Nerve Cells and Nerve Impulses
Modul 1.1-The Cells of the Nervous System
1. Neurons and Glia
-
Neuron adalah unit dasar sistem saraf, berfungsi menerima, memproses, dan menyampaikan informasi.
-
Struktur utama neuron: soma (badan sel), dendrit (penerima sinyal), akson (penghantar sinyal), dan terminal sinaptik.
-
Glia bukan hanya “lem” otak, tetapi memiliki peran penting: mendukung metabolisme neuron, membentuk mielin, membuang sisa metabolik, serta membantu komunikasi kimiawi.
-
Jumlah sel glia hampir sama atau bahkan lebih banyak dibanding neuron, tergantung area otak.
2. The Blood–Brain Barrier
-
Merupakan mekanisme pertahanan otak dari zat berbahaya dalam darah.
-
Dibentuk oleh sel endotel yang rapat serta didukung astrosit.
-
Melindungi otak dari racun, patogen, dan fluktuasi kimia darah, tetapi juga membatasi masuknya obat-obatan tertentu.
-
Zat yang larut lemak (misalnya nikotin, alkohol) dan molekul kecil (oksigen, karbondioksida) dapat menembus dengan mudah, sedangkan molekul besar/ionik memerlukan transport khusus.
3. Nourishment of Vertebrate Neurons
-
Neuron memerlukan pasokan energi yang konstan.
-
Glukosa adalah sumber energi utama, karena otak hampir tidak menyimpan cadangan energi.
-
Oksigen sangat vital; tanpa suplai oksigen beberapa menit, neuron bisa rusak permanen.
-
Vitamin B1 (tiamin) penting untuk metabolisme glukosa; kekurangan tiamin dapat menyebabkan kerusakan otak (misalnya sindrom Korsakoff pada pecandu alkohol).
4. In Closing: Neurons
-
Neuron unik karena dapat mempertahankan bentuk dan fungsi bertahun-tahun.
-
Neuron tidak beregenerasi cepat seperti sel lain, tetapi memiliki kemampuan plastisitas (berubah fungsi/sambungan sinapsis sesuai pengalaman).
-
Pemahaman tentang neuron adalah dasar untuk memahami bagaimana otak bekerja dan bagaimana perilaku muncul.
Modul 1.2-The Nerve Impulse
1. The Resting Potential of the Neuron
-
Potensial istirahat (≈ –70 mV): perbedaan muatan listrik antara dalam dan luar membran.
-
Dijaga oleh membran selektif dan pompa Na⁺/K⁺ (keluar 3 Na⁺, masuk 2 K⁺).
-
Ion K⁺ cenderung keluar lewat kanal bocor; anion protein besar tertahan di dalam → bagian dalam tetap negatif.
-
Fungsi: menyiapkan neuron agar respons cepat saat mendapat rangsang.
2. The Action Potential
-
Ledakan depolarisasi–repolarisasi cepat di akson saat ambang tercapai.
-
Urutan: stimulus → buka kanal Na⁺ bertegangan (Na⁺ masuk, membran mendekati +30 mV) → kanal Na⁺ inaktif → kanal K⁺ buka (K⁺ keluar) → repolarisasi → hiperpolarisasi sesaat → kembali ke istirahat.
-
Hukum “all-or-none”: amplitudo tidak bergantung pada kekuatan stimulus (di atas ambang → spike penuh).
3. Propagation of the Action Potential
-
Spike yang terbentuk di satu segmen akson menimbulkan depolarisasi di segmen berikutnya → perambatan searah (karena periode refrakter di belakangnya).
-
Refrakter absolut: tak bisa spike baru; refrakter relatif: perlu stimulus lebih kuat.
4. The Myelin Sheath and Saltatory Conduction
-
Mielin (oleh oligodendrosit/Schwann) menyekat akson; celah Nodes of Ranvier berderet.
-
Kanal Na⁺/K⁺ terkonsentrasi di nodus → impuls “melompat” dari node ke node (saltatory conduction).
-
Hasil: konduksi lebih cepat & hemat energi.
-
Demyelination (mis. multiple sclerosis) → kebocoran arus, konduksi lambat/terhenti, gejala sensorimotor.
5. Local Neurons
-
Neuron lokal (mis. interneuron kecil) tidak selalu menghasilkan action potential; menggunakan graded potentials: perubahan membran yang berukuran proporsional terhadap masukan dan menyebar pasif (decremental).
-
Cocok untuk perhitungan lokal/integrasi sinyal dalam jarak pendek (mis. di retina/olfa).
6. In Closing: Neurons and Messages
-
Pesan saraf disandi lewat frekuensi & pola spike, bukan besar kecilnya spike.
-
Kecepatan/efisiensi transmisi dipengaruhi diameter akson, mielinisasi, dan status ion-kanal.
-
Memahami dinamika potensial istirahat, spike, dan konduksi adalah kunci untuk menjelaskan bagaimana otak memproses informasi serta dampak klinis saat mekanismenya terganggu.
Comments
Post a Comment