Post on 31-Dec-2015
description
LTM Pemicu 4 / Modul Neurosains 2010 / oleh Evan Regar, 0906508024 1
Pemicu 4 / Modul Neurosains 2010
Sistem Saraf Otonom
oleh Evan Regar, 0906508024
Pendahuluan
Pada hakikatnya kehidupan manusia berpegang kepada satu prinsip
utama, suatu keseimbangan dinamis utama dalam tubuh, yakni homeostasis.
Banyak sistem yang mengatur terjadinya homeostasis ini, mulai dari
integumen, sistem endokrin, respirasi, sirkulasi, pencernaan, imun, dan lainnya.
Perubahan yang senantiasa terjadi dalam tubuh mengisyaratkan perlunya
suatu sistem pengaturan yang dinamis, yang memungkinkan penjagaan
keadaan homeostasis. Penyelenggaran ini terutama merupakan peran dari
sistem saraf otonom (ANS = Autonomic Nervous System).
Sistem Saraf Otonom selanjutnya disebut SSO
Sistem ini merupakan sistem saraf eferen (motorik) yang
mempersarafi organ-organ dalam seperti otot-otot polos, otot jantung, dan
berbagai kelenjar.1 Sistem ini melakukan fungsi kontrol, semisal: kontrol
tekanan darah, motilitas gastrointestinal, sekresi gastrointestinal,
pengosongan kandung kemih, proses berkeringat, suhu tubuh, dan beberapa
fungsi lain. Karakteristik utam SSO adalah kemampuan memengaruhi yang
sangat cepat (misal: dalam beberapa detik saj denyut jantung dapat
meningkat hampir dua kali semula, demikian juga dengan tekanan darah
dalam belasan detik, berkeringat yang dapat terlihat setelah dipicu dalam
beberapa detik, juga pengosongan kandung kemih).2 Sifat ini menjadikan SSO
tepat untuk melakukan pengendalian terhadap homeostasis mengingat
gangguan terhadp homeostasis dapat memengaruhi seluruh sistem tubuh
manusia. Dengan demikian, SSO merupakan komponen dari refleks visceral.
Gambar 1 – Diagram skematik sistem persarafan di manusia. SSO akan terbagi
menjadi dua divisi, yakni simpatis dan parasimpatis
Sebagai konsekuensi bahwa ada keterlibatan sistem saraf pusat
terhadap sistem saraf perifer, termasuk SSO, dikenal beberapa pusat integrasi
dan pengendalian informasi sebelum diteruskan ke SSO, seperti medulla
spinalis, batang otak, dan hipotalamus. Misalnya: medulla spinalis
bertanggung jawab untuk persarafan otonom yang memengaruhi sistem
kardiovaskular dan respirasi; hipotalamus berfungsi untuk mengintegrasikan
persarafan otonom, somatik, dan hormonal (endokrin) dan emosi serta
tingkah laku (misal: seseorang yang marah meningkatkan denyut jantung,
tekanan darah, dan laju respirasi).Di samping itu, daerah asosiasi prefrontal
LTM Pemicu 4 / Modul Neurosains 2010 / oleh Evan Regar, 0906508024 2
memengaruhi eksprei emosional, seperti wajah yhang menampakkan kesan
kemerahan apabila seseorang merasa malu.3
Refleks Visceral
Refleks visceral, sama seperti refleks somatik lainnya, terdiri atas
komponen reseptor, integrasi, dan efektor. Pembeda refleks visceral dengan
refleks somatik adalah informasi reseptor refleks visceral diterima secara
bawah-sadar (subconscious). Anda tidak akan pernah tahu kapan pembuluh
darah Anda melebar (kecuali ketika Anda melihat kulit yang kemerahan).
Contoh lain, Anda juga tidak akan pernah tahu kapan pupil mata Anda melebar,
kecuali Anda melihat ke cermin. Informasi-informasi seperti ini tidak diketahui
secara sadar, dan merupakan bagian dari refleks visceral.2 Meskipun demikian,
reseptor refleks ini tidak harus bersifat visceral.
