ltm pemicu 1 modul indera

12
LEMBAR TUGAS MAHASISWA MODUL INDERA FUNGSI FISIOLOGIS ORGAN MATA Ni Luh Rosvitha Amanda D. 1206207395/DK-17

Upload: rosvitha-amanda

Post on 01-Oct-2015

89 views

Category:

Documents


6 download

DESCRIPTION

ltm indera

TRANSCRIPT

  • LEMBAR TUGAS MAHASISWA MODUL INDERA

    FUNGSI FISIOLOGIS ORGAN MATA

    Ni Luh Rosv i tha Amanda D . 1206207395/DK-17

  • 2

    Pendahuluan Mata merupakan salah satu komponen reseptor sensori khusus yang dimiliki

    oleh manusia. Organ ini peka terhadap rangsangan cahaya (fotoreseptor),

    walaupun dapat juga bereaksi terhadap rangsangan mekanis dengan derajat

    yang lebih rendah. Reseptor sensorik pada dasarnya akan

    mentransduksikan stimulus baik itu dari lingkungan internal maupun

    lingkungan eksternal yang menjadi impuls saraf. Prinsip kerja mata dapat

    diibaratkan dengan kamera yang menangkap bayangan pada film, yang mana

    rangsangan cahaya akan ditangkap oleh retina, sel peka rangsang cahaya,

    melalui pemrosesan visual hingga akhirnya dapat dipersepsikan pada korteks

    serebri.1-2 Dalam Lembar Tugas Mahasiswa ini kemudian akan dibahas

    mengenai pemrosesan visual dari rangsangan cahaya yang ditangkap oleh

    retina kemudian akan ditransduksikan hingga akhirnya dapat dipersepsikan

    secara visual oleh suatu Individu.

    Isi Struktur Fotoreseptor Retina

    Retina merupakan reseptor yang kompleks dan transduser yang efektif

    pada organ mata. Retina terdapat pada lapisan ketiga mata (lapisan dalam)

    yang menyelubungi posterior dari mata. Proses pengelihatan terjadi

    apabila cahaya yang dipantulkan objek kemudian masuk ke dalam mata yang

    mana lensa mata akan memfokuskan mata menuju retina. Sel-sel

    fotoreseptor yang terdapat pada retina kemudian akan mentransduksikan

    energi cahaya tersebut menjadi sinyal elektrik yang kemudian menuju ke

    korteks serebri melalui sirkuit neural hingga gambar berhasil divisualisasi.3-5

    Retina terdiri dari 2 lapisan utama yaitu lap isan berp igmentas i yang

    berada di sebelah luar (outer pigmented layer) dan lap isan neura l yang

  • 3

    berada di sebelah dalam. Lapisan berpigmentasi terletak diantara koroid dan

    lapisan neural yang mengandung melanin, berfungsi menyerap berkas cahaya

    yang tersebar untuk mencegah adanya refleksi dan scattering cahaya

    sehingga menjaga gambaran yang ditangkap retina oleh kornea dan lensa

    tetap jernih dan tajam.3

    Lapisan retina yang kedua adalah lapisan neural yang terdiri dari 3 lapisan

    sel peka rangsang yang nantinya akan melakukan pemrosesan data visual

    dan mengirim impuls saraf pada akson kemudian membentuk nervus

    optikus.3 (1) Lapisan terluar mengandung sel-sel fotoreseptor yaitu sel

    batang (rods) dan sel kerucut (cons) . Lapisan ini dekat dengan koroid,

    namun jauh dari arah datangnya impuls cahaya. Terdapat sekitar 6 juta sel

    kerucut dan 120 juta sel batang pada suatu retina. Sel batang lebih sensitif

    terhadap cahaya dengan penerangan yang kurang, sedangkan sel kerucut

    lebih sensitif terhadap cahaya yang terang. (2) Lapisan tengah mengandung

    sel -se l b ipo lar (b ipo lar cel l ) dan juga sel intraneuron seperti se l

    amakr in (amacr ine cel l ) dan sel hor izonta l (hor izonta l ce l l ) yang

    fungsinya belum diketahui secara pasti, disebutkan sebagai penghubung tidak

    Gambar 1. Struktur Mikroskopis Retina. Sumber: Jenkins G, Kemnitz C, Tortora G. Anatomy and

