19

����������������� ��������������������������������

DIFFERENSIASI TABUNG SARAF DAN

DAN PEMBENTUKAN ALAT INDRA

Adnan Jurusan Biologi FMIPA UNM, 2009

A. DIFFERENSIASI TABUNG SARAF

Differensiasi tabung saraf berlangsung dalam beberapa tingkatan, yaitu: tingkat

anatomi, tingkat jaringan dan tingkat seluler. Differensiasi tingkat anatomi meliputi

pembentukan kamar-kamar pada daerah otak dan spinal cord. Differensiasi tingkat

jaringan mencakup perubahan-perubahan dinding tabung saraf menjadi daerah-daerah

fungsional pada otak dan spinal cord. Sementara itu differensiasi tingkat seluler meliputi

differensiasi sel-sel neuroepitel menjadi berbagai jenis sel-sel saraf yang terdapat di

dalam tubuh.

Tabung saraf terdiri atas dua bagian, yaitu: bagian anterior dan bagian posterior.

Bagian anterior akan berkembang menjadi daerah otak, sedangkan bagian posterior akan

berkembang menjadi sumsum tulang belakang. Pada embrio manusia umur empat

minggu, bagian anterior tabung saraf mengalami perubahan-perubahan yang drastis dan

menghasilkan tiga vesikula utama atau gelembung-gelembung otak primer, yaitu: otak

depan atau proencephalon, otak tengah atau mesencephalon dan otak belakang atau

rombencephalon (Gambar 2.1). Sementara itu, tabung saraf juga membentuk dua

lekukan, yaitu lekuk leher pada perbatasan otak belakang dan medulla spinalis dan lekuk

kepala yang terletak di daerah otak tengah.

20

����������������� ��������������������������������

A B

Gambar 2.1.Awal perkembangan otak pada embrio manusia umur 4 minggu. (A) Tampak lateral, dan (B) diagram yang meng-ilustrasikan gelembung-gelembung pada tabung saraf (Gilbert, 1985).

Saat ujung posterior tabung saraf menutup, pada setiap sisi lateral otak depan

yang sedang berkembang (Gambar 2.2) dibentuk vesikula optik yang kelak berkembang

menjadi mata

Gambar 2.2 Perkembangan lanjut otak manusia umur 6 minggu (A) tampak lateral, (B)

menunjukkan munculnya gelembung sekunder (Gilbert, 1985).

Saat embrio manusia berumur 5 minggu, otak depan terdiri atas dua bagian yaitu

telencephalon pada bagian anterior dan diencephalon pada daerah posterior.

21

����������������� ��������������������������������

Telencephalon pada akhirnya membentuk hemisphercerebri, dan diencephalon akan

membentuk talamus dan hipothalamus. Pada diencephalon juga dibentuk vesikula mata.

Rhombencephalon mengalami perkembangan menjadi dua daerah, yaitu metencephalon

pada bagian anterior adalah myelencepahalon pada bagian. Pada akhirnya myencephalon

menjadi medulla oblongata. Rhombencepahalon dipisahkan dari mesencephalon oleh

suatu lekuk yang dalam yang disebut isthimus rhombencephali. Metencephalon pada

akhirnya membentuk cerebellum, yaitu bagian otak yang bertanggungjawab untuk

koordinasi gerakan, postur, dan keseimbangan. Mesecephalon tidak menjadi sub-sub

bagian akan tetapi lumen mesencephalon pada akhirnya membentuk aquaduct cerebral

(Gambar 2.3).

Pada otak terdapat rongga-rongga yang berasal dari neurocoel yang kemudian

menjadi venterikel. Rongga hemispher cerebri disebut ventrikel lateral, rongga

diencephalon dikenal sebagai ventrikel ketiga, rongga rhombencephalon dikenal sebagai

ventrikel keempat, dan rongga mesencephalon dikenal sebagai ventrikel mesencephalon

atau aquduct sylvius yang menghubungkan ventrikel ke tiga dan ke empat. Ventrikel

lateral berhubungan dengan ventrikel ketiga melalui foramen interventrikularia Monroi.

Gambar 2.3. Skema perkembangan awal otak manusia (Gilbert, 1985).

22

����������������� ��������������������������������

1. Arsitektur jaringan sistem saraf pusat

Pada mulanya tabung saraf disusun oleh selapis sel-sel germinal neuroepitel.

