FISIOLOGI SENSORY

Oleh : Basri Syam

Disampaiakn pada perkuliahan Fisiologi Mahasiswa Keperawatan Universitas Islam Negeri Makassar Tahun 2012

Tujuan Instruksional Umum (TIU) Setelah menyelesaikan mata kuliah ini, diharapkan mahasiswa mampu memahami fisiologi sensory

Karakteristik Sensory reseptor Setiap jenis reseptor sensorik menerima stimulus tertentu dari lingkungan dan menghasilkan potensial aksi dalam impuls neuron. Reseptor ini akan mentransduksi (merubah) rangsangan yang berbentuk energi menjadi impuls saraf yang dilakukan oleh saraf sensori ke saraf pusat. Otak akan memberikan interpretasi yang tepat atas stimulus saraf yang teraktivasi tersebut. Seperti suara, warna, hangat, bau, dan rasa dari impuls saraf yang dikirimkan secara elektrokimia dari indra persarafan. Mislanya impuls yang datang dari saraf pendengaran seperti suara atau dari saraf optik (penglihatan), impuls tersebut akan diteruskan ke saraf pusat di korteks cerebral untuk dilakukan interpretasi.

Kategori Reseptor sensorisa. Reseptor sensori dapat dikategorikan berdasarkan struktur dan fungsional. Secara struktural, Sensori reseptor terletak pada ujung-ujung dendrit saraf sensorik. Ujung dendrit ini akan merespon rasa sakit dan suhu atau tekan. Mislanya, fotoreseptor di retina pada mata (batang dan kerucut), neuron yang khusus bersinaps dengan neuron lain di retina.

Secara Fungsional Reseptor sensori dapat dikelompokkan sesuai dengan jenis stimulus energi yang mereka terima. Kategori ini meliputi : (1). Kemoreseptor, rangsangan kimia di lingkungan atau dalam darah. (2) Fotoreseptor rangsangan cahaya oleh sel batang dan kerucut dalam retina (3) Termoreceptor yang merespon panas dan dingin (4) Mechanoreceptor rangsangan mekanik pada membran sel (sentuhan dan tekanan padakulit dan sel-sel rambut dalam telinga bagian).

Contoh lain : Nociceptor atau reseptor-nyeri memiliki ambang rangsang lebih tinggi untuk teraktivasi dibandingkan reseptor kulit lainnya, dengan demikian stimulus harus lebih intens diperlukan untuk aktivasi mereka. Nociseptor dapat meningkat atau menurun sesuai intensitas stimulus yang ada. Misalnya nyeri terjadi ketika stimulus yang terjadi berkepanjangan, terutama ketika terjadi kerusakan jaringan yang lama.

b. Reseptor sensoris berdasarkan sumbernya, internal dan eksternal Reseptor internal Kemoreseptor yang merespon perubahan kimia dalam lingkungan internal disebut interoceptors, mislanya perubahan kimiawi dalam darah, hormon atau enzim. Reseptor eksternal Kemoreseptor yang merespon bahan kimia atau perubahan di lingkungan eksternal, disebut exteroceptors. Mislanya reseptor rasa (gustatory), dan reseptor bau (penciuman) sebagai respon perubahan gas molekul di udara. Contoh : molekul bau di udara pertama harus larut dalam cairan dalam mukosa penciuman sebelum indera penciuman dapat dirangsang.

Sistem Sensori

Sensori Pengecapan Sensori penciuman Sensori penglihatan Sensori pendengaran

1. SENSORIS PENGECAPAN Pengecapan adalah fungsi utama dari taste bud di dalam rongga mulut Secara psikofisiologik dan neurofisiologik terdapat 13 reseptor kimia yang ada pada sel-sel pengecap yang berfungsi menerima rangsangan kimiawi dari makanan atau rangsangan kimia lain

13 reseptor kimia, yaitu :

Dikelompokkan menjadi 4 ;

Reseptor natrium (2) Reseptor kalium (2) Reseptor klorida Reseptor Adenosin Reseptor Ionosin Reseptor manis Reseptor Pahit Reseptor Glutamat Reseptor ion hidrogen

Manis : ujung lidah Asin : Ujung lidah Asam : 2/3 sampinglidah

Pahit : posterior & palatum

Lokasi Indra Pengencap Terdapat 4 type papilla lidah

Papilla sirkumvalata, Papilla filiformis dan terletak di permukaan papilla fungiformis, posterior lidah yang terletak diatas membentuk huruf V permukaan depan lidah

Papilla foliata, terletak dilipatan permukaan lateral lidah

Zat kimia yang terlarut dalam cairan di pori berikatan reseptor porteins dalam mikrovili dari sel-sel sensorik ini menyebabkan pelepasan neurotransmiter yang mengaktifkan neuron sensorik tersebut.