    Physiology: From Science to Life. 2nd edition. USA: John Wiley and Sons, inch; 2010. p. 515

  • 4

    langsung antara sel bipolar dan sel ganglion.6 (3) Lapisan paling dalam

    mengandung sel -se l gangl ion (gangl ion cel ls) . Akson dari sel ganglion

    nantinya akan membentuk nervus optikus yang akan keluar melalui diskus

    optikus.2-3

    Pada daerah posterior mata terdapat struktur yang disebut sebagai

    diskus optikus yang merupakan tempat keluarnya vena sentralis retinal dan

    nervus optikus, juga sebagai tempat masuk dari arteri sentralis retinal.

    Daerah ini disebut sebagai b int ik buta (b l ind spot) karena tidak

    mengandung sel kerucut maupun sel batang yang merupakan fotoreseptor,

    tidak ada gambaran yang dapat terdeteksi.2

    Pada bagian lateral diskus optikus terdapat titik kecil yang berwarna

    gelap yang disebut sebagai fovea . Daerah yang mengelilingi fovea ini disebut

    sebagai macula .5 Impuls cahaya yang ditangkap oleh mata harus melalui sel

    ganglion dan juga bipolar sebelum menuju fotoreseptor, namun pada fovea,

    impuls cahaya dapat langsung menuju fotoreseptor. Pada daerah ini hanya

    ditemukan sel kerucut yang memiliki kemampuan diskriminatif dan

    ketajaman yang lebih tinggi dibandingkan dengan sel batang., peka terhadap

    cahaya (pengel ihatan photopic) , juga tidak mengandung pembuluh

    Gambar 2. Struktur Fovea. Sumber: Silverthorn D, Johnson B, Ober W, Garrison C, Silverthorn A. Human Physiology : An Integrated Approach. 5th edition. San Fransisco: Pearson; 2010. p. 365.

    Gambar 3. Struktur Diskus Optikus. Sumber: Silverthorn D, Johnson B, Ober W, Garrison C, Silverthorn A. Human Physiology : An Integrated Approach. 5th edition. San Fransisco: Pearson; 2010. p. 365.

  • 5

    darah.5 Fovea juga bertanggung jawab akan resolusi spasial yang baik, daerah

    retina yang lain bertanggung jawab terhadap gerakan, kontras, dan

    pengelihatan kurang cahaya (pengel ihatan scotopic) Pada macula,

    akuitas cenderung lebih lemah dibandingkan fovea karena masih terdapat

    struktur sel ganglion dan bipolar.2

    Fototransduksi oleh sel-sel retinal

    Fototransduksi merupakan proses perubahan impuls cahaya menjadi impuls

    elektrik yang melibatkan fotoreseptor.2 Impuls cahaya termasuk dalam

    impuls elektromagnetiik.5 Pada organ mata, fotoreseptor yaitu sel kerucut

    dan sel batang memiliki 3 bagian utama yaitu. (1) Segmen terluar (outer

    layer); (2) Segmen dalam (inner segment) memiliki fungsi metabolik pada

    fotoreseptor karena mengandung nukleus dan organela penghasil ATP; (3)

    Terminal sinaptik yang berfungsi dalam transmisi sinyal yang melepaskan

    glutamate pada sel bipolar.2,5

    Gambar 4. Struktur Fotoreseptor. Sumber: Sherwood L. Human Physiology: From Cells to Systems. 7th

    edition. Canada: Brooks/Cole, Cengange Learning; 2010. Chap. 6. p. 195-213.

