dr. Nuraiza Meutia, M.Biomed

BAGIAN FISIOLOGI FK USU

Semua sel tubuh mempunyai potensial membran yang disebabkan perbedaan distribusi ion Na, K & anion .

Saraf & otot adalah jaringan yg dapat tereksitasi,

Sel-selnya mampu mengalami perubahan potensial membran yg cepat untuk sementara waktu.

Potential Membran = perbedaan voltase listrik pada membran plasma suatu sel , disebabkan perbedaan konsentrasi ion yg dipertahankan oleh protein-protein pada membran.

Membrane structure phospholipids integral proteins –

form channels

2 Jenis kanal ion :1. Leakage channels (non-gated

or passive channels)• Selalu terbuka

2. Gated channels • Terbuka/menutup bergantung stimulus.

1. chemically gatedpeka terhadap senyawa hormon, neurotransmiter & ion (e.g,. H+, Ca2+)

2. voltage gatedpeka terhadap perubahan potensial membran

3. mechanically gated peka thd stimulus mekanis (vibration, pressure, stretch; e.g., stretch or touch receptors)

Suatu beda potensial sebesar –70 mV pada membran dalam kondisi istirahat.

Ini terjadi akibat perbedaan konsentrasi Na+, K+, Cl, dan protein anions (A) intra dan ekstrasel

Perbedaan konsentrasi Ion terjadi karena:• Berbedanya permeabilitas neurilemma terhadap

Na+ and K+

• Kerja aktif pompa sodium-potassium .

Intracellular environment different from extracellular environment in ionic composition

Inside:more K+, protein (anion)

Outside:more Na+, Cl-

Negative inside compared to outside; RMP = -70 mV

Merupakan alat transport aktif (butuh energi)

Memindahkan :3 Na+ out of

cell;2 K+ into cell

Diffusion

Diffusion

• sets up and maintains ion gradients necessary for diffusion

Perubahan dapat berupa 3 event :•Depolarization – bagian dalam membran berkurang kenegativannya. Potensial meningkat menuju nol.

•Repolarization – potensial membran kembali ke nilai potensial istirahat.

•Hyperpolarization – bagian dalam membran menjadi lebih negatif daripada keadaan istirahat

Fluktuasi potensial yang terjadi berfungsi sebagai sinyal listrik,

Memiliki 2 bentuk dasar :• Potensial berjenjang (graded potential),

berfungsi sebagai sinyal jarak dekat.• Potensial aksi (action potential), menjadi

sinyal utk jarak jauh.

1. Graded potential : Short-lived, perubahan lokal potential

membran Decrease in intensity with distance Besarnya potensial bergantung kekuatan

stimulus yg diberikan graded potential yang cukup besar

(mencapai threshold/ambang) dapat menginisiasi action potential

Arus yang terjadi segera menghilang akibat kebocoran membran plasma.

Can only travel over short distances

potensial membran berubah dari -70 mV ke +30 mV, then back to -70 mV

Hukum all-or-none : • Potensial aksi dimulai & terjadi, atau tidak

sama sekali.• continues once started

Menjalar di sepanjang membran sel peka rangsang / excitable cells (neuron dan otot)• Disebut impuls saraf bila berjalan sepanjang

akson.

Memungkinkan komunikasi jarak jauh Penjalaran satu arah dari asal

stimulasi Memiliki komponen depolarisasi,

repolarisasi dan undershoot (hyperpolarisasi)• depolarization: -70 mV to +30 mV Akibat adanya influx Na+

• repolarization: +30 mV to -70 mV Akibat adanya efflux K+

• undershoot (hyperpolarization): -70 mV to -90mV Perindahan kalium berlanjut.

Potensial aksi (AP) melalui akson sebagai suatu impulse

2 jenis conduction:• continuous• saltatory

AP melompat dari satu node of Ranvier ke node berikutnya

Terjadai pada serat yang memiliki myelin

Hemat ATP (Na+/K+ pump hanya digunakan pada nodes)

faster

Semua bentuk AP adalah sama dan tidak bergantung intensitas stimulus.

Stimulus yang kuat menghasilkan AP lebih sering.

Susunan saraf pusat menterjemahkan kuatnya stimulus dengan ‘membaca’ frekuensi impuls yang di transmisikan

Upward arrows – stimulus applied Downward arrows – stimulus stopped Length of arrows – strength of stimulus Action potentials – vertical lines

Figure 11.14

1. Fiber diameter• larger (thicker) is faster (because of

lower resistance)2. Degree of myelination

• myelinated fibers are quicker because of saltatory conduction

1. temperature • warmer goes faster• colder goes slower

2. pH• pH < 7.35 (H+ meningkat) decreased

excitability (depression)• pH > 7.45 (H+ berkurang) increased

excitability

3. inhibitory chemicals menurunkan permeabilitas membran terhadap Na+ (harder to depolarize) • alcohol, sedatives, anesthetics

4. excitatory chemicals mempermudah depolarization• caffeine, nicotine

5. Ca2+ levels• Ca2+ berkurang → increases excitability• Ca2+ banyak → decreases excitability

Hubungan antar neuron , dimana informasi disampaikan dari satu neuron (presynaptic neuron) ke neuron lain (postsynaptic neuron)

Hubungan antara neuron dengan efektor (otot atau kelenjar) :• neuromuscular junction (NMJ) neuron ke otot

• neuroglandular junction (NGJ) neuron ke kelenjar.

one presynaptic neuron goes to one postsynaptic neuron; e.g., simple reflex arcpresynaptic

postsynaptic

synapses

axonal terminal dari presynaptic neuron melepaskan neurotransmitter (NT)

postsynaptic membrane (pada neuron atau efektor) memiliki reseptor yg mampu mengenali NT

1. impuls saraf sampai di axon terminal, depolarisasi membuka voltage-gated Na+ dan Ca2+ channels di presynaptic membrane --> Ca2+ masuk ke sel saraf

2.masuknya Ca2+ ke dalam sel memindahkan vesikel ke tepi melepaskan NT ke dalam synaptic cleft

3. NT berdifusi melintasi celah sinap

4. NT berikatan pada receptor di postsynpatic membrane

5. Kanal ion terbuka di postsynpatic membrane , melewatkan ion masuk.

32

Selesai BIOLISTRIK