis dan berfusi dengannya. Vesikula lalu pecah dan
menghamburkan neurotransmiternya ke dalam celah sinapsis. Neurotransmiter yang
berfusi dengan cepat menyebrangi celah akan berikatan ke reseptor-reseptor khusus
di membrane parasipnasis di dendrit atau badan sel yang bersebrangan. Ketika jumlah
ambang batas reseptor telah berikatan dengan neurotransismiter, gerbang-gerbang
natrium dan kalsium membuka di membrane pascasinanpsis dan ion-ion positif pun
membanjir masuk, sehingga menurunkan negativitas internal neuron. Perubahan
potensial listrik tersebut disebut potensial eksitatoris pascasinapsis (excitatory
postsynaptic potensial, epsp). Epsp sendiri saja tidak cukup untuk melampau ambang
batas aktivasi neuron penerima. Akan tetapi, jika serangkaian impuls menstimuli satu
konsep tunggal dalam rentang waktu yang cukup pendek, efek kombinasinya bisa jadi
cukup untuk melampaui ambang batas neuron penerima, dan dengan demikian
memicu potensial aksi baru dan meneruskan impuls tersebut. Hal itu dikenal sebgai
Sumber: Biology Neil A. Campbell
Gambar 4 Pengehantaran impuls antarneuron
PPPPTK IPA
KEMDIKBUD PPPPTK IPA
K E M E N T E R I A N P E N D I D I K A N D A N K E B U D A Y A A N PUSAT PENGEMBANGAN DAN PEMBERDAYAAN PENDIDIK DAN TENAGA KEPENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (SCIENCE EDUCATION DEVELOPMENT AND EMPOWERMENT CENTRE) Jl. Diponegoro no. 12 Bandung Telp (022) 4231191 Fax (022) 4207922 Bandung 40115 Homepage: www.p4tkipa.org: E-mail: [email protected]
5
KONTEN DIKLAT ONLINE PPPPTK IPA BANDUNG
sumasi temporal. Ambang batas neuron penerima juga mungin dapat tercapai oleh
kombinasi epsp banhyak akson yang menstimuli dendrit atau badan sel secara
bersamaan. Hal itu disebut sebagai sumasi spasial.
Sejumlah neuron melepaskan neurotransmitter yang menghambat, bukan
mengaktivasi, neuron yang bersebrangan. Neurotransmiter-neurotransmiter tersebut
(GABA dipercaya sebagai salah satunya) menyebabkan gerbang ion klorida di
membrane pascasinapsis membuka, sehingga membiarkan Cl- mengalir masuk dan
menghiperpolarisasi neuron. Peningkatan polarisasi negative itu disebut potensial
inhibitori pascasinapsis (inhibitory postsynaptic potensial, ipsp). Potensial semacam itu
bersifat mengurangi relative terhadap epsp, dalam artian agar sebuah neuron bisa
menembakkan impuls, harus dihasilkan sejumlah besar epsp untuk mengompensasi
ipsp. Dengan barangkali ribuan neuron inhibitoris dan neuron eksitatoris
mempengaruhi satu dendrit tunggal atau badan sel, mengawasi perubahan (permutasi
control) yang tersedia bagi organisme tersebut mengalami peningkatan besar.
Secara ringkas alur Penghantaran Impuls Melalui Sinaps, sebagai berikut:
Dalam mekanisme penghantaran impuls ini ada dua istilah, yaitu prasinapsis dan
postsinapsis (atau bisa juga disebut pascasinapsis). Prasinapsis adalah akson dari
neuron “sebelumnya” sedangkan postsinapsis adalah dendrit dari neuron “berikutnya.”
Logikanya begini, impuls yang diterima dendrit diteruskan melalui badan sel dan
diteruskan lagi ke bagian akson. Akson akan menghantarkan impuls ke neuron
berikutnya. Neuron tersebut (neuron berikutnya) memanfaatkan dendritnya untuk
menerima impuls, kemudian meneruskan impuls ke badan sel lalu ke akson, hingga
akson pun siap untuk mengirimkan impuls ke neuron berikutnya (lihat Gambar 5).
