DRAFT FISWAN

MODUL DIGITAL
FISIOLOGI HEWAN

Berbasis STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics)

INSIDE

Nadyatul Ilma Indah Savira, S.Si., M.Si.

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN PENDIDIKAN MIPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JEMBER
2021

IDENTITAS MODUL

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

TENTANG STEM

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

CAPAIAN PEMBELAJARAN (CPL)
DAN CAPAIAN PEMBELAJARAN

MATAKULIAH (CPMK)

CPL-1 CAPAIAN PEMBELAJARAN (CPL)
CPL-3 Mahasiswa mampu menganalisis prinsip-prinsip
biologi dan pengetahuan yang relevan dengan
matematika dan ilmu alam
Mahasiswa mampu melakukan kerja laboratorium
dan studi lapang secara mandiri dengan
mengutamakan keselamatan kerja

CAPAIAN PEMBELAJARAN MATAKULIAH (CPMK)
CPMK- 1 Mahasiswa mampu menganalisis prinsip-prinsip

fisiologi hewan dan pengetahuan yang relevan
dengan permasalahan tertentu
CPMK- 2 Mahasiswa mampu menginterpretasikan hasil
analisis dan sintesis biologi

PETA KONSEP

Delesi Fenotipe Mutan
Duplikasi Inversi Mutasi
Euploidi Mutagen Poliploidi

Sub Capaian Pembelajaran Matakuliah
Fisiologi Sistem Saraf

CPMK-1 SubCPMK-4 Mampu menganalisis konsep fisiologi
SubCPMK-5 sistem saraf pada hewan dan manusia

CPMK-2 SubCPMK-6 Mampu menganalisis konsep fisiologi
sistem otot dan gerak pada hewan dan
manusia
Mampu meng-interpretasikan hasil
analisis sistem gerak reflek pada
praktikum aktivitas reflek pada katak

PENDAHULUAN

Pernahkah kita membayangkan

bila aktivitas kita tidak ada yang

mengatur? Bila kita perhatikan

lampu pengatur lalu lintas mati,

maka yang akan terjadi lalu

lalang kendaraan tidak teratur,

bahkan dapat menyebabkan

penumpukan kendaraan

sehingga terjadi kemacetan.

Begitu pula pada tubuh

manusia. Segala aktivitas dan

kerja organ-organ dalam tubuh

Sumber: Starr dan Beverly, 2016: 239 diatur oleh sistem saraf yang

terdiri dari sistem saraf pusat

dan sistem saraf tepi.

1.1 Organisasi Sistem Saraf

Sistem saraf dengan massa hanya 2 kg, sekitar 3% dari total
berat badan, merupakan salah satu sistem yang terkecil namun
paling kompleks dari 11 sistem tubuh. Sistem saraf memiliki
tugas yang kompleks yang dapat dikelompokkan menjadi tiga
fungsi dasar yaitu fungsi sensori (masukan), integratif (proses),
dan motorik (keluaran). Hal tersebut memungkinkan kita untuk
merasakan berbagai bau, menghasilkan ucapan, mengingat
masa lalu, mengontrol gerakan tubuh dan mengatur kerja
organ dalam.

Gambar 1. SIstem Saraf Pusat dan Sistem Saraf Tepi

Sumber: (Sherwod et al., 2012:157; Tortora dan Bryan, 2012:450)

Jaringan rumit yang terdiri dari miliaran neuron dan
neuroglia dibagi menjadi dua subdivisi utama yaitu Sistem Saraf
Pusat (Central Nervous System/CNS) yang terdiri dari otak dan
sumsum tulang belakang dan Sistem Saraf Tepi (Peripheral
Nervous System/PNS) yang terdiri dari semua jaringan saraf di
luar PNS.

Gambar 2. Bagan Organisasi Sistem Saraf
Sumber: (Sherwod et al., 2012:157; Tortora dan Bryan, 2012:450)

1.2 Struktur Sel Saraf (Neuron) dan Sel Glial
(Neuroglia)

Jaringan saraf terdiri dari dua jenis yaitu sel saraf (Neuron)
dan sel glial (Neuroglia). Masing-masing memiliki fungsi dan
struktur yang berbeda.

a. Struktur Sel Saraf
Neuron adalah sel yang memiliki struktur kompleks

berfungsi untuk memproses dan menyampaikan informasi
dalam bentuk sinyal listrik dengan mengkodekan informasi
yang masuk menjadi perubahan potensial listrik melintasi
membran sel. Neuron terdiri dari tiga bagian dasar yaitu
dendrit, badan sel (perikarion/soma), dan akson (Gambar 2).

