Sistem Vaskularisasi Serebral dan Mekanisme Kerja Neurotransmitter

Thomas Aquinas Michi Alviyanto

102013251

Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Alamat Korespondensi: Jl. Arjuna Utara No.6 Jakarta - 11510

Abstrak

Abstract

Pendahuluan

Keadaan lemas pada tangan dan kaki secara tiba – tiba bisa saja terjadi dikarenakan

adanya gangguan dari beberapa sistem di tubuh manusia. Perlu diketahui bahwa sistem

kehidupan manusia sangat tergantung dan bekerja secara bersamaan. Terutama sistem

vaskularisasi memegang peranan penting dalam tubuh manusia, dan mendukung untuk

metabolisme lainnya dalam tubuh manusia.

Untuk mengetahui itu dalam tinjauan pustaka ini, akan membahas mekanisme

vaskularisasi pada cerebral, cabang pensyarafan carotis dan vertebralis serta mekanisme kerja

neurotransmitter dan penyaluran impuls syaraf. Supaya dengan tinjauan pustaka ini

diharapkan pembaca dapat mengetahui secara faal mekanisme yang terjadi didalam tubuh

manusia.

Pembahasan

Vaskularisasi Serebral

Berat otak sekitar 2,5% dari berat badan secara keseluruhan. Namun, otak

merupakan organ tubuh yang paling banyak menerima darah dari jantung. Yakni seperlima

dari seluruh darah yang mengalir ke seluruh jaringan tubuh.

Diperkirakan metabolisme otak menggunakan sekitar 18% dari total konsumsi

oksigen tubuh. Oleh karena itu tidaklah mengherankan jika masa hidup jaringan otak yang

menghadapi kekurangan oksigen cukup singkat. Ini berarti, jaringan otak akan mudah mati

jika pasokan aliran darah berhenti atau tersumbat. Pasokan aliran darah ke otak dilakukan

oleh dua pembuluh darah arteri utama, yaitu sepasang arteri karotis interna yang memasok

1

sekitar 70% dari keseluruhan jumlah darah optak, dan sepasang arteri vertebralis yang

mencukupi 30% sisanya1

Arteri – arteri duramater mengantar lebih banyak darah kepada calvaria dibanding

kepada duramater cranialis. Arteri meningeal terbesar, yakni arteri meningea media, adalah

cabang arteri maxillaris. Arteri meningea media memasuki cavitas cranii melalui foramen

spinosum, melintas ke arah pada dasar fossa cranii media, dan berbelok ke arah superolateral

pada ala major ossis sphenoidalis, dan di sini terbagi menjadi ramus posterior dan ramus

anterior. Ramus anterior melintasi ke superior titik pterion, lalu melengkuk ke posterior dan

naik ke arah puncak kepala. Ramus posterior melintas superoposterior dan melepaskan

cabang – cabang untuk bagian posteror cranium. Vena – vena duramater mengiringi arteri –

arteri meningeal dan juga arteri dapat terobek pada fraktur calvaria.

Persyarafan duramater cranialis terutama terjadi melalui ketiga divisi nervus

cranialis vena cabang – cabang sensoris juga berasal dari nervus vagus (N. X) dan ketiga

saraf servikal teratas. Badan – badan akhir sensoris dalam duramater cranialis terdapat lebih

banyak sepanjang kedua sisi sinus sagitalis superior dan dalam tentorium cerebelli dibanding

padadasar cranium. Serabut untuk perasaan sakit juga banyak terdapat pada tempat arteri –

arteri dan vena – vena menembus duramater cranialis.

Selain itu pada otak aloran darah/pendarahan terjadi melalui cabang arteri carotis

interna dan arteri vertebralis. Arteri carotis interna dipercabangkan di leher dari arteri carotis

communis. Cabang arteri carotis interna ialah arteri cerebri anterior dan arteri cerebri media.

Arteri vertebralis berawal di pangkal leher sebagai cabang bagian pertama kedua arteri

subclavia dan bersatu pada tepi kaudal pons untuk membentuk arteri basilaris melintas lewat

cisterna pontis ke tepi posterior pons, dan disini berakhir dengan bercabang menjadi arteri

cerebri posterior dextra.

Dalam garis besar masing –masing arteri cerebralis mengantar darah kepada satu

permukaan dan satu kutub serebrum sebagai berikut:

a. Arteri cerebri anterior mengantar darah kepada hampir seluruh permukaan

medial dan permukaan superior, serta polus frontalis.

b. Arteri cerebri media mengantar darah kepada permukaan lateral dan polus

temporalis.

2

c. Arteri cerebri posterior mengantar darah kepada permukaan inferior dan polus

occipitalis.

