Pengertian Sistem Saraf

A Sistem Saraf

Informasi lingkungan dari reseptor tubuh atau indra menuju pusat pengolahan informasi misalnya otak, memerlukan suatu media. Media tersebut berupa sel, yaitu sel saraf (sel neuron). Jadi, sel tersebut berfungsi mengantarkan informasi dari reseptor ke sistem pengolahan informasi, kemudian menyampaikan tanggapannya ke efektor. Adapun efektor berupa sel atau organ yang digunakan hewan untuk bereaksi terhadap rangsangan. Informasi yang disampaikan disebut impuls saraf. Sistem saraf tersusun atas sel-sel saraf dan sel-sel pendukungnya (neuroglia). Sel-sel neuroglia merupakan jaringan penyokong, sebagai isolasi dan tempat makanan cadangan karena banyak mengandung glikogen.

1. Sel Saraf

Sistem saraf dibangun oleh sel-sel saraf. Sel saraf atau neuron merupakan sebuah sel dengan struktur yang khas. Untuk mendukung kinerja menyampaikan sinyal ke sel lainnya, sel neuron membentuk sebuah juluranjuluran sitoplasma yang disebut dendrit. Dendrit inilah yang menjadi perantara bagi pergerakan sinyal dari organ reseptor ke pusat pengolahan saraf. Jika simpul ini hilang atau rusak, seseorang akan mengalami kepikunan (jika terjadi di otak), atau mati rasa (jika terjadi di bagian organ lain).

Sebuah sel saraf terdiri atas dendrit, selubung mielin, nodus Ranvier, sel Schwann, badan sel, dan inti sel. Akson (neurit) merupakan bagian sel saraf yang merupakan perpanjangan dari sitoplasma dalam bentuk tunggal. Akson dibungkus oleh sebuah lapisan lemak yang disebut selubung mielin. Selubung mielin adalah bagian khusus dari membran plasma sel aksesoris neuron yang disebut sel Schwann.

Sel Schwann berfungsi melindungi akson dari kerusakan, luka, atau tekanan. Sel Schwann termasuk neuroglia. Sel Schwann tersusun beraturan pada akson. Namun, terdapat bagian akson yang tidak tertutup oleh Sel Schwann yang disebut nodus Ranvier. Nodus Ranvier sangat berguna dalam mekanisme penghantaran impuls atau rangsang. Badan sel saraf mengandung inti sel, neurofibril, badan Golgi, mitokondria, dan sitoplasma.

Berdasaran fungsinya sel saraf dapat dibedakan atas sel saraf sensorik (saraf aferen), sel saraf motorik (saraf eferen), dan sel saraf interneuron (saraf konektor, asosiasi, atau ajustor). Sel saraf sensorik membawa informasi dari reseptor yang berhubungan langsung dengan lingkungan. Sel saraf motorik membawa informasi ke otot atau kelenjar dan membuat mereka bergerak atau bereaksi. Adapun sel saraf interneuron merupakan penghubung informasi antara sel saraf sensorik dan sel saraf motorik.

Berdasarkan strukturnya, sel saraf dibedakan atas neuron bipolar, neuron unipolar, dan neuron multipolar (Guttman, 1999: 875). Neuron bipolar memiliki dua juluran dari badan selnya, menjadi dendrit dan akson. Neuron unipolar memiliki satu juluran dari badan sel yang bercabang menjadi dendrit dan akson. Adapun neuron multipolar memiliki banyak juluran dendrit dari badan selnya dan memiliki satu juluran akson.

Ukuran inti sel saraf pada umumnya lebih besar daripada sel lainnya di tubuh. Sel-sel saraf atau neuron akan bergabung membentuk suatu simpul saraf yang disebut ganglion.

Rangsang bergerak dari sel saraf ke sel saraf lainnya, bermula dari dendrit menuju akson. Oleh karena itu, dalam pergerakan tersebut kita akan menemukan hubungan antarneuron melalui kontak juluran dendrit dan akson. Bagian yang berhubungan dengan sel saraf lain tersebut dikenal dengan nama sinapsis.