Perjalanan dari SSP hingga Mempersarafi Organ3
Perjalanan SSO dimulai dari persarafan sistem saraf pusat (selanjutnya
disebut SSP). Neuron orde pertama berada di SSP, baik di sisi lateral medulla
spinalis maupun di batang otak. Akson neuron orde pertama ini disebut
dengan serabut preganglion (preganglionic fiber). Serabut ini bersinaps
dengan badan sel neuron orde kedua yang terletak di dalam ganglion. Serabut
pascaganglion menangkap sinyal dari serabut preganglion melalui
neurotransmiter yang dilepaskan oleh serabut preganglion. Seperti yang telah
diketahui, ganglion merupakan kumpulan badan sel yang terletak di luar SSP.
Akson neuron orde kedua, yang disebut dengan serabut pascaganglion
(postganglionic fiber) muncul dari ganglion menuju organ yang akan diinervasi.
Organ efektor menerima impuls melalui pelepasan neurotransmiter oleh
serabut pascaganglion. Kecuali untuk medulla adrenal, baik sistem saraf
simpatis dan parasimpatis mengikuti pola seperti yang telah dijelaskan di atas.
Pembedaan antara keduanya akan dibahas di bawah ini.
Pembagian SSO
Kebanyakan organ visceral dipersarafi oleh dua jenis saraf otonom
sekaligus (dual-innervation, persarfan ganda), yakni SSO divisi simpatis dan
parasimpatis. Karakteristik kerja SSO divisi simpatis dan parasimpatis
cenderung berlawanan, walaupun di beberapa organ malah saling
menguatkan. Perbedaan keduanya dirangkum dalam tabel di bawah ini3:
Pembeda Simpatis Parasimpatis
Asal serabut praganglion Medulla spinalis bagian torakal dan lumbal
Batang otak (saraf kranial) dan medulla spinalis bagian sakral
Asal serabut pascaganglion Ganglion symphatetic chain; atau ganglion kolateral (kira-kira di setengah jarak medulla spinalis dengan efektor)
Ganglion terminal (berada dekat dengan organ efektor)
Panjang Serabut* Pre pendek, termielinasi; Post panjang, tak termielinasi
Pre panjang; Post pendek
Organ Efektor yang DIpersarafi
Otot jantung, hampir semua otot polos, kebanyakan kelenjar eksokrin, beberapa kelenjar endokrin
Otot jantung, banyak otot polos, hamper semua kelenjar eksokrin, beberapa kelenjar endokrin
Neurotransmiter* Pre melepaskan ACh; Post melepaskan sebagian besar melepaskan norepinefrin, sebagian kecil ACh)
Pre dan post melepaskan ACh
Tipe Reseptor untuk Neurotransmiter Pre dan Post*
Pre: nikotinik; Post: adrenergik α1, β1, α2, β2
Pre: nikotinik; Post: muskarinik
Peranan Fight-or-Flight General Housekeeping
*Pre adalah serabut preganglion; Post adalah serabut pascaganglion; ACh adalah
asetilkolin
LTM Pemicu 4 / Modul Neurosains 2010 / oleh Evan Regar, 0906508024 3
Gambar 2 – Perbandingan serabut, NT, dan organ efektor untuk persarafan
somatik dan otonom
Kelebihan Persarafan Ganda
Persarafan simpatis dan parasimpatis sesungguhnya bekerja
bersamaan. Namun demikian, ada suatu kondisi yang memungkinkan simpatis
lebih dominan dari parasimpatis, atau sebaliknya. Keduanya bekerja dengan
suatu aktivitas parsial yang dinamakan tonus simpatis dan parasimpatis, atau
aktivitas tonus. Namun demikian, ada suatu situasi yang mampu memicu
persarafan yang satu menjadi lebih aktif dari yang lain.3
Persarafan Otonom Parasimpatis
Divisi parasimpatis, atau disebut divisi kraniosakral, berasal dari sistem
saraf pusat melalui saraf kranial III (okulomotor), VII (fasial), IX
(glosofaringeal), dan X (vagus). Selain berasal dari saraf kranial, saraf
parasimpatis juga berasal dari medulla spinalis bagian bawah, yakni melalui S2
