1

PENUNTUN PRAKTIKUM NEUROEMBRIOLOGI

PENUNTUN PRAKTIKUM PREKTIKUMSUMBER DAYA

MODUL NEUROSAINS

DEPARTEMEN BIOLOGI KEDOKTERAN FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS INDONESIA

JAKARTA 2012

2

Pembentukan Sistem Saraf Pusat (SSP) Pada Embrio Ayam Pengantar

Pada praktikum Neurosains, saudara akan mempelajari pembentukan dan struktur SSP, terutama pembentukan dan struktur otak pada embrio ayam dan babi serta beberapa organ lain yang merupakan derivat dari ektoderm SSP tersebut. Kedua jenis embrio ini digunakan sebagai model dalam pembentukan SSP pada vertebrata umumnya dan mamalia khususnya. Untuk mempelajari pembentukan SSP pada kedua jenis embrio tersebut, maka beberapa sediaan (preparat) telah disiapkan, yaitu sediaan utuh (whole mount/WM), sediaan irisan sagital (Sag) dan irisan melintang (cross section=CS) dari kedua jenis embrio tersebut. Mengapa saudara harus mempelajari sediaan irisan sagital dan melintang, disamping sediaan utuh embrio ayam dan babi? Mempelajari irisan sagital maupun melintang, pada hakekatnya adalah untuk mengetahui dan mempelajari ektoderm, mesoderm, dan entoderm, rongga-rongga dan sebagainya yang turut menyusun pembentukan suatu organ tubuh embrio yang tidak dapat dilihat pada sediaan utuh. Oleh karena itu, mempelajari irisan embrio sangat diperlukan jika ingin mengetahui, bagaimana keterlibatan jaringan-jaringan embrional dalam proses pembentukan suatu organ tubuh pada stadium embrio. Untuk memudahkan dalam mempelajari irisan sagital atau melintang, maka saudara dianjurkan untuk mempelajari lebih dahulu dengan seksama anatomi sediaan utuh kedua jenis embrio tersebut. Kemudian perhatikan pula setiap irisan yang sedang dipelajari itu, merupakan irisan melalui bagian apa dari embrio ayam atau babi tersebut. Perlu diketahui, bahwa sediaan irisan sagital/melintang merupakan sediaan yang mengandung banyak potongan yang berasal dari satu embrio (serial section), kemudian disusun secara seri sesuai urutan pemotongannya. Dengan demikian saudara akan memperoleh gambaran tiga dimensi, bagaimana pembentukan dan struktur organ tubuh yang sebenarnya pada stadium embrio, terutama organ SSP dan derivatnya, serta organ tubuh lainnya.

3

LATIHAN 1 : Mempelajari Embrio Ayam Fase Primitive Streak Preparat : Sediaan utuh (Whole mount=WM) embrio ayam umur 18-19 jam Tujuan : Mengetahui proses pembentukan lapisan germinal dan dapat mengidentifikasi organ atau sistem organ yang dibentuk dari lapisan germinal tersebut. Petunjuk : Pelajarilah gambar 516 (stadium head process dan stadium head fold) pada buku

Developmental Anatomy karangan Arey, halaman 556 sebagai panduan dalam mengidentifikasi struktur yang dilihat.

Embrio ayam 1819 jam merupakan stadium head process dan head fold. Head

process merupakan kumpulan sel di daerah sekitar primitive knot yang memisahkan diri, kemudian berkembang ke arah anterior seperti sebuah sumbu (poros). Head process disebut juga notochordal plate (lempeng notokhor). Kelak head process akan menjadi notokhor. Diduga, notokhor berfungsi dalam mempengaruhi pertumbuhaan embrio dan berdeferensiasi.

Setelah head process terbentuk, akan terlihat suatu lipatan melengkung, yang

letaknya lebih ke arah bakal kepala. Lipatan ini dinamakan head fold (lipatan kepala), terdiri atas lapisan ektoderm dan entoderm. Lipatan kepala tersebut dapat dianggap sebagai batas antara bagian yang akan menjadi kepala dan blastoderm.

