HASIL PRAKTIKUM

a.

b.

c. Tabel Pengamatan

Respon OtotWaktu Respon

Sebelum diberikan Setelah diberikanAlcohol Ringer Alkohol Ringer

Keg. 1 0,2 detik 0,35 detik 0,38 detik 0,1 detikKeg. 2 0,2 detik 0,1 detik 0,4 detik 0,1 detik

Pertanyaan :

Apa beda sinapsis yang EPSP dan IPSP dilihat dari biolistrik di neuron post sinaps ?

Jawaban :

Sinapsis pada EPSPmelakukan depolarisasi dan biasanya menambah Na+ atau mengurangi K+ dan mengakumulasi untuk membuat potensial aksi. Sedangkan, IPSP biasanya berhiperpolarisasi dan menambah Cl atau K.

Tulang belakang dan serabut saraf katak

Katak yang telah dikuliti dan diberikan rangsangan listrik

Otot gastrochnemius katak kanan dan kiri

Otot gastrochnemius katak kanan dan kiri yang sedang diberikan rangsangan listrik.

PEMBAHASAN

A. Mengukur Kecepatan Perambatan Impuls

Pada percobaan mengukur kecepatan perambatan impuls. Sebelumnya, katak dikuliti terlebih dahulu agar penghantaran impuls listrik dari baterai terhadap serabut saraf tidak terhambat dan tidak terhalangi oleh kulit. Lalu, membedah isi perut katak agar serabut saraf yang mempersarafi tungkai depan dan tungkai belakang dapat terlihat jelas. Saat membedah, tidak boleh memotong vena abdominalis agar perambatan impuls dari tungkai depan ke tungkai belakang dapat berlangsung. Vena abdominalis merupakan pembuluh perantara antara tungkai depan dan tungkai belakang.

Perlakuan terhadap serabut saraf diberikan dengan cara memberi rangsangan listrik pada serabut saraf yang menuju ke tungkai belakang dan tungkai depan. Warna dari saraf-saraf tersebut adalah putih, sehingga dapat dibedakan dengan organ dan serabut saraf yang lain. Dari hasil pengamatan dapat dilihat terjadinya tanggapan berupa gerak cepat (fleksi) pada kedua tungkai.

Percobaan ini tidak sesuai dengan prosedur karena seharusnya perangsangan listrik diberikan dengan menghubungkan dua kutub positif dan negatif baterai pada dua saraf yang berbeda, misalnya saraf tungkai depan dan tungkai belakang, sedangkan percobaan yang kami lakukan rangsangan diberikan hanya pada satu saraf saja yaitu saraf yang menuju tungkai belakang dan tungkai depan saja, tidak dihubungkan antara tungkai depan dan tungkai belakang. Sehingga respon yang terjadi adalah sama seperti gerak refleks pada ekstremitas katak, yaitu saat diberikan rangsangan berupa arus listrik pada saraf sensorik maka impuls aferen akan menyampaikannya pada medula spinalis (pusat refleks) sehingga respon yang diberikan sangat cepat.

Perangsangan listrik yang diberikan tersebut merupakan rangsang tunggal. Rangsang tunggal yang diberikan pada saraf sensorik pada percobaan ini, tidak menyebabkan timbulnya penghantaran potensial aksi di neuron postsinaptik. Sebaliknya, perangsangan itu menghasilkan depolarisasi parsial sementara atau hiperpolarisasi sementara.

Respon depolarisasi awal yang dihasilkan oleh satu rangsang tunggal dimulai kira-kira 0,5 mdet setelah impuls aferen memasuki medula spinalis. Mencapai puncaknya 1-1,5 mdet kemudian dan menurun mengikuti garis lengkung, dengan konstanta waktu yang beragam bergantung kepada transmitter dan membran postsinaptik. Selama berlangsungnya potensial aksi, kepekaan saraf terhadap rangsang lain meningkat, dan dengan demikian potensial aksi itu dinamakan potensial postsinaptik eksitasi (EPSP). EPSP disebabkan depolarisasi membran sel postsinaptik yang terletak tepat di bawah tonjolan sinaptik aktif. (Ganong, 2001). Walaupun percobaan yang kami lakukan tidak sesuai dengan prosedur namun dari percobaan ini membuktikan bahwa perambatan impuls pada serabut saraf terjadi sangat cepat.

Kecepatan penjalaran impuls di pengaruhi oleh beberapa faktor yaitu :(a) Suhu tubuh, sampai batas tertentu makin tinggi suhu makin cepat penjalaran impuls.