Ciculus arteriosus cerebri (Willis) pada dasar otak adalah anastomosis yang penting

antara empat arteri (arteri vertebralis dan arteri carotis interna) yang memasok darah kepada

otak. Circulus arteriosus cerebri (Willis) dibentuk oleh arteri cerebri posterior, arteri

communicans posterior, arteri carotis interna, arteri cerebri anterior, dan arteri communicans

interna. Secara umum dijumpai berbagai variasi dalam ukuran arteri – arteri pembentuk

circulus arteriosus cerebri (Willis)2

Arteri Asal DistribusiA. Verterbralis A. Subclaviia Menginges dan CerebellumA. Inferior posterior cerebelli

A. Vertebralis Aspek postero-inferior cerebellum

A. Basilaris Dibentuk melalui persatuan a. Vertebralis

Truncus encephali, cerebellum, dan cerebrum

A. Pontis A. Basilaris Banyak cabang ke truncus encephali

A. Inferior anterior cerebelli

A. Basilaris Aspek inferior cerebellum

A. Superior cerebelli A. Basilaris Aspek superior cerebellumA. Carotis interna A. Carotis communis pada

tepi atas cartilago thyroideaMelepaskan cabang – cabang dalam sinus carvernosus dan merupakan pemasok darah utama untuk otak

A. Cerebri anterior A. Carotis interna Hemisfer – hemisfer serebrum kecuali lobus occipitalis

A. Cerebri media Lanjutan a. Carotis interna di sebelah distal dari a. Cerebri anterior

Bagian terbesar permukaan lateral hemisfer- hemisfer serebrum

A. Cerebri posterior Cabang terminal a. basilaris Aspek inferior hemisfer – hemisfer serebrum dan lobus occipitalis

A. Communicans anterior A. Cerebri anterior Circulus arteriosus cerebri (Willis)

A. Comunicans posterior A. Cerebri posterior Ciculus arteriosus cerebri (Willis)

Tabel 1.1 Pendarahan Arterial Otak2

3

Arteri carotis communis berjalan keatas masuk leher dan membelah menjadi arteri

carotis externa dan interna pada ketinggian tulang rawan tiroid. Arteri temporalis yang naik

disisi kepala dapat diraba denyutnya ditempat ia berjalan dipermukaan luar tulang temporalis

didepan telinga. Ia memberi cabang pada sisi kepala3

Pada tempatnya berawal dari a. carotis communis terjadi pembesaran a.carotis

interna membentuk sinus carotis, suatu bagaian yang sedikit melebar yang mengandung

barorefektor dan persarafi oleh N. IX (glossopharyngeus) pada dindingnya. Sehubungan

dengan ini terdapat carotis, sewaktu kemoreseptor yang juga dipersarafi oleh saraf yang

sama. A.carotis interna tidak memiliki cabang di leher. Arteri ini memasuki rongga tengkorak

melalui canalis carotis di os.temporal petrosa, disertai fleksus simpatis. Dalam tengkorak

arteri ini berjalan kedepan dalam sinus cavernosus kemudian melengkung kebelakang

dibelakang processus clinoid anterior untuk membagi menjadi cabang terminal.

Cabang pars cerebral a. carotis interna4

a) A.Ophthalmica: keluar dari sinus cavernosus media dari proc. Clinoideus. memasuki

orbita melalui foramen opticus dan mendarahi isi orbita dan bola mata, kulit daerah

frontal, sinus frontal, etmoidal bagian hidung.

b) A.Cerebri anterior: bersama dengan a. Cerebri media dan cabang terakhir di a.

Carotis interna. Arteri cabang kortikal ini naik ke fissura longitudinal di antara kedua

belahan otak kemudian melengkung ke kaudal pada permukaan medial hemisfer dan

bercabang di a. pericallosa

c) A.cerebri media: melintasi sulcus lateralis dipermukaan lateral hemisfer dan

memasuki darah ke hemisfer cerebri (a. Sulcus centralis dan a. Sulcus pracentral)

selain itu juga gyrus yang berdekatan dengan area broca.

d) A. Choroidea anterior: percabangan oleh bagian distal a. Carotis interna, menyilang

di traktus opticus lalu berlanjut bagian lateral corpus geniculatum lateral melewati

fissura choroidea dipersyarafi plexus choroideus dari ventrikel lateral

e) A.communikan posterior: arteri kecil yang berjalan kebelakang dan menyatu dengan

a.cerebri posterior. Arteri-arteri serta hubungan diantaranya membentuk Circulus

willis karena atau biasanya terdapat hubungan bebas antara cabang-cabang dari kedua

a.carotis interna sepanjang garis tengah.

