Diferensiasi Sel Punca menjadi Sel SarafAmanda Damayanti Pabisa ( 102013265)Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida WacanaJl. Terusan Arjuna No.6 Jakarta Barat 11510 Telp. 021-5694206email : Pabisaamanda@gmail.comFax. 021-5631731

A.Pendahuluan Akhir-akhir ini penelitian dan pengembangan stemcell mengalamiperkembangan yang cukup pesat. Stem cellatau dalam bahasa Indonesia sering disebut Sel Punca adalah sel yang tidak/belum terspesialisasi dan mempunyai kemampuan untuk berkembang menjadi berbagai jenis sel-sel yang spesifik yangmembentuk berbagai jaringan tubuh. Penggunaan sel punca dalam perngobatan berbagai penyakit yang sudah tidakmungkin untuk diobati lagi baik secara konservatif maupun operatif khususnyapenyakit degeneratif maupun kelainan lainnya juga meningkat pesat. Denganpotensi stem cell yang sangat menjanjikan untuk terapi berbagai penyakitsehingga timbul harapan baru dalam pengobatan berbagai penyakit.

Isi dan PembahasanA.Komunikasi sel saraf

Sel-sel di dalam tubuh dapat memiliki potensial membran akibat adanya distribusi tidakmerata dan perbedaan permeabilitas dari Na+, K+, dan anion besar intrasel. Potensial istirahat merupakan potensial membran konstan ketika sel yang dapat tereksitasi tidakmemperlihatkan potensial cepat. Sel saraf dan otot merupakan jaringan yang dapat tereksitasikarena dapat mengubah permeabilitas membran sehingga mengalami perubahan potensialmembran sementara jika tereksitasi.1

Semua sel tubuh memiliki potensial membran yang berkaitan dengan distribusi yang tidak merata serta perbedaan permeabilitas dari Na,K dan anion besar intra sel.dua jenis sel.sel saraf dan sel otot, telah mengembangkan kegunaan khusus untuk potensial merman ini. Secara spesipik sel ini mampu mengalami perubahan secera cepat.untuk sementara waktu pada potensial membrannya.fluktasi potensial ini berfungsi sebagai sinyal listrik.memiliki dua bentuk dasar yaitu:

1. Potensial berjenjang

yakni sinyal jarak dekat yang cepat menghilang. Potensialberjenjang bersifat lokal yang terjadi dalam berbagai derajat. Potensial ini dipengaruhioleh semakin kuatnya kejadian pencetus dan semakin besarnya potensial berjenjangyang terjadi. Kejadian pencetus dapat berupa:Stimulus, Interaksi ligan-reseptor permukaan sel saraf dan otot, Perubahan potensial yang spontan (akibat ketidakseimbangan sikluspengeluaran pemasukan/ kebocoran-pemompaan).1Apabila potensial berjenjang secara lokal terjadi pada membran sel saraf atau otot, terdapatpotensial berbeda di daerah tersebut. Arus (secara pasif )mengalir antara daerah yang terlibatdan daerah di sekitarnya (di dalam maupun di luar membran). Potensial berjenjang dapatmenimbulkan potensial aksi jika potensial di daerah trigger zone di atas ambang. Sedangkanjika potensial di bawah ambang tidak akan memicu potensial aksi.Daerah-daerah di jaringan tempat terjadinya potensial berjenjang tidak mempunyai bahaninsulator sehingga terjadi kebocoran arus dari daerah aktif membran ke cairan ekstrasel(CES) sehingga potensial semakin jauh semakin berkurang. Contoh potensial berjenjang:Potensial pasca sinaps,Potensial reseptor,Potensial end-plate, Potensial alat pacu.1

Potensial aksi yang menjadi sinyal jarak jauhPotensial aksi adalah peristiwa listrik yang terlokalisir yaitu depolarissai membran pada titik perangsangan yang spesifik. Potensial aksi tidak bergantung pada kekuatan stimulus pendepolarisasi. Semakin besar diameter akson semakin cepat penghantaran potensial aksi karena tahanan arus listrik berbanding terbalik dengan luas penampang penghantar arus tersebut.2

