BAB 1 SEL SARAF DAN IMPULS SARAF

Self Saraf Dan Impuls Saraf

1.1 Sel-sel dari sistem saraf

Neuron dan glia

Sistem Saraf terdiri dari dua jenis sel, neuron dan glia. Neuron menerima informasi dan mengirimkannya ke sel lain. Glia melayani banyak fungsi yang sulit untuk di ringkas.

Kita sekarang menerima begitu saja bahwa otak terdiri dari sel-sel individual, tetapi idenya diragukan baru-baru ini pada awal tahun 1900an. Sampai saat itu pandangan mikroskopis terbaik mengungkapkan sedkit detail tentang otak. Pengamat mencatat panjang serat tipis antara satu sel tubuh dan yang lain, tetapi mereka tidak bisa melihat apakah serat bergabung ke sel berikutnya atau berhenti sebelum itu. Pada akhir 1800an santiago Ramony Cajal menggunakan tehnik pewarnaan yang baru dikembangkan untuk menunjukan bahwa celah kecil memisahkan ujung serat satu serat dari permukaan neuron berikutnya. Otak, seperti bagian tubuh lainnya, terdiri dari sel-sel individual.

Struktur sel hewan

Neuron memiliki banyak manfaat umum dengan sel-sel tubuh lainnya. Permukaan sel adalah membrannya (atau membran plasma), suatu struktur yang memisahkan bagian dalam sel dari lingkungan paling luar, bahan kimia tidak dapat melintasi membran, tetapi saluran protein masuk membran memungkinkan aliran  air, oksigen, natrium yang terkontrol, potasium, kalsium, klorida, dan bahan kimia penting lainnya, Kecuali sel darah merah mamalia, semua sel hewan memiliki nukleus, struktur yang mengandung kromosom.

1. Mitokondria adalah struktur yang melakukan aktivitas metabolisme, menyediakan energi yang digunakan sel untuk semua aktivitas. Mitokondria membutuhkan bahan bakar dan oksigen.
2. Ribosom adalah situs di mana sel mensintesis molekul protein baru, protein menyediakan bahan bangunan untuk sel dan memfasilitasi bahan kimia reaksi. Beberapa ribosom mengapung bebas di dalam sel, tetapi yang lain melekat pada retikulum endoplasma, suatu jaringan tabung tipis yang mengangkut protein yang baru disintesis ke lokasi lain.

Struktur Neuron

Neuron memiliki cabang yang panjang ekstensi. Neuron yang lebih besar memiliki dendrit, sebuah soma atau sel terminal, akson, dan terminal presinaptik. Neuron terkecil tidak memiliki akson, dan beberapa tidak memiliki dendrit yang terdefinisi dengan baik. Neuron motorik, dengan soma di tulang belakang kabel, menerima eksitasi melalui dendrit dan perilaku impuls sepanjang aksonnya ke otot.

Neuron sensorik terspesialisasi di satu sisi untuk menjadi sangat sensitif terhadap jenis rangsangan tertentu, seperti cahaya, suara, atau sentuhan.

Dendrit adalah serat bercabang yang semakin dekat tujuan mereka. Permukaan dendrit dilapisi dengan reseptor sinaptik khusus, di mana dendrite menerima informasi dari neuron lain. Semakin besar dan luas permukaan dendrit, semakin banyak juga informasi yang dapat diterimanya. Banyak dendrit mengandung dendritik duri, hasil pendek yang meningkatkan permukaan area yang tersedia untuk sinapsis.