  • 6

    Selain dua fotoreseptor yang disebutkan, baru-baru ini ditemukan

    fotoreseptor yang merupakan modifikasi dari sel ganglion yang mengandung

    pigmen seperti opsin yang disebut sebagai melanops in . Penelitian ini

    dilakukan pada tikus yang memiliki jumlah sel kerucut dan sel batang yang

    defisit.5

    Segmen terluar (outer segmen) yang terdiri dari diskus-diskus yang berisi

    molekul fotopigmen yang sensitif terhadap cahaya. Bentuk daerah ini seperti

    batang terhadap sel batang dan berbentuk kerucut pada sel kerucut yang

    menyentuh lapisan epitelium berpigmen pada retina. Lapisan epitel

    berpigmen menyerap impuls cahaya yang masuk ke mata dan menghindari

    impuls tersebut untuk memantul balik. Terdapat jutaan fotoreseptor pada

    suatu retina, dan milyaran molekul fotopigmen.2 Terdapat 2 komponen

    penyusun fotopigmen yaitu ops in yang merupakan protein integral pada

    diskus membrane plasma dan ret ina l yang merupakan derivat vitamin A

    yang dapat menyerap cahaya.2

    Gambar 5. Aktivitas Fotoreseptor dalam Gelap dan Terang Rodhopsin. Sumber: Silverthorn D, Johnson B, Ober W, Garrison C, Silverthorn A. Human Physiology : An Integrated Approach. 5th edition. San Fransisco: Pearson; 2010. p. 365.

  • 7

    Fotopigmen dapat mengalami alterasi apabila diaktifkan oleh sinar sehingga

    akhirnya akan membentuk potensial reseptor kemudian menjadi potensial

    aksi yang nantinya akan diproses ke otak secara visual. Sel batang hanya

    memiliki satu pigmen visual yaitu rodhops in sedangkan sel kerucut

    memiliki tiga pigmen visual yaitu biru, hijau, dan merah. Keempat dari

    fotopigmen ini akan menyerap panjang gelombang sinar berbeda. Rhodopsin

    menyerap semua panjang gelombang cahaya sehingga otak tidak dapat

    membedakan panjang gelombang, sehingga sel batang hanya memberikan

    gambaran abu-abu. Fotopigmen pada sel kerucut selektif terhadap berbagai

    panjang gelombang warna.2

    Pada gambar 5 dan 6 memuat mengenai aktivitas fotoreseptor dalam

    terang dan gelap. Pada dasarnya fototransduksi antara sel batang dan sel

    kerucut sama, yang dijadikan contoh adalah pada sel batang. Aktivitas

    fotoreseptor sel batang dapat dibagi menjadi dua yaitu dalam gelap dan

    dalam terang.

    Gambar 6. Fototransduksi dan Inisiasi Potensial Aksi di Jalur Pengelihatan. Sumber: Sherwood L. Human Physiology: From Cells to Systems. 7th edition. Canada:

    Brooks/Cole, Cengange Learning; 2010. Chap. 6. p. 195-213.

  • 8

    (1 ) Akt iv itas Foto Reseptor Saat Gelap

    Pada dasarnya saat tidak ada impuls cahaya yang masuk, rhodopsin tidak

    teraktivasi. Retinal di dalam gelap berada dalam konformasi 11 cis retinal yang

    dapat berikatan dengan interior opsonin pada rhodopsin. Plasma membran

    outer layer ini mengandung kanal natrium, berbeda dari yang lain, akan

    berespon terhadap second messenger seperti cGMP. Pada keadaan gelap,

    cGMP tidak akan terurai. Ikatan antara cGMP dan kanal natrium

    menyebabkan kanal natrium yang senantiasa akan terbuka sehingga terjadi

    kebocoran, akhirnya akan menyebabkan depolarisasi pada fotoreseptor.

