Kuliah Anatomi Biologi Sel Saraf UNMUHA

ANATOMI BIOLOGI SEL SARAFNURSANTY,dr, SpSFK UNAIR-RSUDR.SOETOMO SURABAYA*

*BIOLOGI SEL SARAFJar. Otak dr 3 komp utama : NeuronGliaVasa Neuron : transduksi transmisi persepsi dan respons.Glia : dukung neuron.Vasa : menyediakan nutrisi.Neuron : 100 MGlia : 10 50 kali

*GliaPerekat (Glue) GliokGlia :MikrogliaMakroglia :EpendimaOligodendrositAstrosit.

*GliaFungsi :Membentuk otak, memisah & membungkus neuron (sinap).Menghasilkan mielin (Schwann & oligodendrosit).Membersihkan debris (mikroglia) ~ MakrofagArah migrasi pertumbuhan neuron.Fasilitasi arus impuls : ion & NT (astrosit).Sawar drh otak : tight junction (astrosit).Produksi sitokin & NGF (mikro) & astrosit.Produksi & sirkulasi cairan otak & hormon (ependima)

*MikrogliaTerkecil (normal) - bentukKeluar jonjot bila sakit.Sel fagositik/immun (sitokin)Infeksi neoplasma Iskemia epilepsi Degenerasi (demensia & parkinson)Jml 5 20% glia.Tersebar di SSP.

*AstrositTerbanyak bintangJonjot panjang : vasa dg neuronpenyangga NT dan ion di sinapPaling tahan thd hipoksiaGliosis (hiper trofi/plasia)

*Astro : Jembatan penghubungNa+Ca2+IonotropicMetabotropicGlutamate Rec.GlutamateGlutamineLactatePyruvateGlucoseNa+/K ATPaseNa+GlutamateK+Glutamine synthaseGlutamineLactateGlycolysisATPADPPGKATPADPGlucoseGlucoseNeuropil Glutamatergic synapseAstrocyteCapillaryAdapted from : Gusev E, Skvortsova V.I, 2003

*OligodendrositLebih kecil dp astrosit.Mielin di otak bungkus berlapis.Schwann cell bungkus saraf tepi.

*EpendimaKubus dinding ronggaventrikel & kanalis sentralis.Plexus choroid cairan otak.Hipotalamus hormon hipofisa.Cilia (panjang) & villi (pendek) sirkulasi cairan otak & spinal.

*NeuronBadan sel dan tonjolan panjang & bercabang (neurit).Akson :Tonjolan tabung.Panjang 0,1 mm 3 m.Impuls menjauhi badan sel.Dendrit :Pendek Cabang banyak seperti pohon.Impuls ke badan sel.

*Bagian NeuronBadan sel neuron : 10% volume,Neuritnya 90% volume sel neuron.Bg. Neuron :Badan/soma/perikaryonAksonDendritUjung (terminal)Axon hillock :Pangkal aksonAwal potensial aksi.Trigger Zone.Hantaran impuls 1 100 m/dt.

*Struktur dalam NeuronNeuron sel : 2 lapis membr hidrofab berisi sitoplasma.Sitoplasma :Bahan terlarut (enzim, molekul kimia).Inti (faktor genetik)Mitokondria (sintesa energi)Golgi (sintesa molekul)Endoplasmic reticulum (ion Ca)Vesikel (kantung NT)Tubuli (jalur lalu-lintas)

*Transmisi impuls dan komunikasi neuron :Transm & kom. Neuron lewat celah sinap.Ada bhn perantara :Ion (listrik)NT (kimia)

THANK YOUSEMOGA BERMANFAAT*

*

*Beda Sinap Listrik dengan Kimia

*Ion Perantara : Ca, K, Na, Cl.Bahan kimia : NT & PeptidaSyarat NT : Disintesa neuronDilepas jml ttt efek pd jaringanSecara eksogen efek = endogenAda mekanisme peniadaannya.