Lapisan sel-sel tersebut kemudian membelah dengan cepat. Proliferasi sel-sel neoruepitel

menyebabkan jumlah dan volume sel pada dinding tabung saraf meningkat. Pada

stadium lanjut beberapa sel-sel neuroepitel mulai lepas dari permukaan dalam tabung

saraf dan akhirnya membentuk neuroepitel berlapis banyak. Migrasi sel-sel neuroepitel

diiringi dengan differensiasi sel-sel tersebut menjadi sel-sel saraf (Balinsky, 1976; Gilber,

1985)

Neuroblas atau sel saraf sederhana secara khusus dibentuk oleh sel-sel

neuroepitel. Neuroblas yang berbentuk bulat disebut neuroblast apolar. Differensiasi

selanjutnya, pada sisi badan sel yang berlawanan terbentuk dua tonjolan. Pada sisi yang

lain memperlihatkan sejumlah percabangan sederhana membentuk neuroblast multipolar,

dan pada perkembangan selanjutnya menjadi sel saraf dewasa. Segera setelah neuroblas

terbentuk, mereka kehilangan kemampuan untuk membelah (Sadler, 1988)

23

����������������� ��������������������������������

Gambar 2.4. Stadium perkembangan sel-sel saraf pada sistem saraf pusat. (A) Stadium awal, proliferasi sel-sel neuroepitel, (B) Stadium lanjut, sel-sel individu bergerak ke arah luar menuju mantel dan menghasilkan neurit dan dendrit (Balinky, 1976)

Gambar 2.5. Tahap-tahap perkembangan neuroblat. (A) Neuroblast apolar, (B)

Neuroblast bipolar, dan (C) Neuron multipolar (Salder, 1988) Sel-sel yang berbatasan dengan lumen membelah lebih lanjut, sebagian sel-sel

tersebut bermigrasi membentuk lapisan kedua mengelilingi tabung saraf. Lapisan ini

makin lama makin tebal dan akhirnya membentuk zona mantel dan sekarang epitel

germinal disebut zona ependima. Sel-sel zona mantel berdiffrensiasi menjadi sel-sel saraf

dan glia. Sel-sel saraf berhubungan satu sama lain dan selanjutnya akson-akson yang

keluar dari sel-sel mantel membentuk zona marginal yang miskin sel. Akhirnya sel-sel

glia menutupi masing-masing akson (myelinasi) dalam suatu seludang yang disebut

seludang myelin yang tampak keputih-putihan. Oleh sebab itu lapisan marginal dikenal

sebagai substansi putih atau white matter, sedangkan zona mantel yang terdiri atas badan-

badan sel tampak berwarna kelabu, sebab itu sering dikenal sebagai daerah kelabu atau

gray matter (Gilbert, 1985)

24

����������������� ��������������������������������

Gambar 2.6. Differensiasi dinding tabung saraf. (A) Struktur tripartit: ependima,

lapisan mantel dan lapisan marginal yang terlihat pada tabung saraf embrio manusia umur 5 minggu, (B) Spinal cord dan medulla umur 3 bulan dengan struktur tripartite, (C) Modifikasi struktur tripartite pada cerebellum umur 3 bulan, dan (D) Modifikasi pada cerebrum (Gilbert, 1985).

Pada spinal cord dan medulla, pola tiga zona dasar yaitu ependima, zona mantel

dan zona marginal dipertahankan selama perkembangannya. Substansi kelabu berangsur-

angsur menjadi struktur yang berbentuk menyerupai huruf H yang dikelilingi oleh

substansi putih. Selama pendewasaannya, lekuk sulcus limitans membagi tabung

menjadi setengah dorsal dan setengah ventral. Bagian dorsal menerima saraf-saraf sensori

dan bagian ventral terlibat dalam mempengaruhi fungsi-fungsi motoris.(Gilbert, 1985)

Sebagai akibat bertambahnya neuroblas yang terus menerus pada zona mantel,

maka tiap-tiap sisi tabung saraf membentuk penebalan ventral dan penebalan dorsal.

Penebalan ventral disebut lamina basalis, mengandung sel-sel motorik cornu anterior dan

membentuk daerah mototrik medulla spinalis. Penebalan dorsal disebut lamina alaris

yang membentuk daerah sensoris. Bagian tabung saraf di garis tengah dorsal disebut

25

����������������� ��������������������������������

lempeng lantai. Keduanya tidak mengandung neuroblast dan berperan terutama sebagai

jalan serabut saraf yang menyilang dari satu sisi medulla spinalis ke sisi lainnya. Selain

cornu motorik ventral dan cornu sensorik dorsal, sekelompok neuron terakumulasi di

antara kedua daerah tersebut, dan menyebabkan terbentuknya cornu intermediat yang

kecil. Cornu ini terutama mengandung saraf-saraf susunan saraf otonom. (Sadler,1988).

Gambar 2.7. Urutan perkembangan medulla spinalis, menunjukkan pembentukan cornu anterior motorik, cornu posterior sensorik dan cornu intermediat (Salder, 1988).

Akson-akson pada lamina basalis menerobos ke luar melalui lapisan marginal dan

terlihat pada permukaan ventral medulla spinalis. Secara keseluruhan mereka disebut

radiks anterior motorik saraf spinalis, dan menghantarkan rangsangan motorik dari

medulla spinalis ke otot-otot. Akson-akson dalam cornu sensorik dorsal atau lamina

alaris menembus ke dalam lapisan marginal medulla spinalis diman bergerak naik atau

turun hingga satu tingkat yang lebih tinggi atau trendah untuk membentuk neuron-neuron

assosiasi.