 Sel tubuh, atau soma mengandung nukleus, ribosom, dan mitokondria, sebagian besar kerja metabolisme neuron terjadi di sini, badan sel neuron berdiameter dari 0,005 milimeter (mm) hingga 0,1 mm mamalia dan hingga satu milimeter pada invertebrata tertentu. Akson adalah serat tipis dengan diameter konstan akson menyampaikan impuls terhadap neuron lain, organ, atau otot. Akson memiliki banyak cabang, masing-masing yang membengkak di ujungnya, membentuk terminal presinaptik, juga dikenal sebagai bola lampu atau tombol. Pada titik itu akson melepaskan zat kimia yang melewatinya persimpangan antara satu neuron dan yang berikutnya. Sebuah neuron bisa memiliki banyak dendrit, tetapi hanya pada satu akson. Namun, sebuah akson mungkin memiliki cabang

Glia

Glia (atau neuroglia), komponen lain dari saraf sistem, melakukan banyak fungsi. Otak memiliki beberapa jenis glia. Astrosit berbentuk bintang membungkus terminal presinaptik dari sekelompok akson terkait fungsional. Dengan mengelilingi sinaps antara neuron, sebuah astrosit melindunginya dari bahan kimia yang beredar di sekitarnya dan juga mengambil ion-ion yang dilepaskan oleh akson dan kemudian melepaskannya kembali, sebuah astrosit membantu menyinkronkan aktivitas akson, memungkinkan mereka untuk mengirim pesan dalam. Menurut hipotesis popular dikenal sebagai tripartit sinaps, ujung akson melepas bahan kimia yang menyebabkan astrosit tetangga dilepaskan bahan kimia sendiri, sehingga memperbesar atau memodifikasi pesan ke neuron berikutnya. Sel-sel kecil yang disebut mikroglia bertindak sebagai bagian dari sistem kekebalan tubuh, mengeluarkan bahan limbah, virus, dan jamur dari dalamnya otak. Mereka berkembang biak setelah kerusakan otak dan di sebagian besar otak penyakit. Mikroglia adalah diperlukan untuk kelangsungan hidup neuron tertentu di awal kehidupan.

1.2 Impuls Saraf

Potensi Beristirahat dari neuron

Pesan dalam neuron berkembang dari gangguan potensi istirahat.  Mari kita mulai dengan memahami potensi istirahat. Struktur membran dan proteinnya mengontrol aliran bahan kimia antara bagian dalam dan luar sel.  Ketika diam, membran mempertahankan gradien listrik, juga dikenal sebagai polarisasi - perbedaan muatan listrik antara bagian dalam dan luar sel.  Neuron ditutupi oleh membran. Neuron di dalam membran memiliki potensi listrik yang sedikit negatif sehubungan dengan bagian luar, terutama karena protein bermuatan negatif di dalam sel.  Perbedaan tegangan ini disebut potensial istirahat.  Para peneliti mengukur potensi istirahat dengan memasukkan mikroelektroda yang sangat tipis ke dalam sel tubuh. Diameter elektroda harus sekecil mungkin sehingga memasuki sel tanpa menyebabkan kerusakan.  Elektroda yang paling umum adalah tabung gelas halus diisi dengan larutan garam, meruncing ke diameter ujung 0,0005 mm atau kurang.  Referensi elektroda di luar sel melengkapi sirkuit.  Menghubungkan elektroda ke voltmeter, kami menemukan bahwa interior neuron memiliki potensi negatif relatif terhadap bagian luarnya.  Level tipikal adalah -70 milivolt (mV), tetapi bervariasi dari satu neuron ke neuron lainnya.