Potensial aksi dibangkitkan ketika ion Natrium mengalir ke dalam melintasi membran. Depolarisasi potensial pertama telah menyebar ke wilayah bersebelahan pada membran tersebut, mendepolarisasi wilayah ini dan memulai potensial aksi kedua. Pada lokasi potensial aksi pertama membran mengalami repolarisasi ketika K= mengalir keluar.2 Potensial aksi ketiga merambat secara berurutan saat repolarisasi berlangsung. Melalui mekanisme ini aliran ion lokal menembus membran plasma dan menghasilkan impuls saarf yang merambat sepanjang akson tersebut.3

Saluran ion yang pembukaan gerbangnya diatur oleh voltase yang menghasilkan potensial aksi hanya berkonsentrasi di sekitar nodus Ranvier. Cairan ekstraseluler juga berhubungan dengan membran akson namun melompat dari satu nodus ke nodus lain melewati daerah yang berinsulasi myelin pada membran di antara nodus itu. Mekanisme ini disebut penghantaran bersalto salvatory conduction.3Selama potensial aksi, depolarisasi membran ke potensial ambang menyebabkan serangkaian perubahan permeabilitas akibat perubahan konformasi saluran-saluran gerbang-voltase. Perubahan permeabilitas ini menyebabkan pembalikan potensial membran secara singkat, dengan influks Na+ (fase naik; dari -70 mV ke +30 mV) dan efluks K+ (fase turun: dari puncak ke potensial istirahat).4 Sebelum kembali istirahat, potensial aksi menimbulkan potensial aksi baru yang identik di dekatnya melalui aliran arus sehingga daerah tersebut mencapai ambang. Potensial aksi ini menyebar ke seluruh membran sel tanpa menyebabkan penyusutan. Cara perambatan potensial aksi:1. Hantaran oleh aliran arus lokal pada serat tidak bermielin potensial aksi menyebar di sepanjang membran2. Hantaran saltatorik yang lebih cepat di serat bermielin impuls melompati bagian saraf yang diselubungi mielinPompa Na+-K+memulihkan ion-ion yang berpindah selama perambatan potensial aksi ke lokasi semula secara bertahap untuk mempertahankan gradien konsentrasi. Bagian membran yang baru saja dilewati oleh potensial aksi tidak mungkin dirangsang kembali sampai bagian tersebut pulih dari periode refrakternya.4 Periode refrakter memastikan perambatan satu arah potensial aksi menjauhi tempat pengaktifan semula. Potensial aksi timbul secara maksimal sebagai respon terhadap rangsangan atau tidak sama sekali (all or none). Variasi kekuatan rangsang dlihat dari variasi frekuensi, bukan dari variasi kekuatan (besarnya) potensial aksi.3

Beberapa tahapan pada Potensial AksiPerubahan perubahan potesial membran mulai keadaan istirahat, depolarisasi,dan kembali istirahat

Mekanisme Terjadinya Gradien Potensial dan Potensial AksiSaraf berfungsi dengan mekanisme depolarisasi dan repolarisas. Kedua mekanisme tersebut berkaitan dengan transportasi ion menembus membran (transmembran ). Transportasi transmembran tersebut terkait dengan ion natrium dan ion kalium, sehingga kedua jenis ion itu termasuk jenis ion yang esensial bagi mekanisme dalam saraf. Mekanisme tersebut memunculkan gelombang depolarisasi Neuron seperti sel-sel lainnya, selalu menciptakan gradien ionik antara kedua sisi membran plasmanya melalui proses pemompaan ion-ion tertentu.1 Pemompaan yang sering kali dilibatkan ialah pemompaan ( Na+-K+ ) yang terkait dengan enzim (Na+-K+ )-ATPase. Proses ini memompa ion K ke dalam sel namun memompa ion Na keluar sel sehingga menghasilkan konsentrasi ionik intra sel maupun ekstra sel ion-ion tertentu seperti pada Gambar 1 ( pada kesetimbngan ). Beda potensial membran yang terjadi antara kedua sisi membran ( potensial sisi luar relatif dengan potensial sisi dalam ). 5

