Ilmu kedokteran

Sel Peka Rangsang

            Sel peka rangsang adalah sel yang dapat menghantarkan impuls elektrokimia sepanjang permukaan membran plasmanya bila dirangsang sdengan rangsangan yang telah mencapai nilai ambang. Terdapat dua jenis sel yang dapat menghantarkan rangsang, yaitu sel saraf dan sel otot.

Sel Saraf

Sistem saraf pusat manusia mengandung ±100 neuron. Neuron merupakan bangunan dasar susunan saraf. Sebagian besar neuronnya bermielin. Setiap neuron terdiri dari satu badan sel yang di dalamnya terdapat sitoplasma dan inti sel. Dari badan sel keluar dua macam serabut saraf, yaitu soma dendrit dan akson (neurit). Dendrit adalah sejumlah besar tonjolan tipis dari soma yang memanjang keluar sepanjang 1 mm ke daerah sekitar medulla spinalis yang berfungsi mengirimkan impuls ke badan sel saraf, Sedangkan akson adalah bentukan memanjang dari soma ke dalam serat perifer yang meninggalkan medulla spinalis yang berfungsi mengirimkan impuls dari badan sel ke jaringan lain. Akson biasanya sangat panjang. Sebaliknya, dendrit pendek.

Adanya stimulus menyebabkan perubahan permeabilitas membran sel terhadap ion-ion. Hal ini tentunya akan mempengaruhi perubahan potensi membran. Jika stimulus cukup, maka sel akan memberikan suatu potensial aksi yang berfungsi sebagai sinyal untuk jarak. Potensial aksi mula-mula akan terjadi pada segmen permulaan akson. Kemudian potensial aksi ini akan dijalarkan sepanjang permukaan akson dan jika mencapai ujung akson maka akan merangsang terlepasnya neurotransmitter. Ini merupakan salah satu komponen penting dalam sistem penghantaran impuls ke saraf lain.

Sewaktu sel saraf menghantarkan impuls, diketahui adanya perubahan potensi listrik, dimana perubahan potensial saraf perifer seperti nervus ischiadicus merupakan penjumlahan aljabar dari seluruh potensial aksi “all or none” dari banyak akson dalam saraf itu sendiri, dimana tiap akson mempunyai nilai ambang yang berbeda.

POTENSIAL AKSI SARAF

Sel-sel saraf mempunyai sifat seperti sel-sel yang lain, memiliki pemisahan muatan listrik melintasi membran. Potensial membran terbentuk dari keseimbangan antara gradien konsentrasi dan gradien listrik yang melintasi membran sel dan mendorong pergerakan ion-ion.

Potensial aksi merupakan perubahan yang cepat pada potensial membran suatu sel otot atau sel saraf. Di mana terjadinya potensial aksi ditandai dengan perubahan mendadak dari potensial membran istirahat normal menjadi potensial membran positif (depolarisasi) lalu kemudian berakhir dengan kecepatan yang hampir sama kembali ke potensial membran negatif (repolarisasi). Perubahan potensial elektrik tersebut disebabkan perubahan konsentrasi elektrolit di dalam maupun di luar sel. Elektrolit utama yang berperan terhadap perbedaan potensial antara dalam dengan luar sel membran eksitabel adalah Natrium (Na⁺), Kalium (K⁺), dan Klorida (Cl^-). Untuk menghantarkan sinyal saraf, potensial aksi bergerak sepanjang serat saraf sampai tiba di ujung saraf.

Urutan tahap potensial aksi adalah sebagai berikut:

a.   Tahap Istirahat (Resting Membrane Potential)

Pada tahap ini adalah tahap potensial membran istirahat, sebelum terjadinya potensial aksi. Membran dikatakan menjadi terpolarisasi selama tahap ini karena adanya potensial memban negatif yang besar.

b.   Tahap Depolarisasi

Membran tiba-tiba menjadi permeable terhadap ion NA sehingga banyak sekali ion NA mengalir ke dalam akson. Keadaan polarisasi normal sebesar -90mV akan hilang dan potensial meningkat dengan arah positif. Keadaan ini disebut depolarisasi. Pada saraf besar, potensial membran mempengaruhi nilai nol dan menjadi lebih sedikit positif namun pada serat yang lebih kecil juga banyak neuron sistem saraf pusat, potensial hanya mendekati nilai nol dan tidak melampaui sampai keadaan positif.

c.   Tahap Repolarisasi

Pada tahap ini, dalam waktu yang sangat singkat sekali (sekitar satu per beberapa puluh ribu detik) sesudah membran menjadi permeable terhadap ion NA, saluran NA mulai tertutup dan saluran K terbuka lebih daripada normal. Kemudian difusi ion K yang berlangsung cepat ke bagian luar akan membentuk kembali potensial membran istirahat negatif yang normal. Peristiwa ini disebut repolarisasi membran.