Arah perambatan dari sinapsis sangat khas, yaitu hanya terjadi dalam satu arah. Jadi, pergerakan impuls saraf hampir sama dengan pergerakan arus listrik searah. Sel saraf menghubungkan antara sel penerima rangsang dan pusat informasi serta menghantarkan perintah pada organ target dalam satu arah. Secara umum, neuron memiliki beberapa fungsi sebagai berikut.

1. Menghubungkan impuls ke pusat saraf atau neuron sensorik (neuron aferen). Pada neuron sensorik, bagian dendritnya akan berhubungan dengan organ reseptor, sedangkan aksonnya berhubungan dengan neuron lain.

2. Menyampaikan impuls dari pusat saraf ke organ target atau neuron motorik (neuron eferen). Dendrit akan berhubungan dengan sistem saraf pusat, sedangkan aksonnya berhubungan dengan organ efektor.

3. Menghubungkan antara neuron sensorik dan motorik atau disebut interneuron. Bagian interneuron yang menghubungkan antarneuron di otak dinamakan neuron konektor. Sementara itu, interneuron di sumsum tulang belakang disebut neuron ajustor.

2. Komunikasi Neuron

Neuron-neuron yang berhubungan dalam sebuah sinapsis mempunyai mekanisme khas dalam menyampaikan perambatan impuls. Antara neuron dan neuron tidak terjadi hubungan langsung karena terdapat sebuah celah sempit yang berfungsi untuk menghantarkan impuls di sinapsis. Celah ini disebut dengan celah sinaptik yang akan meneruskan impuls dari neuron ke neuron lainnya melalui sebuah perantara yang disebut neurotransmitter. Neurotransmitter merupakan sebuah cairan kimia dalam tubuh, seperti asetilkolin, serotonin, atau noradrenalin yang berfungsi menghantarkan impuls. Sinapsis terdapat di antara akson neuron yang satu dengan dendrit atau badan sel atau akson dari neuron lain.

Agar dapat menghantarkan impuls, akson harus mencapai potensial tertentu yang lebih negatif hingga mencapai suatu ambang batas. Pada saat ambang batas ini, keadaan potensial di dalam akson dinamakan potensial aksi. Jadi, neuron dapat merambatkan impuls jika mencapai potensial aksi.

Potensial ini sebenarnya terbentuk dari perbedaan muatan yang dimiliki oleh ion-ion yang berada di dalam sel, yaitu Cl–, A–, Na+, dan K+ yang berada di luar dan di dalam sel. Ion A– (anorganik) hanya terdapat di cairan intraseluler. Pada saat istirahat, ion Cl– dan Na+ lebih banyak terdapat di luar sel (ekstraseluler) dibandingkan ion A– dan K+ yang berada di dalam sel (intraseluler).

Membran selubung mielin adalah sebuah membran yang semipermeabel yang dapat ditembus oleh ion-ion dengan mekanisme transpor aktif atau pompa ion. Adanya rangsang akan mengubah susunan potensial listrik yang ada sehingga terjadi pergerakan keluar-masuknya ion.

Neuron yang berada dalam keadaan istirahat dengan potensial di dalam selnya lebih negatif dibandingkan potensial di bagian luar disebut dalam keadaan polarisasi atau potensial istirahat. Perubahan potensial atau depolarisasi akan terjadi jika ada perubahan muatan dalam membran. Ion Na+ dan Cl– akan bergerak masuk ke dalam sel pada saat adanya impuls.

Daerah yang mengalami depolarisasi akan membentuk suatu aliran listrik sehingga menjadi depolarisasi. Bagian yang terdepolarisasi ini akan kembali membentuk aliran listrik dengan daerah lainnya yang masih dalam keadaan polarisasi sehingga menjadi terdepolarisasi. Begitu seterusnya sehingga terjadi penjalaran listrik atau yang dikenal dengan impuls saraf .

Ketika impuls mencapai ujung akson. Impuls tersebut harus melewati sinapsis menuju otot, kelenjar, atau saraf lainnya. Misalkan sebuah neuron memiliki hubungan sinapsis dengan neuron lain, akson dari neuron pertama akan melepaskan neuronsmitter yang akan menyebabkan penjalaran impuls pada neuron kedua. Misalkan, sebuah neuron memiliki hubungan sinapsis dengan sebuah sel otot. Untuk membuat otot tersebut berkontraksi, sinyal impuls harus mencapai sel otot.