Pasukan Bertindak Pada Sodium dan Kalion Ions

Jika ion bermuatan dapat mengalir bebas melintasi membran, membran akan mengalami depolarisasi.  Namun, membran permeabel secara selektif.  Artinya, beberapa bahan kimia melewatinya lebih bebas daripada yang lain.  Oksigen, karbon dioksida, urea, dan air menyeberang secara bebas melalui saluran yang selalu terbuka.  Beberapa ion biologis penting, termasuk natrium, kalium, kalsium, dan klorida, melintasi saluran membran (atau gerbang) yang kadang-kadang terbuka dan kadang-kadang tertutup. Ketika membran diam, saluran natrium dan kalium ditutup, sehingga hampir tidak ada aliran natrium dan hanya aliran kecil kalium.  Jenis stimulasi tertentu dapat membuka saluran ini, memungkinkan aliran kedua ion lebih bebas.  Pompa natrium-kalium, suatu kompleks protein, berulang kali mengangkut tiga ion natrium keluar dari sel sambil menarik dua ion kalium ke dalamnya.  Pompa natrium-kalium adalah transportasi aktif yang membutuhkan energi.  Sebagai hasil dari pompa natrium-kalium, ion natrium lebih dari 10 kali lebih terkonsentrasi di luar membran daripada di dalam, dan ion kalium juga lebih terkonsentrasi di dalam daripada di luar.

gradien listrik dan gradien konsentrasi cenderung memindahkan ion natrium ke dalam sel, natrium akan masuk dengan cepat jika bisa.  Namun, karena saluran natrium ditutup ketika membran diam, hampir tidak ada aliran natrium kecuali apa yang dipompa oleh pompa natrium-kalium keluar dari sel.  Kalium tunduk pada kekuatan yang bersaing.  Kalium bermuatan positif dan bagian dalam sel bermuatan negatif, sehingga gradien listrik cenderung menarik kalium. Namun, kalium lebih terkonsentrasi di dalam sel daripada di luar, sehingga gradien konsentrasi cenderung mengusirnya.  Jika saluran kalium terbuka lebar, kalium akan memiliki aliran bersih kecil dari sel.  Yaitu, gradien listrik dan gradien konsentrasi untuk kalium hampir seimbang, tetapi tidak cukup.  Pompa natrium-kalium terus menarik kalium ke dalam sel, sehingga selalu sedikit terkonsentrasi di dalamnya.

 Potensi

1.Tindakan

Ketika kita

menggunakan elektroda lain untuk menerapkan muatan negatif, kita dapat lebih

meningkatkan muatan negatif di dalam neuron. Perubahan ini disebut

hiperpolarisasi, yang berarti peningkatan polarisasi. Ketika stimulasi

berakhir, muatan kembali ke level istirahat semula.

2. Dasar

molekul dari potensi aksi

protein yang memungkinkan natrium untuk menyeberang

disebut saluran natrium. Yang mengatur natrium dan kalium adalah saluran

tegangan-gated. Yaitu permehabilitasnya tergantung pada perbedaan yang melintasi

membran. Jumlah total ion natrium di dekat akson, kurang dari satu persen

melintasi membran selama aksi potensial. Bahkan ketika puncak potensial aksi,

ion natrium harus tetap berdifusi ke dalam sel. Potensi aksi memrlukan aliran

natrium dan sium. Seperti  obat novocain dan xylocaine yang menempel pada

saluran natrium membran, mencegah masuknya ion natrium dan dengan demikian

menghentikan potensi aksi.

3. Perbanyakan Aksi Potensi

Hingga saat ini, kami telah mempertimbangkan bagaimana tindakan potensial

terjadi pada satu titik pada akson. Sekarang mari kita pertimbangkan bagaimana caranya

bergerak menuruni akson.  penting bagi akson untuk melakukannya

menyampaikan impuls tanpa kehilangan kekuatan dari jarak jauh

Selama potensial aksi, ion natrium memasuki suatu titik akson. Untuk sementara, tempat itu bermuatan positif dibandingkan dengan daerah tetangga di sepanjang akson. Yang positif ion mengalir di akson ke daerah tetangga. Posisf Biaya tive sedikit mendepolarisasi area membran selanjutnya,menyebabkannya mencapai ambang batas dan membuka voltase-gated saluran natrium. Kemudian membran meregenerasi aksi potensial.