    Depolarisasi kemudian akan menjalar dari outer layer kemudian menuju

    terminal sinaptik yang banyak terdapat neurotransmiter dan juga kanal

    kalsium. Akibat adanya depolarisasi ini, kanal kalsium akan senantiasa

    membuka dan akhirnya melepaskan neurotransmitter glutamat.2

    (2) Akt iv itas Fotoreseptor saat Terang

    Ketika terekspos terhadap cahaya, retinal berubah konformasi dari yang

    awalny adalah 11-cis-retinal menjadi all-trans-retinal hal ini menyebabkan

    retinal tidak dapat berikatan dengan opsonin sehingga opsonin juga berubah

    konformasi menjadi yang akan mengaktifkan fotopigmen. Fotopigmen

    teraktivasi akibat retinal yang menyerap cahaya. Pada sel batang maupun

    kerucut terdapat G protein yang disebut sebagai transdusin. Aktivasi

    fotopigmen yang mengaktivasi transduksi menyebabkan aktivasi dari enzim

    intraseluler yaitu enzim fosfodiesterase yang dapat mendegradasi cGMP.

    Jumlah cGMP yang berkurang ini menyebabkan kanal natrium cenderung

    menutup. Penutupan dari kanal natrium ini akan menyebabkan adanya

    hiperpolarisasi. Secara pasif hiperpolarisasi akan menyebar menuju terminal

    sinaptik yang kemudian akan menutup kanal kasium, sehingga pelepasan

    neurotransmiter glutamat menjadi berkurang. Bentuk aktif fotopigmen ini

  • 9

    berlangsung cepat, bila sudah tidak ada stimulus cahaya, akan terdisosiasi

    kembali menjadi opsonin dan retinal dalam bentuk 11-cis-retinal yang

    menyebabkan rodhopsin kembali menjadi bentuk aslinya.2

    Sifat pengelihatan sel batang dan kerucut

    Sel batang jumlahnya 30 kali lebih banyak dibandingkan dengan sel

    kerucut. Pada fovea, sel kerucut berada dalam jumlah yang terbanyak,

    kemudian semakin ke perifer jumlah sel kerucut berkurang dan digantikan

    oleh sel batang. Sel batang hanya dapat memberikan pengelihatan abu-abu

    sedangkan sel kerucut dapat memberikan pengelihatan warna. Selain itu,

    sifat sel batang lebih sensitif dibandingkan dengan sel kerucut, namun

    memiliki ketajaman yang rendah sehingga dapat berespon pada sinar

    temaram di malam hari. Sel kerucut memiliki sensitivitas yang rendah, namun

    ketajaman yang tinggi sehingga hanya dapat berespon pada sinar terang

    siang hari. Sel batang jauh lebih sensitif dibandingkan dengan sel kerucut

    akibat banyaknya kovergensi di jalur pengelihatan sel batang sehingga

    kesempatan untuk mencapai potensial aksi pada sel ganglion menjadi lebih

    besar. Sel kerucut hanya memengaruhi satu sel ganglion.2

    Talamus dan Korteks Pengelihatan

    Informasi yang sampai pada lobus oksipitalis mata bukan merupakan replika

    dari lapang pandang diakibatkan oleh bayangan yang dideteksi oleh retina

    berada dalam keadaan terbalik karena proses pembiasan cahaya,

    diinterpretasikan berada pada posisi yang tepat. Selain itu informasi yang

    diteruskan dari retina ke otak ditekankan dengan sel kerucut dan sel

    batang yang memperkuat informasi tertentu dan menekan informasi yang

    lain.2

  • 10

    Setelah potensial aksi terbentuk dari sel ganglion, kemudian diteruskan

    menuju nervus optikus dan menuju ke otak untuk proses yang selanjutnya.

    Ketika cahaya masuk ke dalam mata, berkas yang berasal dari sebelah kiri

    lapang pandang akan jatuh pada separuh retina dari kedua bola mata

    (separuh lateral retina kanan dan separuh medial dari retina kiri), begitu pula

    sebaliknya. Nervus optikus yang keluar melalui diskus optikus kemudian akan

    bersilangan/bertemu pada k iasma opt ikum di bawah hipotalamus. Di dalam

    kiasma optikum, serat-serat medial akan bersilangan (menyeberang ke sisi

    kontralateral), kemudian serat di sebelah lateral tetap diteruskan ke bawah.

