1. HARTIAH HAROEN
SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN KOTA SUKABUMI
Program Study S1 Keperawatan
https://stikeskotasukabumi.wordpress.com
2. Sistem saraf
CNS terdiri dari otak dan
medula spinalis
PNS terdiri dari saraf cranial
yang berasal dari otak, dan
saraf spinal dr medula
spinalis
3. Fungsi utama dari sistem saraf
1. Input sensori
Reseptor sensori memonitor beberapa stimulus internal dan
eksternal : sentuhan, suhu, rasa, penciuman, suara, tekanan
darah, pH darah dan cairan tubuh dan posisi tubuh
2. Integrasi
Otak dan medula spinalis merupakan organ utama untuk
memproses input sensori yang masuk, dan menginisiasi
respon. Input dapat langsung menghasilkan respon atau
diingat (memori) atau diabaikan
4. 3. Homeostasis
Sebanyak triliuan sel di dalam tubuh manusia tdk berfungsi
secara sendiri sendiri akan tetapi harus bekerja bersama sama
untuk mempertahankan homeostatis
3. Aktifitas Mental
Otak merupakan pusat aktifitas mental, mencakup kesadaran,
berfikir, memori dan emosi
3. Mengontrol fungsi otot dan kelenjar
Otot skelet normalnya berkontraksi apabila dirangsang oleh
sistem saraf dan sistem saraf mengontrol gerakan utama
tubuh melalui kontrol otot skelet. Sistem saraf juga
mengontrol sekresi kelenjar endokrin
5. Pembagian sistem saraf
SISTEM SARAF
SISTEM SARAF PUSAT SISTEM SARAF PERIFER
Otak Medula
spinalis Area sensoris Are Motorik
hemisfer Batak otak
Somatic Special Somatic A N S
Lob frontalis
lob, Parietalis
lob, Occipitalis
lob Temporalis
Thalamus,
Hypothalamus,
Pons, Medulla
oblongata
Smell,
Taste,
Hearing,
Equilibrium
Vision
Sympathetic,
Parasympathetic,
Enteric nervous
system
Touch,
Pressure,
Pain,
Temperature
Voluntary
Movement
of Skeletal
Muscles
10. PENGORGANISASIAN SISTEM SARAF
1. Sistem saraf dapat diklasifikasikan menjadi area putih
dan abu abu
• Area putih terdiri dari akson yang memiliki myelin dan
berfungsi untuk menjalarkan potensial aksi
• Area abu abu terdiri dari badan sel atau akson yang tdk
memiliki myelin dan berfungsi sebagai tempat untuk integrasi
2. Area putih membentuk jalur saraf dalam ssp dan saraf
perifer . Area abu abu membentuk korteks dan badan sel
dalam SSP dan ganglion di Saraf perifer
12. KONSENTRASI ION : ANION DAN KATION TUBUH
Ion CAIRAN INTRA SEL
(mEq.L-
)
CAIRAN EKSTRA SEL
(mEq.L-
)
Cations (Positive)
K+
Na+
Ca2+
Others
148
10
<1
41
5
142
5
3
Total 200 155
Anions (Negative)
Proteins
Cl-
Others
56
4
140
16
103
36
Total 200 155
13. Perbedaan konsentrasi ion sepanjang plasma membran :
1. Pompa Natrium-Kalium secara aktif memompa Na+
ke luar sel dan K+
ke dalam sel
2. K+
dan protein bermuatan negatif bertanggung jawab dalam
mempertahankan kondisi di dalam sel lebih negatif dari pada di luar sel,
dan Natrium sebaliknya, bersama sama dengan klorida membuat di luar
sel lebih positif
3. Permeabilitas membran plasma terhadap ion ditentukan oleh adanya
gerbang ion terbuka dan tertutup:
• gerbang ion K yang terbuka lebih banyak dibandingkan gerbang Na,