dan S3 (atau S4). Hampir ¾ serabut parasimaptis berada bersama-sama
dengan saraf vagus (X), masuk ke daerah torakal dan abdominal untuk
mempersarafi organ visceral ini.2
Divisi parasimpatis yang berasal dari n.III keluar dan mempersarafi
sfingter pupil dan otot siliar mata, sementara yang berasal dari n.VII
mempersarafi kelenjar lakrimal, nasal, dan submandibular, n.IX mempersarafi
kelenjar parotis, serta n. X mempersarafi jantung, paru-paru, esophagus,
lambung, usus halus, hati, kantung empedu, pankreas, ginjal, bagian proksimal
colon, serta bagian atas ureter.2
Divisi parasimpatis memiliki ganglion yang berada dekat dengan
organ efektor, semisal ganglion siiar, sfenopalatina, submandibular, sublingual,
otik, ganglion-ganglion yang berada di organ efektor (misalnya untuk organ
jantung, otot bronkus, lambung, kantung empedu).4 Bagian dari S2 dan S3
keluar membentuk jalinan splankik pelvis, serta mempersarafi bagian rectum,
kandung kemih, ureter, dan alat kelamin wanita dan pria.1
Serabut preganglion parasimpatis melepaskan neurotransmitter
asetilkolin (ACh) yang ditangkap oleh reseptor kolinergik nikotinik badan sel
pascaganglion. Efek dari penangkapan ACh oleh reseptor nikotinik
menyebabkan pembukaan kanal ion nonspesifik, menyebabkan influx
terutama ion Na+. Setelah itu, serabut pascaganglion parasimpatis
menghasilan juga asetilkolin yang ditangkap oleh reseptor kolinergik
muskarinik yang terdapat di semua organ efektor parasimpatis. Penempelan
ACh dengan reseptor muskarinik mengaktifkan protein G, dan dapat
menginhibisi atau mengeksitasi organ efektor.3
LTM Pemicu 4 / Modul Neurosains 2010 / oleh Evan Regar, 0906508024 4
Divisi parasimpatis cenderung mengatur organ efektor dalam
keadaan rest-and-digest, yakni ketika tubuh berada dalam keadaan tenang,
relaks, kondisi yang tidak mengancam, atau dalam keadaan “pembersihan dan
pemulihan tubuh” (general housekeeping).3 Lihat lampiran yang memaparkan
efek akibat aktivitas perangsangan parasimpatis yang dominan. Perhatikan
bahwa dengan menggunakan istilah “rest-and-digest”, kebanyakan efek
parasimpatis dapat dilogika dengan mudah, kecuali beberapa macam seperti
sekresi kelenjar salivaris yang menghasilkan saliva dengan jumlah yang banyak
namun cenderung encer.1
Gambar 3 – Persarafan parasimpatis
Persarafan Otonom Simpatis
Divisi simpatis, atau disebut juga divisi torakolumbal, berasal dari
sistem saraf pusat melalui segmen medulla spinalis T1 hingga L2.4 Dari segmen
T1 hingga T2 mempersarafi organ visceral di daerah leher, T3 hingga T6 menuju
daerah toraks, T7 hingga T11 menuju abdomen, dan T12 hingga L2 menuju ke
ekstremitas bawah.2 Saraf simpatis lebih rumit dibandingkan saraf
parasimpatis karena mempersarafi lebih banyak organ.1
Setelah meninggalkan medulla spinalis melalui akar ventral, serabut
preganglion melewati white ramus communicans, lalu masuk ke rantai
ganglion simpatik (sympathetic trunk ganglion). Karena letaknya dekat dengan
vertebrae, disebut juga dengan ganglia paravertebral. Selanjutnya, ada tiga
cabang, yakni: (1) bersinaps dengan neuron orde dua di ganglion yang sama; (2)
naik atau turun rantai ganglion simpatis dan bersinaps di sana; (3) tidak
bersinaps, hanya melewati rantai ganglion simpatis dan keluar bersinaps
dengan ganglion kolateral (ganglion pravertebra), yang secara khusus
disebut saraf splanknik . Ganglion kolateral ini terletak di daerah abdomen
dan pelvis dan tidak berpasangan seperti ganglia simpatis lain.