Dengan perbesaran lemah (objektif 4-10x), carilah struktur berikut pada sediaan

lengkap embrio ayam : 1. Garis primitive (Primitive streak) 2. Alur primitif (Primitive groove) 3. Lesung primitif (Primitive pit) 4. Jendolan primitif atau nodus Hensen (Primitive Knot or Hensens node) 5. Lipatan kepala (Head fold) 6. Lempeng notokhor (Notochordal plate) 7. Proamnion (bagian bening di daerah anterior head process)

LATIHAN 2 : Mempelajari Pembentukan dan Perkembangan Awal Sistem Saraf Embrio Ayam Preparat : Sediaan utuh (WM) embrio ayam umur 24-25 jam Tujuan : Memahami tahap awal pembentukan SSP dengan memperhatikan pertumbuhan neural groove (alur neural) dan neural tube (tabung otak).

4

Petunjuk : Pada tingkat perkembangan ini, mulai dibentuk SSP, jantung dan rongga sulom

(rongga badan). Perhatikan, dengan terbentuknya lipatan kepala (head fold), maka kepala terlihat

terangkat dari blastoderm, sehingga bagian kepala dan terbentuknya otak (SSP) semakin jelas.

Pembentukan otak diawali dengan terjadinya penebalan lapisan ektoderm di atas

head process (notokhordal plate), mulai dari primitive knot ke arah anterior, sehingga terbentuk suatu neural plate (lempeng neural). Selanjutnya bagian tengah dari neural plate melekuk ke dalam membentuk saluran (alur) longitudinal yang dinamakan neural groove (alur saraf). Pelekukan neural groove tersebut makin dalam, sehingga terbentuklah dengan jelas 2 tepi atau lipatan saluran, yaitu neural fold. Pada perkembangan lanjut, kedua tepi lipatan neural akan bertemu, sehingga terbentuklah neural tube (tabung otak) yang merupakan bakal otak.

Pada embrio ayam 2425 jam inkubasi, neural fold belum seluruhnya bertemu,

sehingga neural groove belum seluruhnya tertutup, terutama neural fold yang letaknya di ujung kranial bakal otak depan (forebrain) atau anterior neuropore, ternyata paling lambat menutupnya.

Dengan perbesaran lemah (objektif 4-10x), carilah struktur berikut :

1. Primitive streak 7. Neural groove 2. Primitive Knot / Hensens node 8. Neural fold 3. Primitive pit 9. Neural tube 4. Primitive fold 10. Anterior neuropore 5. Notochord 11. Somite 6. Neural plate 12. Proamnion

LATIHAN 3: Mempelajari Pembentukan dan Perkembangan Awal Tabung Otak

Embrio Ayam Preparat : Sediaan melintang (CS) embrio ayam umur 24-25 jam. Tujuan : Memahami proses pembentukan tabung otak Petunjuk : Sediaan embrio ayam irisan melintang akan membantu saudara untuk

menemukan beberapa struktur atau jaringan embrional yang tidak terlihat pada sediaan lengkap, serta mencoba merekonstruksi kembali struktur organ embrio yang terpotong.

Dianjurkan menggunakan buku Developmental Anatomy karangan Arey, halaman

563566, yang menunjukkan beberapa gambar irisan melintang embrio ayam 24 jam.

5

Dengan menggunakan perbesaran lemah (objektif 4-10x), carilah struktur garis primitif dan otak pada beberapa potongan melalui :

1. Garis primitif (gambar 526)

a. Primitive groove b. Primitive fold c. Ectoderm

2. Primitif Knot (gambar 527) a. Nural plate b. Neural groove c. Primitive Knot d. Ectoderm

3. Pasangan somit ke-5 (gambar 528)

a. Neural fold b. Neural groove c. Ectoderm d. Somite dan notochord

4. Gerbang usus depan (gambar 529) a. Neural tube b. Neural crest c. Ectoderm dan notochord

5. Lipatan kepala (gambar 532)

a. Mid-brain b. Head fold

6. Otak depan (gambar 534) a. Neuropore b. Ectoderm of head c. Otic vesicle d. Neural tube (fore-brain)

LATIHAN 4 : Mempelajari Diferensiasi Neural Tube Menjadi Segmen-Segmen Otak Primitif. Preparat : Sediaan utuh (WM) embrio ayam umur 38 jam Tujuan : Memahami diferensiasi neural tube menjadi tiga segmen otak primitif dan dimulainya pembentukan organ/alat indera. Petunjuk : Pada stadium embrio ayam 38 jam, kedua neural fold di bagian anterior

neuropore bertemu, sehingga terbentuk satu tabung otak atau neural tube. Selanjutnya tabung otak berdiferensiasi menjadi tiga otak primitif, yaitu otak depan (Prosensefalon), otak tengah (Mesensefalon), dan otak belakang

6

(Rhombensefalon). Selanjutnya ke arah kaudal, neural tube akan menjadi sumsum tulang (Spinal cord).