Kenyataan menunjukkan bahwa penjalaran impuls lebih cepat pada hewan berdarah panas bila di bandingkan dengan hewan berdarah dingin

(b) Diameter serabut saraf ,makin besar diameter serabut sarafv makin cepat penjalaran impuls. Jadi serabut saraf yang mempunyai diameter kecil akan menjalarkan impuls lebih lambat

(c) Ada atau tidak adanya selubung mielin, serabut saraf yang mempunyai selubung mielin dapat menjalarkan impuls lebih cepat dari pada serabut saraf yang diametrnya sama tetapi tidak mempunyai selubung mielin. Cara penjalaran impuls di sepanjang serabut saraf yang mempunyai selubung mielin di sebut penghantaran meloncat

(d) Blokade impuls saraf, suatu proses dimana terjadi blokade terdapat penjalaran impuls dikenal dengan istilah bloking. Penghambatan impuls dapat dilakukan dengan jalan didinginkan, diberi tekanan, diberi aliran listrik atau di beri larutan kimia.

Setelah itu, pada lokasi yang sama diteteskan alcohol 70 %. Ketika diberikan rangsangan listrik, ternyata kecepatan gerak respon menurun. Adanya alcohol ini meningkatkan efek neurotransmitter GABA. GABA (Gamma Amino Butiric Acid) merupakan neurotransmitter inhibitor, artinya akan menghalangi penghantaran impuls di serabut saraf.GABA akan membuka gerbang ion chlorine yang bermuatan negative sehingga serabut saraf akan bermuatan sangat negative. Dengan begitu impuls sulit untuk dihantarkan melalui serabut saraf. Meningkatnya GABA ini menyebabkan menurunnya kecepatan perambatan impulse. Kecepatan perambatan impulse antara yang normal dan yang diberi alkohol pada kaki katak memiliki perbedaan. Pada kaki katak yang normal (tidak diberikan alkohol) kecepatan impulse ketika diberi sengatan listrik berjalan dengan cepat. Sedangkan pada kaki katak yang diberi alkohol, memiliki kecepatan yang lebih lambat. Pemberian alkohol menghambat terjadi pergerakan / kontraksi otot yang mulai melambat. Hal ini karena alkohol bersifat menghambat (inhibitor) terjadinya biolistrik pada otot katak sehingga kontraksi otot menjadi lebih lambat, begitu juga pada ion-ion pergerakan (keluar-masuk) juga terhambat. Alkohol juga merupakan larutan non elektrolit yang tidak bisa menghantarkan arus listrik. Oleh karena itu, pada saat katak otot diberi alkohol, maka rangsangan akan semakin lambat.

B. Perambatan Implus

Pada sel otot (serabut-serabut otot), potensial aksi menyebabkan otot berkontraksi (Seeley, 2003). Jika sebuah sel jaringan tidak memperlihatkan perubahan potensial yang cepat disebut juga dengan potensial membran istirahat. Impuls saraf terdiri atas suatu gelombang depolarisasi membran yang disebut Potensial Aksi dan merambat sepanjang sel saraf. Penyebab terjadinya potensial aksi ini ialah peningkatan permeabilitas membran terhadap ion Na+ secara transien (dalam rentang fraksi dari satu milidetik) kemudian diikuti oleh peningkatan permeabilitas membran terhadap ion K+ secara transien serta penurunan drastis pada permeabilitas membran terhadap ion Na+. Perubahan permeabilitas yang spesifik ion itu (hanya khusus ion tertentu) disebabkan oleh adanya protein membran transaxonal. Protein tersebut berfungsi sebagai saluran-saluran spesifik ion (ion Na+ atau ion K+) yang sensitif terhadap beda potensial. Kita dapat menyebutnya dengan voltage-sensitive channels. Potensial aksi merupakan depolarisasi dan repolarisasi membran sel yang terjadi secara cepat (Seeley, 2003). Berdasarkan Campbell (2004), sebuah potensial aksi tunggal akan menghasilkan peningkatan tegangan otot yang berlangsung sekitar 100 milidetik atau kurang yang disebut sebuah kontraksi tunggal. Jika potensial aksi kedua tiba sebelum respons terhadap potensial aksi pertama selesai, tegangan tersebut akan menjumlahkan dan menghasilkan respons yang lebih besar. Jika otot menerima suatu rentetan potensial aksi yang saling tumpang tindih, maka akan terjadi sumasi yang lebih besar lagi dengan tingkat

tegangan yang bergantung pada laju perangsangan. Jika laju perangsangan cukup cepat, sentakan ersebut akan lepas menjadi kontraksi yang halus dan bertahan lama yang disebut tetanus. Waktu antara datangnya rangsang ke neuron motoris dengan awal erjadinya kontraksi disebut fase laten; waktu terjadinya kontraksi disebut fase kontraksi, dan waktu otot berelaksasi disebut fase relaksasi (Seeley,2003) . Jadi, otot dapat bergerak karena adanya impuls ataupun rangsangan dari luar yang kemudian diterima oleh reseptor diteruskan ke saraf sensorik dibawa oleh saraf konektor sampai ke otak.