Struktur indra pengecapPermukaan lidahPori-pori, rambut (cilia) pengecapMikrovilli Susunan sel pengecap & Sel pendukung Berinvaginasi kedalam membran sel neurotransmitter Serabut saraf

Mekanisme rangsang sensoris pengecapan

Zat kimia pengecap (manis, asin, asam dan pahit) Larut dalam cairan pori-pori dan rambut / cilia

Berikatan reseptor protein dalam mikrovilli sel-sel sensoris Pelepasan neurotransmitter Mengkatifkan serabut saraf sensoris Inpuls berjalan melalui indra pengecap

Indra pengecap

Bagian posterior (papilla filiform & Fungiform) (papilla sirkumvalata) Saraf ke-V Korda tympani Saraf ke -VII Saraf ke-IX dan saraf ke-X

2/3 bagian anterior

Bagian lateral (papilla foliata) Saraf ke-IX

Mid brain area nukleus traktus solitariusLenvikus medialis thalamus Area operkula insula pada korteks parietalis

2. SENSORIS PENCIUMAN Membran olfactory Membran olfactory terletak dibagian superior setiap lubang hidung, disebelah medial membran diatas permukaan septum nasal

Pada setiap lubang hidung, membran olfaktori mempunyai luas permukaan sekitar 2,4 cm

Sel-sel Olfaktori Sel-sel reseptor olfaktori merupakan sel saraf bipolar dari SSP, dan terdapat sekitar 100 juta sel olfaktori pada setiap rongga hidung Ujung mukosa dari sel olfaktori akan dikeluarkan rambut (silia olfaktori) kemudian silia tersebut akan membentuk dasar pada mukosa silia ini akan berekasi terhadap bau yang ada diudara akan merangsang selsel olfaktori

Sensasi utama penciuman Hasil penelitian menunjukkan bahwa, telah dilakukan klasifikasi sensasi-sensasi bau yang dapat dirasa manusia, yaitu : Camphoraceous Musky Harum bunga-bungaan (floral) Peppermint Sangat samar (ethereal) Bau yang tajam (pungent) Bau busuk

Mekanisme rangsang sensori penciuman

Rangsangan kimia, bau dari luar menyebar secara difus ke mukus berikatan dengan reseptor protein (G-protein) merangsang silia olfaktori terjadi proses siklus adenil siklase c-AMP mengaktivasi protein membran dan ion-ion disekitarnya impuls menembus foramen etmoidalis bone merangsang saraf olfaktori (sensoris penciuman) Nervus olfaktori korteks cerebri

Korteks cerebri

Area olfaktori lateral Area olfaktori medial, Area olfaktori (terletak dibagian mid intermediat, yang berjalan melalui basal korteks didaerah Berperan terhadap : talamus anterior hipotalamus) - untuk menyukai atau tidak menyukai bau tertentu Fungsi : respon primitif Area ini dapat - Sikap antipati terhadap penciuman membantu dalam (olfaksi), misalnya; hal analisis bau terhadap makanan timbul mual, muntah menjilat bibir, secara sadar. hipersalivasi dan respon bau makanan yang meningkat.

Faktor yang mempengaruhi derajat perangsangan sensori penciumanUntuk merangsang sel-sel olfaktori, selain mekanisme kimiawi dasar, terdapat beberapa faktor fisik yang mempengaruhi derajat perangsangan, yaitu : Hanya substansi yang dapat menguap saja yang dapat tercium baunya Substansi yang merangsang tersebut paling sedikit harus bersifat larut dalam air, dengan demikian bau tesrebut dapat berjalan melewati mukus sebelum mencapai sel-sel olfaktori Sangat membantu juga bila bau tersebut sedikit sekali larut dalam lemak, karena diduga konsentrasi lemak pada membran silia dapat menolak bau yang tidak larut dalam lemak yang berasal dari protein reseptor membran.

