Sistem Kelistrikan pada Sel Syaraf

HermanAnis.com – Teman-teman semua, pada artikel kali ini kita akan membahas topik berkaitan dengan sistem kelistrikan pada sel syaraf. Sistem kelistrikan pada sel syaraf melibatkan serangkaian peristiwa kompleks yang memungkinkan sel untuk menghasilkan, menghantarkan, dan mentransmisikan sinyal listrik.

Baca Juga: Sistem Pernafasan Manusia

A. Komponen dalam Sistem Kelistrikan pada Sel Syaraf

Berikut adalah penjelasan singkat tentang masing-masing komponen tersebut:

1. Neuron

Juga dikenal sebagai sel syaraf, merupakan unit dasar dalam sistem saraf yang dapat menghasilkan dan mentransmisikan sinyal listrik.

2. Synapsis

Tempat kontak antara ujung akson satu neuron dengan dendrit atau badan sel neuron lainnya atau dengan sel target seperti otot atau neuron lainnya.

3. Dendrite

Cabang-cabang pendek yang menyebar dari badan sel neuron. Kompenen ini berfungsi sebagai struktur penerima stimulus dan mentransmisikan sinyal listrik ke badan sel.

4. Axon

Serat panjang yang memperpanjang dari badan sel dan menghantarkan potensial aksi dari neuron. Axon ini berperan dalam mentransmisikan sinyal listrik menuju ujung saraf atau sinapsis.

5. Badan Sel (Soma)

Bagian utama sel neuron yang mengandung inti sel dan sebagian besar organel sel. Ini berperan dalam pemrosesan dan integrasi sinyal listrik.

6. Inti Sel

Bagian sel yang mengandung materi genetik dan mengendalikan aktivitas sel. Inti sel menyandi informasi genetik yang diperlukan untuk fungsi dan struktur sel.

7. Selubung Myelin

Lapisan pelindung yang melapisi beberapa bagian dari akson untuk meningkatkan kecepatan transmisi sinyal listrik. Ini diperoleh dari sel glia (selubung Schwann pada sistem saraf perifer dan selubung oligodendrosit pada sistem saraf pusat).

8. Simpul Ranvier

Ruang antara dua segmen selubung myelin pada akson. Ini, berperan dalam percepatan transmisi sinyal listrik karena potensial aksi hanya terjadi di simpul Ranvier.

9. Ujung-ujung Saraf

Ujung akson yang terhubung dengan sel target atau otot. Di sinilah pelepasan neurotransmiter terjadi di sinapsis, memicu respons di sel target.

Setiap komponen ini memiliki peran khusus dalam sistem kelistrikan pada sel syaraf, dan interaksi antara mereka memungkinkan transmisi sinyal yang kompleks dan berbagai fungsi dalam sistem saraf manusia.

Baca Juga: Sistem Ekskresi pada Manusia

B. Sistem Kelistrikan pada Sel Syaraf

Sistem syaraf kita merupakan suatu jaringan neuron, (sel-sel syaraf) yang sangat kompleks. Neuron mempunyai bentuk yang unik dan sangat berbeda dengan bentuk sel hidup lainnya. Gambar 1. merepresentasikan sebuah neuron.

Setiap neuron mempunyai tiga bagian penting untuk menyalurkan sinyal listrik yaitu synapsis (simpul syaraf), dendrite dan axon. Synapsis berfungsi sebagai pemancar sinyal listrik (transmitter), dendrite sebagai penangkap sinyal (receiver) dan axon sebagai medium perambat sinyal.

Axon di selubungi oleh suatu membran di mana kedua permukaannya (permukaan luar dan dalam) mengandung muatan yang berlawanan jenis yang di sebabkan oleh adanya kandungan ion-ion pada cairan di luar dan di dalam sel. Jenis ion terbanyak yang terkandung di dalam cairan dalam dan luar sel adalah ion K⁺, Na⁺dan Cl^–.

Gambar 2 merepresentasikan penyebaran muatan pada permukaan membran.

Konsentrasi ion

Perbandingan komposisi ion-ion tersebut adalah seperti pada Tabel 1.

Tabel 1. Konsentrasi ion-ion di dalam dan di luar suatu axon.

Dalam keadaan tanpa sinyal listrik (resting state) muatan-muatan tersebar merata di sepanjang permukaan axon, di mana muatan positif tersebar di permukaan luar membran dan muatan negatif tersebar di permukaan dalam membran. Dalam keadaan ini bagian dalam axon menyimpan potensial sekitar -60 s/d -90 mV tergantung pada jenis organnya.

Pada waktu axon mendapat sinyal listrik terjadi difusi ion dari permukaan luar ke permukaan dalam membran, sehingga terjadi lonjakan potensial di bagian dalam axon hingga mencapai sekitar +40 mV. Kejadian ini berlangsung sangat cepat, dalam hitungan milidetik. Lonjakan potensial ini dikenal sebagai potensial aksi, yang merambat dari bagian pangkal ke ujung axon.