26

����������������� ��������������������������������

Gambar 2.8. (A) Gambar yang menunjukkan akson motorrik yang tumbuh dari

neuron lamina abasalis, dan pertumbuhan serabut-serabut sel saraf pada ganglion radiks ventral ke arah pusat dan tepi, (B) srabut-serabut saraf dari akar-akar motorik ventral dan akar-akar sensorik bersatu membentuk batang spnal (Salder, 1988).

Ganglia sensorik atau ganglia radiks dorsalis saraf spinal dan otak dibentuk dari

sel-sel pial neural atau neural crest. Selama tahap perkembangan selanjutnya neuroblast

ganglia sensorik membentuk dua buah penonjolan (Gambar 2.8A). tonjolan yang menuju

ke pusat menembus bagian dorsal tabung saraf. Pada memdulla spnalis, ujung-ujung

ganglia sensorik berakhir pada cornu dorsal atau bergerak ke atas melalui lapisan

marginal ke salah satu diantara pusat otak yang lebih tinggi. Tonjolan-tonjolan ini secara

keseluruhan dikenal sebagai radisk sensorik dorsal saraf spinal (Gambar 2.8B). tonjolan-

tonjolan yang tumbuh ke tepi bersatu dengan serabut-serabut radiks motorik ventralis dan

dengan demikian ikut dalam pembentukan batang saraf spinal. Selanjutnya tonjolan-

tonjolan ini berakhirt pada alat penerima sensorik. Oleh karena itu, neuroblast ganglia

semnsorik menghasilkan neuron-neuron radiks dorsalis.

Pada otak, migrasi sel, pertumbuhan, differensiasi, dan kematian sel secara

selektif menghasilkan modifikasi pola tiga zona epindema, lapisan mantel, dan lapisan

marginal. Hal ini terjadi pada cerebellum dan cerebrum .

Di dalam substansi kelabu cerebellum, neuroblast sering berkelompok bersama-

sama dalam satu kelompok yang disebut nuklei. Setiap nuklei berperan sebagai satu unit

yang fungsional. Beberapa dari sel-sel tersebut mebentuk zona marginal baru dekat batas

luar tabung saraf. Neuroblast yang dibentuk oleh sel-sel egerminal ini bermigrasi kembali

ke dalam subtansi putih yang seeang berkembang untuk menghasilkan suatu daerah

27

����������������� ��������������������������������

neuron-neuron granular dan sel-sel glia. Sel-sel yang tetap di dalam daerah germinal baru

adalah bakal neuron purkinye. Pada waktu lapisan neuron purkinye memiliki apparatu

dendrit yang sangat banyak (Gambar 2.9). tipe sel-sel purkinye ini dapat membentuk

100,000 sinapsis dengan neuron yang lain. Setiap neuron purkinye memancarkan akson-

akson yang tipis yang menghubungkan satu sel di dalam nekleus cerebellum di dalam

substansi kelabu (Gilbert, 1985)

Gambar 2.9. Neuron-neuron purkinye. (A) Neuron purkinye yang normal, (B) Neuron

purkinye yang kerdil pada mutan mencit. Mutan ini menyebabkan fungsi cerebellum rusak (Gilbert, 1985).

2. Neural Crest dan Derivatnya

Walaupun diturunkan dari ektoderem, nural crest kadang-kadang disebut sebagai

“lapisan lembaga keempat”. Sel-sel neural crest akan berdifferensiasi menjadi sejumlah

tipe sel meliputi:

1. Neuron-neuron dan sel-sel glia dari sistem saraf simpatik dan parasimpatik,

2. Bagian tengah dari kelenjar adrenal

3. Sel-sel berpigmen pada epidermis, dan

4. Komponen-komponen jaringan rangka dan jaringan ikat kepada kepala

Nasib sel-sel crest tergantung dimana sel-sel tersebut bermigrasi

28

����������������� ��������������������������������

Gambar 2.10. Lintasan migrasi sel-sel neural crest pada badan embrio. Lintasan I di antara somit berdekatan mebentuk ganglia simpatik dan medulla adrenal. Pada daerah lain badan, sel-sel neural crest membentuk ganglia parasimpatik. Lintsan II juga berkontribusi pada ganglia simpatis. Sel-sel neural crest yangbermigrasi dalam lintasan II menjadi sel-sel saraf ganglia akar dorsal, dan sel-sel neural crest tersebut bermigrasi di bawah ektoderem, dan lintasan IV membentuk sel-sel pigmen (Gilbert, 1985).

Para peneliti menemukan empat lintasan migrasi sel-sel neural crest (Gambar

2.10). migrasi pertama menuju daerah di antara dua somit berturutan. Sel-sel tersebut

mencapai daerah di sekitar aorta dan berkumpul membentuk ganglia simpatik (yang

menghantarkan implus saraf ke sel-sel target jika dirangsang oleh sel-sel spinal cord).