SEKIAN DAN TERIMA KASIH

Keterangan gambar : jalur neuron untuk penciuman. Epitel penciuman berisi neuron reseptor yang sinaps dengan neuron di bola pencium dari korteks serebral. Para synaps occure dalam struktur bulat disebut glomeruli. neuron sekunder, yang dikenal sebagai sel berumbai dan sel mitral mengirimkan impuls dari bola pencium ke korteks penciuman di lobus temporal medial. Perhatikan bahwa glomerulus setiap menerima masukan dari hanya satu jenis untuk reseptor penciuman. terlepas dari mana reseptor-reseptor yang terletak di epitel penciuman

Taste (Rasa) Pencicipan, rasa rasa, ditimbulkan oleh reseptor yang terdiri dari gentong lidah (gambar 10.7). Terletak terutama pada permukaan dorsal lidah, masing-masing tunas rasa terdiri dari 50 sampai 100 khusus epitel sel dengan mikrovili panjang yang memperpanjang melalui pori dalam kuncup rasa untuk lingkungan eksternal, di mana mereka bermandikan air liur. Meskipun epitel sensorik sel tersebut tidak neuron, mereka berperilaku seperti neuron, mereka menjadi depolarized jika dirangsang dengan tepat, menghasilkan potensial aksi, dan pelepasan neurotransmiter yang merangsang sensorik neuron yang terkait dengan selera. Taste buds di anterior dua pertiga dari lidah dipersarafi oleh saraf wajah (VII), dan mereka dalam ketiga posterior lidah oleh saraf glossopharingeus (IX). Dendritic ujung dari saraf wajah (VII) berada di sekitar lidah dan estafet sensasi sentuhan dan suhu. Sensasi rasa yang diteruskan ke medula oblongata, dimana neuron sinaps dengan orde kedua neuron yang proyek untuk thalamus. Dari sini, neuron orde ketiga proyek untuk daerah gyrus postcentral dari korteks otak yang dikhususkan untuk sensasi dari lidah. Sel-sel epitel khusus dari tunas selera dikenal sebagai sel selera. Kategori-kategori yang berbeda dari rasa yang diproduksi oleh berbeda bahan kimia yang bersentuhan dengan mikrovili dari sel-sel ini (gambar 10.8). Empat kategori yang berbeda dari rasa secara tradisional diakui: asin, asam, manis, dan pahit. mungkin ada juga menjadi kategori kelima rasa, disebut umami (istilah Jepang terkait dengan rasa daging), untuk asam amino glutamat (dan dirangsang oleh rasa-enhancer monosodium glutamat). Meskipun ilmuwan lama percaya bahwa berbagai daerah di lidah adalah khusus untuk selera yang berbeda, ini tidak lagi diyakini benar. Memang, ini tampaknya bahwa setiap kuncup rasa mengandung sel rasa

bahwa neuron sensorik yang diberikan dapat dirangsang oleh lebih dari satu rasa sel di sejumlah selera yang berbeda, dan jadi satu sensorik serat tidak dapat mengirimkan informasi spesifik hanya untuk satu kategori selera. Otak menafsirkan pola stimulasi ini neuron sensorik, bersama dengan nuansa yang diberikan oleh arti bau, sebagai selera kompleks yang kita mampu memahami. Rasa asin dari makanan adalah karena adanya natrium ion (Na +), atau beberapa kation lain, yang mengaktifkan reseptor spesifik sel untuk rasa asin. Zat yang berbeda terasa asin kegelar yang mereka mengaktifkan sel-sel reseptor tertentu. Na + masuk ke dalam sel-sel reseptor sensitif melalui saluran dalam membran apikal. Ini depolarizes sel, menyebabkan mereka melepaskan pemancar mereka. Anion yang terkait dengan Na +, Namun, memodifikasi rasa asin pada tingkat yang mengejutkan: NaCl rasanya jauh lebih asin dari garam natrium lainnya (seperti natrium asetat). Ada bukti yang menunjukkan bahwa anion dapat melewati persimpangan ketat antara sel-sel reseptor, dan bahwa anion Cl-melewati penghalang ini lebih mudah daripada yang lain anion. Hal ini diduga ada kaitannya dengan kemampuan Cl- untuk memberikan rasa asin untuk Na + dibandingkan anion lain. Rasa asam, seperti rasa asin, dihasilkan oleh gerakan ion melalui saluran membran. Rasa asam, bagaimanapun, adalah karena kehadiran ion hidrogen (H +); semua asam sehingga rasanya asam. Di Berbeda dengan selera asin dan asam, dengan rasa manis dan pahit diproduksi oleh interaksi molekul dengan rasa tertentu membran reseptor protein. Kebanyakan molekul organik, terutama gula, rasa manis berbagai derajat. Rasa pahit yang ditimbulkan oleh kina dan tampak tidak terkait molekul. Ini adalah sensasi rasa yang paling akut dan umumnya terkait dengan molekul beracun (meskipun tidak semua racun rasa pahit). Sensasi manis dan pahit yang dimediasi oleh reseptor yang digabungkan ke G-