oleh sebab itu membran plasma pada keadaan istirahat lebih permeabel
terhadap Kalium dari pada natrium
• Gerbang ion tertutup terdiri dari ligand-gated, voltage-gated dan
gerbang tertutup lainya
16. GERBANG ION
1. Tidak bergerbang atau gerbang bocor :
• selalu terbuka
• Bertanggung jawab untuk permeabilitas membran terhadap ion saat
istirahat ( tdk ada stimulus)
• Khusus untuk setiap ion (tapi tidak absolut)
2. Gerbang tertutup :
a. Ligand-gated ion channel
• Terbuka apabila molekul ligan terikat dengan reseptornya atau
gerbangnya
a. Voltage-gated ion channel
• Terbuka oleh adanya perubahan voltase sepanjang membran
a. Other-gated ion channel
• Terbuka oleh selain ligan dan voltase (sentuhan, suhu dan lain
lain)
17. Ligand-gated ion
channel
a. Gerbang Na+
Memiliki
tempat reseptor khusus
untuk ligand tertentu
seperti
acetylcholine.apabila
gerbang tidak terikat
dengan acetylcholine,
gerbang akan tetap
tertutup
b. Apabila dua molekul
acetylcholine terikat
dengan reseptornya
maka gerbang terbuka
dan ion Na+
dapat
masuk ke dalam sel
18. POTENSIAL MEMBRAN ISTIRAHAT
MERUPAKAN PERUBAHAN MUATAN LISTRIK ANTARA DI
LUAR DAN DI DALAM MEMBRAN PLASMA PADA SAAT
TDAK ADA STIMULASI ( KEADAAN ISTIRAHAT)
19. PROSES MENCIPTAKAN
POTENSIAL MEMBRAN
ISTIRAHAT
Negatively
charged
proteins
K+
berdifusi keluar sel karena
konsentrasi K lebih banyak di dalam
sel
K+
akan bergerak ke dalam sel karena
ion bermuatan positif ditarik ke pada
anion dan protein yang bermuatan
negatif
Potensial membran istirahat tercipta
apabila pergerakan K keluar sel
seimbang dengan pergerakan K ke
dalam sel
20. Perubahan potensial membran istirahat
Potensial membran istirahat dapat dirubah dengan adanya
perubahan gradien konsentrasi ion K+
, adanya perubahan pada
permeabilitas membran terhadap K+
dan Na+
, dan adanya
perubahan konsentrasi ion Ca2+
ekstra sel
21. 1. K+
concentration gradient. Peningkatan konsentrasi K+
di ekstrasel
menyebabkan potensial membran istirahat kurang negatif ( depolarisasi
atau hiperpolarisasi). Menurunya konsentrasi K+
dalam ekstra sel
menyebabkan membran istirahat menjadi lebih negatif ( hiperpolarisasi).
2. K+
membrane permeability. Walaupun gerban ion K yang tdk tertutuo
memungkinkan ion K+
untuk melewati membran , potensial membran
istirahat tidak permeabel lagi pd ion K+
. Peningkatan permeabilitas
menyebabkan gerbang ion K yang tertutup menjadi terbuka lebih
banyak ion K berdifusi keluar dari sel hiperpolarisasi
3. Na+
membrane permeability. Membran istirahat tidak terlalu permeabel
terhadap Na+
. Terbukanya gerbang Na+
dapat menyebabkan peningkatan
permeabilitas membran terhadap ion Na+
di dalam sel menjadi lebih
positif depolarisasi
4. Extracellular Ca2+
. Ion Ca2+
tertarik oleh muatan negatif dr membran
plasma termasuk gerbang Na tertutup , menyebabkan gerbang tertutup>
penurunan konsentrasi Ca2+
menyebabkan ion Ca2+
berdifusi keluar
membran plasma dan menyebabkan gerbang Na yang sensitif terhadap
voltase terbukan.