Ketika impuls mencapai ujung akson, akson akan mengekresikan neurotransmitter, yaitu asetilkolin. Molekul asetilkolin berfungsi melewati sinapsis sel otot. Ketika mereka berikatan dengan reseptor molekul pada membran sel, sel otot akan berkontraksi. Asetilkolin tidak akan aktif selamanya. Sel otot mengeluarkan enzim yang disebut asetilkolinterase. Enzim ini membuat asetilkolin tidak aktif dan sel otot relaksasi. Sel otot akan berinteraksi kembali jika asetilkolin dilepaskan kembali oleh akson.

Arah impuls saraf hanya terjadi dalam satu arah, baik dari dendrit menuju akson ataupun antarneuron. Jika bekerja terus-menerus, sel saraf akan mengalami kelelahan. Contohnya, ketika kita membaui sesuatu yang tidak enak, lama-kelamaan bau tersebut tidak akan sekeras pada awalnya. Kecepatan rambat impuls dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya sebagai berikut.

a. Diameter serabut saraf

Sel saraf dengan diameter besar akan lebih cepat merambatkan impuls dibandingkan dengan sel saraf dengan diameter yang lebih kecil.

b. Selubung mielin

Daerah akson yang tertutup mielin akan menghantarkan impuls lebih cepat dibandingkan dengan akson yag tidak tertutup mielin.

c. Suhu

Hingga ambang batas tertentu kenaikan suhu akan mempercepat penghantaran impuls dibandingkan ketika suhu rendah. Hal tersebut dibuktikan dengan lebih cepatnya perambatan impuls pada hewan homoioterm, seperti Mammalia dibandingkan hewan berdarah dingin poikiloterm, seperti Reptilia atau Amphibia.

Impuls saraf yang telah mencapai sinapsis, diteruskan oleh cairan kimia yang disebut neurotransmitter. Saat ini, telah diketahui 50 jenis neurotransmitter dan neuropeptida (suatu molekul protein kecil yang berfungsi seperti neurotransmitter). Beberapa neurotransmitter yang dikenal luas adalah sebagai berikut.

a. Asetilkolin

Asetilkolin banyak ditemukan di otak dan merupakan satu-satunya neurotransmitter yang ditemukan di sinapsis dan otot.

b. Dopamin

Neurotransmitter ini dikeluarkan oleh bagian neuron yang mengalami kerusakan. Dopamin akan banyak ditemukan pada sinapsis penderita penyakit Parkinson. Penyakit Parkinson, seperti yang diderita oleh petinju legendaris Mohammad Ali, adalah jenis penyakit dengan ciri-ciri susah mengendalikan pergerakan dan goncangan pada tangan (tremor).

c. Serotonin

Serotonin merupakan jenis neurotransmitter yang ada di otak dan sumsum tulang belakang. Serotonin bertugas dalam penghambatan impuls rasa sakit. Selain itu, serotonin juga diduga memengaruhi tidur dan perasaan kita (mood).

d. Norepinefrin

Norepinefrin banyak dikeluarkan pada sinapsis yang berhubungan dengan alat kerja organ dalam, seperti jantung, hati, paru-paru, serta alat pencernaan. Struktur kimianya mirip dengan hormon adrenalin yang bekerja pada saat kondisi tubuh tertekan (stress).

e. Neuropeptida

Contoh neuropeptida adalah opioid yang banyak berpengaruh dalam pengaturan kondisi tubuh, seperti rasa lapar, temperatur tubuh, rasa marah, dan perasaan-perasaan lain yang ditimbulkan secara emosional.

3. Susunan Saraf Manusia

Dalam tubuh manusia, terdapat dua sistem susunan saraf, yaitu sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi. Sistem saraf pusat terdiri atas otak dan sumsum tulang belakang. Sistem saraf tepi menghubungkan sistem saraf pusat dengan seluruh tubuh. Di sistem saraf tepi inilah, neuron sensorik dan motorik bekerja.

a. Sistem Saraf Pusat

Sistem saraf pusat merupakan pusat dari seluruh kendali dan regulasi pada tubuh, baik gerakan sadar atau gerakan otonom. Dua organ utama yang menjadi penggerak sistem saraf pusat adalah otak dan sumsum tulang belakang. Otak manusia merupakan organ vital yang harus dilindungi oleh tulang tengkorak. Sementara itu, sumsum tulang belakang dilindungi oleh ruas-ruas tulang belakang.

Struktur khas dalam sistem saraf pusat adalah adanya area kelabu (grey matter) dan area putih (white matter). Area kelabu merupakan kumpulan dari akson yang dibungkus oleh selubung mielin, sedangkan area kelabu merupakan kumpulan dari badan sel dan dendrit yang dilingkupi oleh banyak sinapsis. Area putih terdapat di otak bagian dalam dan area kelabu terdapat di bagian luarnya (korteks). Sementara itu, pada sumsum tulang belakang berlaku sebaliknya.

Sistem saraf pusat dilindungi oleh jaringan ikat yang menjaga dan mendukung aktivitas sistem saraf pusat yang disebut selaput meningia (meninges). Selaput ini terdiri atas tiga bagian, yaitu sebagai berikut.

1) Piamater

Merupakan selaput paling dalam yang menyelimuti sistem saraf pusat. Lapisan ini banyak sekali mengandung pembuluh darah.

2) Arakhnoid

Lapisan ini berupa selaput tipis yang berada di antara piamater dan duramater.

3) Duramater

Lapisan paling luar yang terhubung dengan tengkorak. Daerah di antara piamater dan arakhnoid diisi oleh cairan yang disebut cairan serebrospinal. Dengan adanya lapisan ini, otak akan lebih tahan terhadap goncangan dan benturan dengan kranium. Kadangkala seseorang mengalami infeksi pada lapisan meninges, baik pada cairannya ataupun lapisannya yang disebut meningitis.

1) Otak

Otak merupakan organ yang telah terspesialisasi sangat kompleks. Berat total otak dewasa adalah sekitar 2% dari total berat badannya atau sekitar 1,4 kilogram dan mempunyai sekitar 12 miliar neuron. Pengolahan informasi di otak dilakukan pada bagian-bagian khusus sesuai dengan area penerjemahan neuron sensorik.

Permukaan otak tidak rata, tetapi berlekuk-lekuk sebagai pengembangan neuron yang berada di dalamnya. Semakin berkembang otak seseorang, semakin banyak lekukannya. Lekukan yang berarah ke dalam (lembah) disebut sulkus dan lekukan yang berarah ke atas (gunungan) dinamakan girus.

Otak mendapatkan impuls dari sumsum tulang belakang dan 12 pasang saraf kranial. Setiap saraf tersebut akan bermuara di bagian otak yang khusus. Otak manusia dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu otak depan, otak tengah, dan otak belakang. Para ahli mempercayai bahwa dalam perkembangannya, otak vertebrata terbagi menjadi tiga bagian yang mempunyai fungsi khas. Otak belakang berfungsi dalam menjaga tingkah laku, otak tengah berfungsi dalam penglihatan, dan otak depan berfungsi dalam penciuman (Campbell, et al, 2006: 578).

a) Otak depan

Otak depan terdiri atas otak besar (cerebrum), talamus, dan hipotalamus. Otak besar merupakan bagian terbesar dari otak, yaitu mencakup 85% dari volume seluruh bagian otak. Bagian tertentu merupakan bagian paling penting dalam penerjemahan informasi yang Anda terima dari mata, hidung, telinga, dan bagian tubuh lainnya. Bagian otak besar terdiri atas dua belahan (hemisfer), yaitu belahan otak kiri dan otak kanan. Setiap belahan tersebut akan mengatur kerja organ tubuh yang berbeda.

Otak kanan sangat berpengaruh terhadap kerja organ tubuh bagian kiri, serta bekerja lebih aktif untuk pengerjaan masalah yang berkaitan dengan seni atau kreativitas. Bagian otak kiri mempengaruhi kerja organ tubuh bagian kanan serta bekerja aktif pada saat Anda berpikir logika dan penguasaan bahasa atau komunikasi. Di antara bagian kiri dan kanan hemisfer otak, terdapat jembatan jaringan saraf penghubung yang disebut dengan corpus callosum.

Talamus mengandung badan sel neuron yang melanjutkan informasi menuju otak besar. Talamus memilih data menjadi beberapa kategori, misalnya semua sinyal sentuhan dari tangan. Talamus juga dapat menekan suatu sinyal dan memperbesar sinyal lainnya. Setelah itu talamus menghantarkan informasi menuju bagian otak yang sesuai untuk diterjemahkan dan ditanggapi.

Hipotalamus mengontrol kelenjar hipofisis dan mengekspresikan berbagai macam hormon. Hipotalamus juga dapat mengontrol suhu tubuh, tekanan darah, rasa lapar, rasa haus, dan hasrat seksual. Hipotalamus juga dapat disebut sebagai pusat kecanduan karena dapat dipengaruhi oleh obatobatan yang menimbulkan kecanduan, seperti amphetamin dan kokain. Pada bagian lain hipotalamus, terdapat kumpulan sel neuron yang berfungsi sebagai jam biologis. Jam biologis ini menjaga ritme tubuh harian, seperti siklus tidur dan bangun tidur.

Di bagian permukaan otak besar terdapat bagian yang disebut telensefalon serta diensefalon. Pada bagian diensefalon, terdapat banyak sumber kelenjar yang menyekresikan hormon, seperti hipotalamus dan kelenjar pituitari (hipofisis). Bagian telensefalon merupakan bagian luar yang mudah kita amati dari model torso.

Beberapa bagian dari hemisfer mempunyai tugas yang berbeda terhadap informasi yang masuk. Bagian-bagian tersebut adalah sebagai berikut.

(1) Temporal, berperan dalam mengolah informasi suara.

(2) Oksipital, berhubungan dengan pengolahan impuls cahaya dari penglihatan.

(3) Parietal, merupakan pusat pengaturan impuls dari kulit serta berhubungan dengan pengenalan posisi tubuh.

(4) Frontal, merupakan bagian yang penting dalam proses ingatan dan perencanaan kegiatan manusia.

b) Otak tengah

Otak tengah merupakan bagian terkecil otak yang berfungsi dalam sinkronisasi pergerakan kecil, pusat relaksasi dan motorik, serta pusat pengaturan refleks pupil pada mata. Pada bagian ini, banyak diproduksi neurotransmitter yang mengontrol pergerakan lembut. Jika terjadi kerusakan pada bagian ini, orang akan mengalami penyakit parkinson. Sebagai pusat relaksasi, bagian otak tengah banyak menghasilkan neurotransmitter dopamin.

c) Otak belakang

Otak belakang tersusun atas otak kecil (cerebellum), medula oblongata, dan pons varoli. Otak kecil akan mengintegrasikan impuls saraf yang diterima dari sistem gerak sehingga berperan penting dalam menjaga keseimbangan tubuh pada saat beraktivitas. Kerja otak kecil berhubungan dengan sistem keseimbangan lainnya, seperti proprioreseptor dan saluran keseimbangan di telinga yang menjaga keseimbangan posisi tubuh. Informasi dari otot bagian kiri dan bagian kanan tubuh yang diolah di bagian otak besar akan diterima oleh otak kecil melalui jaringan saraf yang disebut pons varoli.

Di bagian otak kecil terdapat saluran yang menghubungkan antara otak dengan sumsum tulang belakang yang dinamakan medula oblongata. Batas antara medula oblongata dan sumsum tulang belakang tidak jelas. Oleh karena itu, medula oblongata sering disebut sebagai sumsum lanjutan.

