BAHASAN LISTRIK STATIS

Modul Pembelajaran IPA SMP Kelas IX, Drs. Marselinus Boli

Kelistrikan Pada Sistem Saraf Manausia

1.     Sistem  Saraf

Sistem saraf pada tubuh kita terbentuk dari sel saraf atau neuron. Setiap badan sel saraf memiliki dua macam serabut, yatu :  serabut  akson atau neurit dan serabut dendrit atau dendron.

Badan sel; Mempunyai memberan yang bagian luarnya membentuk tonjolan sebbut.   Bagian dalam terdapat satu buah inti, dua anak inti dan berbagai organel sel sebagaimana sel hidup lain. Fungsinya sebagai  pusat pengolah informasi yang diterima   dan mengatur seluruh proses metabolisme sel.

Dendrit atau Dendron; Merupakan serabut  yang menghubungkan badan sel dengan organ reseptor seperti alat indra atau dengan akson  dari badan sel lain. Fungsinya sebagai penghantar  impuls rangsangan dari indra   menuju pusat koordinasi.

Akson atau Neurit; Adalah serabut yang menghubungkan   badan sel dengan organ efektor seperti otot  dan  kelenjar endokrin, atau  dengan dendrit dari badan sel lain. Fungsinya sebagai penghantar informasi  tanggapan dari pusat koordinasi menuju organ efektor. Ukurannya   lebih panjang dari dendrit. Bagian luar dilapisi selubung protein myelin. Pada tempat-tempat tertetu terdapat celah yang disebut nodus ranvier. Daerah pertemuan  antara ujung akson dengan ujung dendrit atau dengan permukaan jaringan efektor di sebut sinaps.

                                             

                                 

Gambar 4.8. Badan sel dan serabut saraf

Sistem saraf manusia terdiri dari saraf pusat dan saraf tepi atau saraf perifer. Saraf pusat meliputi otak dan sumsum tulang punggung,  saraf tepi  mencakup saraf somatik dan saraf otonom.

a.     Sistem Saraf Pusat

Otak terletak dalam tengkorak, berhubungan dengan  sumsum tulang punggung melalui  sumsum lanjutan.  Otak kita  terbagi dalam tiga bagian, masing-masing : otak besar atau Cerebrum, otak kecil atau cerebelum dan sumsum lanjutan atau medulla oblongata. Selain ketiga bagian utama ini masih ada   bagian pelengkap yang perannya tidak kalah penting, yaitu : Pons, korpus kolosum, thalamus dan hipotalamus.

Otak besar; merupakan bagian terbesar (hampir 80 %). Terdiri dari dua belahan yaitu belahan kiri dan kanan. Terbentuk dari kurang lebih 10 miliar sel saraf yang berwarna abu-abu. Susunannya berlapis-lapis  membentuk lipatan. Fungsi otak besar sebagai pusat inteligensi atau kecerdasan, berpikir, ingatan, bercakap dan pendengaran.

Otak kecil; terletak di  belakang otak besar. Fungsinya sebagai pusat pengatur keseimbangan, sikap dan gerak tubuh Sumsum lanjutan ; merupakan bagian  yang  menghubungkan otak dengan sumsum tulang punggung .  Fungsinya sebagai pusat pengatur  gerak otonom seperti denyut jantung, pernafasan dan pencernaan makanan.

Gambar 4.9. Susunan otak manusia

Pons atau jembatan penghubung ;  merupakan bagian  yang berfungsi sebagai penghubung antara otak besar dengan otak kecil. Terbentuk dari kumpulan saraf berwarna putih.

Talamus ; adalah bagian yang berfungsi sebagai  pengolah informasi dari semua alat indra sebelum dilanjutkan ke otak besar. Khusus untuk rasa nyeri dikoordinasi langsung melalui talamus.

Hipotalamus; Berukuran kecil tetapi berperan penting dalam mengatur suhu badan dan kadar  garam dalam darah. Memiliki hubungan kerja dengan   semua kelenjar endokrin.