22. 0
-85
0
-85
mV
mV
Increase in extracellular K+
concentration
Depolarization: movement of
RMP toward zero
Decrease in extracellular
K+
concentration
Time Time
Hyperpolarization: movement of
RMP further away from zero
Perubahan pada potensial membran istirahat disebabkan oleh
perubahan konsentrasi K+
ekstra sel
23. Hal hal penentu keadaan istirahat membran
1. Jumlah molekul yang bermuatan seimbang antara di luar dan di dalam sel
2. Konsentrasi K+
lebih tinggi di dalam dibandingkan di luar sel, dan Na
sebaliknya
3. Membran plasma 50 – 100 kali lebih permeabel terhadap K+
dibandingkan ion bermuatan positif lainya seperti Na+
4. Membran plasma tdk permeabel terhadap molekul bermuatan negatif intra
sel seperti protein
5. K+
cenderung untuk berdifusi melewati membran plasma dari luar ke
dalam
Characteristics …………………..
24. 6. Karena molekul bermuatan negatif tdk dapat mengikuti molekul K yang
bermuatan positif, maka pas di dalam sel dekat membrn plama tercipta
suasana yang sedikit lebih negatif
7. Muatan negatif di dalam sel menarik K+
. Jika mustan negatif di dalm sel
cukup tinggi untuk mencegah ion K untuk berdifusi kembali ke luar sel
maka terjadilah equilibrium.
8. Perbedaan muatan antara di luar dan di dalam plasma pada saat setimbang
direfleksikan oleh perbedaan potensial yang dapat diukur dalam millivolts
(mV)
26. Potensial aksi
1. Potensial aksi adalah perubahan potensial istirahat membran yang tersebar
pada seluruh permukaan membran sel
2. Ambang rangsang (Threshold) adalah suatu keadaan dimana potensial
membran terdepolarisasi cukup untuk menghasilkan potensial aksi.
3. Potensial aksi terjadi mengkuti hukum all or none, apabila stimulus sudah
mencapai titik tertentu maka rangsang sebesar apapun yang datang
kemudian tidak akan menimbulkan potensial aksi ( tidak peka rangsang)
4. Depolarisasi terjadi apabila di dalam sel menjadi lebih positif karean
banyaknya ion Na+
berdifusi melalui gerbang yang sensitif terhadap
voltage. Repolarisasi terjadi apabila potensial membran kembali k
istirahat karena gerbang Na+
tertutup sehingga Na+
yg berdifusi ke dalam
menurun dan juga karena gerbang K terbuka, sehingga ion K+
banyak
yang berdifusi ke luar sel
27. Potensial aksi terdiri dari fase depolarisasi dan repolarisasi dan sering disertai
dengan fase hyperpolarisasi sebentar disebut afterpotential
28. “First” Resting Membrane Potential
Gerbang Voltase Na+
tertutup (gerbang yang tdk teraktifasi akan tertutup dan yg
teraktifasi terbuka). Gerbang ion K+
tertutup
Rangakain peristiwa potensial aksi
29. Depolarization
Gerbang ion Na terbuka karena ada aktivasi . Gerbang K mulai terbuka. Terjadi
depolarisasi karena semakin banyak ion Na yang masuk dari pada ion K yang
keluar.
30. Repolarization
Gerbang ion Na tertutup karena terjadi inaktivasi. Gerbang K kemudian terbuka
penuh . Natrium yang masuk k dalam sel terhenti dan K lebih banyak yang keluar
sel sehingga terjadi repolarisas
32. “Second” Resting Membrane Potentials
Potensial membran istirahat tercipta kembali setelah gerbang ion K tertutup
kembali.
33. KARAKTERISTIK POTENSIAL AKSI
1. Potensial aksi terbentuk apabila potensial setempat mencapai ambang
rangsang
2. Mengikuti hukum All – or – None
3. Depolarisasi terjadi sebagai akibat dari peningkatan permeabilitas
membran terhadap Na dan masuknya Na ke dalam sel.
4. Repolarisasi terjadi sebagai hasil dr penurunan permeabilitas membran
terhadap K yang menghentikan pergerakan Na ke dalam sel dan
meningkatkan gerakan K ke luar sel. ….
Characteristics …………….
34. 5. Selama fase refrakter absolut tidak ada potensial aksi yang timbul
walaupun ada rangsang yang besar . Sedangkan pada fase refarakter
relatif stimulus yang lebih besar dari ambang kan dapat menimbulkan
potensial aksi.