Cabang-cabang sistem vertebrobasilaris

4

Cabang-cabang sistem vertebrobasilaris mendarahi medulla oblongata, pons,

serebelum, otak tengah , dan sebagian diencephalon.Berat otak manusia sekitar 1400 gram

dan tersusun oleh kurang lebih 100 triliun   neuron. Otak terdiri dari empat bagian besar yaitu

Cerebrum (otak besar), Cerebelum (otak kecil), Brainstem (batang otak), dan Diensefalon.

Serebrum terdiri dari dua hemisfer serebri, Corpus collosum dan korteks cerebri.

Masing-masing hemisfer serebri terdiri dari lobus frontalis yang merupakan area motorik

primer yang bertanggung jawab untuk gerakan-gerakan voluntar, lobur parietalis yang

berperanan pada kegiatan memproses dan mengintegrasi informasi sensorik yang lebih tinggi

tingkatnya, lobus temporalis yang merupakan area sensorik untuk impuls pendengaran dan

lobus oksipitalis yang mengandung korteks penglihatan primer, menerima informasi

penglihatan dan menyadari sensasi warna.

Serebelum terletak di dalam fosa cranii posterior dan ditutupi oleh duramater yang

menyerupai atap tenda yaitu tentorium, yang memisahkannya dari bagian posterior serebrum.

Fungsi utamanya adalah sebagai pusat refleks yang mengkoordinasi dan memperhalus

gerakan otot, serta menghibisi tonus dan kekuatan kontraksi untuk mempertahankan

keseimbangan sikap tubuh.

Bagian-bagian batang otak dari bawak ke atas adalah medula oblongata, pons dan

mesensefalon (otak tengah). Medula oblongata merupakan pusat refleks yang penting untuk

jantung, vasokonstriktor, pernafasan, bersin, batuk, menelan, pengeluaran air liur dan

muntah. Pons merupakan mata rantai penghubung yang penting pada jaras kortikosereberalis

yang menyatukan hemisfer serebri dan serebelum. Mesensefalon merupakan bagian pendek

dari batang otak yang berisi aquedikus sylvius, beberapa traktus serabut saraf ascendens dan

descendens dan pusat stimulus saraf pendengaran dan penglihatan.

Diensefalon di bagi empat wilayah yaitu talamus, subtalamus, epitalamus dan

hipotalamus. Talamus merupakan stasiun penerima dan pengintegrasi subkortikal yang

penting. Subtalamus fungsinya belum dapat dimengerti sepenuhnya, tetapi lesi pada

subtalamus akan menimbulkan hemibalismus yang ditandai dengan gerakan kaki atau tangan

yang terhempas kuat pada satu sisi tubuh. Epitalamus  berperanan pada beberapa dorongan

emosi dasar seseorang. Hipotalamus berkaitan dengan pengaturan rangsangan dari sistem

susunan saraf otonom perifer yang menyertai ekspresi tingkah dan emosi.

Susunan vena sistem syaraf pusat

Drenasi vena ekstremitas atas. Seperti pada ekstremitas bawah drenasi vena terdiri

dari sistem superficialis dan profunda yang saling berhubungan.

5

Sistem superficialis dari vena cerebri superior permukaan medial dan hemisfer otak

menuju sinus sagitalis superior dan inferior. Lalu dari vena cerebri media yang berada

dipermukaan lateral hemisfer menuju sinus cavernosus. Selanjutnya dari vena cerebri inferior

bagian anterior pemukaan lateral dan basal hemisfer otak menuju sinus dasar tengkorak

melalui sinus cavernosus, sfenopariental, petrosus.

Vena-vena profunda setelah darah di kumpulkan lalu bermuara pada cerebri magna

kemudian disalurkan melalui sinus rectus dan menuju sinus cavernosus. Terbagi menjadi 4

yakni:5

a) Vena cerebri interna disalurkan melalui foramen monro menyalurkan darah

dari plexus choroid ventrikel III, septum pelicidum, corpus callosum, corpus

striatum dan capsula interna bergabung membentuk v. Cerebri magna

b) Vena basalis (rosenthal) dari subtansia perforata menyalurkan darah dari

permukaan orbita lobus frontal, rostral corpus callosum, gyrus cinguli,

insula, thalamus dan corpus straitum. Bermuara dalam v. Cerebri magna

c) Vena cerebri magna (galen) bermuara ke ujung anterior sinus rectus setelah

menerima darah dari vena basal.

d) Vena batang otak dan otak kecil mengikuti jalan arteri, dari v. Cerebellar

superior menuju v. Cerebri magna. Lalu v. Cerebellar inferior bermuara di

sinus transversus dan rectus.

