Makalah Tentang Susunan Saraf Pada katak

1.    Tujuan

Tujuan dari praktikum ini yaitu untuk mempelajari dan mengetahui fungsi bagian-bagian dari otak katak (susunan syaraf pusat) dengan menghilangkan bagian-bagian otak tersebut dan mengamati reaksi yang timbul. Pengamatan yang dilakukan terhadap; katak normal, katak decereberasi, katak spinal beserta refleks mekanik dan kimia pada katak.

2.    Pendahuluan

Katak merupakan hewan percobaan yang jarang digunakan dalam penelitian-penelitian farmakologik, namun dalam praktikum untuk mahasiswa di laboratorium, katak memiliki peran yang penting, antara lain karena harga katak relatif murah dibandingkan dengan hewan-hewan percobaan lainnya. Meskipun susunan syaraf katak lebih sederhana dibandingkan dengan mamalia, tetapi prinsip-prinsip dasar susunan syaraf pusat dapat dipelajari dengan menggunakan katak.

Seperti halnya pada hewan berderajat tinggi, susunan syaraf pusat katak dapat dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu prosensepalon, mesensefalon, rombesefalon, dan medulla spinalis. Lebih lanjut prosensefalon dapat dibagi lagi menjadi dua, yaitu telensefalon dan diensefalon.  Telensefalon setelah masa embriona akan berubah menjadi serebrum. Daerah serebrum merubah pangkal dari saraf otak I (nervus olfaktorius) dan saraf otot II (nervus optikus).

Bagian kulit serebrum (kortek serebri) terdiri atas berpuluh-puluh area dengan fungsi yang berbeda-beda, antara lain sebagai pusat sensorik, pusat motorik, pusat asosiasi, pusat kesadaran, pusat penerimaan ransang penglihatan, pusat pengaturan tingkah laku dan pada hewan yang berderajat lebih tinggi, juga merupakan pusat reflek bersyarat.

Bagian otak lain berkembang menjadi serebellum, medula oblongata dan medula spinalis. Serebellum merupakan otak pengendali keseimbangan tubuh serta  gerakan tubuh. Medulla oblongata mengatur pusat syaraf otonom berupa kendali pernafasan, mengatur system kardiovaskular, fungsi gastrointerstinal, mengatur gerakan tubuh yang stereotipi, keseimbnagan dan gerakan mata, serta medulla spinalis yang terletak memanjang disepanjang tulang belakang memegang kendali refleks tubuh.

Pada dasarnya, system-sistem organisme bekerja secara selaras dan teratur dalam menyelenggarakan aktivitas metabolisme tubuh secara keseluruhan. Untuk mengontrol dan mengatur kerja system organ tubuh kita memiliki suatu system yang dikenal sebagai system koordinasi atau system syaraf.

Untuk mengetahui cara kerja dan fungsi sistem saraf maka dilakukan percobaan dengan lebih awal mengamati aktivitas normal pada katak kemudian untuk mempelajari fungsi dari suatu organ atau suatu sistem dapat diketahui dengan cara melakukan rangsangan (stimulasi) atau penghambatan (inhibisi) pada organ atau sistem tersebut dan dengan cara menghilangkan bagian-bagian dari organ atau sistem, kemudian diamati aktivitas fungsional organ atau sistem yang hilang dan dilanjutkan pengamatan deserebrasi, spinal dan reflex kimia dan mekanik.

3.    Tinjauan Pustaka

Katak normal memiliki keseimbangan tubuh yang baik, gerak spontan, respon berenang dan mengambangnya sangat baik. Sikap badan katak normal sekitar 60o sudut tubuhnya. Frekuensi nafas katak normal dari hasil berkisar 88 sampai 150 kali/menit. Secara keseluruhan katak normal ditinjau dari responnya terhadap rangsangan luar sangat bagus. Pusat pengaturan frekuensi nafas terletak di medula oblongata (Guyton, 1995) dibuktikan dengan frekuensi nafas katak yang masih stabil. Sedangkan gerak spontan diatur oleh medulla spinalis.