6. Potensial aksi dilanjutkan ke akson yang bersangkutan atau serabut otot
jumlah potensial aksi sifatnya konstan.
7. Stimulus yang kuat menentukan frekuensi potensial aksi
35. Masa refraktor
1. Periode Refraktorterjadi merupakan masa yang ditandai dengan
penurunan sensitifitas membran
2. Terdiri dari perode absolut dan relatif
3. Pada masa repraktor absolut timbul saat awal potensial aksi sampai
permulaan repolarisasi.
4. Selama gerbang ion masih inaktif atau gerbang masih tertutup tidak akan
ada masa depolarisasi dapat terjadi
5. Masa refraksi relatif mengikuti masa refrakter absolut.
37. Action Potential Frequency
1. The action potential frequency is the number of action potentials
produced per unit of time in response to a stimulus
2. The action potential frequency is directly proportional to stimulus
strength and to size of the local potential
3. A subthreshold stimulus is any stimulus not strong enough to produce a
local potential that reaches threshold no action potential is produced
4. A threshold stimulus produces a local potential that’s just strong enough
to reach threshold and cause the production of a single action potential
5. A maximal stimulus is just strong enough to produce a maximum
frequency of action potentials
6. A submaximal stimulus includes all stimuli between threshold and the
maximal stimulus strength
38. Hubungan kekuatan stimulus. Potensial lokal, dan frekuensi potensial aksi.
Setiap stimulus dalam gambar diatas lebih besar dr sebelumnya
42. Sinap
1. Sinap adalah pertautan antara dua sel saraf, merupakan
tempat dimana potensial aksi di satu sel akan mengakibatkan
potensial aksi di sel lain.
2. Sel yang membawa potensial aksi menuju ke sinap disebut sel
pre sinaptik sedangkan yang menerimanya disebut sel pos
sinaptik
3. Ada dua macam sinap: Kimia dan listrik
43. Electrical synapse are gap junctions in which the plasma membrane
of two cells come close together and are joined by connexons. An
action potential is one cell can generate local currents (positively
charged ions) that flow through the connexons to stimulate an action
potential in other cell
Gap junction
Connexons
Local current
Positively charged ions
Inner surface of plasma
membrane
44. SINAP KIMIA
1. SECARA ANATOMIS, SINAP KIMIA MEMILIKI 3 KOMPONEN :
a. Bagian yang membesar dari akson merupakan ujung presinaptik
yang berisi gelembung sinap (SYnaptic vesicles)
b. Membran postsinap mengandung reseptor untuk neurotransmiter
c. Celah sinap memisahkan membran presinaptik dan post sinaptik
2. Potensial aksi yang sampai pada terminal pre sinaptik menyebabkan
terjadinya pelepasan nuerotransmitter, yang kemudian berdifusi melewati
celah sinap dan kemudian berikatan dengan reseptor di membran post
sinaptik
3. Efek neurotransmitter pada membran post sinaptik dapat di hambat atau
dihentikan dg berbagai cara :
a. Neurotransmiter dihancurkan oleh enzim
b. Nuerotransmiter masuk ke dalam terminal presinaptik
c. Nuerotransmitter berdifusi ke luar dr celah sinapnaptic cleft
4. …………
45. 4. Setiap nuerotransmitter spesifik untuk setiap reseptornya
5. Nuerotransmitter mempengaruhi apakah potensial aksi dalam terminal
presinaptik akan menghasilkan potensial aksi di sel post sinaptik.
6. Depolarisasi membran post sinaptik disebabkan meningkatnya
permeabiliytas membran terhadap Na disebut Na+,
merupakan an
excitatory postsynaptic potential (EPSP)
7. Hiperpolarisasi dari membran post sinaptik disebabkan oleh peningkatan
permeabilitas ion K dan disebut inhibitory postsynaptic potential (IPSP)
8. Inhibisi pre sinaptik menurunkan pelepasan neurotransmitter . Fasilitasi
pre sinaptik meningkatkan pelepasan neurotransmiter
46. Sinap Kimia
1. Potensial aksi yang tiba di
terminal pre sinaptik
menyebabkan gerbang ion Ca
yang sensitif terhadap voltase
terbuka.