Apa yang harus dilakukan sebelum melampiaskan muatan listrik agar tidak mengalir ke arah yang berlawanan.

situs di mana potensi tindakan sedang bepergian? Tidak ada. Di muatan listrik memang mengalir ke dua arah. Kemudian apa yang mencegah potensi aksi di dekat pusat akson dari reinvading area yang baru saja berlalu? Jawabannya adalah bahwa area yang baru saja dilewati masih dalam periode refraktori mereka.Mari kita tinjau potensi tindakan:

■ Ketika area membran akson mencapai ambang eksitasi, saluran natrium dan kalium saluran terbuka.

■Pada awalnya, pembukaan saluran kalium menghasilkan efek kecil.

■ Membuka saluran natrium membuat ion natrium masuk ke dalamnya akson.

■ Muatan positif mengalir ke bawah akson dan membuka tegangan saluran natrium terjaga   keamanannya pada titik berikutnya.

■ Pada puncak potensial aksi, gerbang natrium tutup rapat. Mereka tetap tertutup selama milidetik berikutnya atau jadi, meskipun ada depolarisasi membran.

■ Karena saluran potassium yang terjaga tegangannya tetap terbuka,ion kalium mengalir keluar dari akson, mengembalikan membran menuju pemisahan aslinya.

■ Beberapa milidetik kemudian, tergantung tegangan saluran kalium tutup.

4. Selubung Myelin dan Konduksi Saltatory :

Pada akson tertipis, potensial aksi bergerak dengan kecepatan kurang dari 1 m / s. Meningkatkan diameter membawa konduksi kecepatan hingga sekitar 10 m / s. Pada kecepatan itu, sebuah dorongan muncul akson ke atau dari kaki jerapah membutuhkan waktu sekitar setengah detik. Untuk meningkatkan kecepatan lebih banyak lagi, akson vertebrata berevolusi amekanisme khusus: selubung mielin, bahan isolasiterdiri dari lemak dan protein.

Prinsip yang sama berlaku untuk akson myelinated, yang ered dengan selubung mielin. Akson myelinated, hanya ditemukan divertebrata, ditutupi dengan lapisan lemak dan protein. Itu selubung mielin terganggu secara berkala oleh bagian pendek dari akson disebut node Ranvier, masing-masing sekitar 1 mikrometer lebar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.18. Di akson myelinated, aksinya potensial dimulai pada simpul pertama Ranvier

Misalkan potensi aksi terjadi pada mielin pertama segmen. Potensi aksi tidak dapat dibuat kembali di sepanjang membran antar node karena saluran natrium adalah virtu sekutu tidak ada di antara node (Catterall, 1984). Setelah suatu tindakan potensial terjadi pada suatu simpul, ion natrium memasuki akson dan menyebar, mendorong rantai muatan positif di sepanjang akson kesimpul berikutnya, tempat mereka menumbuhkan potensi aksi Aliran muatan ini bergerak jauh lebih cepat.

II.7 Neuron local:

Akson menghasilkan potensi aksi. Namun, banyak rons tidak memiliki akson (Le Magueresse, et al., 2011). Neuron tanpa pertukaran informasi akson dengan hanya terdekat mereka tetangga. Karena itu kami menyebutnya neuron lokal. Karena mereka tidak memiliki akson, mereka tidak mengikuti hukum semua atau tidak sama sekali.Ketika neuron lokal menerima informasi dari neuron lain, Konduksi asin dalam akson myelin Potensi aksi di simpul memicu aliran arus ke yang berikutnya simpul, di mana membran meregenerasi potensial aksi. Dikenyataannya, selubung mielin jauh lebih lama daripada yang ditunjukkan di sini, relatif terhadap ukuran node Ranvier dan diameter

memiliki potensi bertingkat, potensial membran yang bervariasi dalam besarnya sebanding dengan intensitas stimulus. Itu perubahan potensial membran dilakukan untuk daerah yang berdekatansel, ke segala arah, secara bertahap membusuk saat bergerak.Berbagai area sel tersebut menghubungi neuron lain, yang mana mereka menggairahkan atau menghambat.

Video Klik di bawah ini:

          

          

Jurnal Klik di bawah ini: