PK Biologi XI - Semester 1 - Sistem Koordinasi - Bagian 1

PK Biologi XI - Semester 1 - Sistem Koordinasi - Bagian 1

BIOLOGI SMA/MA

Kelas XI Semester I




BAB 9
Sistem Koordinasi


Pendalam Materi


Mengamati Pancaindra dan Fungsinya



Tubuh dilengkapi dengan organ-organ pancaindra sehingga bisa melihat, mendengar, mencium, dan mengecap. Kemukakan beberapa pertanyaan kepada guru Anda mengenai hal hal yang ingin Anda ketahui berkaitan dengan sistem koordinasi termasuk pancaindra. Misalnya, bagaimana rekanisme kerja organ mata untuk dapat melihat suatu benda dengan jelas?


Dalam melakukan aktivitas kehidupan, beberapa organ tubuh akan bekerja sama dan berkoordinasi. Contohnya, jika sudah dekat waktu ujian sekolah, timbul rasa takut mendapatkan nilai yang rendah. Rasa takut tersebut mendorong siswa untuk belajar. Pada waktu belajar, siswa mengambil buku, membaca, mengingat, dan menulis untuk membuat rangkuman atau mengerjakan soal-soal latihan. Serangkaian aktivitas tersebut melibatkan kerja sama antara sistem hormon, saraf, maupun indra yang disebut dengan sistem koordinasi. Bagaimanakah mekanisme kerja sistem koordinasi pada manusia? Pada bab ini, akan dibahas sistem koordinasi yang meliputi sistem saraf pusat dan tepi, kelenjar-kelenjar yang menghasilkan hormon, pancaindra, gangguan pada sistem koordinasi, serta pengaruh NAPZA terhadap sistem koordinasi.



I. Sistem Saraf pada Manusia


Sistem saraf adalah sistem organ yang paling rumit, tersusun dari jutaan sel-sel saraf (neuron) yang berbentuk serabut dan saling terhubung untuk persepsi sensor, aktivitas motor sadar maupun tidak sadar, homeostasis proses fisiologis tubuh, serta perkembangan pikiran dan ingatan. Serabut saraf mempunyai kemampuan eksitabilitas (dapat dirangsang), konduktivitas penghantar impuls atau rangsangan), dan memberikan reaksi s rangsangan mekanis, elektrik, kimiawi, atau fisik. Sistem saraf meliputi sistem saraf pusat (SSP) dan sistem saraf tepi (SST).


A. Neuron (Sel Saraf)


Neuron merupakan unit fungsional sistem saraf, berukuran Panjang sekitar 39 inci, serta terdiri atas bagian badan sel, dendrit, dan akson (neurit).


•Badan sel (perikarion) berfungsi mengendalikan metabolisme keseluruhan neuron. Badan sel memiliki nukleus (inti) di tengah dengan nukleolus yang menonjol, tetapi tidak memiliki sitoplasma. Nukleus tidak memiliki sentriol dan tidak dapat bereplikasi. Sitoplasma mengandung badan Nissl, berupa rumpukan retikulum endoplasma granuler dan ribosom yang berfungsi untuk sintesis protein. Organel lain pada badan sel adalah badan Golgi, mitokondria, dan neurofibril.

•Dendrit merupakan juluran sitoplasma yang relatif pendek bercabang-cabang, dan berfungsi untuk menerima impuls (sinyal) dari sel lain untuk dikirimkan ke badan sel Neurofibril dan badan Nissl dari badan sel, memanjang ke dalam dendrit.

•Akson merupakan juluran sitoplasma yang panjang (berkisar 1 mm sampai 1 m) atau cabang tunggal berbentuk silindris yang berasal dari badan sel. Ujung akson bercabang-cabang seperti ranting dan berfungsi mengirimkan impuls ke sel neuron lainnya. Pada umumnya akson dibungkus oleh substansi lemak berwarna putih kekuningan yang disebut selubung mielin. Bagian tertentu dari akson tidak diselubungi mielin, disebut nodus Ranvier. Nodus Ranvier berfungsi mempercepat jalannya impuls. Selubung mielin ditutupi alch rangkaian sel-sel Schwann yang berinti gepeng, disebut selubung Schwann (neurilema). Akson berasal dari bagian hillock akson (bukit akson) pada badan sel, yaitu bagian yang tidak mengandung badan Nissl.