Gambar 3. Saraf Motorik
Sumber: (Tortora dan Bryan, 2012:451)

Fungsi dendrit adalah menerima dan mengubah sinyal
menjadi impuls listrik serta mengirimkannya ke badan sel.
Fungsi badan sel adalah mengintegrasikan informasi dari
dendrit dan input sinaptik lainnya dalam menentukan pesan
yang akan dikirim ke sel lain melalui akson. Fungsi akson adalah
mengarahkan impuls listrik atau potensial aksi menjauh dari
badan sel atau soma neuron menuju sel lain (neuron lain, sel
otot, dll.).
b. Struktur Sel Glial (Neuroglia)

Neuroglia adalah sel pendukung yang memberi dukungan
struktural, proteksi dan nutrisi pada neuron. Umumnya,
neuroglia memiliki ciri-ciri yaitu berukuran lebih kecil dari
neuron, memiliki jumlah 5 sampai 25 kali lebih banyak dari
neuron dan tidak menghasilkan potensial aksi, namun dapat
berpropagasi.

(a)

Neuroglia diklasifikasikan menjadi dua berdasarkan
tempatnya yaitu sel glial di sistem saraf pusat dan sel glial di
sistem saraf tepi (Tabel 2). Sel glial yang berada di sistem saraf
pusat meliputi astrosit, oligodendrosit, sel microglial, dan sel
ependymal (Gambar 3a). Sedangkan sel glial yang berasa di
sistem saraf tepi terdiri dari sel schwann dan sel satelit
(Gambar 3b).

(b)
Gambar 4. (a) Struktur Neuroglial di Sistem Saraf Pusat dan (b) Struktur Neuroglial

di Sistem Saraf Tepi
Sumber: (Tortora dan Bryan, 2012:455-456)

Tabel 2. Struktur dan Fungsi Neuroglia Berdasarkan Tempatnya

Tempat Jenis Struktur Fungsi

Neuroglia

Sistem Astrosit - Sel berbentuk bintang - Memberi dukungan
Saraf - Sel glial dengan ukuran
Pusat struktural dan nutrisi
(CNS) terbesar
- Mengandung pada neuron

makrofilamen - Regulasi
- Umumnya menempel
neurotransmitter dan
pada pembuluh darah
(foot processes) konsentrasi ion di ruang

ekstraseluler

- Dalam embrio, astrosit

mengeluarkan zat kimia

untuk mengatur

Oligodendrosit - Menyerupai astrosit pertumbuhan, migrasi,
dan interkoneksi antar
Sel Mikroglial tetapi lebih kecil neuron di otak.
Sel Ependimal - Mielinasi akson
Sel schwann - Sel glial yang jumlahnya
Sel satelit - Fagositosis
paling banyak - Membersihkan debris
- Proteksi sistem saraf dari
- Mempunyai silinder
serangan
sitoplasma yang mikroorganisme
- Melalui silianya berfungsi
panjang mendorong sirkulasi
cairan serebrospinal
- Sel glial yang memiliki - Memprodukasi
penghalang darah-otak
ukuran terkecil (blood-brain barrier)
- Regenarasi dan mielinasi
Sistem - Tersusun atas sel akson
Saraf kolumnar kuboid satu
Tepi lapis yang dilengkapi - Menyokong sel saraf tepi
(PNS) mikrofili dan silia - Mengatur pertukaran zat

- Berwarna putih, tidak antara badan sel saraf
berinti 1, dan tersusun dan cairan interstisial.
dari substansi lemak

- Sel berbentuk pipih
mengelilingi badan sel
neuron ganglia PNS

1.3 Klasifikasi Sel Saraf (Neuron)

Sel saraf atau Neuron diklasifikasikan menjadi dua

berdasarkan fungsi dan strukturnya (Tabel 2).

Tabel 2. Klasifikasi Neuron Berdasarkan Fungsi dan Strukturnya

Klasifikasi Neuron Berdasarkan Fungsi

Sensori (Saraf Aferen) Motor (Saraf Eferen) Interneuron

Menyampaikan informasi Fungsi Menyampaikan sinyal
sensorik dari alat indera Menyampaikan impuls dari dari satu neuron ke
sistem saraf pusat ke efektor neuron lainnya dan
ke sistem saraf pusat terdapat di sistem saraf
(otak/susmsum tulang (otot/kelenjar).
pusat.
belakang).

Klasifikasi Neuron Berdasarkan Struktur

Unipolar Bipolar Multipolar

Fungsi Sebagai neuron Fungsi Sebagai Fungsi Sebagai

sensorik interneuron neuron motori

Letak Ganglia saraf tulang Letak Retina mata, Letak Otak dan

belakang dan saraf telinga bagian sumsum

kranial dalam, dan area tulang

penciuman belakang.

(olfaktorius)

Sumber Gambar: (Moyes dan Patricia, 2014: 192; Tortora dan Bryan, 2012: 452)

1.4 Mielinisasi

Mielinisasi adalah proses pembentukan selubung mielin
yang membungkus akson sel saraf untuk mempercepat
transmisi impuls listrik. Lipid dan protein adalah komponen
penyusun selubung mielin, akan tetapi molekul lipid lebih
mendominasi. Selubung mielin diproduksi oleh dua jenis sel
glial yaitu oligodendrosit dan sel schwann. Berdasarkan asal
selnya, produksi mielin pada sistem saraf pusat berasal dari
oligodendrosit, sedangkan pada sistem saraf tepi berasal dari
sel schwann.