Pons varoli dan medula oblongata, selain berperan sebagai pengatur sistem sirkulasi, kecepatan detak jantung, dan pencernaan, juga berperan dalam pengaturan pernapasan. Bahkan, jika otak besar dan otak kecil seseorang rusak, ia masih dapat hidup karena detak jantung dan pernapasannya yang masih normal. Hal tersebut dikarenakan fungsi medula oblongata yang masih baik. Peristiwa ini umum terjadi pada seseorang yang mengalami koma yang berkepanjangan. Bersama otak tengah, pons varoli dan medula oblongata membentuk unit fungsional yang disebut batang otak (brainstem).

2) Sumsum tulang belakang

Sumsum tulang belakang merupakan salah satu bagian dari sistem saraf pusat manusia yang menghubungkan sistem saraf tepi dan sistem saraf pusat di otak. Sumsum tulang belakang pada laki-laki umumnya mempunyai panjang sekitar 45 cm, sedangkan pada wanita adalah 43 cm. Sumsum tulang belakang dilindungi oleh bagian-bagian tulang belakang, yaitu tulang serviks, toraks, lumbar, dan sakral. Setiap bagian tulang tersebut mempunyai dua fungsi jenis saraf dalam tubuh yang berlainan. Selain berfungsi menghubungkan impuls ke otak, sumsum tulang belakang berperan juga dalam mekanisme pergerakan refleks.

Ada 31 pasang saraf di tulang belakang yang tersebar mulai dari tengkorak hingga tulang ekor. Sel saraf tulang belakang terdiri atas bagian akar ventral dan akar dorsal. Sementara itu, sel saraf lainnya di tulang belakang hanya berfungsi sebagai sel saraf penghubung (interneuron).

b. Sistem Saraf Tepi

Sistem saraf tepi merupakan bagian yang tak terpisahkan dari jalur rangsang dan tanggapan pada sistem saraf pusat. Dari diagram sebelumnya, dapat diketahui bahwa sistem saraf tepi dibangun oleh dua tipe sel saraf, yaitu sel saraf somatik dan sel saraf otonom. Kedua jenis sel saraf ini, dibangun oleh sistem saraf sensorik dan motorik sehingga menjadi perantara impuls antartubuh dengan sistem saraf pusat.

Sistem saraf somatik membawa pesan dari organ reseptor tubuh menuju sistem saraf pusat. Sistem saraf somatik terdiri atas 12 pasang saraf kranial di otak dan 31 pasang saraf spinal. Saraf kranial keluar dari otak. Umumnya saraf ini terhubung dengan organ atau jaringan di kepala dan muka. Adapun saraf spinal keluar dari sumsum tulang belakang.

sumber: Buku Praktis Belajar Biologi 2 IPA

Berbeda dengan sistem saraf somatik, sistem saraf otonom bekerja di luar kesadaran dan memengaruhi kerja otot organ dalam, seperti usus halus dan jantung. Sistem ini terbagi lagi menjadi sistem saraf simpatetik dan sistem saraf parasimpatetik. Sistem saraf otonom disusun oleh saraf sensorik dan saraf motorik.

Sistem saraf simpatetik dan parasimpatetik umumnya akan bekerja pada organ target yang sama dengan sifat bertolak belakang. Sistem saraf parasimpatetik mengatur banyak sistem kerja tubuh, seperti mengendurkan laju detak jantung, penyempitan pupil, dan kontraksi kandung kemih. Sementara itu, saraf simpatetik bekerja sebaliknya, seperti mempercepat detak jantung, pelebaran pupil, dan relaksasi kandung kemih.

c. Gerak Refleks

Pada saat Anda berjalan, secara tidak sengaja kaki Anda menginjak duri. Secara spontan, Anda akan melompat atau menghindar dari duri tersebut. Gerak tersebut dinamakan gerak refleks. Gerak refleks merupakan respons sel saraf motorik, sensorik, interneuron, efektor, dan organ-organ sensor secara cepat dalam waktu bersamaan. Gerak refleks berada di dalam jalur saraf tepi di bawah kendali sistem saraf somatik yang bekerja dalam kondisi tak sadar. Pada gerak refleks, jalur penghantaran impuls dipersingkat sehingga tidak perlu ada regulasi dari sistem saraf di otak.

Sumber : Buku Praktis Belajar Biologi 2 ( Fictor Ferdinand P dan Moekti Ariebowo)