•Neuron tidak dapat membelah secara mitosis, tetapi serabutnya dapat beregenerasi jika badan selnya masih utuh. lika akson mengalami kerusakan berat, neurilema (lapisan sel-sel Schwann) melakukan pembelahan mitosis untuk menutup luka.


Berdasarkan fungsinya, neuron dibedakan menjadi tiga macam, yaitu sebagai berikut.

•Neuron sensor (aferen) berfungsi menghantarkan impuls dari organ sensor ke pusat saraf otak atau sumsum tulang belakang).

•Neuron motor (eferen) berfungsi menghantarkan impuls dari pusat saraf ke organ motor (otot) atau kelenjar.

•Neuron konektor (interneuron) berfungsi menghubungkan neuron yang satu dengan neuron lainnya.


Berdasarkan strukturnya (juluran sitoplasma), neuron dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu sebagai berikut.

•Neuron multipolar memiliki satu akson dan dua dendrit atau lebih. Contohnya, neuron motor yang terdapat di otak dan medula spinalis (sumsum tulang belakang).

•Neuron bipolar memiliki dua juluran berupa dendrit dan akson. Contohnya, neuron pada organ indra seperti mata, hidung, dan telinga.

•Neuron unipolar (pseudounipolar) merupakan neuron bipolar yang tampak hanya memiliki satu juluran dari badan sel karena akson dan dendritnya berfusi. Contohnya, neuron pada embrio dan fotoreseptor mata.


B. Sel Neuroglia (Glia)


Sel neuroglia adalah sel penunjang pada susunan saraf pusat yang berfungsi sebagai jaringan ikat. Sel glia dapat membelah secara mitosis. Jenis sel glia, yaitu sebagai berikut.


•Astrosit berbentuk bintang dan berfungsi sebagai lem yang menyatukan neuron-neuron.

•Oligodendrosit (oligodendroglia) berbentuk menyerupai astrosit, tetapi memiliki badan sel yang lebih kecil serta membentuk lapisan mielin untuk melapisi akson.

•Mikroglia (berukuran paling kecil dan bersifat fagosit) berfungsi untuk pertahanan.

•Sel cpendima merupakan membran epitelium yang melapisi rongga serebral dan medula spinalis.


C. Sinapsis


Sinapsis adalah hubungan antara neuron yang satu dengan neuron lainnya; titik temu antara ujung akson dari neuron yang satu dengan dendrit dari neuron lainnya; atau hubungan ke otot dan kelenjar. Struktur sinapsis terbagi menjadi tiga bagian, yaitu prasinapsis (bagian akson terminal), celah sinapsis (ruang antara prasinapsis dengan pascasinapsis), dan pascasinaps (bagian dendrit). Pada celah sinaps terdapat substansi kimia neurotransmiter yang berperan mengirimkan impulsis. Proses penghantaran impuls saraf melalui sinapsis disebut transmisi sinapsis. Neurotransmiter mempunyai sifat-sifat sebagai berikut.


•Eksitasi yaitu meningkatkan impuls, contohnya asetilkolin dan norepinefrin.

•Inhibisi yaitu menghambat impuls, contohnya GABA (gamma aminobutyric acid) pada jaringan otak dan glisin pada medula spinalis.


D. Impuls Saraf, Gerak Sadar, dan Refleks


Impuls saraf adalah rangsangan/pesan yang diterima oleh reseptor dari lingkungan luar, kemudian dibawa oleh neuron atau serangkaian pulsa elektrik yang menjalari serabut saraf. Contoh impuls, yaitu perubahan suhu, tekanan, bau, aroma, suara, benda yang menarik perhatian, dan berbagai rasa (asin, manis, asam, dan pahit). Impuls yang diterima oleh reseptor dan disampaikan ke efektor, akan menyebabkan terjadinya gerakan. Gerakan dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu gerak sadar dan gerak refleks.


