Bab 2. Sel sel dalam sistem sarafSatuan kerja utama dari sistem saraf

adalah sel saraf atau neuron. Sel sel ini merupakan sel yang memiliki fungsi utama dalam mengartikan, memproses, mengantarkan dan menyebarkan informasi. Terdapat lebih banyak Sel neuroglia atau glia dalam sistem saraf daripada sel saraf itu sendiri (neuron). Glia tidak terlibat secara langsung dalam pengolahan informasi akan tetapi juga penting dalam fungsi normal saraf. Sel yang lain yang berada dalam sistem saraf adalah sel-sel yang membentuk dinding jaringan darah akan tetapi tidak seperti sell saraf (neuron) ataupun neuroglia, sel tersebut tidak bersifat khusus atau unik bagi sistem saraf.

Sel Saraf (Neuron)

Struktur sel saraf

Ciri-ciri struktur utama sel saraf pada umunya telah dideskripsikan secara singkat dalam bab 1. Walaupun terdapat beberapa macam variasi dari bentuk dasarnya. Ukuran dari badan sel akan relatif berbeda tergantung dari tempat dan fungsinya. Sebagai contoh, beberapa interneuron (Sel saraf penghubung) dalam CNS memiliki badan sel kecil berdiameter sekitar 5 mili meter, dimana badan sel dari sel motorik yang menstimulasi otot lintang atau otot rangka dapat mencapai 100 mm. Ukuran dari badan sel biasanya berhubungan dengan panjangnya akson. Dimana, interneuron (Sel saraf penghubung) yang kecil biasnya memiliki akson yang pendek kurang lebih sekitar hampir satu milimeter panjangnya. Dimana sel saraf yang lebih ekstrim dan besar memiliki akson yang lebih panjang (sebagai contoh sel saraf

yang melewati tulang belakang sampai pada otot kaki memiliki akson sepanjang sekitar 1 m).

Percabangan dendrit dari sel saraf juga menunjukkan variasi bermacam-macam berdasarkan jumlah, ukuran, dan kepadatan dari cabangnya dimana merefleksikan organisasi dari masukan sensorik dalam sel. Sebagai contoh sel sel piramidal yang berada dalam cerebral cortex memiliki satu atau dua dendrit yang merambat dan memanjang sampai ke lapisan luar (Pial) (Fig. 2.1.A), sedangkan sel Purkinje pada cerebral cortex memiliki percabangan pohon dendris yang lebih kompleks (Fig. 2.1.B).

Hubungan antara susunan badan sel dengan dendrit dan aksonnya mengikuti beberapa pola dasar tertentu (fig.2.2). sel saraf yang paling umum adalah multipolar, dimana biasanya memiliki sebuah akson dan beberapa dendrit yang muncul secara langsung dari badan selnya. Kemudian, sel saraf bipolar memiliki badan sel ditengah yang memanjang sebuah dendrit dan akson. Sel saraf yang bipolar terjadi dalam jalur sensorik (aferen) dari sistem penglihatan, auditori dan vestibular. Kemudian sel saraf Unipolar memiliki sebuah proses yang muncul dari badan sell, yang kemudian terbagi menjadi cabang dendrit dan akson. sel saraf dengan tipe ini menyusun sensorik utama dari tulang belakang dan beberapa saraf tengkorak, dengan menempatkan badan sel mereka pada Ganglion akar dorsal dan ganglial sensori dari saraf otak (Saraf Kranial).