PPPPTK IPA
KEMDIKBUD PPPPTK IPA
K E M E N T E R I A N P E N D I D I K A N D A N K E B U D A Y A A N PUSAT PENGEMBANGAN DAN PEMBERDAYAAN PENDIDIK DAN TENAGA KEPENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (SCIENCE EDUCATION DEVELOPMENT AND EMPOWERMENT CENTRE) Jl. Diponegoro no. 12 Bandung Telp (022) 4231191 Fax (022) 4207922 Bandung 40115 Homepage: www.p4tkipa.org: E-mail: [email protected]
6
KONTEN DIKLAT ONLINE PPPPTK IPA BANDUNG
Tapi tidak semudah itu sebenarnya. Ada proses yang terjadi saat pengiriman impuls
dari terminal akson (prasinaps) menuju dendrit neuron berikutnya (postsinapsis).
Lalu dimana sebenarnya sinapsis itu berada? Sebenarnya sinaps itu tidak berada tepat
di antara prasinaps dan postsinaps, melainkan di prasinaps. Karena di antara dua
neuron yang terlibat ini terdapat celah yang kita sebut celah sinapsis.
Di ujung prasinapsis, tepatnya di terminal akson, terdapat semacam tonjolan yang
disebut tonjolan sinapsis. Di dalamnya ada vesikel sinaps dengan neurotransmitter
beserta jumlah mitokondria sebagai pemasok energi.
Saat impuls ditransmisikan, neurotransmitter dilepaskan secara eksositosis.
Neurotransmitter ini berdifusi menyeberangi celah sinaps sampai ke postsinapsis. Di
postsinapsis atau dendrit neuron berikutnya, neurotransmitter akan berikatan dengan
reseptor yang tepat.
Setelah itu neurotransmitter ditarik kembali secara endositosis untuk didaurulang.
Ingat! Neurotransmitter yang dikeluarkan hanya satu jenis. Suatu neuron yang
melepaskan asetilkolin (salah satu jenis neurotransmitter yang ada di seluruh tubuh)
hanya bisa melepaskan asetilkolin seterusnya. Neuron tidak bisa melepaskan
Gambar 5 Skema Alur Mekanisme Penghantaran Impuls Antarneuron
Sumber: http://www.morphostlab.com/artikel/penghantaran-impuls-melalui-sinaps.html
PPPPTK IPA
KEMDIKBUD PPPPTK IPA
K E M E N T E R I A N P E N D I D I K A N D A N K E B U D A Y A A N PUSAT PENGEMBANGAN DAN PEMBERDAYAAN PENDIDIK DAN TENAGA KEPENDIDIKAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (SCIENCE EDUCATION DEVELOPMENT AND EMPOWERMENT CENTRE) Jl. Diponegoro no. 12 Bandung Telp (022) 4231191 Fax (022) 4207922 Bandung 40115 Homepage: www.p4tkipa.org: E-mail: [email protected]
7
KONTEN DIKLAT ONLINE PPPPTK IPA BANDUNG
serotonin atau dopamin atau neurotransmitter lainnya. (Serotonin dan dopamin juga
termasuk jenis neurotransmitter yang ada di otak).
Contoh:
Untuk menyederhanakan, anggaplah neuron motorik E memungkinkan seorang anak
lelaki memungut barang. Agar dapat menuju sasaran, E memerlukan epsp yang
dihasilkan oleh neuron A dan B. Akan tetapi, angaplah anak itu sedang
mempertimbangkan untuk mencuri permen,. Neuron inhibitor C (dari kesadaran
dirinya) mungkin membangkitkan ipsp, yang mengurangi sumasi spasial epsp yang
disebabkan neuron A dan B ke suatu tingkat di bawah ambang batas yang diperlukan
untuk menuju sasarannya neuron motorik E. jika tidak ada esp tambahan yang
dibangkitkan (misalnya oleh neuron D, akibat kegemarannya makan manis-manis),
neuron motorik E tidak akan menuju sasarannya (dan anak itu takkan mencuri permen
tersebut).
Untuk mencegah berlanjutnya penembakan acak sebuah neuron penerima,
neurotransmitter sinapsis harus dinetralkan. Hal itu dilalukan oleh enzim-enzim yang
mengkatabolisis neurotransmiter tersebut tersebut, dan dengan demikian mencegah
peningkatan lebih lanjut ke reseptor-reseptor di membran pascasinapsis.