•Gerak sadar adalah gerak yang terjadi karena disengaja atau disadari. Contohnya, gerakan memegang buku saat ingin belajar, atau mengambil pensil saat ingin menulis. Penjalaran impuls pada gerak sadar relatif lama, karena melewati jalur panjang melalui otak.

•Gerak refleks adalah gerak yang tidak disengaja atau tidak disadari. Penjalaran impuls pada gerak refleks berlangsung cepat, melewati jalur pendek dan tidak melalui otak, tetapi melalui sumsum tulang belakang. Contohnya terangkatnya kaki saat menginjak paku, menutupnya kelopak mata ketika benda asing masuk ke mata, dan gerakan tangan saat memegang benda panas.


E. Mekanisme Penghantaran Impuls


Impuls yang diterima oleh reseptor, selanjutnya akan dihantarkan oleh dendrit menuju ke badan sel saraf dan akson, Dari akson, impuls dihantarkan ke dendrit neuron lainnya.


Seluruh impuls saraf yang diterima memiliki bentuk yang sama, tetapi respons terhadap impuls tersebut berbeda-beda. Hal ini terjadi karena reseptor dan efektornya berbeda-beda.


Neuron dalam keadaan istirahat memiliki energi potensial membran, yaitu energi yang tersimpan untuk bekerja mengirim impuls. Energi potensial membran tersebut dihasilkan oleh perbedaan komposisi ion antara cairan intraseluler dan ekstraseluler. Di dalam sel, kation (ion positif) utama adalah K*, sedangkan Na konsentrasinya rendah. Di luar sel, kation utama adalah Na', sedangkan K konsentrasinya jauh lebih rendah. Energi potensial membran tersebut dipertahankan dengan cara memompa K ke dalam sel dan Na ke luar sel sehingga konsentrasi K di dalam sel tetap tinggi dan Nat tetap rendah.


Penghantaran impuls dalam neuron terjadi secara konduksi yang melibatkan peran pompa ion Na" dan K sebagai berikut.


•Tahap istirahat (polarisasi)

Neuron tidak menghantarkan impuls. Saluran ion Na dan K* tertutup. Keadaan di bagian luar membran bermuatan positif (+), sedangkan di bagian permukaan dalam membran bermuatan negatif (-).


•Tahap depolarisasi

Jika neuron diberikan rangsangan, saluran Na akan terbuka dan ion Na' masuk ke dalam sel. Hal tersebut menyebabkan perubahan muatan listrik (penurunan gradien listrik), yaitu di bagian luar membran, menjadi bermuatan negatif (-) dan di bagian dalam membran, menjadi bermuatan positif (1) Depolarisasi selanjutnya akan terjadi jika saluran tambahan Na terbuka, sedangkan saluran K' tetap tertutup. Hal tersebut menyebabkan keadaan di bagian dalam membran menjadi lebih positif.


•Tahap repolarisasi

Saluran Na tertutup dan tidak aktif, sedangkan saluran K terbuka sehingga ion K keluar dan menyebabkan bagian dalam membran menjadi bermuatan negatif. Jika saluran K tertutup relatif lambat dan menyebabkan keadaan dalam membran menjadi bermuatan lebih negatif, akan kembali ke tahap istirahat.


F. Sistem Saraf Pusat (SSP)


Sistem saraf pusat meliputi otak (serebral) dan sumsum tulang belakang (medula spinalis). Otak dilindungi oleh tulang tengkorak, sedangkan medula spinalis dilindungi oleh ruas-ruas tulang belakang. Pada maupun medula spinalis, terdapat lapisan pelindung dari jaringan ikat yang disebut meninges. Meninges terdiri atas tiga lapisan, yaitu sebagai berikut.


•Pia mater adalah lapisan terdalam yang halus dan tipis, mengandung banyak pembuluh darah, serta melekat pada otak atau medula spinalis.