Mekanisme kerja neurotransmitter dan penyaluran impuls

Neurotransmitter merupakan zat kimia yang membawa informasi menyebrangi celah

sinaptik dari suatu neuron menuju neuron berikutnya. Saat ini terdapat lebih dari 100 berbagai

neurotransmitter yang ditemukan berbeda dalam bagian atau daerah otak yang berbeda.

Neurotransmitter dilepaskan pada saat terjadinya stimulasi syaraf. Neurotransmitter berfungsi

dalam membedakan fungsi dari berbagai jaringan otak.

Proses neurotransmitter berawal dari neuron menyintesis zat kimia yang akan

berfungsi sebagai neurotransmitter. Kemudian neuron menyintesis neurotransmitter yang

berukuran lebih kecil pada ujung – ujung akson dan menyintesis neurotransmitter yang

berukuran lebih besar (peptida) pada badan sel. Selanjutnya neuron mentransportasikan

neurotransmitter peptida kearah ujung ujung akson (Neuron tidak mentransportasikan

neurotransmitter yang berukuran lebih kecil karena ujung – ujung akson adalah tempat

pembuatannya). Potensial aksi berkonduksi disepanjang akson. Potensial aksi pada terminal

6

postsinaptik menyebabkan ion kalsium dapat memasuki neuron. Ion kalsium melepaskan

neurotransmitter dari terminal postsinaptik ke celah sinaptik. Molekul neurotransmitter yang

telah dilepaskan, berdifusi lalu melekat dengan reseptor sehingga mengubah aktifitas neuron

postsinaptik. Selanjutnya, neurotransmitter melepaskan diri dari reseptor. Neurotransmitter

dapat diubah menjadi zat kimia yang tidak aktif tergantung pada zat kimia penyusunnya.

Molekul neurotransmitter dapat dibawa kembali ke neuron prasinaptik untuk didaur ulang

atau dapat berdifusi dan hilang pada beberapa kakus, vesikel yang kosong akan ditransportasi

kembali ke badan sel. Meskipun belum ada penelitian yang memberi jawaban. Tetapi neuron

postsinaptik mungkin melepaskan pesan – pesan umpan balik negatif yang akan

memperlambat pelepasan neurotransmitter baru oleh neuron prasinaptik6

Gambar no 1. Mekanisme neurotransmitter6

Macam – macam neurotransmitter:7

a) Asetilkolin (ACh), merupakan neurotransmitter yang tidak diproduksi

didalam neuron. Ditransportasikan ke otak dan ditemukan diseluruh bagian

otak. Ach berada diseluruh sistem saraf pusat dan perifer. Ach memiliki

konsentrasi tinggi di basal ganglia dan cortex motorik. Fungsi utama adalah

mengatut atensi, memori, rasa haus, pengaturan mood, tidur REM,

memfasilitasi perilaku seksual dan tonus otot.

b) Norepinefrinergik, memiliki konstentrasi tinggi di dalam locus cereleus serta

dalam konsentrasi sekunder dalam hipokampus, amygdala, dan kortex

cerebral. Dipindahkan dari celah synaptik dan kembali ke penyimpanan

7

melalui proses reuptake aktif. Menghambat penembakan neuro dalam system

saraf pusat, tetapi membangkitkan otot jantung, jantung, usus, dan alat

urogenitalia. Ia juga mengendalikan kewaspadaan serta berfungsi dalam

proses pembelajaran dan memori.

c) Dopamin, Membantu dalam mengatur fungsi pikiran, pengambilan

keputusan, mengendalikan pergerakan volunter dan membantu dalam

mengintegrasikan kognisi.

d) Serotonin, Berfungsi dalam pengaturan tidur, mengatur suasana hati,

perhatian, belajar, persepsi nyeri dan temperatur tubuh serta berperan dalam

perilaku agresi atau marah dan libido. Dalam mengatur tidur serotonin

bekerja sama dengan asetilkolin dan norepinefrin.

e) Epinerfrin, meningkatkan detak jantung dan melakukan dilatasi jalan nafas

untuk meningkatkan fungsi nafas dan menyempitkan pembuluh darah di

dalam usus dan kulit. Bekerja sama dengan norepinerfin yang dilepaskan

oleh kelenjar andrenal

f) Histaminergik, menyebar ke seluruh tubuh baik pusat sensorik, motorik dan

intelektual. Badan sel di nukleus tuberomamaliare (hipotalamus posterior

bagian ventral), berproyeksi ke seluruh tubuh, ada hubungan dengan regulasi

sekresi hormon hipofisis yaitu tekanan darah, keadaan jaga, minum, ambang

nyeri, dan perilaku seksual.