Seperti halnya sel lain, sel saraf memiliki inti sel. Inti sel ini biasanya terdapat pada

bagian tengah dari badan sel dan mengandung DNA Kromosom. Sedangkan sisanya dalam intrasel dipenuhi dengan sitoplasma, yang mengandung banyak organel dan inklusi sitoplasma (fig 2.3). bagian tersebut pada umumnya terdapat pada sel lain, akan tetapi beberapa bagian tersebut memiliki fungsi yang lebih penting dan signifikan dalam sel saraf. Terdapat banyak rumpun microscopis dari badan Nissl (dalam badan maupun substansinya) yang biasanya dapat dilihat dalam badan sel saraf dengan bercak peewarna basa (basofil). Badan Nissl mengandung endosplasmik retikulum kasar dan ribosom yang berhubungan. Ribosom mengandung RNA (yang menyebabkan adanya zat pewarna basa basofil) dan merupakan tempat dari sintesis protein. Sel saraf memiliki metabolisme yang sangat aktif, sehingga keberadaan badan Nissl menjadi sangat penting. (fig 2.4)

Sel saraf mengandung banyak jaringan benang halus dari struktur protein yang bernama neurofilaments, dimana berkumpul menjadi neurofibril (fig.2.3). Mereka kemudian memiliki sistem neurotubules yang terlibat dalam pennyebaran material tersebut keluar masuk dari badan sel (baik penyebaran secara maju kedepan anterogade ataupun sebaliknya retrograde) fenomena ini banyak digunakan dalam eksperimen mencari anatomi sel saraf (neuroanatomical).

Beberapa sel saraf mengandung badan pigmen disebut sebagai neuromelanin yang merupakan pigmen berwarna coklat kehitaman dihasilkan oleh sintesis dari Katekolamin. Maka dari itu neuromelanin berada paling banyak pada kelompok sel yang menggunakan katekolamin sebagai saraf penghubungnya (neurotransmitter), khususnya pada pars compacta dari substantia nigra di otak bagian

tengah dan lokus coeruleous. Sedangkan lipofuscin merpukan pigmen kuning kecoklatan yg berakumulasi pada sel saraf yang sudah lama.

Tiap sel saraf merupakan entitas fisik yang terpisah dengan sel membran yang membatasi. Agar pemrosesan informasi dapat dilakukan dalam jaringan sel saraf, informasi harus disampaikan dari satu sel saraf ke sel saraf lain, dimana hal ini disebut sebagai sinapsis. Struktur dari sinapsis telah dibahas pada bab 1. Dimana lokasi paling umum dari bentuk sinapsis berada pada paling ujung dari percabangan akson dari sel saraf dan dendrit dari sel lain (sinapsis aksodendrit). Terdapat juga tempat sinapsis lain yang menghasilkan sinapsis aksosomatik, aksoaksonal, dan dendrodenridritis. Pertukaran atau hubungan antar sel saraf (neurotransmitter) dalam sistem saraf terjadi dengan kemudian dihasilkannya zat kimia tertentu dari ujung presinapsis yang bereaksi sebagai penerima dalam membran pos sinapsis.

Neurotransmiter

Neurotransmitter merupakan senyawa kimia yang tersimpan dalam vesikel dalam ujung pra sinapsis. Sebuah sel saraf dikatakan menghasilkan transmiter atau impuls yang sama ke semua sinapsisnya, dan semua sel saraf dengan tipe tertentu berdasarkan asal, ujung akhir dam fungsinya menggunakan transmitter yang sama. Beberapa zat transmiter atau zat kimia penghantar rangsangan telah didentifikasi dalam beberapa tempat dalam sistem saraf. Salah satunya adalah Asitekolin (ACh) yaitu zat penghantar antara sel saraf motorik dan otot lintang. Asitekolin juga merupakan zat penghantar dalam ganglion otonom (Sistem Saraf Tepi Otonom) yang dikeluarkan jika ada stimulasi saraf oleh sel saraf para simpatetik post ganglion. Beberapa asam amino juga

berfungsi sebagai zat kimia penghantar rangsangan, salah satu yang terpenting adalah Asam Glutamat dan GABA atau asam gamma-amino butirat dengan jumlah cukup banyak dan merupakan pemicu dan dapat juga sebagai penghambat dari proses penghantaran rangsangan, khususnya pada CNS. Beberapa zat Monoamine penting dalam hantaran rangsangan seperti Noradrenaline atau Norepinephrine yang dikeluarkan oleh sel saraf tepi simpatetik post-ganglion dan juga beberapa daerah dalam CNS. Dopamin dan serotonin (5-Hydroksitriptamin, 5HT) juga merupakan zat penghantar rangsangan dalam otak dan urat saraf tulang belakang.