Beberapa dari sel-sel tersebut (pada daerah spesifik tubuh) bermigrasi untuk membentuk

sel-sel epinefrin dari medulla adrenal. Sel-sel ganlia simaptik juga dibentuk oleh sel-sel

neural crest yang bermigrasi di atas somit (menghambat jaringan mesoderem yang akan

membentuk kartilago, otot dan dermis). Lintasan ke tiga sel-sel neural crest menempati

daerah di antara somit dan tabung saraf. Sel-sel tersebut kembali ditempatkan di sekitar

tabung saraf dan bermigrasi untuk mebentuk ganglia akar dorsal (kelompok-kelompok

neuron yang meneruskan informasi sensori ke spinal cord). Lintasan utama yang keempat

migarasi sel-sel neural crest mengikuti rute dorsolateral di bawah ektoderem

29

����������������� ��������������������������������

embriogenik. Beberapa dari sel-sel tersebut berdifferensiasi menjadi sel-sel pigmen

(melanosit pada mamalia). Sel-sel tersebut berjalan dari daerah dorsal ke ventral dan

berakhir pada kulit perut (Gilbert, 1985)

Sel-sel neurla crest akan berdifferensiasi menjadi berbagai tipe sel seperti sel-sel

pigemen, saraf sensori unipolar yang khas dari ganglion akar dorsal, sel-sel saraf bipolar

yang khas dari ganglia cranial, neural multipolar yang khas dari ganglia simpatik dan

ganglia parasimpatik, sel-sel chomaffin medulla adrenal, sel-sel pia matter dan sel-sel

mikroglia, sel-sel satelit dan schwann (Gambar 2.11)

30

����������������� ��������������������������������

Gambar 2.11. Ringkasan diagram beberpa tipe sel yang telah berdifeferensiasi pada sistem saraf dan derivatnya (Gilbert, 1985)

31

����������������� ��������������������������������

B. PERKEMBANGAN MATA

Mata pada vertebarata merupakan organ yang sangat kompleks, berasal dari

tururnan ektoderem dan mesoderem daerah chepalik atau kepala dari embrio,

perkembangan awal dari komponen-komponen mata tergantung pada interaksi induktif

antara satu komponen dengan komponen lainnya, kemudian diikuti satu fase differensiasi

intraseluler, yang mengarah kepembentukan protein-protein khusus intraseluler, matriks

serta serabut ekstraseluler (Carlson, 1988). Morfogensis mata merupakan proses yang

sangat kompleks yang melibatkan interaksi induktif antara berbagai jaringan (Gambar

2.12)

Gambar 2.12. Skema utama kejadian-kejadian induktif yang berlangsug pada

pembentukan mata. Kejadian-kejadian induktif atau interaksi jaringan ditandai dengan garuis putus-putus (Calson, 1988).

Peristiwa yang terjadi dalam perkembangan mata secara ringkas dapat dijelaskan

sebagai berikut:

1. Kontak dengan atap arkentron menyebabkan optik cup rudimen yang merupakan

bagian keping neural membentuk vesikula optik

2. bentuk vsikula optik sebagai evaginasi lateral (Out growth) dari bagian otak

depan,

32

����������������� ��������������������������������

3. Vesikula optik kontak dengan prospektif ektoderem lensa. Kontak dengan area ini

mempengaruhi perkembangan vesikula optik untuk membentuk optik cup, tediri

dari lapisan pigmen dan lapisan sebelah dalam

4. Ektoderem pembentuk lensa (epidermis) sebelumnya berinteraksi dengan lapisan

di bawahnya yaitu endoderem usus depan dan bagian prospektif mesoderem hati.

Interaksi ini menunjukkan pemeliharaan kompetensi pembentukan lensa pada

prospektif ektoderm lensa. Induksi akhir menyebabkan lensa terbentuk dari

kontak ektoderem pembentuk lensa dengan ujung vesikula optik. Lensa

selanjutnya terbentuk, pertama melalui penebalan dan pelipatan atau penyusunan

kembali epidermis seluler pembentuk lensa.

5. Lensa dan optik cup menyentuh epidermis keplas dan mesenkim menginduksi

pembentukan lapisan pelindung mata transparan, yaitu kornea.

6. Lapisan khoroid dan sklera, lapisan sebelah luar mata, berembang dari mesenkim

yang terakumulasi disekitar bola mata.

7. Iris mata, struktur yang mengatur ukuran pupil berkembang dari tei optik cup

(Oppenheimer, 1976).