dan disebut gustducin. Istilah ini digunakan untuk menekankan kesamaan kepada sekelompok terkait G-protein, dari jenis yang disebut transdusin, terkait dengan fotoreseptor di mata. Disosiasi dari gustducin Gprotein subunit mengaktifkan kedua utusan sistem, menyebabkan depolarisasi dari sel reseptor (gambar 10.8). para dirangsang sel reseptor, pada gilirannya, mengaktifkan sebuah neuron sensorik terkait yang mentransmisikan impuls ke otak, di mana mereka diartikan sebagai persepsi rasa yang sesuai. Meskipun semua reseptor rasa manis dan pahit bertindak melalui G-protein, yang kedua-messenger sistem diaktifkan oleh G-protein tergantung pada molekul mencicipi. Dalam kasus rasa manis dari gula, misalnya, G-protein mengaktifkan siklase adenilat, menghasilkan siklik AMP (cAMP; lihat bab 7). CAMP, pada gilirannya, menghasilkan depolarisasi dengan menutup K + channel yang sebelumnya terbuka. Di sisi lain, manis rasa dari asam amino fenilalanin dan triptofan, serta dari pemanis buatan sakarin dan siklamat, mungkin meminta berbeda kedua utusan sistem. Ini melibatkan pengaktifan enzim membran yang menghasilkan para

Smell (bau) Reseptor bertanggung jawab untuk penciuman, indera penciuman, yang terletak di epitel penciuman. Aparat penciuman terdiri sel reseptor (yang bipolar neuron), mendukung (sustentacular) sel, dan basal (batang) sel. Sel-sel basal menghasilkan baru sel-sel reseptor setiap 1 sampai 2 bulan untuk mengganti neuron yang rusak oleh paparan lingkungan. Sel-sel pendukung epitel sel kaya enzim yang mengoksidasi hidrofobik, aroma volatile, sehingga membuat molekul-molekul kurang larut dalam lemak dan dengan demikian kurang mampu menembus membran dan masuk ke otak. Setiap neuron bipolar sensorik memiliki satu dendrit bahwa proyek-proyek ke dalam rongga hidung, di mana ia berakhir di sebuah tombol yang mengandung silia (Gambar 10.9 dan 10.10). Neuron bipolar sensorik juga memiliki tunggal unmyelinated akson bahwa proyek-proyek melalui lubang di berkisi sepiring tulang ethmoid menjadi bola pencium dari otak besar, mana sinapsis dengan neuron orde kedua. Oleh karena itu, tidak seperti lainnya sensorik modalitas yang diteruskan ke otak besar dari thalamus, indera penciuman ditransmisikan langsung ke otak korteks. Pengolahan informasi penciuman dimulai pada penciuman bola, di mana bipolar sensorik neuron sinaps dengan neuron terletak dalam pengaturan berbentuk bola disebut glomeruli (Gambar 10.9). Bukti menunjukkan bahwa glomerulus setiap menerima input dari satu jenis reseptor penciuman. Bau bunga, yang banyak rilis aroma molekul yang berbeda, dapat diidentifikasi dengan pola eksitasi yang dihasilkan dalam glomeruli dari penciuman bohlam. Identifikasi bau ditingkatkan oleh inhibisi lateral yang dalam bola pencium, yang muncul untuk melibatkan dendrodendritic sinapsis antara neuron dari glomeruli yang berdekatan. Neuron dalam proyek bola pencium ke korteks penciuman di lobus medial temporal,