•Araknoid adalah lapisan tengah yang mengandung sedikit pembuluh darah. Araknoid memiliki ruang subaraknoid yang berisi cairan serebrospinalis, pembuluh darah, dan selaput jaringan penghubung yang mempertahankan posisi araknoid terhadap pia mater di bawahnya. Cairan serebrospinalis menyerupai plasma darah dan cairan interstisial, tidak mengandung protein, berfungsi sebagai bantalan, serta media pertukaran nutrien dan zat sisa antara darah dengan otak maupun medula spinalis.

•Dura mater adalah lapisan terluar, tebal dan kuat, serta terdiri atas dua lapisan. Pada dura mater, terdapat ruang subdural yang memisahkan dura mater dari araknoid. Lapisan yang terluar melekat pada permukaan dalam kranium.


Otak maupun medula spinalis memiliki substansi abu-abu dan substansi putih.

•Substansi abu-abu membentuk bagian luar (korteks) otak dan bagian dalam medula spinalis. Substansi abu-abu mengandung badan sel neuron, serabut bermielin dan tidak bermielin. astrosit protoplasma, oligodendrosit, dan mikroglia.

•Substansi putih membentuk bagian dalam otak dan bagian luar medula spinalis. Substansi putih didominasi oleh serabut bermielin maupun tidak bermielin, mengandung oligodendrosit, astrosit fibrosa, dan mikroglia.


1. Otak


Otak manusia diperkirakan mencapai 2% dari keseluruhan berat tubuh, mengonsumsi 25% oksigen, dan menerima 1,5% darah dari jantung. Otak tersusun dari 100 miliar neuron yang terhubung oleh sinapsis membentuk anyaman kompleks. Neuron di otak berkomunikasi satu sama lainnya secara kimiawi atau berupa muatan listrik yang memungkinkan tubuh dapat mengalami emosi, berpikir dan mengingat, mengetahui dan mengatur keadaan tubuh sendiri dan lingkungannya, serta secara sadar mengontrol gerakan tubuh.


Sistem saraf primitif mulai terbentuk sejak embrio pada minggu ke-3 masa kehamilan, selanjutnya pada minggu ke-4 akan terbentuk tabung saraf yang akan menjadi otak dan medula spinalis. Bagian kranial pada tabung saraf membentuk tiga bagian yang membesar (vesikel) yang berdeferensiasi membentuk otak depan, otak tengah, dan otak belakang.


a. Bagian-bagian otak


(1) Serebrum (Otak Besar)

Serebrum mengisi bagian depan dan atas rongga tengkorak. Bagian luarnya tersusun dari substansi abu-abu yang disebut korteks serebral, sedangkan bagian dalamnya tersusun dari substansi putih yang disebut nukleus basal (ganglia basal).

•Korteks serebral menempati 80% dari total massa otak, memiliki ketebalan sekitar 5 mm, serta memiliki pelekukan yang meningkatkan luas permukaannya (sekitar 0,5 m2, sering dikaitkan dengan kecerdasan). Korteks serebral terbagi menjadi dua belahan (hemisfer serebral), yaitu sisi kanan dan kiri yang dihubungkan oleh serat pita tebal dari bahan putih serebrum yang disebut korpus kalosum. Setiap belahan terdiri atas empat lobus yang terpisah. Setiap hemisfer memiliki fisura (ceruk dalam) dan sulkus (ceruk dangkal). Permukaan jaringan otak membentuk bagian bulat menonjol yang disebut girus. Para peneliti telah mengidentifikasi sejumlah area fungsional pada lobus masing-masing.


Area Fungsional Korteks Serebral


(a) Area motor primer

Bagian lobus frontal (dahi) dari girus presentral mengendalikan kontraksi volunter (di bawah kesadaran) otot rangka. Sisi anterior girus presentral mengendalikan aktivitas motor yang terlatih dan berulang, misalnya kemampuan mengetik. Area Broca (lobus frontal bagian girus frontalis superior) mengendalikan kemampuan bicara.