Impuls dapat dihantarkan melalui beberapa cara, di antaranya melalui sel saraf dan

sinapsis. Berikut ini akan dibahas secara rinci kedua cara tersebut.

1. Penghantaran Impuls Melalui Sel Saraf8

Penghantaran impuls baik yang berupa rangsangan ataupun tanggapan melalui

serabut saraf (akson) dapat terjadi karena adanya perbedaan potensial listrik antara bagian

luar dan bagian dalam sel. Pada waktu sel saraf beristirahat, kutub positif terdapat di bagian

luar dan kutub negatif terdapat di bagian dalam sel saraf. Diperkirakan bahwa rangsangan

(stimulus) pada indra menyebabkan terjadinya pembalikan perbedaan potensial listrik sesaat.

Perubahan potensial ini (depolarisasi) terjadi berurutan sepanjang serabut saraf. Kecepatan

perjalanan gelombang perbedaan potensial bervariasi antara 1 sampai dengart 120 m per

detik, tergantung pada diameter akson dan ada atau tidaknya selubung mielin.

8

Bila impuls telah lewat maka untuk sementara serabut saraf tidak dapat dilalui oleh

impuls, karena terjadi perubahan potensial kembali seperti semula (potensial istirahat). Untuk

dapat berfungsi kembali diperlukan waktu 1/500 sampai 1/1000 detik. Energi yang

digunakan berasal dari hasil pemapasan sel yang dilakukan oleh mitokondria dalam sel saraf.

Stimulasi yang kurang kuat atau di bawah ambang (threshold) tidak akan menghasilkan

impuls yang dapat merubah potensial listrik. Tetapi bila kekuatannya di atas ambang maka

impuls akan dihantarkan sampai ke ujung akson. Stimulasi yang kuat dapat menimbulkan

jumlah impuls yang lebih besar pada periode waktu tertentu daripada impuls yang lemah.

2. Penghantaran Impuls Melalui Sinapsis8

Titik temu antara terminal akson salah satu neuron dengan neuron lain dinamakan

sinapsis. Setiap terminal akson membengkak membentuk tonjolan sinapsis. Di dalam

sitoplasma tonjolan sinapsis terdapat struktur kumpulan membran kecil berisi

neurotransmitter; yang disebut vesikula sinapsis. Neuron yang berakhir pada tonjolan sinapsis

disebut neuron pra-sinapsis. Membran ujung dendrit dari sel berikutnya yang membentuk

sinapsis disebut post-sinapsis. Bila impuls sampai pada ujung neuron, maka vesikula

bergerak dan melebur dengan membran pra-sinapsis. Kemudian vesikula akan melepaskan

neurotransmitter berupa asetilkolin. Neurontransmitter adalah suatu zat kimia yang dapat

menyeberangkan impuls dari neuron pra-sinapsis ke post-sinapsis. Neurontransmitter ada

bermacam-macam misalnya asetilkolin yang terdapat di seluruh tubuh, noradrenalin terdapat

di sistem saraf simpatik, dan dopamin serta serotonin yang terdapat di otak. Asetilkolin

kemudian berdifusi melewati celah sinapsis dan menempel pada reseptor yang terdapat pada

membran post-sinapsis. Penempelan asetilkolin pada reseptor menimbulkan impuls pada sel

saraf berikutnya. Bila asetilkolin sudah melaksanakan tugasnya maka akan diuraikan oleh

enzim asetilkolinesterase yang dihasilkan oleh membran post-sinapsis.

Daftar Pustaka

1. Moore KL, Agus AMR. Anatomi klinis dasar. Jakarta: Hipokrates; 2002. Hal. 358-368.

2. Wahyu GG. Stroke hanya menyerang orang tua ?. Jogjakarta: Penerbit Bentang Pustaka; 2010. Hal 9.

3. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Edisi bahasa Indonesia. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2002. Hal 87-9

4. Weiner HL, Levit LP. Neurologi. Edisi ke-5. Jakarta: EGC; 2001.h.55-7.

9

5. Gray HH, Dawkins KD, Morgan JM, Simpson IA. Kardiologi. Edisi ke-4. Jakarta:

EGC; 2003.h.14-6.

6. Sherwood L. Fisiologi Manusia dari sel ke sistem. Jakarta: EGC; 2001. H.78-100

7. Snell RS. Neuroanatomi klinik untuk mahasiswa kedokteran. Edisi ke 5. Jakarta:

EGC; 2001.h.54-8;106-9

8. Ibrahim N. Neurophysiology. Bahan kuliah modul neurosains FKUI. 2010

10