G-protein untuk meningkatkan siklik AMP dalam sel. Hal ini, pada gilirannya, membuka saluran membran dan menyebabkan depolarisasi potensi generator, yang kemudian merangsang produksi potensial aksi. Sampai lima puluh G-protein mungkin terkait dengan satu protein reseptor. Pemisahan ini kembali G-protein melepaskan banyak G-protein subunit, sehingga memperkuat efek berkali-kali. Amplifikasi ini dapat menjelaskan ekstrim sensitivitas indera penciuman: hidung manusia dapat mendeteksi miliar ons parfum di udara. Bahkan pada itu, kami rasa bau hampir tidak setajam bahwa mamalia lainnya. Sebuah keluarga gen yang mengkode protein reseptor penciuman telah ditemukan. Ini adalah keluarga besar yang dapat mencakup sebanyak seribu gen. Jumlah besar dapat mencerminkan pentingnya indera penciuman dengan mamalia pada umumnya. bahkan ribu yang berbeda gen yang mengkodekan reseptor berbeda ribu protein, bagaimanapun, tidak dapat menjelaskan fakta bahwa manusia dapat membedakan sampai 10.000 bau yang berbeda.

Keterangan gambar : kimia terlarut dalam cairan di pori untuk mengikat reseptor porteins dalam mikrovili dari sel-sel sensorik ini akhirnya menyebabkan pelepasan neurotransmiter yang mengaktifkan neuron sensorik terkait.

Tongue surface : permukaan lidah Taste pore : pori rasa Taste bud : pengecap pda lidah Taste hair : rambut rasa Supporting cell : sel pendukung

FISIOLOGI SENSORY

The cutaneous Sensation sensations Cutaneusare mediated byof touch, pressure, heat and cold, and pain the dendritic nerve endings of

different sensory neurons. The receptors for heat, cold, and pain are simply the naked endings of sensory neurons. Sensations of touch are mediated by naked dendritic endings surrounding hair follicles and by expanded dendritic endings, called Ruffini endings and Merkels discs. The sensations of touch and pressure are also mediated by dendrites that are encapsulated within various structures (table 10.2); these include Meissners corpuscles and pacinian (lamellated) corpuscles. In pacinian corpuscles, for example, the dendritic endings are encased within thirty to fifty onionlike layers of connective tissue (fig. 10.4). These layers absorb some of the pressure when a stimulus is maintained, which helps to accentuate the phasic response of this receptor. The encapsulated touch receptors thus adapt rapidly, in contrast to the more slowly adapting Ruffini endings and Merkels discs.

There are far more free dendritic endings that respond to cold than to warm. The receptors for cold are located in the upper region of the dermis, just below the epidermis. These receptors are stimulated by cooling and inhibited by warming. The warm receptors are located somewhat deeper in the dermis and are excited by warming and inhibited by cooling. Nociceptors are also free sensory nerve endings of either myelinated or unmyelinated fibers. The initial sharp sensation of pain, as from a pin-prick, is transmitted by rapidly conducting myelinated axons, whereas a dull, persistent ache is transmitted by slower conducting unmyelinated axons. These afferent neurons synapse in the spinal cord, using substance P (an eleven-amino-acid polypeptide) and glutamate as neurotransmitters.

Hot temperatures produce sensations of pain through the action of a particular membrane protein in sensory dendrites. This protein, called a capsaicin receptor, serves as both an ion channel and a receptor for capsaicinthe molecule in chili peppers that causes sensations of heat and pain. In response to a noxiously high temperature, or to capsaicin in chili peppers, these ion channels open. This allows Ca2+ and Na+ to diffuse into the neuron, producing depolarization and resulting action potentials that are transmitted to the CNS and perceived as heat and pain. re transmitted to the CNS and perceived as heat and pain. While the capsaicin receptor for pain is activated by intense heat, other nociceptors may be activated by mechanical stimuli that cause cellular damage. There is evidence that ATP released from damaged cells can cause pain, as can a local fall in pH produced during infection and inflammation.