*NT

Transmitter Enzymes AcetylcholineBiogenic amines Dopamine Norepinephrine Epinephrine Serotonin Histamine Amino acids -Aminobutyric acid. Glycine GlutamateCholine acetyltransferase

Tyrosine hydroxylaseTyrosine hydroxylase & dopamine -hydroxylaseTyrosine hydroxylase & dopamine -hydroxylaseTrytophan hydroxylaseHistidine decarboxylase.

Glutamic acid decarboxylaseEnzymes operating in general metabolismEnxymes operating in general metabolism

*

*

*

*

*KELOMPOK PEPTIDA NEUROAKTIF

KelompokTerdiri dariOpioid Hormon neurohipofisaTokikinin

Sekretin

InsulinSomatostatin

Gastrins Opiokortin, enkefalin, dimorfin.Vasopresin, okitosin, neurofisin.Substan P, substan K, bombesin, kasinin, eledoisin.Sekretin, glukogen, VIP (vasoactive intestinal polipeptide, hormon dr hipotalamus)Insulin, insuline like growth factor.Somatostatin, paancreatic poly peptida.Gastrin, chole cystokinin.

*Proses trans via NT :BiosintesaPelepasanInteraksi R

*

*

*Jenis R trgt NT

*

*

*

*TRANSMISI VIA R. IONOTROPIKTransmisi cepat ok perubahan potensial membr sel.Kanal ion sel saraf sel lain.

*Kanal ion saraf motorik : 100 juta/k/dt.Selektif ion tertentu : K, Na, Ca, Cl.Rangsangan tttt :Voltage-gated channelsLigand-gated channelsMechanically-gated channelsG protein-gated channels

*Reseptor :Protein membran sel mengenal dan mengait NT.Melaksanakan peran transmisi dg efektor :Buka/tutup kanal.Langsung/messenger IICepat (ms)/lambat (dt, mt)Ionik/metabotropik.

*Transmisi Saraf MotorikPaling awal & luas.Sinap motor end plateSerabut otot 2/lb elektrodaSatu otot satu aksonR nikotinik ionotropikJunctional fold 10.000 R.Efek eksitasi (EPSP) : influks Na dipolarissi.

*Gambar motor end plate

*Gambar RAKN dgn autoradiography

*Gambar junctional fold

*Myasthenia GravisKarakteristiknya :Otot kranial & ekstremitas lemah & capek.Fluktuasi eksaserbasi remisi harian/lama.Denervasi (-) (EMG, fasikulasi, fibrilasi)Fisostigmin, neostigmin.

*Penelitian EMG : curare >< neostigminTymectomy membaikOtoimun dis : SLE, RA, tiroid Antibodi spesifik sub unit RAKN .Pemeriksaan autoradiografi : RAKN .Juntional fold Kadar AB RAKN rapuh RAKN .

*Gambar RAKN dgn autoradiography

Otot normalMyastenia gravis

*Kelainan morfologi end plate

*Glu-gated ChannelsR ionotropik glu :NMDA kurang cepat.Non NMDA : transm S.af.sens cepat.KainatAMPAEksitasiR metabotropik : eksitasi/inhibisi lambat.RNMDA disumbat ion Mg voltage atau non-NMDA agonis.Pencycl, MK 801 halusinasiRNMDA skizofrenia.

*Gambar R Ionotropik Glu

*GABA-gated Channels :Selalu inhibisi = glisinGlisin dr sel interneuron MS.R GABAA dan R glis kanal ion Cl hiperpolarisasi IPSP.Struktur R GABAA mirip RAKN.Hiperaktif R GABAA & glis coma/hipo- aktif kejang.Dikontrol ketat a.l. lewat kanal ion.

*Gambar R Ionotropik GABA

*

*TRANSMISI VIA R METABOTROPIKPeran R metabotropik :Mengenali NT spesifikMengaktifkan organ efektor (biokimiawi)R metabotropik 2 jenis :G-protein :Guanine nucleotide/GTPR, , R muskarinik, GABA, R Glutamat, R5-HT, R neuropeptida.Tyrosine kinase :Hormon, GF, Peptida, dll.