Perambatan potensial aksi ini menyebabkan terjadinya depolarisasi pada permukaan-permukaan membran, sehingga permukaan luarnya menjadi bermuatan negatif dan permukaan dalamnya bermuatan positif. Setelah perambatan sinyal sudah mencapai ujung axon, di mana seluruh permukaan axon sudah terdepolarisasi, maka axon akan kembali ke keadaan semula dengan melakukan repolarisasi, di mana permukaan luar membran menjadi bermuatan positif kembali dan permukaan dalamnya bermuatan negatif.

Potensial aksi menyerupai sinyal digital (sinyal on-off) dengan memberikan respon menyala jika ada sinyal dan mati jika tidak ada sinyal. Kecepatan perambatan potensial aksi tergantung pada diameter axon dan jumlah kandungan mylin (struktur protein lipid) yang menyelubungi axon.

Dengan kandungan mylin yang rendah kecepatan potensial aksi bisa sangat rendah, dan yang paling rendah adalah sekitar 0,5 m/s. Sebaliknya dengan kandungan mylin yang tinggi kecepatan perambatannya bisa sangat tinggi dan dapat mencapai 130 m/s. Sesungguhnya perambatan sinyal listrik pada sistem syaraf melibatkan proses elektrokimia yang sangat kompleks, dan pada saat ini belum dapat di ketahui secara lengkap.

C. Contoh ganguan pada sistem kelistrikan pada sel syaraf manusia

Berikut adalah beberapa contoh gangguan pada sistem kelistrikan pada sel syaraf manusia:

1. Multiple Sclerosis (MS)

Merupakan penyakit autoimun di mana sistem kekebalan tubuh menyerang selaput mielin, yang melapisi akson sel syaraf. Gangguan pada isolasi mielin menghambat transmisi sinyal, menyebabkan gejala seperti kesulitan bergerak, kelemahan otot, dan masalah koordinasi.

2. Epilepsi

Merupakan gangguan neurologis yang di tandai dengan aktivitas listrik otak yang abnormal, yang dapat menyebabkan serangan atau kejang. Potensial aksi abnormal atau hiperaktivitas neuron dapat terjadi, menghasilkan serangan epilepsi.

3. Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)

Juga di kenal sebagai penyakit Lou Gehrig, ALS merusak sel syaraf motorik dalam otak dan sumsum tulang belakang. Ini mengakibatkan kelemahan otot progresif, kesulitan berbicara, menelan, dan bernapas.

4. Peripheral Neuropathy

Merupakan gangguan yang mempengaruhi sel syaraf di luar otak dan sumsum tulang belakang. Ini dapat di sebabkan oleh diabetes, infeksi, atau faktor lainnya, dan menyebabkan gejala seperti rasa mati rasa, nyeri, dan kelemahan pada ekstremitas.

5. Parkinson’s Disease

Parkinson’s adalah gangguan neurodegeneratif yang mempengaruhi sel syaraf dopaminergik di otak. Gangguan ini mengakibatkan kekakuan otot, tremor, dan masalah koordinasi gerakan.

6. Guillain-Barré Syndrome

Merupakan gangguan autoimun yang menyerang selaput mielin di sistem saraf perifer. Ini Dapat menyebabkan lemah otot, kesulitan bergerak, dan kadang-kadang kelemahan parah atau kelumpuhan.

7. Huntington’s Disease

Merupakan penyakit genetik yang menyebabkan kerusakan pada sel syaraf di otak. Ini gejalanya meliputi gerakan tidak terkendali, masalah kognitif, dan gangguan emosional.

8. Alzheimer’s Disease

Alzheimer’s adalah penyakit neurodegeneratif yang memengaruhi sel syaraf di otak, terutama di daerah yang terkait dengan fungsi kognitif. Gangguan ini menyebabkan penurunan memori, kesulitan berbicara, dan masalah kognitif lainnya.

9. Channelopathies

Gangguan genetik yang memengaruhi fungsi kanal ion pada sel syaraf, seperti epilepsi familial atau long QT syndrome. Ini menyebabkan perubahan dalam potensial membran dan potensial aksi.

10. Cerebral Palsy

Merupakan kelompok gangguan motorik yang di sebabkan oleh kerusakan pada otak yang terjadi sebelum, saat, atau setelah kelahiran. Gangguan ini dapat memengaruhi kontrol gerakan dan koordinasi otot.

Setiap kondisi ini memiliki karakteristik dan mekanisme yang berbeda, namun semuanya dapat mengakibatkan gangguan dalam sistem kelistrikan pada sel syaraf dan memengaruhi fungsi saraf secara keseluruhan. Diagnosa dan pengelolaan kondisi ini sering melibatkan pendekatan multidisiplin dari tim perawatan kesehatan.

Demikian semoga bermanfaat.