Efek dari neurotransmiter telah hilang atau melebur ketika telah bereaksi dengan membran post-sinapsis, yang dapat dilakukan dengan penghancuran enzim dari zat penghantar atau pembuangan kembali (Re-uptake) oleh ujung saraf dan glia. Sebagai contoh, pada persimpangan neuromuscular, atau otot sel saraf (fig 3.6) dengan sinapsis antar sel saraf dimana asetilkolin berfungsi sebagai zat penghantar, yang kemudian dihancurkan atau melebur dengan adanya enzim Asetilkolinestrase. Sedangkan sebaliknya, mono amine dengan asam amino, menjadi perantara dari rangsangan yang biasanya melebur karena adanya mekanisme pembuangan kembali (re-uptake).

Beberapa peptida (peptida sel saraf) tersimpan dan dikeluarkan saat sinapsis terjadi. Hal ini termasuk beberapa enkephalin, Substance P, Kolesistokinin, Somatostatin, dinorpin dan zat lainnya. Peptida ini seringkali ditemukan berkumpul dalam sel saraf penghantar yang sama seperti asam amino atau monoamine yang seringkali disebut sebagao kotransmiter (co-transmitter). Neuropeptida

dikatakan mengatur keluar dan pembuangan kembali (reuptake) serta efek dari pos-sinapsis terhadap zat penghantar lain, yang kemudian disebut sebagai neuromodulator.

Neuroglia

Neuroglia tidak teribat secra langsung dalam pemrosesan informasi tetapi memiliki peran yang penting dalam fungsi normal dari sistem saraf. Terdapat beberapa tipe sel neuroglial yaitu: Astrosit, Oligodendrositm dan mikroglia.

Astrosit

sel saraf (Neuron)

- Sel saraf merupakan unit kerja utama dari sistem saraf yang fungsi utamanya adalah untuk menerima, memproses dan menghantarkan informasi

- Terdapat bermacam-macam ukuran dan bentuk dari badan sel saraf, serta percabangan dendrit dan aksonnya yang mecerminkan fungsi masing-masing sel.

- Sel saraf mengandung banyak organel dan inklusi sitoplasma, salah satunya adalah badan Nissl, Neurofilamen, Neurotubules dan butir Pigmen.

- Jumlah Neurotransmitter yang banyak merupakan perantara antar zat penghantar rangsangan. Yang terpenting diantranya adalah Asetilkolin, beberapa asam Amino (GABA dan glutamat) dan juga monoamine (dopamin, noadrenalin dan serotonin)

- Peptida neuromodulator berkumpul ditempat tertentu bersama dengan zat transmiter lain dalam sel-sel saraf.

Astrosit memiliki beberapa proses, diantaranya membentuk “perivascular endfeet” dalam jaringan dinding kapiler darah (fig.2.5) Astrosit juga dikatakan terlibat dalam pertukaran zat kimia antara sistem peredaran darah dan jaringan saraf. Selain itu juga dikatakan bahwa astrosit membentuk Sawar darah otak (bllod brain barrier) dimana membatasi akses sirkulasi zat kimia ke otak dan syaraf tulang belakang.