(b) Area sensor korteks meliputi bagian-bagian berikut.

>Area sensor primer terdapat pada girus postsentral dan berfungsi menerima informasi nyeri, tekanan, suhu, dan sentuhan.

>Area visual primer terdapat di lobus oksipital (kepala belakang) dan berfungsi menerima informasi dari retina mata.

>Area auditori primer terdapat pada tepi atas lobus temporal (pelipis) dan berfungsi menerima impuls pendengaran (suara).

> Area olfaktori primer terdapat pada permukaan medial lobus temporal dan berkaitan dengan indra penciuman.

> Area pengecap primer (gustatori) terdapat di lobus parietal (ubun-ubun), di dekat bagian inferior girus postsentral. Area ini berfungsi untuk persepsi rasa, seperti manis, asin, asam, dan pahit.


(c) Area asosiasi dipetakan menurut klasifikasi Brodmann sebagai berikut:

>Area asosiasi frontal terdapat pada lobus frontal dan berfungsi sebagai pusat intelektual dan fisik.

>Area asosiasi somatik, terdapat pada lobus parietal, berfungsi sebagai pusat interpretasi (penafsiran) bentuk dan tekstur suatu objek.

> Area asosiasi visual (pada lobus oksipital) dan area asosiasi auditorik (pada lobus temporal) berfungsi sebagai pusat interpretasi visual dan auditori.

>Area wicara Wernicke terdapat pada bagian superior lobus temporal dan berfungsi sebagai pusat bahasa dan wicara.

•Nukleus basal merupakan pusat untuk koordinasi motor. Jika bagian ini rusak, seseorang akan menjadi pasif dan tidak mampu bergerak karena nukleus basal tidak mampu lagi mengirimkan impuls motor ke otot, contohnya penyakit Parkinson.


(2) Diensefalon

Diensefalon terletak di antara serebrum dan otak tengah, tersembunyi di balik hemisfer serebral. Bagian-bagian diensefalon, yaitu sebagai berikut.


•Talamus berfungsi menerima dan meneruskan impuls ke korteks otak besar serta berperan dalam sistem kesadaran dan kontrol motor.

•Hipotalamus, memiliki fungsi sebagai berikut.

>Mengendalikan aktivitas sistem saraf otonom atau

tak sadar, seperti pengaturan frekuensi jantung, tekanan darah, suhu tubuh, homeostasis, dan pencernaan makanan.

>Sebagai pusat pengaturan emosi, seperti kesenangan, kegembiraan, dan kemarahan.

> Memengaruhi keseluruhan sistem endokrin (hormon).

•Epitalamus merupakan pita sempit jaringan saraf yang membentuk atap diensefalon dan berperan dalam dorongan emosi. Pada epitalamus, terdapat badan pineal yang berperan dalam fungsi endokrin.


(3) Sistem limbik (rinensefalon)

Sistem limbik adalah cincin struktur-struktur otak depan yang mengelilingi otak dan saling berhubungan melalui jalur-jalur neuron yang rumit. Sistem limbik berfungsi dalam pengaturan emosi (tertawa, marah, takut, menangis, dan tersipu), mempertahankan kelangsungan hidup, pola perilaku sosioseksual, motivasi, dan belajar.


(4) Mesensefalon (otak tengah)

Otak tengah adalah bagian otak pendek yang menghubungkan pons dan serebelum (otak kecil) dengan serebrum (otak besar). Mesensefalon berfungsi sebagai jalur penghantar dan pusat refleks serta meneruskan informasi penglihatan dan pendengaran. Otak tengah, pons, dan medula oblongata disebut batang otak.


(5) Pons Varolii (Jembatan Varol)

Hampir seluruh bagiannya tersusun dari substansi putih yang berisi serabut saraf yang menghubungkan otak kecil kiri dan kanan serta menghubungkan otak besar dan sumsum tulang belakang. Pons Varolii berfungsi untuk mengatur frekuensi dan kekuatan bernapas.