1. Pembentukan Vesikula Optik

Sejarah perkembangan optik diawali pada dinding diencephalon. Pada manusia

perkembangan optik dimulai pada waktu dinding diencephalon embrio berumur 22 hari

menggelembung keluar secara lateral dari tabung neural. Pertumbuhan differensiasi ini

menghasilkan vesikula optik yang berhubungan dengan diencephalon melalui tangkai

optik. Apa yang menyebabkan vesikula optik terbentuk masih belum jelas, akan tetapi

yang jelas bahwa atap arkentron menginduksi tabung saraf untuk berdifferensiasi menjadi

berbagai macam komponen-komponen mata, termasuk vesikula optik (Oppenheimer,

1976). Pada pembentukan vesikula optik gen-gen khusus pada bakal vesikula optik

diaktifkan untuk membentuk pesan khusus yang mengkode protein vesikula sehingga

evaginasi terjadi (Oppenheimer, 1976). Vesikula optik tumbuh terus dan mencapai sel-sel

mesenkim kepala hingga bersentuhan dengan ektoderem kepala. Akibat induksi

mesoderem kepala, maka ektoderem membentuk plakoda lensa (Gambar 2.13). Sewaktu

vesikula optik menginduksi pembentukan plakoda lensa, plakoda lensa juga menginduksi

33

����������������� ��������������������������������

vesikula optik dan menyebabkan perubahan –perubahan pada vesikula optik. Vesikula

berinvaginasi untuk membentuk suatu cawan optik yang berdinding rangkap. Ketika

invaginasi berlanjut, hubungan antara cawan optik dan otak direduksi menjadi celah yang

sempit, pada waktu yang sama kedua lapisan cawan optik mulai berdifferensiasi dalam

arah yang berbeda. Bagian luar menjadi lebih tipis dan berkembang granula-granula yang

mengandung melanin dan akhirnya menjadi retina berpigmen. Sel-sel lapisan dalam

berkembang menjadi sel-sel batang dan kerucut yang peka terhadap cahaya. Lapisan ini

menjadi saraf retina. Akson-akson dari retina saraf beretemu pada dasar mata dan

berjalan melalui tangkai optik. Tangakai optik ini kemudian disebut saraf optik (Gilbert,

1985). Plakoda lensa tumbuh terus, kemudian berinvaginasi dan melepaskan diri dari

ektoderem kepala membentuk lensa mata.

Gambar 2.13. tahap tahap pembentukan cawan optik (Carlson, 1988)

34

����������������� ��������������������������������

Gambar 2.14. Pembentukan mata, (A) Vesikula optik dari otak bersentuhan dengan

ektoderem di atasnya, (B,C) Ektoderem ber-differensiasi menajdi sel-sel lensa pada saat vesikula melipat, (D) Vesikula optiuk menjadi retina berpigmen dan retina saraf, (E) Lensa menginduksi ektoderem di atasnya menjadi kornea pada saat tangkai optik berkembang unuk membawa implus dari mata ke otak (Gilbert, 1985).

35

����������������� ��������������������������������

Gambar 2.15 Scanning electron micrograph pembentukan cawan optik dan plakoda

lensa pada ayam (Gilbert, 1985) 2. Differensiasi retina saraf

Retina saraf berkembang menjadi suatu lapisan dengan tipe-tipe saraf yang

berbeda (Gambar 2.16). lapisan ini terdiri atas sel-sel yang peka cahaya dan warna.

Badan-badan sel, akson saraf optik dan neuron-neuron bipolar mentransmisikan stimulus

eletrik dari sel-sel sensoris ke badan sel saraf optik. Selain itu sejumlah sel-sel yang

berperan memelihara integritas retina.

Pada stadium awal perkembangan retina, pembelahan sel terutrama berlangsung

pada tepi cawan optik (berlawanan dengan pembelahan sel-sel tabung saraf). Jadi

pembelahan berlangsung pada permukaan luar lapisan saraf. Sel-sel ini bermigrasi

menuju daerah yang lebih dalam dari cawan optik dan akhirnya cawan optik terisi dengan

36

����������������� ��������������������������������

sel-sel neuroblast. Differensiasi neuroblas t dimulai pada bagian lapisan paling dalam dari

retina, selanjutnya sel-sel ganglion dari saraf mata dan seterusnya apparatus sensori

berupa sel batang dan kerucut terbentuk (Gilbert, 1985).

Gambar 2. 16. Organisasi saraf rtina fetus manusia umur 25 minggu (Gilbert, 1985)

Akson-akson sel-sel ganglionik membentuk saraf optik. Sementara itu dendrit-

dendrit dari saraf tersebut bergabung dengan neuroblast dari lapisan dalam nuklei,

menyebabkan mereka berdifferensiasi menjadi neuron bipolar retina. Lapisan nuklei luar

yang mengandung nuklei dari neuron fotoreseptik berdifferensiasi belakangan. Akson-

akson sel-sel fotoreseptor tersebut bersinaps dengan dendrit-dendrit dari neuron bipolar.

Pada saat mereka berdifferensiasi, badan-badan sel dari neuron luar berdifferensiasi

membentuk juluran-juluran sitoplasma yang mengandung beberapa organel terspealisasi

yang memperpanjang tunas dan mengatur ukuran bentuk daerah fotoreaktif. Membran sel

37

����������������� ��������������������������������

tersebut melipat dengan sendirinya membentuk kantung-kantung yang berisi pigmen-

pigmen fotoreseptif (Gambar 2.17). Cahaya menginduksi pigmen ini untuk

melangsungkan perubahan-perubahan kimia dan pelepasan elektron dan inplus eletrik

yang dihasilkan ditransmisikan ke otak melalui saraf mata.