Pertumbuhan Rambut Rambut diproduksi dalam siklus yang melibatkan tahap pertumbuhan dan fase istirahat Selama tahap pertumbuhan, rambut dibentuk oleh sel-sel matriks yang membedakan, menjadi keratin, dan mati. Rambut tumbuh lagi sebagai sel ditambahkan di dasar akar rambut. akhirnya pertumbuhan rambut berhenti; folikel rambut lebih pendek dan memegang rambut di tempat. Masa istirahat berikut setelah siklus baru dimulai, dan rambut baru menggantikan rambut yang lama, yang jatuh dari rambut folikel. Panjang setiap tahap tergantung pada rambut, mislanya bulu mata tumbuh sekitar 30 hari dan istirahat selama 105 hari, sedangkan kulit kepala rambut tumbuh untuk jangka waktu 3 tahun dan sisanya selama 1-2 tahun. pada setiap diberikan waktu karena 90% dari rambut kulit kepala yang tumbuh di panggung, dan hilangnya sekitar 100 rambut kulit kepala per hari adalah normal. Jenis yang paling umum kehilangan rambut permanen adalah "pola kebotakan "folikel. Rambut hilang, dan folikel rambut yang tersisa kembali ke rambut vellus memproduksi, yang sangat pendek, transparan, dan untuk tujuan praktis tak terlihat. Walaupun lebih umum dan lebih jelas pada pria tertentu, kebotakan juga bisa terjadi pada (a) perempuan. Faktor genetik dan hormon testosteron yang terlibat dalam menyebabkan kebotakan pola. Tingkat rata-rata pertumbuhan rambut adalah sekitar 0,3 mm per hari, meskipun rambut tumbuh pada tingkat yang berbeda bahkan dalam perkiraan yang sama lokasi. Cutting, mencukur, atau mencabut rambut tidak mengubah tingkat pertumbuhan atau karakter rambut, tapi rambut bisa merasakan kasar dan berbulu lama setelah mencukur karena rambut-rambut pendek kurang flexible.Maximum panjang rambut ditentukan oleh laju rambut pertumbuhan dan panjang dari fase tumbuh. Misalnya, kulit kepala rambut dapat menjadi sangat panjang, tapi bulu mata pendek.

Pertumbuhan Rambut Rambut diproduksi dalam siklus yang melibatkan tahap pertumbuhan dan fase istirahat Selama tahap pertumbuhan, rambut dibentuk oleh sel-sel matriks yang membedakan, menjadi keratin, dan mati. Rambut tumbuh lagi sebagai sel ditambahkan di dasar akar rambut. akhirnya pertumbuhan rambut berhenti; folikel rambut lebih pendek dan memegang rambut di tempat. Masa istirahat berikut setelah siklus baru dimulai, dan rambut baru menggantikan rambut yang lama, yang jatuh dari rambut folikel. Panjang setiap tahap tergantung pada rambut, mislanya bulu mata tumbuh sekitar 30 hari dan istirahat selama 105 hari, sedangkan kulit kepala rambut tumbuh untuk jangka waktu 3 tahun dan sisanya selama 1-2 tahun. pada setiap diberikan waktu karena 90% dari rambut kulit kepala yang tumbuh di panggung, dan hilangnya sekitar 100 rambut kulit kepala per hari adalah normal. Jenis yang paling umum kehilangan rambut permanen adalah "pola kebotakan "folikel. Rambut hilang, dan folikel rambut yang tersisa kembali ke rambut vellus memproduksi, yang sangat pendek, transparan, dan untuk tujuan praktis tak terlihat. Walaupun lebih umum dan lebih jelas pada pria tertentu, kebotakan juga bisa terjadi pada (a) perempuan. Faktor genetik dan hormon testosteron yang terlibat dalam menyebabkan kebotakan pola. Tingkat rata-rata pertumbuhan rambut adalah sekitar 0,3 mm per hari, meskipun rambut tumbuh pada tingkat yang berbeda bahkan dalam perkiraan yang sama lokasi. Cutting, mencukur, atau mencabut rambut tidak mengubah tingkat pertumbuhan atau karakter rambut, tapi rambut bisa merasakan kasar dan berbulu lama setelah mencukur karena rambut-rambut pendek kurang flexible.Maximum panjang rambut ditentukan oleh laju rambut pertumbuhan dan panjang dari fase tumbuh. Misalnya, kulit kepala rambut dapat menjadi sangat panjang, tapi bulu mata pendek.