Pada katak normal yang telah di berikan beberapa perlakuan. Katak dapat merespon dengan baik. Hal ini dikarenakan katak memiliki sistem saraf yang mana saraf-saraf tersebut dapat menghantarkan stimulus keotak hingga menimbulkan respon. Respon akan ditanggapi oleh neuron dengan mengubah potensial yang ada antara permukaan luar dan dalam dari membran. Sel-sel dengan sifat ini disebut dapat dirangsang (excitable) dan dapat diganggu (Irritable). Neuron ini segera bereaksi tehadap stimulus , dan dimodifikasi potensial listrk dapat terbatas pada tempat yang menerima stimulus atau dapat disebarkan ke seluruh bagian neuron oleh membran. Penyebaran ini disebut potensial aksi atau impuls saraf, mampu melintasi jarak yang jauh impuls saraf menerima informasi keneuron lain, baik otot maupun kelenjar. (Junqueira,carlos.1995:157)

Katak desereberasi yaitu katak yang telah dihilangkan serebrumnya, keadaan ini menyebabkan kemampuan dari katak berkurang (Anonim, 2010).

 Katak deserebrasi masih memiliki tingkat kesadaran yang baik dan menurun kesadarannya ketika sereberumnya dirusak. Kesadaran sudah hilang pada katak spinalis. Menurut (Thomas, 200 ).

 Gerakan spontan kurang baik pada katak deserebrasi dan menghilang pada pengrusakan serebellum dan katak spinalis. Menurut Anonim (2010), diencephalon berfungsi untuk menyambungsensori ke kortex, berperan dalam saraf otonom dan sekresi hormon dari  pituitary gland. 

Katak spinal adalah katak yang hanya memiliki medula oblongata. Hal ini berhubungan dengan system respirasi, ritmis jantung dan aliran darah. Gerak spontan pada katak spinal semakin lambat, dan hilangnya keseimbangan badan dan kemampuan berenang pada katak (Anonim, 2010).

Pada katak yang diperlakuan dengan merusak sistem saraf otaknya, maka respon yang dihasilkan tetap ada namun katak merespon stimulus sangat lama. Hal ini dikarenakan sistem saraf pada otaknya telah mengalami kerusakan pada saat penusukan dengan kawat atau jarum pada saat praktikum. Untuk mendapatkan hasil yang memuaskan, diperlukan satu mikroelektroda yang dapat ditusukkan kedalam akson tanpa menimbulkan kerusakan pada akson tersebut (Kartolo, wulangi. S.1993: 208-212)

Faktor-faktor lain yang mempengaruhi refleks spinal antara lain (Anonim, 2011):

1.    Ada tidaknya rangsangan atau stimulus

Rangsangan dari luar contohnya adalah derivat dari temperatur, kelembaban, sinar, tekanan, zat-zat dan sebagainya. Rangsangan dari dalam yaitu dari makanan, oksigen, air dan lainnya. Beberapa rangsangan langsung bereaksi pada sel atau jaringan tetapi kebanyakan hewan-hewan mempunyai kepekaan yang spesial. Somato sensori pada reflek spinal dimasukkan dalam urat spinal sampai bagian dorsal. Sensori yang masuk dari kumpulan reseptor yang berbeda memberikan pengaruh hubungan pada urat spinal sehingga terjadi reflek spinal (Richard dan Gordan, 1989). 

2. Berfungsinya sumsum tulang belakang

Sumsum tulang belakang mempunyai dua fungsi penting yaitu untuk mengatur impuls dari dan ke otak dan sebagai pusat reflek, dengan adanya sumsum tulang belakang pasangan syaraf spinal dan kranial menghubungkan tiap reseptor dan effektor dalam tubuh sampai terjadi respon. Apabila sumsum tulang belakang telah rusak total maka tidak ada lagi efektor yang menunjukkan respon terhadap stimulus atau rangsang (Ville et al., 1988).

  Pada perusakan seluruh tulang belakang menunjukan respon penarikan kaki belakang, sedangkan untuk gerakan membalikan tubuh, penarikan kaki depan dan pencelupan H2SO4 menunjukan respon yang negatif. Hal ini menunjukan bahwa saraf-saraf yang berhubungan dengan saraf spinalis rusak semuanya sehingga tidak ada stimulus yang dapat direspon oleh katak. Menurut Pearce (1989), perusakan pada sumsum tulang belakang ternyata juga merusak tali-tali spinal sebagai jalur-jalur saraf. Tali-tali spinal terdiri dari saraf sensori dan motori, oleh karena itu bila saraf tersebut rusak maka respon terhadap stimulus tidak akan terjadi.