Gambar 2. 17. Differensiasi apparatus fotoreseptif pada sel-sel batang atua kerucut (A)

Gelembung sitoplasma ke dalam ruang diantara neural dan lapisan pigmen retina (B) Gelembung melebar dan membentuk daerah sitoplasma dan satu daerah dari tuimpukan membran (C) membran-membran kembali bergabung dan pigmen-pigmen fotoreseptiv kembali ditempatkan pada daerah tersebut (Gilbert, 1985).

3. Differensiasi lensa dan kornea

Selama berlangsungnya perkembangan lensa, plakoda lensa menyentuh

ektoderem yang ada di atasnya. Plakoda lensa kemudian menginduksi ektoderem di

atasnya membentuk kornea yang transparan. Differensiasi jaringan lensa menjadi suatu

membran transparan yang mampu mengarahkan cahaya menuju retina meliputi

perubahan-perubahan dalam struktur dan bentuk, juga sintesis-sintesis protein spesifik

lensa yang disebut crsitallin. Cristallin disintesis pada saat perubahan-perubahan bentuk

38

����������������� ��������������������������������

sel terjadi dan menyebabkan vesikula lensa menjadi lensa yang definitif. Sel-sel pada

bagian dalam vesikula lensa memanjang, dan dibawah pengaruh saraf retina,

menghasilkan serabut-serabut lensa. Pada saat serabut ini terus tumbuh mereka

mensisntesis cristallin yang pada akhirnya mengisi sel dan menyebabkan inti sel terdesak.

Serabut-serabut yang mensintesis cristallin terus bertumbuh dan pada akhirnya mengisi

ruang antara dua lapisan dari vesikula lensa. Sel-sel yang membelah tersebut bergerak ke

arah ekuator vesikula dan pada saat melintasi ekuatorial, mereka mulai memanjang. Jadi

lensa terdiri atas tiga daerah yaitu zona dari sel-sel yang sedang membelah, daerah

ekuatorial dan pemanjangan seluler, serta zona posterior dan pusat dari sel-sel serabut

yang mengandung cristallin.

Di bawah pengaruh jaringan lensa, ektoderem di atasnya menjadi kolumnar dan

berisi dengan granula-granula sekretori. Granula-granula ini bermigrasi ke dasar sel-sel

dan mensekresikan stroma primer yang mengandung kurang lebih 20 lapis kolagen tipe

pertama dan kedua. Sel-sel endotelium kapiler bermigrasi kedaerah ini dan

mensekresikan asam hyaluronik ke dalam matriks. Ini menyebabkan matriks bergerak

dan merupakan sustrat yang baik untuk migrasi sel-sel mesenkim turunan neural crest.

Sel mesenkim mensekresikan kolagen tipe 1 dan enzim-enzim hyaluronidase. Hal ini

mneyebabkan stroma menyusut. Di bawah pengaruh dari tiroksin, berkembang menjadi

stroma sekunder dengan cara dehidrasi, dan matriks yang kaya akan kolagen dari epitel

beserta jaringan mesenkim berkembang menjadi konea yang transparan (Gilbert, 1985).

39

����������������� ��������������������������������

40

����������������� ��������������������������������

Gambar 2. 18. Differensiasi sel-sel lensa. (A) Vesikula lensa, (B) sel-sel interior

memanjang menghasilak serabut-serabut lensa, (C) lensa diisi dengan cristallin, (D) sel-sel lensa yang baru dibentuk dari epitelium anterior

41

����������������� ��������������������������������

lensa, dan (E) pada saat lensa tumbuh, serabut-serabut baru berdifferensiasi (Gilbert, 1985).

Gambar 2.19. Perkembangan kornea, dibawah pengaruh induktif lensa

(Gilbert, 1985)

C. PERKEMBANGAN TELINGA

Telinga pada manusia terdiri atas tiga daerah yaitu telinga luar, telinga tenga, dan

telinga dalam. Telinga luar pada dasarnya merupakan corong pengumpul suara yang

tediri atas pinna dan saluran pendengar luar. Telinga tengah adalah bagian yang

menyalurkan suara dari telinga luar ke telinga dalam, dan telinga dalam yang mengubah

gelombang suara menjdi rangsang saraf.

1. Telinga dalam

Pada manusia telinga dalam embrio berkembang kira-kira pada umur 22 hari

sebagai penebalan ektoderem permukaan pada kedua sisi rhombencephalon. Penebalan

ini disebut plakoda oitk. Plakoda otik kemudain berinvaginasi membentuk vesikula otik

atau otokista (Majumdar, 1985). Pada tahap perkembangan selanjutnya vesikula otik

bagian ventral membentuk sacculus dan cochlearis sedangkan bagian dorsal membentuk

utriculus, canalis semisircularis, dan ductus endolimphaticus. Pembentukan saluran-

42

����������������� ��������������������������������

saluran tersebut disebabkan karena adanya bagian-bagian tertentu dari daerah tersebut

yang berdegenerasi (Gambar 2.20).