Pada embrio ayam 38 jam, terjadi pelekukan kepala (cephalic flexure) ke arah

ventral menghadap kunir (yolk), kemudian berputar (Torsion) sedikit ke kanan, sehingga bentuk embrionya seperti kail terbalik.

Dengan perbesaran lemah (objektif 4-10x), carilah struktur berikut :

1. Prosensefalon 5. Notochord 2. Mesensefalon 6. Spinal cord 3. Rhombensefalon 7. Sinus rhomboidalis 4. Neural tube 8. Primitive streak - memendek

LATIHAN 5 : Mempelajari Diferensiasi Otak primitif dan Derivatnya Preparat : Sediaan utuh (WM) embrio ayam umur 48 jam Tujuan : Memahami diferensiasi otak primitif menjadi 5 bagian (segmen otak) dan perkembangannya serta pembentukan derivat otak dan perkembangan alat indera. Petunjuk : Pelekukan kepala (cephalic flexure), termasuk otak, telah dimulai pada embrio

ayam 38 jam. Pelekukan tersebut terus berlanjut sampai kedudukan otak depan dan otak belakang hampir sejajar. Pelekukan kepala ini mulai terjadi pada bagian otak tengah (mesensefalon), dan akan terus berlanjut sampai di daerah pertemuan antara kepala dengan leher yang disebut pelekukan leher (cervical flexure).

Proses pelekukan kepala, selanjutnya akan diikuti dengan proses yang lain, yaitu

proses pemutaran kepala (torsion) ke arah kanan, sehingga letak seluruh tubuh embrio ayam miring ke sisi sebelah kiri tubuh. Dapat dibayangkan akibat dari proses pelekukan (flexion) dan pemutaran (torsion) akan terbentuk tubuh embrio ayam seperti huruf C.

Perhatikan pada embrio ayam 48 jam, otak primitif telah berdiferensiasi menjadi 5

bagian otak. Perhatikan pula ujung kaudal spinal cord sudah tertutup, sehingga sinus rhomboidalis tidak terlihat lagi.

Dengan menggunakan perbesaran lemah (objektif 4-10x) , carilah dan pelajari :

1. Telensefalon 9. Optic cup dan lens vesicle 2. Diensefalon 10. Infundibulum dan kantung Rathke 3. Mesensefalon 11. Otic vesicle (Otocyst) 4. Metensefalon. 12. Cephalic dan cervical flexure 5. Mielensefalon 13. Neural tube 6. Olfactory pit 14. Notochord

7

LATIHAN 6 : Mempelajari Diferensiasi Otak Primitif dan Derivatnya Preparat : Sediaan melintang (CS) embrio ayam umur 48 jam Tujuan : Memahami diferensiasi otak primitif menjadi 5 bagian (segmen otak) dan perkembangannya serta pembentukan derivat otak dan perkembangan alat indera. Petunjuk : Sediaan embrio ayam irisan melintang akan membantu saudara untuk

menemukan beberapa struktur atau jaringan embrional yang tidak terlihat pada sediaan lengkap, serta mencoba merekonstruksi kembali struktur organ embrio yang terpotong.

Dianjurkan menggunakan buku Developmental Anatomy karangan Arey, halaman

582589, yang menunjukkan beberapa gambar irisan melintang embrio ayam 48 jam.

Dengan menggunakan perbesaran lemah (objektif 4-10x), carilah struktur otak

dan derivatnya pada beberapa potongan embrio ayam melalui : 1. Pelekukan kepala (gambar 553)

a. Diensefalon, mesensefalon, metensefalon, dan rongga yang menghubungkan ketiga otak tersebut. b. Lapisan ektoderm dan mesoderm.

2. Optic cup dan lengkung aorta I (gambar 554) a. Telensefalon, diensefalon, mielensefalon. b. Optic cup, lens vesicle c. Lapisan ektoderm, entoderm, dan amnion dan notochord

3. Kantong Rathke (Rathkes pouch) dan tangkai optic (gambar 555)

a. Telensefalon, diensefalon, dan mielensefalon. b. Optic cup, chorioids fissure c. Kantong Rathke dan infundibulum yang akan menjadi hipofisis. d. Lapisan ektoderm dan notochord.