Neuro Muscular Junction (NMJ)

cabang terminal akson yang dinamakan juga telodendris akson merupakan  tempat penyimpanan transmitter sinapsis yang disekresi oleh saraf, maka ketika mendekati ujung saraf akson yang menyarafi serat otot rangka kehilangan selubung mielinnya dan kemudian bercabang menjadi sejumlah tonjolan akhir (terminal butons) atau kaki-kaki ujung (end-feet). Kaki-kaki ujung mengandung banyak vesikel kecil, jernih yang mengandung asetilkolin (Ach), transmitter pada tautan saraf-otot ini. Ujung-ujung tersebut masuk ke dalam cekungan di lempengan ujung motorik, suatu penebalan membran otot di tautan saraf-otot. Di bawah ujung saraf, membran otot pada lempeng ujung (end-plate) membentuk lipatan (functional fold). Ruang antara saraf dan membran otot yang menebal sebanding dengan celah sinaptik (synoptic cleft) pada sinaps. Seluruh bangun tersebut dikenal sebagai tautan saraf-otot (neuromuscular junction). Hanya satu serat saraf berakhir di tiap end-plate.

Kontraksi After Loaded

After loaded disebut juga after stimulated loaded artinya setelah otot berkontraksi akibat rangsangan barulah otot mendapat pembebanan (after stimulated loaded). Pembebanan tersebut mempengaruhi sifat kontraksi, yaitu :

a.       Dengan bertambahnya beban pada kontraksi after loaded, maka jarak pemendekan otot berkurang

b.      Dengan bertambahnya berat beban pada kontraksi after loaded maka kecepatan otot berkurang.

Kontraksi Pre Loaded

Kontraksi pre loaded disebut juga pre stimulated loaded yaitu kontraksi yang terjadi apabila otot diberi beban terlebih dahulu sebelum dirangsang untuk berkontraksi. Berbeda dengan after loaded, masa laten kontraksi pre loaded relatif lebih cepat sehingga kecepatan pemendekan otot juga menjadi lebih cepat. Pemendekan otot juga dipengaruhi oleh beban yang diangkat. Semakin besar beban yang diangkat menyebabkan pada suatu saat resultan kontraksi otot dengan gaya beban sama dengan nol di mana otot tidak dapat mengangkat beban lagi.

Kontraksi Sumasi dan Tetani

Sumasi merupakan penjumlahan kontraksi kedutan otot (twitch) untuk meningkatkan kontraksi otot. Pada umumnya sumasi terjadi melalui 2 cara yaitu:

      1. Dengan meningkatkan motor unit motorik yang berkontraksi secara serentak

      2. Dengan cara meningkatkan kecepatan kontraksi tiap motor unit           

Sumasi kontraksi ada dua macam :

1. Sumasi temporal

Disebut juga sumasi gelombang karena bentuknya seperti gelombang. Sumasi temporal dapat terjadi dengan cara mengubah interval rangsangan (waktu istirahat antara rangsangan pertama dan kedua diperpendek sehingga rangsangan kedua tepat saat kontraksi pertama akan relaksasi). Akibatnya kontraksi pertama dan kedua bersatu menjadi satu kontraksi yang lebih besar (sumasi kontraksi).

2. Sumasi spasial

Disebut juga multiple motor unit summation karena pertambahan besar/amplitudo kontraksi akibat pertambahan intensitas rangsangan. Dengan meningkatkan intensitas rangsangan maka makin banyak motor unit yang terangsang, akibatnya kontraksi akan semakin besar.

Pada umumnya sumasi dapat terjadi dengan cara meningkatkan jumlah unit motorik yang berkontraksi secara serentak dan dengan meningkatkan kecepatan kontraksi tiap unit motorik.

Berdasarkan intensitas dan  frekuensi rangsangan, dapat dibedakan sebagai berikut :

§  Rangsangan subliminal : rangsangan dengan intensitas lebih kecil dari nilai ambang (treshold) yang hanya mengakibatkan terjadinya respon berupa potensial lokal.

§  Rangsangan liminal : rangsangan terkecil yang sudah dapat menimbulkan potensial aksi, oleh karena rangsangan tersebut mencapai nilai ambang.

§  Rangsangan supraliminal : rangsangan yang intensitasnya melebihi liminal, tapi responnya juga menimbulkan potensial aksi yang sama besar dengan potensial aksi akibat rangsangan liminal (mengikuti hukum all or none).

§  Rangsangan submaksimal : rangsangan dengan intensitas lebih rendah dari rangsangan maksimal tapi dapat mengaktifkan hampir semua sel saraf.

§  Rangsangan maksimal : rangsangan terkecil yang dapat mengaktifkan semua serat saraf untuk menimbulkan potensial aksi maksimal.

§  Rangsangan supramaksimal : rangsangan dengan intensitas lebih tinggi dari rangsangan maksimal tetapi kekuatan yang dihasilkan sama dengan rangsangan maksimal.

Tetani yaitu kontraksi otot secara maksimal yang terjadi secara beruntun/multiple yang tidak diselingi oleh relaksasi. Tetani lurus atau tetani sempurna terjadi karena kontraksi kedua dan seterusnya terjadi saat kontraksi sebelumnya belum mengalami fase relaksasi. Tetani kontraksi pada dasarnya adalah kepanjangan dari sumasi temporal. Agar terjadi tetani lurus diperlukan frekuensi RGS ≥ frekuensi kritis.

Frekuensi kritis rangsangan adalah rangsangan beruntun/multiple dengan interval RGS sependek mungkin agar terjadi tetani lurus.

Kelelahan otot

Kelelahan otot terjadi akibat adanya kontraksi otot yang kuat dan lama, di mana kelelahan otot hampir berbanding langsung dengan penurunan glikogen otot. Oleh karena itu sebagian besar kelelahan mungkin akibat dari ketidakmampuan proses kontraksi dan metabolik serat-serat otot untuk memberi hasil kerja otot yang sama.