Listrik akan menyebabkan stimulus yang terus menerus pada voltage-gate channels membran sel sehingga terjadi hiperpolarisasi membran sel.23 Arus listrikbolak balik akan menyebabkan proses depolarisasi-repolarisasi secara terusmenerus. Tetani ini lebih banyak terjadi pada arus listrik bolak-balik denganfrekuensi rendah antara 15-150 Hz. Dengan frekuensi ini, otot distimulasi untukberkontraksi sebanyak 40-110 kali perdetik.Otot rangka merupakan salah satu jaringan tubuh yang mempunyaikelistrikan yang diperankan oleh ion-ion intrasel dan ekstrasel. Rangsangan listrikmengakibatkan perubahan potensial membran istirahat yang ditandai dengan ionnatrium masuk ke intrasel otot(depolarisasi). Proses depolarisasi akan diikuti olehproses repolarisasi yang ditandai dengan keluarnya ion kalium ke ekstraselotot(Syamsun, 2010).

Otot rangka merupakan salah satu jaringan tubuh yang mempunyai kelistrikan yang diperankan oleh ion-ion intrasel dan ekstrasel. Rangsangan listrik mengakibatkan perubahan potensial membran istirahat yang ditandai dengan ion natrium masuk ke intrasel otot(depolarisasi). Proses depolarisasi akan diikuti oleh proses repolarisasi yang ditandai dengan keluarnya ion kalium ke ekstrasel otot.

Mekanisme molekuler kontraksi dan relaksasi otot rangka akibat sengatan listrik adalah sebagai berikut: (Syamsun, 2010).

1. Proses dimulai dari pelepasan neurotransmiter asetilkolin oleh ujung saraf, kemudian asetilkolin akan ditangkap oleh reseptor asetilkolin pada sarkolema otot. Hal ini mengakibatkan timbulnya potensial aksi sepanjang sarkolemna hingga ke tubulus. Potensial aksi tersebut merangsang ion kalsium untuk dilepaskan dari retikulum endoplasma. Ion kalsium berikatan dengan troponin sehingga merubah formasi troponin-tropomiosin yang membuka tempat aktif filamen aktin.

2. Bagian aktif aktin akan berikatan dengan jembatan penyeberangan filamen miosin. Ikatan antara kepala jembatan penyeberangan dan bagian aktif filamen aktin menyebabkan perubahan kedudukan kepala, yaitu kepala miring ke arah lengan jembatan penyeberangan. Kedudukan ini memberikan power strokeuntuk menarik filamen aktin. Energi yang mengaktifkan power stroke adalah energi yang disimpan oleh perubahan bentuk pada kepala bila molekul ATP telah dipecah sebelumnya.

3. Sekali jembatan penyeberangan itu miring, keadaan ini menyebabkan pelepasan ADP dan Pi yang sebelumnya melekat pada kepala. Pada tempat pelepasan ADP, terikat molekul ATP yang baru. Ikatan ini kemudian menyebabkan terlepasnya kepala dari aktin.

4. Setelah kepala terpisah dari aktin, sebuah molekul ATP yang baru dipecah untuk memulai siklus baru yang menimbulkan power stroke, artinya energi sekali lagi menopang agar kepala kembali ke kedudukan tegak lurusnya dan siap untuk memulai siklus power stroke yang baru.

5. Pergeseran aktin-miosin selama kontraksi-relaksasi otot akan menyebabkan perubahan pada lebar lempeng Z yang satu dengan lempeng Z sebelahnya.Kekuatan mekanis yang menyebabkan pergeseran aktin miosin tersebut dibentuk oleh interaksi

jembatan penyeberangan dari filamen miosin dengan filamen aktin. Dalam keadaan istirahat, kekuatan tersebut dihambat.

Pada percobaan ini menggunakan dua buah otot gastrocnemius,kemudian kedua ujungnya ditempelkan. Pemilihan otot ini adalah karena otot ini besar dan mudah diamati, bila dibandingkan dengan otot lain pada katak.Pada tiap ujungnya terdapat hubungan bekas tendon saat masih menempel pada kaki katak. Pada percobaan, kedua otot ditempelkan pada tendon/ ujungotot. Hubungan ini dapat dijadikan semacam “jembatan” bagi impuls apabila kedua otot tersebut dilekatkan. Sebelum diberi aliran listrik, hubungan diantara kedua otot diberi larutan ringer. Setelah itu, kedua otot tersebut diberi aliran listrik. Ternyata, kedua otot itu bereaksi, (bergerak). Setelah itu,diantara hubungan kedua otot itu ditetesi alcohol. Kemudian diberi aliran listrik lagi. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa respon atau reaksi menjadi lebih lambat. Hal tersebut menunjukkan bahwa alkohol dapat menghambat kerja impuls.