*Tahapan transmisi :Terkaitnya NT pd RAktifasi G-proteinAktifasi sistem efektorAda 100 macam R terkait G-protein.

*Cara Kerja G-protein

*Jalur pendek R metabotropik :Respons lebih cepat : 30 100 mdt.Menggunakan G-protein langsung kanal ion.RAK muskarinik & GABA.Cara kerjanya, sbb :

*Jalur Pendek R metabotropik

*Cara Kerja R metabotropik lewat messenger II

*ORGAN PENGECAPTerutama di lidah, palatum, faring, epiglotis, dd. Rongga mulut.Distribusi rasa di lidah tdk exclusive.Satu reseptor rasa merasakan lainnya.Seluruh bagian lidah ada 4 reseptor dasar tdk sama rata.

*Reseptor PengecapReseptor pengecap bukan bagian neuron sel reseptor tersendiri sinap pd akson saraf aferen.Kelompok sel R tonjolan (papillae) : foliata, vallata, fungiform.Siklus sel R : 2 mgg ditentukan neuronnya.

*Loksi sel R pengecap

*Transduksi R PengecapKetika R terpapar bahan kimia yg sesuai membr pot berubah depolarisasi membesar potensial aksi kanal ion Ca buka influks ion Ca pelepasan NT R akson pascasinap transmisi impuls oleh saraf aferen ke otak.> 90% R pengecap responsif thd 2 bahan rasa dasar.

*Transduksi R Rasa AsinPrototip :garan dapur asin o.k. ion Na.R rasa asin sens thd penyekat amiloride.R ionotropik amiloride sensitive Na channels voltagegate Na cahnnels.Ion Na (garam) difusi Na depolarisasi influks ion Ca pelepasan NT.

*Mekanisme Transduksi Rasa Asin

*Transduksi R Rasa AsamRasa asam ok. Ion H (proton).Transduksi R rasa asam, 2 cara :Ion H difusi via kanal ion Na yg sens thd amiloride = asin.Ion H menutup kanal ion K depolarisasi kanal ion Ca buka influks ion Ca pelepasan NT transmisi impul saraf aferen.

*Transduksi R Rasa ManisMolekul manis R metabotropik = NA :Melibatkan G-protein, messenger II c-AMP dan PKA fosforilisasikanal ion K menutup depolarisasi.Diduga ada cara lain : via R ionotropik.

*Transduksi R Rasa PahitSedikitnya ada 2 cara transduksi :Persenyawaan kalsium dan kina lewat jalur pendek = rasa asam menutup kanal ion K depolarisasi influks Ca dst.Jalur metabotropik : G-protein cascade messenger II sistem phosphoinositol phospholipase C inositol traphosphat ion Ca dlm ER pelepasan NT.

*Mekanisme Transduksi Rasa Pahit

*Transduksi Rasa Enak (Umami)Rasa asam amino (glutamat, arginin)Diduga ada 2 cara transduksi :R ionotropik kanal ion Na influks Ca.R metabotropik : sistem cAMP dan phosphoinositol.

*Jalur Aferen Rasa PengecapRasa pengecap ( R ) :1/3 belakang aferen IX2/3 depan aferen VIIFaring glotis aferen X.Inti gustatory ke kontralateral talamus (VPM) ventro-postero-medialis korteks gustatory (parietalis).

*INDERA PEMBAUR pembau (olfact) : bag. Saraf R pengecap.Di epitel rongga hidung lendir tiap 10 menit.Siklus hidup R : 4 8 mgg.Epitel pembau man : anjing = 10 cm2 : 170 cm2 Densitas R man : anjing = 1 : 100 kali.3 jenis sel diepitel : sel R,penyangga & basal.

*Lokasi & Struktur R. Pembau

*R pembau dan cilia di ujung dendrit n.olfact.Terbenam lapisan lendir.Odoran larut pd lendir terkait cilia R pembau akson bulbus olfact.

Transduksi PembauanOdorants R G-protein AC cAMP kanalion Na & Ca kanal ion Cl depolarisasi.