2. Ion Ca2+
berdifusi ke dalam sel
dan menyebabkan vesikel sinap
melepaskan asetilkolin
3. Asetilkolin berdifusi dari terminal
pre sinaptik melewati melewati
celah sinap
4. Asetilkolin menempel di reseptor
dan menyebabkan Na LIgand-
gated terbuka. Na+
berdifusi ke
dalam sel menyebabkan
depolarisasi.
47. Asetil kolin yang tidak berikatan atau sudah berikatan dg reseptor akan dipecah
oleh enzim acetylcholinesterase menjadi asam asetat dan Choline
Penghancuran nuero
transmiter
48. Pada beberapa sinap , semuanya masuk ke dalam ke dalam terminal pre
sinaptik
Penghancuran
neurotransmiter
Editor's Notes
The Nervous System
The CNS consists of the brain and spinal cord. The PNS consists of cranial nerves, which arise from the brain, and spinal nerves that arise from the spinal cord. The nerves, which are shown cut in the illustration, actually extend throughout the body
Divisions of the Nervous System
The nervous system has two anatomic divisions
The central nervous system (CNS) consists of the brain and spinal cord and is encased in bone
The peripheral nervous system (PNS), the nervous tissue outside of the CNS, consist of sensory receptors, nerves, ganglia, and plexus
The ONS has two divisions
The sensory division transmits action potentials to the CNS and usually consists of single neurons that have their cell bodies in the ganglia.
The motor division carries action potentials away from the CNS in cranial or spinal nerve
The motor division has two subdivisions
The somatic nervous system innervates skeletal muscle and is mostly under voluntary control. It consist of single neurons that have cell bodies located within the CNS
The autonomic nervous system (ANS) innervates cardiac muscle, smooth muscle, and glands. It has two set of neuron between the CNS and effector organs. The first set has its cell bodies within the CNS, and the second set has its cell bodies within the autonomic ganglia
The ANS subdivided into the sympathetic division, which prepare the body for activity, the parasympathetic division, which regulates resting functions, and the enteric nervous system, which controls the digestive system
The anatomic divisions perform different functions
The PNS detects stimuli and transmits information to and receives information from the CNS
The CNS processes, integrates, stores, and responds to information from the PNS
Cells of nervous System
The nervous system is made up of neurons and nonneural cells. Neurons receive stimuli and conduct action potentials. Nonneural cells are called Neuroglia or glial cells, and they support and protect neurons and perform other functions.
Neuron
Neurons, or nerve cells, receive stimuli and transmitt action potentials to other neurons or to effector organs. They ere organized to form complex network that perform the function of the nerves system. Each neuron consist of a cell body called neuron cell body or soma and two types of processes called axons that is referred to as nerve fibers and dendrite that branches into dendrites.
Like computers, human depend on electric signals to communicate and process information. The electric signals produced by cells are called action potentials. They are important means by which cells transfer information from one part of the body to another. For example, stimuli from specialized sensory receptors are conducted to spinal cord and brain. Action potentials originating within the the brain and spinal cord are conducted to muscles and certain glands to regulate their activities.
A basic knowledge of the electrical properties of cells is necessary for understanding many of the normal functions and pathologies of the body. These properties result from the ionic concentration differences across and from the permeability characteristic of the plasma membrane
The differences in K+ and Na+ concentration across the membrane are maintained primarily, through active transport, by sodium – potassium exchange pump.