Menurut Trueb dan Duellman (1986), menyatakan bahwa perusakan ¼ dari sumsum tulang belakang tidak merusak semua sistem saraf yang menyebabkan reflek spinal, jadi masih ada respon positifnya, demikian juga untuk perusakan ½ dan ¾ sumsum tulang belakang. Semakin lebar kerusakan sumsum tulang belakang, responnya akan semakin melemah.

Menurut Idel, antoni (2000) Katak dewasa bernapas dengan menggunakan tiga organ pernapasan, yaitu permukaan kulit tubuhnya, permukaan rongga mulut dan paru-paru. Itulah sebabnya mengapa pada saat asam cuka diletakkan pada bagian paha dalam, katak tidak memeberikan respon, karena pada kulit di bagian dalam paha tibak termasuk organ pernapasannya.

Katak bernapas dengan bantuan kulitnya, sehingga asam cuka yang dilekatkan pada kulit katak menghambat pemerolehan oksigen untuk pernapasan (Anonim, 2010)

Reseptor menerima rangsang yang berupa rangsang mekanis (pijatan) lalu diubah menjadi potensial aksi, sehingga timbul respon. Demikian juga refleks kaki ketika dimasukan ke dalam H2SO4. Refleks pada eksterimitas dipengaruhi oleh sumsum tulang belakang dan bukan dari otak. 

Menurut Ville et al. (1988), sejumlah refleks melibatkan hubungan antara banyak interneuron dalam sum-sum tulang belakang. Sumsum tulang belakang tidak hanya berfungsi dalam menyalurkan impuls dari dan ke otak tetapi juga berperan penting dalam memadukan gerak refleks.

Rangsangan Kimia-Asetilkolin, zat-zat kimia tertentu dapat merangsang serabut saraf dengan meningkatkan permeabilitas membran. Zat kimia seperti ini dapat berupa asam, basa hampir semua larutan garam dengan konsentrasi tinggi dan yang penting adalah senyawa asetilkolin. Banyak serabut saraf  yang bila dirangsang akan mengekresi asetilkolin pada ujungnya tempat mereka bersinap dengan neuron lain atau tempat mereka berakhir pada serabut otot. Kemudian asetilkolin merangsang serabut otot berikutnya dengan membuka pori dalam membran inti dengan diameter 0,6-0,7 nano meter, yang cukup besar bagi Natrium untuk melewati dengan mudah (Anonim, 2010).

Rangsangan Mekanis, menghancurkan, menjepit atau menusuk suatu serabut saraf dapat menyebabkan gelombang masuk natrium yang mendadak dan karena alasan yang jelas dapat membangkitkna potensial aksi. Bahkan tekanan ringan pada beberapa ujung saraf khussus dapat merangsang kejadian ini (Anonim, 2011).

4.    Materi dan Metode

4.1 Pengamatan Aktivitas Katak Normal

·      Materi

Alat yang digunakan pada praktikum ini yaitu:

Ø Papan fiksasi katak

Ø Stopwatch

Ø Skapel

Ø Baskom berisi air

Ø Pinset

Ø Jarum pentul

Bahan yang digunakan pada praktikum ini yaitu:

Ø Katak

·      Metode

Adapun metode yang dilakukan pada praktikum aktivitas normal pada katak yaitu sebagai berikut:

a.       Letakkan katak pada papan fiksasi kemudian lihat sikap badan posisi tubuh dan sudut yang dibentuk tubuh dengan papan fiksasi. Amati dan hitunglah frekuensi napas. Amati frekuensi denyut jantung/denyut nadi.

b.      Gerakan spontan

c.       Keseimbangan (kemampuan katak mencoba untuk bangkit kembali setelah ditelentangkan dengan cepat)

d.      Taruh katak didalam baskom yang berisikan air, perhatikan gerakan katak saat berenang.

e.       Lalu angkat katak dan letakkan kembali di papan fiksasi, perhatikan frekuensi napas, frekuensi denyut jantung/denyut nadi.