Penyebab terjadinya potensial aksi ini ialah peningkatan permeabilitas membranterhadap ion Na secara transien (dalam rentang fraksi dari satu milidetik) kemudian diikuti oleh peningkatan permeabilitas membran terhadap ion K secara transien serta penurunan drastic pada permeabilitas membran terhadap ion Na.3

Selama potensial aksi, depolarisasi membran ke potensial ambang menyebabkan serangkaianperubahan permeabilitas akibat perubahan konformasi saluran-saluran gerbang-voltase.Perubahan permeabilitas ini menyebabkan pembalikan potensial membran secara singkat,dengan influks Na+ (fase naik; dari -70 mV ke +30 mV) dan efluks K+(fase turun: daripuncak ke potensial istirahat). Sebelum kembali istirahat, potensial aksi menimbulkan potensial aksi baru yang identik di dekatnya melalui aliran arus sehingga daerah tersebutmencapai ambang. Potensial aksi ini menyebar ke seluruh membran sel tanpa menyebabkanpenyusutan.5

Cara perambatan potensial aksi:-Hantaran oleh aliran arus lokalpada serat tidak bermielin potensial aksimenyebar di sepanjang membran.2-Hantaran saltatorikyang lebih cepat di serat bermielin impuls melompati bagiansaraf yang diselubungi mielinPompa Na+,K+ memulihkan ion-ion yang berpindah selama perambatan potensial aksi kelokasi semula secara bertahap untuk mempertahankan gradien konsentrasi. Bagian membranyang baru saja dilewati oleh potensial aksi tidak mungkin dirangsang kembali sampai bagiantersebut pulih dari periode refrakternya.3

Periode refraktermemastikan perambatan satu arahpotensial aksi menjauhi tempat pengaktifan semula. Potensial aksi timbul secara maksimalsebagai respon terhadap rangsangan atau tidak sama sekali (all or none). Variasi kekuatanrangsang dlihat dari variasi frekuensi, bukan dari variasi kekuatan (besarnya) potensial aksi.5

Sinaps dan Integrasi NeuronSusunan saraf memiliki banyak neuron yang saling berhubungan membentuk jaras konduksifungsional ( fu nctional cond ucting pathway).3Sinapsmerupakan tempat dua neuron yangberdekatan satu sama lain dan terjadi komunikasi interneuronal. Potensial aksi di neuronprasinaps menyebabkan pengeluaran neurotransmitter yang berikatan dengan reseptor dineuron pascasinaps. Sinaps berdasarkan letak:Sinaps aksodendritik,Sinaps aksosomatik,Sinaps aksoaksonikJenis sinaps:

a.Sinaps Kimiawi

Permukaan yang berhadapan dengan perluasan akson terminal dan neuron disebutmembranprasinaptikdanpascasinaptikyang dipisahkan olehcelah sinaptik.4Membran prasinaptikdan pascasinaptik menebal dan sitoplasma meningkat densitasnya. Prasinaptik terminalbanyak mengandungvesikel-vesikel prasinaptikyang berisi neurotransmiter. Vesikel-vesikel bergabung dengan membran prasinaptik dan mengeluarkan neurotransmiter ke celahsinaptik melalui melalui proseseksositosis. Mitokondria berperan dalam menyediakan ATPuntuk sintesis neurotransmiter baru. Sebagian besar neuron hanya menghasilkan danmelepaskan neurotransmitter utama di semua ujung-ujung sarafnya. Misalnya,asetilkolin digunakan disusunansarafpusatdan susunan saraf tepi.3