*Mekanisme transduksi sel reseptor pembau.

*Transmisi PembauanTransmisi akson bulbus olfact glenurelus tractus olfact otak.Di glomerulus : 25.00 akson sel R sinap pd 100 dendrit neuron II olfact dgn NT banyak.Sinap reciprocalJenis & fungsi NT ?

*Struktur satu bulbus olfaktorius.

*Jalur sentral saraf pembau.

*INDERA PENDENGARANDi telinga ada indera pendengaran dan keseimbangan : cochlea dan labyrinth.Sel berambut (hair cell) sbg R aliran endolymph & perilymph mechano receptor saraf stato occusticus atau vestibulo cochlearis.

*Saluran cochlea terdiri 3 kamar.

*Organa CortiNama penemunya dr ItaliR sel berambut (hair cell) 100 stereocilia dan 1 kinocilia.Inner hair cells = 3500 sel Rod of corti.Outer hair cells = 15.000 20.000 sel.Ujung rambut melekat m.tectorial.Dasar sel melekat m.basilerBadan sel melekat lamina reticular.

*Organa corti

*Saat istirahat cilia lurus.Bunyi m.basilaris terangkat cilia menekuk

*Transduksi R Sel Rambut Cilia menekuk ke kinocilia kanal ion K buka influks ion K depolarisasi influks ion Ca pelepasan NT ggl spiral otak.

*Transmisi Impuls PendengaranR sel rambut ggl spiral ventral & dorsal inti cochlearis inti oliva superior inti colliculus inferior inti geniculatum medialis corteks pendengaran.

*Aksis Hipotalamus-HipofisaNeurohormon/peptida dihasilkan oleh neuron hipotal Gonadotropin HRH inti preoptikSomatostatin inti paraventrikelGrowth HRH inti arcuatusCorticotropin RH inti paraventrikelThyrotropin RH inti paraventrikelNeurohypophyseal H inti paraventrikel (vasopresin, oxytocine)

*

*Kontrol hipotalamus pd hipofisa

*Regulasi Hormon oleh Neuron

Aktifitas Aksis HPA MeningkatAktifitas Aksis HPA MenurunAlfa-meti-meta tyrosinFLA 63ReserpinFentolaminFenoxibenzaminGuanetidin AmfetaminMetamfitaminL-dopaIproniazidClonidin Serotonin5-HTPIpsapironAzapironCiproheptadinPindolol AChFisostigmin AtropinMetskopalamin

*Otoregulasi Hormon ADH : vasopresin

*ACTH

*Respons terhadap Stres

*Irama CircadianSiklus kegiatan fisiol & psikol dlm 24 25 jam.Kalibrasi : rotasi bumi cahaya siang malam.Pengaturnya/circadian pacemaker/body clock = SCN (Supra Chiasma Nucleus)Cahaya biosints melatonin (KP).Cahaya diurnal variations (DV).Faktor lain (lingkungan, usia, genetik, sosial dan obat) DV.

*

*TIDUR - BANGUN1/3 umur untuk tidur ?2 fase tidur : NREMS REMS4 7 kali semalamIrama circadian.Wake

NREMSREMS

*Siklus S-WKedalaman NREMS : 1 4 W1 2 : ringan3 4 : dalam/SWS. NREMS REMSKedalaman REM : 1Mimpi Polisomnografi :EEGEOGEMG

*Mekanisme Bangun (W)Cahaya tr RH SCN HCRT neuron aminergik ARAS bangun.Neuron aminergik hambat VLPO (GABA).

*Mekanisme NREMSCahaya SCN (melatonine) VLPO(GABA) Hambat aminergik NREMS.Serotonin & adenosin NREMS (SWS)

*Mekanisme REMSResiprocal aminergik kolinergik.Aminergik kolinergik (disinhibisi) REMS aminergik W/NREMS.

*Diurnal Variation Aktivasi Fisiologik

*Skema Jalur Cahaya ke Pineal

*Diurnal Variation Biosintesa Melatonin