4.2 Katak Deserebrasi

·      Materi

Alat yang digunakan pada praktikum ini yaitu:

Ø Papan fiksasi katak

Ø Gunting

Ø Stopwatch

Ø Skapel

Ø Pinset

Ø Jarum pentul

Bahan yang digunakan pada praktikum ini yaitu:

Ø Katak

·      Metode

Adapun metode yang dilakukan pada praktikum katak yang diserebrasi yaitu sebagai berikut:

a.       Pegang katak dengan tangan kiri, ambil gunting yang kuat lalu masukkan salah satu kaki gunting ke dalam mulut katak.

b.      Gunting rahang atas katak dengan batas antara kelopak mata bagian belakang dan membran timpani bagian depan (didapatkan katak deserebrasi).

c.       Biarkan katak hilang shock setelah pemotongan rahang atas, berapa menit lamanya keadaan shock akan hilang. Lalu letakkan pada papan fiksasi.

d.      Amati kembali aktivitas 4.1 diatas.

4.3 Katak Spinal

·      Materi

Alat yang digunakan pada praktikum ini yaitu:

Ø Papan fiksasi katak

Ø Gunting

Ø Stopwatch

Ø Skapel

Ø Pinset

Ø Jarum pentul

Ø Sonde

Bahan yang digunakan pada praktikum ini yaitu:

Ø Katak

·      Metode

Adapun metode yang dilakukan pada praktikum ini yaitu sebagai berikut:

a.       Katak deserebrasi kemudian dirusak serebelum dan medula oblongatanya dengan sonde.

b.      Sonde dibatasi sepanjang dari tempat pemotongan 4.2 sampai ke foramenmagnum, kemudian ditusukkan ke ventrikel otak dan diputar-putarkan sehingga serebelum dan medula oblongatanya rusak.

c.       Didapatkan katak spinal. Letakkan katak pada papan fiksasi, amati sampai berapa lama (detik/menit) sampai timbulnya aktivitas (hilangnya fase spinal shock).

4.4 Refleks-Refleks

·      Materi

Alat yang digunakan pada praktikum ini yaitu:

Ø Papan fiksasi katak

Ø Penjepit

Ø Stopwatch

Ø Skapel

Ø Pinset

Ø Jarum pentul

Bahan yang digunakan pada praktikum ini yaitu:

Ø Katak

Ø Larutan asam cuka 1 %

·      Metode

Adapun metode yang dilakukan pada praktikum ini yaitu sebagai berikut:

Gantung katak spinal pada dengan cara menjepit rahangnya pakai penjepit tulang.

·      Rangsang Mekanik

a.       Jepitlah kaki belakang katak pakai pinset. Bila shock belum hilang, katak tidak bereaksi. Tetapi shock telah hilang, katak akan menarik kaki saat dijepit (melakukan refleks pelindung/with drawal refleks).

b.       Adakalanya kakinya tetap diangkat, setelah menarik kakinya. Untuk hal ini, jepitlah kaki lainnya, sehingga katak akan menurunkan kakinya kembali (penghambatan reflektorik).

c.       Jepitlah lagi kaki pertama dengan lebih kuat. Katak akan menarik keduakakinya, bahkan kedua kaki depannya (iridiasi refleks).

d.      Hitung berapa detik waktu yang diperlukan sejak saat dijepit sampai saat menarik kakinya (waktu refleks).

·      Rangsang Kimia.

a.       Ambil larutan asam cuka 1% dan taruh dalam gelas piala, celupkan salahsatu kaki pada larutan tersebut. Sesaat kemudian, kaki tersebut ditarik keluar oleh katak (refleks pelindung/with drawal refleks).

b.      Adakalanya kaki lainnya berusaha menghapus bekas asam (reflek penghapus). Jangan lupa untuk selalu membersihkan kaki dengan air setiap kali dilakukan percobaan dengan bahan kimia.

c.       Basahkan kulit perut/dada katak dengan asam yang tersedia. Perhatikan apa yang dilakukan katak saat “tersiram asam”.