Neurotransmitter dilepaskan dari ujung saraf ketika datang impuls saraf (potensial aksi).Potensial aksi menyebabkan influks K+ yang menyebabkan vesikel sinaptik bergabungdengan membran prasinaptik. Kemudian neurotransmitter dikeluarkan ke celah sinaps. Ketikaberada di celah sinaptik, neurotransmiter mencapai sasarannya dengan meningkatkan atau menurunkan potensial istirahat (resting potential)pada membrane pascasinaptik untuk

waktu yang singkat. Protein reseptor pada membran sinaptik mengikat neurotransmitter danmelakukan penyesuaian dengan membuka kanal ion, membangkitkanExcitatoryPostsynaptic Potential (EPSP)atau Inhibitory Postsynaptic Potential (IPSP).4

Eksitasi cepat diketahui menggunakan asetilkolin (nikotinik) dan L-glutamat atau inhibisimenggunakan GABA. Reseptor protein lain mengikat neuromodulator dan mengaktifkan sistem messenger kedua, biasanya melalui transduser molekuler, protein G. Reseptor inimemiliki periode laten yang lebih lama, berlangsung selama beberapa menit atau lebih.Contoh neuromodulator adalah asetilkolin (muskarinik), serotonin, histamin, neuropeptida,dan adenosin.Efek eksitasi atau inhibisi pada membran pascasinaps neuron bergantung pada jumlahrespons pascasinaps pada sinaps yang berbeda. Jika efek keseluruhannya adalahdepolarisasi,neuron akan terstimulasi danpotensial aksi akan dibangkitkan pada segmen inisial akson danimpuls saraf dihantarkan sepanjang akson. Sebaliknya, jika efek keseluruhannya adalah hiperpolarisasi,neuron diinhibisi dan tidak timbul impuls saraf.3

Sel PuncaSel punca atau sel induk (Stem cell) adalah sel yang tidak spesifik yang memiliki kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi sel-sel lainnya dan kemampuan untuk memperbaharui dirinya sendiri (regenerasi).6 Stem Cell adalah sel yang belum memiliki fungsi khusus, seperti berdenyut, menghantarkan impuls, menghasilkan hormon, ataupun fungsi lainnya. Bukti ilmiah bahkan menunjukkan bahwa populasi stem cell dalam suatu jaringan matur, tampak sebagai suatu populasi sel inaktif. Yang fungsinya baru dilihat dalam waktu dan kondisi tertentu.Kemampuan sel untuk berdiferensiasi merupakan potensi sel punca untuk dapat berkembang menjadi sel-sel jenis lainnya, misalnya sel darah, sel kulit, sel saraf, dan sel otot. Regenerasi pada sel punca merupakan suatu kemampuan untuk membelah dan menghasilkan lebih banyak sel-sel punca. Sel-sel ini kemudian akan terus membelah, menjadi sel-sel yang lebih spesifik, sampai akhirnya menjadi sel yang hanya dapat berkembang menjadi satu jenis sel tertentu saja.6

Kesimpulan

Sel punca akan berperan dalam memperbaharui sel-sel saraf, sehingga lebih baik dalam menghantarkan impuls, sehingga sel punca dapat berdiferensiasi menjadi sel saraf untuk menggantikan sel saraf yang rusak.

Daftar Pustaka

1.Sherwood L. Fisiologi Manusia dari Sel ke Sistem. Jakarta: EGC; 2001. p.78-1002.Snell RS. Neuroanatomi Klinik untuk Mahasiswa Kedokteran. Edisi ke-5. Jakarta:EGC; 2001.p.54-8;106-93.Ibrahim N. Neurophysiology. Bahan Kuliah Modul Neurosains FKUI. 20104.Mudjihartini N. Neurobiologi Molekuler Sel Saraf. Bahan Kuliah Modul NeurosainsFKUI. 20105.Staf Pengajar Departemen Farmakologi FK UNSRI. Kumpulan Kuliah Farmakologi.Jakarta: EGC;p.338-96. http://m.medicastore.com/index.php?mod=penyakit&id=3233

1 | Fakultas Kedokteran UKRIDA