Serabut preganglion yang bersinaps di rantai ganglia simpatis
berlanjut dengan serabut pascaganglion yang masuk ke akar dorsal melalui
saraf spinal yang berkesesuaian melalui gray rami communicantes. Dari sini,
serabut pascaganglion meneruskan perjalanan untuk menuju organ efektor.
Sepanjang jalur serabut postanglion dapat mempersarafi pembuluh darah dan
otot polos sebelum tiba ke organ efektor akhir.3
Terdapat beberapa ganglion selain ganglion kolateral dan rantai
ganglion simpatis, di antaranya ganglion servikal superior yang berasal dari T1-
T4 yang naik untuk bersinaps di ganglion yang terletak di atas rantai ganglion
simpatis ini. Menginervasi pembuluh darah dan otot polos di bagian kepala,
otot dilator mata, lendir hidung dan kelenjar saliva, serta mengirimkan cabang
yang menginervasi jantung. Ganglion servikal merupaan ganglion yang
LTM Pemicu 4 / Modul Neurosains 2010 / oleh Evan Regar, 0906508024 5
mempersarafi organ visceral di daerah toraks serta berasal dari T1 hingga T6.
Ada yang membentuk jalinan pleksus kardiak dan mempersarafi jantung,
beberapa lainnya mempersarafi kelenjar tiroid dan kulit. Ganglion kolateral
seperti ganglion seliak, mesentrik superior, mesentrik inferior dapat
ditemukan sebagai kelanjutan dari saraf splanknik yang tidak bersinaps di
rantai ganglion simpatis.
Gambar 4 – Persarafan simpatis
Serabut preganglion simpatis melepaskan neurotransmitter ACh yang
ditangkap oleh reseptor nikotinik yang berada di badan sel neuron
pascaganglion. Sementara itu kebanyakan serabut pascaganglion melepaskan
noradrenalin (atau norepinefrin) dan ditangkap oleh reseptor adrenergik.
Dikenal empat macam reseptor adrenergic untuk neurotransmitter ini, yakni3:
Jenis Reseptor
Afinitas neurotransmiter
Efektor Mekanisme aksi dan efek
α1 NE dari post simpatis; E dari medulla adrenal; NE>E
Hampir semua efektor persarafan simpatis
Mengaktifkan IP3/Ca2+; eksitatori
α2 NE>E Organ pencernaan Menghambat cAMP; Inhibitori
β1 NE~E Jantung Mengaktivasi cAMP; Eksitatori
β2 Hanya E Otot polos dari arteriol dan bronkiolus
Mengaktivasi cAMP; Inhibitori
Aktivasi reseptor α1 cenderung menghasilkan efek positif, semisal
konstriksi arteriol akibat peningkatan kontraksi otot di endotel. Aktivasi α2
justru menyebabkan respons inhibitori seperti pengurangan kontraksi otot
polos di sistem pencernaan. Stimulasi β1menimbulkan efek eksitatori di organ
utama yang dipersarafinya, yakni jantung, menyebabkan kontraksi dan denyut
yang meningkat. Sementara itu β2 menyebabkan pelebaran arteriol dan
saluran pernapasan akibat relaksasi otot polos di dinding saluran ini.
Beberapa serabut pascaganglion tidak menghasilkan NE, melainkan
menghasilkan asetilkolin. Serabut pascaganglion ini mempersarafi kelenjar
keringat.2
Fungsi dari saraf simpatis adalah untuk mempersiapkan diri dalam
keadaan darurat, merespons situasi yang tidak menyenangkan dan penuh
tekanan (stress), serta keadaan ancaman dari luar. Oleh karena itu, dengan
mduah efek dominansi simaptis adalah adanya keadaan fight-or-flight.
Dengan demikian, dapat dippeningkatan denyut jantung, tekanan darah,
pelebran pembuluh darah,erkirakaan apa
efek yang ditimbulkan akibat perangsangan simpatis, seperti peningkatan
denyut dan kekuatan kontraksi jantung, pemecahan glikogen, pelebaran
LTM Pemicu 4 / Modul Neurosains 2010 / oleh Evan Regar, 0906508024 6
pembuluh darah, pelebaran pupil, berkeringat, dan penurunan sementara
fungsi sistem pencernaan dan perkemihan.1 Pengaruh aktivasi sistem saraf
simpatis terhadap kelenjar saliva adalah sekresi saliva yang kental dan kaya
akan lendir. Efek lengkap dapat dilihat di lembaran lampiran.