(6) Serebelum (Otak Kecil)

Serebelum adalah bagian otak yang sangat berlipat, terletak di bawah lobus oksipital dan melekat di bagian punggung atas batang otak. Serebelum berfungsi untuk mempertahankan keseimbangan, kontrol gerakan mata, meningkatkan tonus (kontraksi) otor, serta koordinasi gerakan sadar yang berkaitan dengan keterampilan (misalnya, mengetik, main piano, dan berlari)


(7) Medula Oblongata

Bagian yang menjulur dari pons hingga medula spinalis dengan panjang sekitar 2,5 cm. Medula oblongata berfungsi dalam pengendalian frekuensi denyut jantung, tekanan darah, pernapasan, gerakan alat pencernaan makanan, menelan, muntah, sekresi kelenjar pencernaan makanan, serta mengatur gerak refleks, seperti bersin, batuk, dan berkedip.


(8) Formasi Retikuler

Jaring-jaring serabut saraf dan badan sel yang tersebar di seluruh bagian medula oblongata, pons, dan otak tengah. Formasi retikuler berfungsi untuk memicu dan mempertahankan kewaspadaan serta kesadaran.


2. Medula Spinalis (Sumsum Tulang Belakang)


Medula spinalis berbentuk silinder langsing yang memanjang dari batang otak medula oblongata hingga ruas ke-2 tulang pinggang. Panjang medula spinalis sekitar 45 cm dengan diameter 2 cm. Fungsinya mengendalikan berbagai aktivitas refleks dalam tubuh, komunikasi antara otak dengan semua bagian tubuh, serta menghantarkan rangsangan koordinasi antara otot dan sendi ke serebelum


Impuls sensor dari reseptor dihantarkan masuk ke sumsum tulang belakang melalui tanduk dorsal, sedangkan impuls motor keluar dari sumsum tulang belakang melalui tanduk ventral menuju efektor. Pada tanduk dorsal, terdapat badan sel saraf penghubung (asosiasi konektor) yang akan menerima impuls dari sel saraf sensor dan akan menghantarkannya ke saraf motor.


Medula spinalis bagian luar berwarna putih, sedangkan bagian dalam berwarna abu-abu dan berbentuk seperti huruf H.


a. Struktur bagian dalam (substansi abu-abu)


Batang atas dan bawah dari struktur berbentuk huruf H, disebut tanduk atau kolumna yang banyak mengandung badan sel, dendrit asosiasi, neuron eferen, dan akson tidak bermielin.

•Tanduk abu-abu posterior (dorsal), yaitu batang vertikal atas dan mengandung badan sel yang menerima impuls melalui saraf spinal dari neuron sensor.

•Tanduk abu-abu anterior (ventral), yaitu batang vertikal bawah dan mengandung neuron motor yang aksonnya mengirimkan impuls melalui saraf spinal ke otot dan kelenjar.

•Tanduk lateral substansi abu-abu, yaitu bagian antara tanduk posterior dan anterior yang mengandung badan sel neuron sistem saraf otonom (SSO).

•Komisura abu-abu menghubungkan substansi abu-abu sisi kiri dan kanan medula spinalis.


b. Struktur bagian luar (substansi putih)


Substansi putih tersusun dari akson yang bermielin. Bagian ini terbagi menjadi funikulus (kolumna) anterior (ventral), posterior, ventrolateral, dan lateral. Dalam funikulus, terdapat traktus (fasikulus) spinal, yaitu sebagai berikut.

•Traktus sensor (asenden) berperan dalam penyampaian informasi dari tubuh ke otak. Informasi tersebut, misalnya sentuhan, suhu, nyeri, tekanan, posisi tubuh, keseimbangan, dan arah gerakan.

•Traktus motor (desenden) berperan membawa impuls motor dari otak ke medula spinalis dan dari saraf spinal menuju ke tubuh. Traktus motor berfungsi menghantarkan impuls untuk koordinasi dan ketepatan gerakan volunter (sadar) serta mempertahankan tonus (kontraksi) otot dalam aktivitas refleks








Post a Comment

0 Comments