4. Otocyct, bulbus, dan lengkung aorta II (gambar 557)

a. Mielensefalon. b. Otocyst c. Notochord d. Ectoderm

5. Somit ke-23 dan arteri vitelina (gambar 563) a. Spinal cord. b. Neural crest c. Notochord

8

LATIHAN 7 : Mempelajari SSP Embrio Babi Preparat : Sediaan irisan sagital (Sag) embrio babi 6 mm, 8 mm, dan 10 mm. Tujuan : Memahami pembentukan dan perkembangan SSP pada mamalia Petunjuk : Dengan menggunakan buku Developmental Anatomy karangan Arey (gambar.

588, 591), pelajarilah struktur bagian-bagian embrio babi dengan menggeser-geser sediaan dan bandingkan perkembangan otak pada embrio babi 6 mm, 8 mm dan 10 mm.

Perhatikan ventrikel otak (rongga otak) I dan II di telensefalon, ventrikel III di

diensefalon, ventrikel di mesensefalon disebut akuaduk serebral, kemudian ventrikel IV di metensefalon dan mielensefalon.

Antara mesensefalon dan metensefalon terdapat penyempitan yang dinamakan

isthmus. Dengan menggunakan perbesaran lemah (objektif 4-10x), carilah struktur-struktur

berikut : 1. Telensefalon 6. Derivat ektoderm otak 2. Diensefalon 7. Isthmus 3. Mesensefalon 8. Ganglion-ganglion 4. Metensefalon 9. Infundibulum 5. Mielensefalon 10. Spinal cord

LATIHAN 8: Mempelajari Pembentukan dan Perkembangan SSP dan Saraf Perifer Embrio Babi Preparat : Sediaan melintang 10 mm (CS) embrio babi 10 mm Tujuan : Memahami pembentukan dan perkembangan SSP, saraf perifer, dan alat- alat indera pada mamalia Petunjuk : Sebagai acuan, gunakan buku Developmental Anatomy karangan Arey halaman

625634, gambar 601611. Perhatikan dan pelajari struktur otak dan derivatnya pada setiap irisan dengan

menggunakan perbesaran lemah (objektif 4-10x), carilah beberapa irisan melalui: 1. Ganglion semilunaris dan otocyst (gambar 602).

a. Diensefalon, metensefalon dengan neuromernya, mielensefalon, dan otocyst, dan endolymph duct.

b. Lapisan ependimal, lapisan mantle, dan lapisan pia mater, marginal layer.

9

c. Infundibulum, saraf trigeminus, ganglion semilunaris, saraf okulomotoris dan saraf fasialis.

2. Hemisfer serebri dan mata (gambar 603).

a. Ventrikel I dan II pada telensefalon (ventrikel lateral), foramen interventrikular (foramen Monro), ventrikel III pada diensefalon, ventrikel IV pada mielensefalon dan metensefalon.

b. Ganglion jugularis saraf ke-10 , ganglion akustikum saraf ke-8, ganglion genikuli saraf ke-7, saraf glossofaringeus, saraf abdusen, saraf asesorius.

c. Otosis, kantong Rathke, mangkuk mata (optic cup) dan gelembung lensa (lens vesicle).

3. Mulut, lidah dan kantung farings I dan II (gambar 604).

a. Telensefalon, ventrikel IV pada mielensefalon. b. Ganglion froriep, ganglion petrosum saraf ke-9, saraf 9asesores dan saraf

fasialis c. Olfactory pit dan notochord.

4. Kantung farings, kelenjar tiroid dan olfactory pit (gambar 605).

a. Spinal cord, ganglion spinalis, ganglion nodosum saraf ke-10, saraf hipoglosus, saraf asesoris.

b. Notochord, kelenjar tiroid dan olfactory pit.

5. Pleksus brachial dan pecabangan trakea (gambar 611). a. Spinal cord, ganglion spinalis, saraf spinal, pleksus brachial. b. notochord.

Kepustakaan 1. Arey LB. Developmental Anatomy. A Texbook and Laboratory Manual of

Embryology. Saunders Company, London, 1954.

2. Patten BM. Early Embryology of the chick. The Blakistan CO. New york, 1951.

10

PENUNTUN PRAKTIKUM NEUROEMBRIOLOGI

PENUNTUN PRAKTIKUM PREKTIKUMSUMBER DAYA

SUPLEMEN

MODUL NEUROSAINS

DEPARTEMEN BIOLOGI KEDOKTERAN FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS INDONESIA

JAKARTA 2012

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26