The Sodium – Potassium Exchange Pump
Three Na+ and ATP bind to the carrier molecule
The ATP break down to ADP and phosphate and release energy. The carrier molecule change shape, and Na+ are transported across the membrane
Na+ diffuse away from the carrier molecule, two K+ bind to the carrier molecule, and the phosphate is released
The carrier molecule resumes original shape, transporting K+ across the membrane, and K+ diffuse away from the carrier molecule. The carrier molecule can again bind to Na+ and ATP
Permeability Characteristic of the Membrane
The plasma membrane is selectively permeable, thus allowing some, but not all, substances to pass through it. Negatively charged proteins are synthesized inside the cell, and because their large size and their solubility characteristics, they cannot readily diffuse across the plasma membrane. Negatively charged Cl- are repelled by negatively charged proteins and other negatively charged ions inside the cell. Cl- diffuse through the plasma membrane and accumulate outside it, resulting in a higher concentration of Cl- outside of the cell than inside.
Ions pass though the plasma membrane through ion channel. The two major types of ion channel are nongated and gated ion channels
In the picture:
The permeability of the membrane to K+ and Cl- is greater than its permeability to Na+ because some nongated K+ and Cl- channels are open, where as most gated Na+ channel are closed. The membrane is not permeable to negatively charged proteins inside of the cell because they are too large to pass through membrane channels.
Ligand-gated ion channel
A ligand is a molecule that binds to receptor. A receptor is a protein or glycoprotein that has a receptor site to which a ligand can bind. Most receptors are located in the plasma membrane. Ligand-gated ion channels open or close in response to a ligand binding to receptor
In the picture:
(a) The Na+ channel has a receptor sites for the ligand, acetylcholine. When the receptor site are not occupied by acetylcholine, the Na+ channel remains closed. (b) When two acetylcholine molecules bind to their receptor sites on the Na+ channel, the channel opens to allow Na+ to diffuse through the channel into the cell.
Resting Membrane Potential
Although unequal concentrations of ions exist in the intracellular and extracellular fluids, these fluid are nearly electrically neutral. That is, both intracellular and extracellular fluids have nearly equal numbers of positively and negatively charged ions. However, an unequal distribution of charge exists between the immediate inside and the immediate outside of the plasma membrane. These electric charge difference across the membrane, called a potential difference. By using voltmeter or oscilloscope, the potential difference is – 70 to – 90 mV. The potential difference is reported as a negative number, because in the inside of membrane is negative compared to the outside. The potential difference during resting condition is called the resting membrane potential.
Establishing the Resting Membrane Potential
The resting membrane potential results from the permeability characteristics of the resting plasma membrane and difference in concentration of ions between the intracellular and extracellular fluids. The plasma membrane is somewhat permeable to K+ because of nongated K+ channels. K+ easily to diffuse out of the cell that cannot be followed by the other, so, at the inside more negative. Because opposite charges attract, the K+ are attracted back toward the cell. K+ ions accumulate just outside of the membrane, making the outside of the membrane positive relative to the inside. Thus, the tendency for K+ to diffuse from a higher concentration inside the cell to a lower concentration outside the cell is opposed by the charge difference that develops across the membrane. The resting membrane potential is in equilibrium because the K+ the concentration gradient, which causes K+ to diffuse out of the cell, is equal to the potential difference across the plasma membrane, which oppose that movement
In the picture:
K+ diffuse out of the cell because there is a greater concentration of K+ inside the cell
K+ move into the cell because the positively charged ions are attracted to the negatively charged proteins and anions
The resting membrane potential is established when the movement ok K+ out of the cell is equal to their movement into the cell
Propagation of Action Potentials in an Unmyelinated Axon
Action potentials propagate in one direction along the axon
An action potential generate local currents that tend to depolarize the membrane immediately adjacent to the action potential
When depolarization caused by the local currents reaches threshold, a new action potential is produced
Action potential propagation occurs in one direction because the absolute refractory period of the previous action potential prevents generation of an action potential in the reverse direction
Saltatory conduction: Action potential propagation in a myelinated axon
An action potential at anode of Ranvier generates local currents. The local currents flow to the next node of Ranvier because the myelin sheath of the Schwann cell insulates the axon of the internode
When the depolarization caused by the local currents reaches threshold at the next node of Ranvier, a new action potential is produced
Actiion potential propagation is rapid in myelinated axons because the action potentials are produced at successive nodes of Ranvier (1 – 5) instead of at every part of the membrane along the axon