Membran neuronal memperlihatkan suatu potensial membran istirahat sekitar -65 milivolt. Perubahan potensial ini ke arah yang lebih positif(depolarisasi) menyebabkan sel menjadi lebih peka-rangsang, sementara penurunannya ke arah yang lebih negatif (hiperpolarisasi) menyebabkan sel menjadi kurang peka-rangsang. Larutan ringer adalah lautan steril kalsium klorida, Natrium klorida, dan natrium laktat. Pemberian ringer ini kemungkinan bertujuan untuk memperlancar aliran listrik. Seperti yang kita ketahui, adanya impuls erat kaitannya dengan peristiwa depolarisasi dan polarisasi. Pada saat sel saraf dalam istirahat, ion positif Na+ lebih banyak di luar sel dan ion negative seperti CL - berada di dalam sel. Keadaan ini disebut polarisasi, muatan ion di luar sellebih positif dan dalam sel lebih negative. Penambahan ringer mendukung terjadinya keadaan ini. Untuk Natrium, potensial Nernst adalah +61 milivolt. Karena potensial membran istirahat di neuron adalah sekitar -65 milivolt,dapat diperkirakan bahwa natrium akan berpindah ke dalam sel saat istirahat. Namun, Na tidak dapat masuk karena saluran Na bergerbang-voltase tertutup. Sedangkan potensial Nernst pada Cl adalah -70 milivolt. Secara umum, ini lebih negatif daripada potensial membran istirahat neuron pascasinaps. Akibatnya, ion klorida berpindah keluar sel dan potensial membran menjadi lebih negatif (hiperpolarisasi) dan sel menjadi kurang peka-rangsangan.

Jika sel saraf dirangsang, maka saluran ion akan terbuka. Ion natrium akan masuk ke dalam sel dan ion Cl- keluar sel. Muatan ion menjadi lebih positif di dalam sel dan di luar sel menjadi negative, disebut depolarisasi. Jika depolarisasi melewati ambang letup, maka akan terjadi potensial aksi. Potensial aksi inilah yang disebut impuls. Penambahan alcohol pada hubungan kedua otot gastrocnemius bertujuan untuk membuktikan bahwa alcohol menghambat jalannya impulse, sama seperti kegiatan sebelumnya.

KESIMPULAN

1. Bila membran sel saraf dipicu atau diberi rangsangan secara tepat, maka membran sel saraf akan menglami perubahan potensial secara singkat dan cepat yang dikenal dengan potensial aksi.

2. Perambatan impuls pada sel saraf terjadi sangat cepat yaitu hanya beberapa detik.3. Serabut saraf akan bereaksi bila diberi rangsangan listrik4. Kecepatan rambatan impulse dapat dihambat dengan pemberian alcohol5. Larutan ringer berfungsi untuk mendukung terciptanya keadaan polarisasi(keadaan

istirahat sel saraf) sebelum diberi rangsang

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, J. B. Reece, L. G dan Mitchell. 2004. Biologi Edisi kelima. Jilid 3. Jakarta: Penerbit Erlangga.

Ganong WF. 2001. Buku ajar fisiologi kedokteran. Oswari J, editor. Edisi 21. Penerjemah : Andrianto P. Jakarta : EGC.

Guyton AC, Hall JE. 1997. Buku ajar fisiologi kedokteran. Setiawan I, editor . Edisi 9. Penerjemah: Setiawan I, Tengadi KA, Santoso A. Jakarta: EGC.

Syamsun, Arfi. 2010. Efek Paparan Arus Listrik terhadap Jumlah Titik Hiperkontraksi Otot Gastrocnemius dan Kadar Kreatin Kinase Serum Tikus Wistar. Progam Pascasarjana Magister Ilmu Biomedi Dan Program Pendidikan Dokter Spesialis I Ilmu Kedokteran Forensik Dan Medikolegal. Semarang:Universitas Diponegoro.

Seeley, R.R., T.D. Stephens, P. Tate. 2003. Essentials of Anatomy and Physiology fourth edition. McGraw-Hill Companies. New York.

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI HEWAN

Biolistrik Pada Sistem Saraf

Disusun Oleh :

Disusun Oleh:

Kelompok 1

Rizki Fauziah 3415110139

Qoyima Kamilah 3415111362

M. Nicova Kresnada 3415111368

Anggi Dyah Aristi 3415111375

Indriya Rahayu 3415111391

PENDIDIKAN BIOLOGI REGULER 2011

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA

2014