    Persilangan ini menyatukans serat dari kedua retina mata. Berkas-berkas

    serat yang meninggalkan kiasma optikum ini dikenal sebagai traktus

    opt ikum. Dapat dilihat bahwa lapang pandang kiri diproses oleh otak bagian

    kanan, begitu juga sebaliknya. Terdapat juga daerah tumpang tindih yang

    dapat dilihat melalui mata yang disebut sebagai lapang pandang b inokular

    yang menciptakan persepsi 3 dimensi pada suatu objek.2,5

    Di otak, perhentian pertama serat-serat tersebut pada nuc leus

    geniku latum. Bagian ini akan memisahkan informasi yang diterima dan

    menyalurkan melalui berkas-berkas serat yang disebut sebagai rad ias i

    Gambar 7. Jalur Pengelihatan. Sumber: Sherwood L. Human Physiology: From Cells to Systems. 7th edition. Canada: Brooks/Cole, Cengange Learning; 2010. Chap. 6. p.

    195-213.

  • 11

    opt ik ke berbagai daerah di korteks serebri yang masing-masing

    memproses berbagai aspek dari rangsangan pengelihatan seperti warna,

    kedalaman, bentuk, dan gerakan. 30% bagian korteks ikut dalam

    pemrosesan visual, persepsi sentuh dan pendengaran hanya melibat 3-8%

    bagian korteks otak. Fovea memiliki representasi di peta saraf yang jauh

    lebih luas dibandingkan dengan daerah perifer.2 Akhirnya akan terjadi

    pemrosesan visual pada korteks hingga dapat dipersepsikan.

    Kesimpulan

    Rangsangan cahaya masuk ke dalam mata kemudian akan ditangkap oleh sel-

    sel fotoreseptor di dalam retina yaitu sel batang dan sel kerucut. Kedua sel

    ini memiliki sensitivitas dan akuitas yang berbeda. Fotoreseptor memiliki

    peran untuk mentransduksikan impuls cahaya yang diterima kemudian

    mengubahnya menjadi impuls listrik, keluar pada akhirnya membentuk nervus

    optikum yang akan diteruskan ke korteks otak. Di otak akan terjadi

    pemrosesan visual hingga gambar akhirnya dapat dipersepsikan.

    Daftar Gambar

    Gambar 1hal 3

    Gambar 2....hal 4

    Gambar 3hal 4

    Gambar 4hal 5

    Gambar 5hal 6

    Gambar 6hal 7

    Gambar 7hal10

  • 12

    Referensi

    1. Sloane E. Anatomi dan Fisiologi untuk Pemula. Jakarta: EGC; 2003. p.

    183-4.

    2. Sherwood L. Human Physiology: From Cells to Systems. 7th edition.

    Canada: Brooks/Cole, Cengange Learning; 2010. Chap. 6. p. 195-213.

    3. Jenkins G, Kemnitz C, Tortora G. Anatomy and Physiology: From

    Science to Life. 2nd edition. USA: John Wiley and Sons, inch; 2010. p.

    515

    4. Riordan P, Eva P, Witcher J. Vaughan 7 Asburys General

    Ophthalmology. 17th edition. Philadelphia: McGraw-Hill company; 2007.

    Chap. 10.

    5. Silverthorn D, Johnson B, Ober W, Garrison C, Silverthorn A. Human

    Physiology : An Integrated Approach. 5th edition. San Fransisco:

    Pearson; 2010. p. 365.

    6. Hubel D. Eye, Brain, and Vision: Amacrine Cells [online]. [cited: March

    18, 2015]. Available from: http://hubel.med.harvard.edu/book/b13.htm.