Oligendrosit

Oligendrosit memiliki sedikit proses dan peran, fungsi utamanya adanya menghasilkan selubung Myelin yang membungkus Akson dalam CNS. Sel Schwann kemudian melakukan fungsi ini dalam sistem saraf perifer. Dalam beberapa poin sepanjang akson yang terbungkus myelin , selubung myelin terdiri dari beberapa lapisan konsentrasi dari sel membaran satu oligendrosit dan sell schwan (fig. 6.A). tiap sel glial memproduksi selubung Myelin yang membungkus sedikit segmen axon (sekitar 1 mm). Oleh karena itu akson yang panjang mempekerjakan banyak sel-sel glial. Sebagai penyambung dari selubung Myielin, terdapat sebuah celah yang merupaka turunan dari sel glial yang lain yang disebut sebagai Nodus Ranvier (Fig 2.3). Akson yang tidak terbungkus Myelin juga memiliki hubungan kuat dengan sel glial akan tetapi beberapa akson biasanya memiliki satu sel glial yang sama. (Fig 2.6 B)

Dalam akson yang terbungkus Myelin, aliran ion terjadi sepanjang membran akson, yang kemudian menjadi perantara terjadinya respon tanggapan yang mungkin terjadi, yang hanya terjadi dalam nodus ranvier

dimana akson terbuka terhadap keadaan luar sel. Diantara Nodus yang Aksonnya bermyelin, terjadi depolarisasi yang menyebar secara pasif (elektrotonus). Model penyebaran seperti ini dalam akson yang bermyelin disebut sebagai saltatory Conduction (dari bahasa latin Saltare, yang berarti melompat), Karena rangsangan dianggap melompat dari satu nodus ke nodus yang lain secara cepat daripada rangsangan yang melwati akson yang tidak bermyelin.

Gangguan sel saraf dan glial

Ketika perkembangan sel saraf individu telah selesai, sel saraf tersebut tidak dapat diperbarui akan tetapi mengalami perbaikan secara terus menerus untuk mempertahankan kekuatannya. Maka dari itu, sel saraf sangat rentan terhadap penyakit sel saraf yang bersifat generatif atau turunan, dimana seringkali dapat ditemukan pada masa kecil atau muda dan bersifat menyebar sporadis pada usia tua. Sedangkan Glia, tidak seperti neuron dapat diperbanyak dan dihasilkan kembali, akan tetapi menjadikan glia rentan terhadap neoplasia. Oleh karena itu, pada umumnya tumor otak adalah glioma dan bukan tumor dari sel saraf itu sendiri. Berdasarkan asal dari sel tersbut mereka dapat menjadi oligodendroglioma atau astrositoma. Microglia membentuk beberapa sistem imun dan dapat menyebar menjad limpoma otak.

Sklerosis ganda

Selubung Myelin dari akson dapat terjangkit penyakit radang. Di Eropa dan Amerika Utara, gangguan imu yang paling banyak dalam CNS adalah sklerosis ganda dimana menyebabkan kemudian Demyelination dan remyelination dari akson, yang merespon atas adanya gangguan dan pengobatan dari tanda-tanda dan simptom neurologis. Karena gangguan terjadi pada akson bukan badan sel saraf, hasil gambar pemindai dari Resonansi Magnetik atau MRI otak dapat mendeteksi sinyal yang abnormal dari tidak adanya myelin fokus pada bagian putih otak.

Mikroglia

Mikroglia adalah sel kecil dengan sedikit peran dan proses, dimana jumlahnya akan bertambah banyak pada daerah yang mengalami kerusakan pada CNS dan memiliki peran fagosit, sama seperti makrofag dalam tempat lain. Sedangkan sel Epindem terdiri dari sel sel epitelia, dimana berfungsi menyalurkan ventrikel dan melindungi pembuluh darah koroid.

Neuroglia

- Neuroglia penting untuk fungsi normal sistem saraf karena peran pendukungnya.

- Astrosit memiliki proses yang panjang dalam membentik pervascular endfeet disekitar kapiler darah. Mereka juga terlibat dalam penyebaran material antara sistem peredaran darah dan jaringan saraf

- Ologendroglia menghasilkan selubung myelin membungkus akson dalam CNS. Sel Schwan membentuk Myelin pada sistem saraf perifer.

- Microglia memiliki peran fagosit dalam kerusakan pada sistem saraf.