Contoh Soal Peran Neuron dalam Mengirimkan Impuls Elektrokimia

Contoh Soal Peran Neuron dalam Mengirimkan Impuls Elektrokimia - Saraf membawa impuls dari Sistem Saraf Pusat ke seluruh bagian tubuh, sehingga otot berkontraksi, atau kelenjar menghasilkan enzim atau hormon. Kelenjar dan otot disebut efektor, karena keduanya menerima impuls saraf atau hormon.  

Saraf juga membawa impuls sensorik kembali ke Sistem Saraf Pusat dari reseptor pada organ indra. Saraf yang menggerakkan efektor disebut impuls motorik. Saraf yang menghubungkan tubuh ke Sistem Saraf Utama menghasilkan sistem saraf periferal.

Impuls bukanlah arus listrik. Impuls merupakan pembalikan sementara pada perbedaan potensi listrik, (muatan) pada membran serat. Posisi muatan ion positif antara bagian dalam dan luar membran berbalik.

Proses pembalikan ini bergerak pada kecepatan sekitar 100m/detik. Membran neuron aktif menghasilkan dan mempertahankan perbedaan potensi listrik antara bagian dalam dan luar.  Pengangkutan aktif ion potasium (K+) bergerak menyeberang ke dalam sel dan ion Sodium (Na+) bergerak ke luar sel menyeberangi membran sel, menciptakan potensi rehat.

Ion kemudian diangkut oleh pompa Na+/ K+ yang menggunakan energi dari pernapasan. Hasilnya, ion K+ berakumulasi di dalam sel dan ion Na+berakumulasi di luar sel. Dari dalam, hal ini tidak mengubah potensi perbedaan di seberang membran.

Membran sel lebih permeabel terhadap ion K+ yang mengalir ke luar sel, daripada ion Na+ yang mengalir masuk ke dalam sel. Hal ini membuat cairan jaringan mengandung lebih banyak Na+ daripada sitoplasma. Ini ditenagai oleh energi dari pernapasan, dengan menggunakan ATP sebagai pembawa energi.

Hasilnya adalah untuk setiap dua ion K+ yang ditambahkan ke sitoplasma, tiga Na+ bergerak masuk ke cairan jaringan. Neuron kemudian jadi lebih bermuatan negatif dibandingkan dengan cairan jaringan yang mengelilinginya.Neuron dipolarisasi, perbedaan pada muatannya sebesar -70mV.

Potensi aksi atau impuls dipicu oleh rangsangan yang tiba pada sel reseptor atau ujung saraf. Energi rangsangan membawa pembalikan sementara dan lokal dari potensi rehat. Hasilnya adalah membran untuk sementara didepolarisasi. Perubahan potensi terjadi lewat pori-pori (saluran ion) pada membran. Hal ini memungkinkan ion K+ dan Na+ melewati membran.

Pada makhluk mamalia, beberapa serat akson diselubungi oleh selaput pelindung mielin. Hal ini memungkinkan potensi aksi dan rehat terlaksana di sekitar neuron.

Satu saluran bersifat permeabel terhadap Na+ sementara yang lainnya permeabel terhadap K+. Saluran-saluran ini memiliki protein membulat khusus yang menyelubungi seluruh membran. Selama potensi rehat saluran-saluran ini menutup. Rangsangan membuka protein pembawa untuk ion Na+pertama pada membran plasma. Ini memungkinkan ion Na+
membaur di gradien elektrokimia. Saat ini terjadi, sitoplasma jadi bermuatan lebih positif dibandingkan dengan cairan jaringan.

Pembalikan muatan berlanjut hingga perbedaan potensi berubah dari -70mV menjadi +40mV.  Hal ini menghasilkan potensi aksi pada serat saraf. Potensi aksi ini bergerak di sepanjang serat menuju ke Sistem Saraf Pusat.  Ini hanya terjadi selama 2 milidetik. Begitu potensi aksi berlalu, neuron mulai mengadakan kembali potensi rehat.  

Dengan kata lain, saat potensi aksi berlalu, saluran untuk ion Na+ menutup dan saluran untuk ion K+ membuka. Jadi ion K+ keluar dari sel menuju cairan jaringan ke gradien elektrokimia. Bagian dalam neuron kemudian mulai menjadi lebih bermuatan negatif. Saluran ion K+ kemudian menutup. Perbedaan potensi rehat sebesar -70 mv dikembalikan oleh aksi pompa Na/K.

Sinapsis ini secara efektif bertindak sebagai jembatan antara dua neuron.  Neuron prasinapsis membawa impuls di sepanjang akson, yang melakukan kontak dengan dendrit dari neuron lainnya, yaitu neuron paskasinapsis. Neuron-neuron tidak saling bersentuhan; ada sedikit jarak yang disebut celah sinapsis selebar 20nm. Adanya jarak ini berarti aksi potensi tidak bisa langsung melompat ke neuron berikutnya.  

S1

Apa yang mempengaruhi perbedaan potensi (muatan) pada membran sel?

S2

Apa yang dimaksud dengan potensi rehat?

S3

Mengapa energi dari respirasi diperlukan untuk menjaga potensi rehat?

S4

Apa yang dimaksud dengan istilah potensi aksi?

S5

Apa yang dimaksud dengan saluran ion?

S6

Mengapa rasio 3:2 sodium-potasium dianggap penting?

S7

Selama potensi aksi, apa yang terjadi dengan saluran ion di neuron?

S8

Jelaskan mengapa serat akson diselubungi oleh selaput mielin yang berbasis lemak.

S9

Apa fungsi unik membran sel saraf?

S10

Istilah apa yang paling menggambarkan sinapsis saraf?