Gambar 2.20. Perkembangan telinga dalam pada manusia (Majumdar, 1985)

Ductus cochlearis yang sedang tumbuh menembus mesenkim di sekitarnya dan

berpilin seperti bentuk spiral. Sekarang ductus cochlearis tetap berhubungan dengan

sacculus melalui ductus reuniens.

Gambar 2.21 Perkembangan telinga dalam (Majumdar, 1985)

Ductus semisircularis, urticle, sacculus, ductus endolimphatikus, utrico, saccular,

ductus reuniens, dan ductus cochlearis diisi dengan cairan endolimph, sedangkan emua

43

����������������� ��������������������������������

struktur membran dari saluran tersebut dinamakan membran labirint. Dinding sel

membran labirint sangat tipis dan terdiri atas sel-sel epitel tunggal yang ditutupi oleh

lapisan serabut jaringan ikat yang dibentuk dari mesenkim di sekitarnya (Gambar 2.19).

beberapa dari sel-sel epitel dimodifikasi menjadi sel-sel ranbut (sel-sel neuroepitel) dsan

beberapa menjadi sel-sel pndukung.

Gambar 2. 22. Membran labirint dan lokasi sel-sel neuroepitel (tampak berupa garis-garis

pendek) (Majumdar, 1985). Dasar dari sel-sel neuroepitel dikelilingi oelh ujung serabut saraf yang datang dari

ganglion spiaral dan ganglion vestibular. Ganglion tersebut berhubungan dengan otak

melalui serabut saraf yang dibentuk oleh saraf auditori. Semua membran labirint pertama

ditransformasi menjadi rawan kemudian menjadi tulang. Dengan cara ini semua mebran

labirint ditutupi oleh tulangg dan disebut tulang labirint. Ruang di antara membran

labirin dan tulang labirint berisi cairan perilimph (Gambar 2.23).

44

����������������� ��������������������������������

Gambar 2.23. Tulang labirint yang dilepaskan dari tulang temporal. Ssc = saluran semisircularis superior, Psc = saluran semisircularis posterior, dan Lsc = saluran semisirkularis lateral (Majumdar, 1985)

b. Telinga tengah

Dibentuk dari kantung farinks I yang tumbuh dengan cepat ke arah lateral. Bagian

distal kantung disebut recessus tubotympaticus, kemudian melebar membentuk cavum

tympani sederhana, sedangkan bagian proksimal tetap sempit dan membentuk saluran

eustachius yang menghubungkan cavum tympani dengan naso farinks (Gambar 2.24)

Gambar 2.24. Perkembangan telinga tengah. (A) Stadium awa, (B) stadium lanjut. Eam

= eksternal auditory meatus, Mec = middle ear cavity, I = incus, (M) malleus dan S = stappes (Majumdar, 1985).

45

����������������� ��������������������������������

c. Telinga luar

Telinga luar atau auriculum duibentuk paling akhir dari kondensasi mesoderem

pada lengkung viceral I atau lengkung mandibula dan lengkung viceral II atau lengkung

Hioid. Pada lengkung vicera I dan II masing-masing terdapat kondensasi mesoderem.

Antara lengkung viceral I dan II terdapat suatu celah. Pada tempat-tempat tertentu dari

lengkung viceral I dan II sel-sel mesoderem berploriferasi, meninggi dan mengalami

delatasi. Ketiga delatasi pada masing-masing lengkung viceral bergabung dan

membentuk telinga luar yaitu daun telinga (Gambar 2.25).

Gambar 2. 25. Stadium perkembangan telinga luar (Calson, 1988).

D. Perkembangan Hidung

Hidung mulai terbentuk selama minggu keempat perkembangan embrio sebagai

hasil penebalan ektoderem pada bagian ventrolateral otak depan. Pada mulanya

46

����������������� ��������������������������������

penebalan tersebut berupa plakoda olfactori. Pada akhir minggu kelima, plakoda

berinvaginasi membentuk vesikula olfactori atau kantung olafactori. Bagian tepi kantung

tumbuh keluar membentuk struktru seperti tapak kuda yang menyerupai cincin. Setiap

kantung dan cincinnya saling mendekati satu sama lain melalui sisi depan mulut,

selanjutnya cincin kantung membentuk dinding nostril dan septum nasal, sedangkan sel-

sel pada atap dan sisi kantung olfactori membentuk epitel olfactori yang berdifferensiasi

menjadi saraf olfactori yang berhubungan dengan lobus olfactori, memanjang dan

terbuka ke dalam naso farinks dimana rongga kantong olfactori berhubungan dengan

rongga farinks.

Gambar 2.26. Perkembangan organ olfactori (Majumdar, 1985)

Kantung olfactori yang terbuka dikelilingi oleh cincin membentuk nostril atau

nares eksterna dan kantung yang terbuka meluas ke naso farinks membentuk nares

interna atau choanae.