Sumsum tulang punggung terbentuk dari sel saraf kelabu yang terdapat dalam saluran tengah  ruas-ruas tulang punggung. Dimulai dari ujung sumsum lanjutan,  berakhir pada ruas kedua tulang ekor.  Fungsinya  sebagai pusat pengatur gerak reflex.

b.     Sistem Saraf Tepi atau Saraf Perifer

Sistem saraf  tepi terdiri dari serabut-serabut saraf yang berfungsi untuk membawa impuls rangsangan dari organ reseptor ke pusat koordinasi, atau sebaliknya membawa informasi tanggapan dari pusat koordinasi ke organ efektor. Saraf tepi meliputi saraf somatik dan saraf otonom

Saraf Somatik :

Sistem saraf somatik terbentuk dari 12 pasang serabut saraf yang berasal dari otak dan 31 pasang serabut saraf yang berasal dari sumsum tulang punggung.

Saraf Otonom :

Saraf  otonom  bekerja diluar kesadaran secara berirama. Dibedakan dalam dua tipe yang kerjanya saling berlawanan atau antagonis. Masing-masing : saraf simpatik dan saraf parasimpatik. Saraf simpatik memacu kerja organ tubuh sehingga menjadi lebih cepat, sedangkan parasimpatik memperlambat kerja organ tubuh.

Gambar 4.10. Bagan sistem saraf manusia

2.     Mekanisme Kelistrikan Pada saraf

Potensial listrik itu terbentuk karena hadirnya partikel bermuatan atau ion-ion. Perpindahan muatan  bisa terjadi karena adanya perbedaan potensial listrik. Arah perpindahan dari daerah berpotesial tinggi ke daerah berpotensial rendah. Jaringan saraf pada tubuh kita juga mengandung banyak ion, baik ion positif maupun negatif. Nilai  potensialnya tergantung kadar konsentrasi ion-ion di dalam atau di luar memberan sel.

Pengahantaran informasi atau impuls saraf dalam tubuh merupakan suatu proses biolistrik yang melibatkan ion-ion. Beberapa ion   penting dalam biolistrik saraf manusia adalah ion kalium (K⁺), ion natrium (Na⁺) dan ion clorida (Cl^-). Perbedaan Kadar konsentrasi ion di dalam dan di luar memberan sel menentukan beda potensial listrik.

Pada dasarnya informasi yang dibawa melalui serabut saraf tersedia dalam bentuk impuls listrik. Impuls listrik tersebut dibentuk melalui pemisahan muatan karena perbedaan potensial listrik di luar dan di dalam memberan sel. Mekanisme penghantaran impuls saraf dalam tubuh kita dapat dipelajari melalui uraian berikut ini.

Fase iastirahat atau Polarized :

Saat tidak ada rangsangan atau stimulus sel-sel saraf  berada dalam fase istirahat.  Di fase ini kadar ion natrium [Na⁺]  di luar memberan lebih tinggi dari  [Na⁺]   di dalam memberan dan  [Ka⁺] di luar memberan.  [Ka⁺] dalam memberan lebih tinggi [Ka⁺] luar memberan dan [Na⁺] dalam memberan. Akkibatnya potensial listrik luar memberan lebih tinggi dibanding dalam memberan. Meski demikian energi listrik yang dihasilkan  belum cukup untuk mengaktifkan pompa ion.

Gambar 4.11. Potensial listrik di luar dan di dalam memberan sel saraf

pada fase istirahat  

Fase  Depolarisasi :

Katika ada rangsangan voltase listrik luar memberan naik sehingga energi listrik yang dihasilkan cukup untuk mengaktifkan pompa ion. Ion nitrogen mengalir masuk ke dalam memberan sehingga kadar ion [Na⁺]  dalam memberan meningkat. Di saat yang sama sebagian [Ka⁺] bertukar keluar memberan melalui celah nodus ranvier.

Gambar 4.12. Perpindahan ion nitrogen dari luar ke dalam memberan

Karena adanya rangsangan

Masuknya ion Na⁺ ke dalam memberan menyebabkan konsentrasi [Na⁺]    dalam memberan menjadi lebih tinggi dari  luar memberan. Akibatnya potensial listrik dalam memberan lebih tinggi dari luar meberan. Selanjutnya  terbentuk potensial aksi. Jika rangsangan cukup kuat potensial aksi akan dialirkan keseluruh memberan.

Gambar 4.13. Fase depolarisasi dengan potensial listrik dalam memberan

Lebih tinggi dari luar memberan

Fase  Repolarisasi :

Akhirnya potensial istirahat kembali terjadi. Ion Na⁺ dipompa keluar memberan. Potensial listrik dalam memberan kembali negatif dan luar memberan kembali positif.

Gambar 4.14. Perubahan menuju fase istirahat kembali