Medulla Adrenal
Ini adalah bagian dari kelenjar endokrin (selain medulla korteks) yang
merupakan modifikasi dari ganglion simpatis. Bukannya meneruskan menuju
serabut pascaganglion, medulla adrenal tidak memiliki serabut ini. Namun
demikian, jika distimulasi melalui serabut pascaganlion yang melepaskan ACh,
medulla adrenal menerimanya dengan reseptor kolinergik nikotinik, dan
melepaskan neurotransmitter yang sama dengan apa yang seharusnya
dilepaskan jika serabut pascaganglion masih ada, yakni golongan adrenergik.
80% pelepasan utama adalah epineprin (adrenalin), sisanya adalah
norepineprin (noradrenalin). Fungsi hormon ini adalah untuk meningkatan
aktivitas sistem persarafan simpatis.3
Kesimpulan
Pusat pengaturan keringat merupakan bagian dari sistem saraf
otonom dengan pusat yang lebih tinggi adalah hipotalamus.
Kepustakaan
1. Marieb EN. Hoehn K. Human anatomy & physiology: 7th ed. London: Benjamin
Cummings; 2006.
2. Guyton AC, Hall EJ. Textbook of medical physiology: 11th ed. Philadelphia: Elsevier Inc.;
2006.
3. Sherwood L. Human physiology: from cells to systems. 7th ed. Canada: Cengage
Learning; 2010. Illustrated Physiology
4. Mackenna BR. Callander R. Illustrated physiology. 6th ed. New York: Churchill
Livingstone; 1997.
LAMPIRAN - Efek Persangsangan Simpatis dan Parasimpatis
Organ Perangsangan Simpatis Perangsangan Parasimpatis Jantung denyut, kekuatan kontraksi
seluruh jantung (β1) denyut, kekuatan kontraksi atrium jantung
Hampir seluruh pembuluh darah
Konstriksi (α1) Dilatasi p.darah penis dan kiltoris
Paru-paru Dilatasi bronkiolus
sekresi mukus (α)
Konstriksi bronkiolus
sekresi mukus Saluran pencernaan
motilitas (α2, β2) Kontraksi sfinger (α1) – mencegah pengeluaran feses
motilitas Relaksasi sfinger – mengeluarkan feses
Kandung kemih Relaksasi (β2) Kontraksi (pengosongan) Mata Dilatasi pupil (kontraksi otot radial)
(α1) Konstriksi pupil (kontraksi otot sirkuler)
Penyimpanan glikogen di hati
Pemecahan glikogen (glikogenolisis) Tidak dipersarafi parasimpatis
Penyimpanan lemak di sel adipose
Pemecahan lipid (lipolisis) (β2 ) Tidak dipersarafi parasimpatis
Kelenjar eksokrin: Pankreas sekresi (α2) sekresi Keringat# sekresi kebanyakan kelenjar
keringat (α1, dan kebanyakan adalah kolinergik)
sekresi beberapa kelenjar keringat
Saliva saliva kental dan kaya akan lendir (α1)
saliva encer dan kaya akan enzim
Kelenjar endokrin: Medulla adrenal epinefrin dan norepinefrin
(kolinergik)
Tidak dipersarafi parasimpatis
Pankreas sekresi insulin, sekresi glucagon (α2)
sekresi insulin, sekresi glukagon
Genitalia Ejakulasi dan orgasme (pria) Orgasme (wanita) (α1)
Ereksi penis (pria) Ereksi klitoris (wanita)
Aktivitas otak kesadaran Tidak dipersarafi parasimpatis
Koagulasi darah Tidak dipersarafi parasimpatis
* Tanda dalam kurung menyatakan reseptor yang terlibat dalam efek yang bersangkutan
# Perangsangan parasimpatis dan simpatis kelenjar keringat dan kelenjar saliva tetap
meningkatkan sekresi, namun kualitas yang berbeda
Informasi lengkap dapat Anda peroleh di Guyton: Textbook of Medical Physiology.