E. Perkembangan Kelenjar Hipofise

Kelenjar hipofise berkembang dari dua sumber yaitu bagian anterior dibentuk dari

kantung rathke yang merupakan hasil evaginasi ektoderem pada atap bagian anterior

buccal cavity (Gambar 2.24). bagian posterior dibentuk dari hasil evaginasi dasar

diencephalon yang disebut infunbulum. Kantung rathke’s dan infunbulum berfusi

membentuk kelenjar hipofise.

47

����������������� ��������������������������������

Gambar 2. 27. Perkembangan kelenjar hipofise (Majumdar, 1985).

48

����������������� ��������������������������������

F. Integumen

Integumen sering juga disebut sebagai kulit, merupakan orgn penutup tubuh

bagian luar. Pada vertebrata, intrgumrn terdiri ats eepidermis dan dermis. Sebelum kita

membahas sistem integumen lebih lanjut, akan dibicaarakan tentang perkembangan awal

dari integumen.

Gambar 2.28. Perkembangan kulit (Gilbert, 1985)

49

����������������� ��������������������������������

Pada mulanya embrio dibungkus oleh suatu lapis sel-sel ektodermal dan pada

bagian bawahnyaa terdapat sel-sel mesenkim. Sel-sel mmenutupi embrio setelah

neurulasi membentuk persumtif epidermis. Pada mulanya jaringan ini merupakan satu

lapis sel tipis, tetapi pada kebanyakan vertebrata dengan cepat akan membentuk struktur

dua lapis, tetapi pada kebanyakan vertebrata dengan cepat akan mebentuk struktur dua

lapis. Lapisan luar adalah periderem yang menutupi permukaan embrio amniotasebelum

ektoderem ditransformaikan menjadi epidermis yang sesungguhnya. Lapisan dalam

disebut lapisan basal atau stratum germinativum yang membangun semua sel-sel

epidermin. Stratum germinativum yang pertama membelah dan menghasilkan sel-sel

lapisan spinosus. Kedua lapisan tersebut (lapisn basal dan spinosus) secara bersma-sama

dikenal sebagai lapisn malphigi. Sel-sel lapisan malphigi selanjutnya membelah-belah

menghasilkan lapisan granular dari epidermis. Sel-sel pada lapisan granular ditandai

dengan granula-granula dari protein keratin. Tidak sama pada sel-sel lapisan malphigi,

sel-sel pada granular tidak membelah, namun mereka berdiffrensiasi menjadi sel-sel kulit

(keratinosit). Granula-granula keratin menjadi lebih menjolok sebagai sel-sel lapisan

granular tua dan bermigrasi ke arah luar dimana mereka membentuk lapisan horny atau

startum corneum dimana sel-selnya menjadi kantung-kantung yang pipih dari protein

keratin, inti terdesak ke tepi (Gambar 2.28).

Epidermis dibangun oleh epitel berlapis banyak pipih mennaduk. Lapisan

tanduknya (stratum coneum) terdiri atas sel-sel pipih yang mengandung keratin. Lapisan

epidermis dilihat dari luar ke dalam terdiri atas stratum corneum, stratum lusidium,

stratum granulosum dan stratum germinativum. Pada lapisan epidermis teridri atas tiga

jenis sel yaitu sel-sel melanosit, sel langerhans dan sel merkel.

Stratum corneum adalah bagian epidermis yang menanduk, terdiri atas sel-sel

pipih tanpa inti dimana sitoplasmanya mengandung pprotein keratin.. bagian permuakaan

dari lapisan tersebut secara terus menerus sel-selnya mengalami pengelupasan.

Stratum lusidium merupakan lapisan yang bening dan sel-selnya mengandung

eleidin, terdiri atas sel-sel pipih, inti dan organel tidak ada, sitoplasma terdiri atas

filamen-filamen padat yang tertanam dalam matriks padat yang kaya elektron.

Stratum granulosum disusun atas 3 –5 lapis sel-sel poligonal gepeng yang intinya

di tengah. Sitoplasma terdiri atas butir-butir keratohialin yang mengandung protein yang

50

����������������� ��������������������������������

kaya akan histidin. Butir-butir keratohialin dibungkus oleh membran yang berbentukk

ovoid atau batang. Granula tersebut dihasilkan oleh appratus golgi yang bergerak ke

bagian apkes sel dan pada akhirnya mengeluarkan isinya di luar membran plasma.

Membran granula pada akhirnya berbangun dengan membran plasma.

Lapisan malphigi terdiri atas stratum spinosum dan stratum basale. Stratum

spinosum terdiri atas tonjolan-tonjolan berbentuk kubus atau sedukit pipih dengan inti

ditengah. Sitoplasma terdiri atas tonjolan-tonjolan yang terdiri atas berkas-berkas

filamen yang memegang peranan untuk mempertahankan kohesi antar sel dan melindungi

efek abrasi. Pada stratum basale terdiri atas sel-sel berbentuk silindris atau kubus dan

letaknya berbatasan dengan dermis.