Pada sistem saraf tepi, sel schwann mulai membentuk
selubung mielin di sekitar akson selama perkembangan janin.
Setiap sel schwann membungkus sekitar 1 milimeter (1 mm
0,04 inci) dari panjang akson tunggal dengan berputar berkali-
kali di sekitar akson. Sehingga terbentuk selubung dengan
beberapa lapisan. Lapisan luar tersusun atas sitoplasma dan
nukleus dari sel schwann disebut Neurolema, sedangkan
lapisan dalam terdiri sekitar 100 lapisan membran sel schwann
(Gambar 4).

Gambar 5. Irisan Melintang dari Tahap Mielinisasi oleh Sel Schwann pada Sistem
Saraf Tepi

Sumber: (Tortora dan Bryan, 2012: 457)

Pada sistem saraf pusat, struktur oligodendrosit yang
memiliki kurang lebih 15 prosesus (cabang/taju sayap) datar
dan lebar melingkari akson berfungsi untuk membentuk
selubung mielin. Selubung mielin yang dihasilkan tidak memiliki
Neurolema, karena badan sel oligodendrosit dan nukleus tidak
menyelubungi akson. Tidak adanya Neurolema pada selubung
mielin dapat mempengaruhi kecepatan penyembuahan
(recovery) dan regenerasi pasca cidera. Berdasarkan hal

tersebut diperoleh perbedaan-perbedaan antara mielin pada

sistem saraf pusat dan sistem saraf tepi (Tabel 3).

Tabel 3. Perbedaan Mielin pada Sistem Saraf Pusat dan Tepi

Aspek Sistem Saraf Pusat Sistem Saraf Tepi

Asal Sel Oligodendrosit Sel Schwann

Neuroplasma Tidak ada Ada

Protein - Myelin Basic Protein (MBP) - P0 Glycoprotein (P0)
Penyusun - Proteolipid Protein (PLP) - Peripheral Myelin Protein

(P2)

1.5 Persinyalan antar Saraf

a. Protein Ion Channel

Protein ion channel atau saluran ion adalah protein

membran yang berbentuk seperti pori berfungsi untuk

membebaskan ion melintasi membran sel, mengontrol aliran

ion dan meregulasi volume sel. Ketika saluran ion terbuka

memungkinkan ion spesifik bergerak melintasi membran

plasma, menuruni gradien elektrokimianya. Ion bergerak dari

area dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi lebih rendah.

Saat ion bergerak, tercipta aliran arus listrik yang dapat

mengubah potensial membran.

Saluran ion dapat membuka dan menutup karena adanya

‘gerbang/gated channel’. Gerbang adalah bagian dari protein

saluran ion yang dapat menutup pori saluran atau bergerak ke

samping untuk membuka pori. Sinyal listrik yang dihasilkan
oleh neuron dan serat otot (muscle fibers) bergantung pada

empat jenis saluran ion (Tabel 4). Empat jenis saluran ion terdiri
dari Leak channels, Ligand-gated channels, Mechanically gated

channels, dan Voltage-gated channels (Gambar 5).

Tabel 4. Jenis-Jenis Saluran Ion/ Protein Ion Channel

Jenis-Jenis Saluran Ion Deskripsi Letak
Leak channels Gerbang saluran/gated Hampir semua sel,
channels yang membuka termasuk dendrit, badan
dan menutup secara acak. sel, dan akson dari semua

jenis neuron.

Ligand-gated channels Gated channels yang - Dendrit dari beberapa

Mechanically gated terbuka sebagai respons neuron sensorik seperti
channels
terhadap pengikatan ligan reseptor rasa sakit

(kimia) stimulus. - Dendrit dan badan sel

interneuron

- Neuron motorik

Gated channels yang Dendrit dari beberapa

terbuka sebagai respons neuron sensorik seperti

terhadap stimulus mekanis reseptor sentuhan,

(seperti sentuhan, tekanan, reseptor tekanan, dan

getaran, atau peregangan beberapa reseptor rasa

jaringan) sakit.

Voltage-gated channels Gated channels yang Akson dari semua jenis
neuron
terbuka sebagai respons

terhadap stimulus

tegangan (perubahan

potensial membran).

Sumber: (Tortora dan Bryan, 2012: 462)

Gambar 6. Jenis-Jenis Saluran Ion, (a) Leak channels membuka dan menutup secara acak, (b) Stimulus kimia

berupa neurotransmitter asetilkolin membuka Ligand-gated channels, (c) Stimulus mekanis membuka
Mechanically gated channels, (d) Perubahan potensial membran membuka voltage-gated K+ channels selama

potensial aksi. (Sumber: Tortora dan Bryan, 2012: 461)

Virtual Laboratorium
https://phet.colorado.edu/en/simulation/legacy/membrane-channels

b. Potensial Membran
Potensial membran adalah perbedaan potensial listrik

(tegangan) atau konsentrasi ionik di luar dan di dalam
membran sel yang berkisar antara -50 hingga -200 milivolt.
Bagian luar membran sel (ekstraseluler) terdapat cairan
ekstraseluler yang banyak terdapat ion sodium berupa
Na+ (natrium), dan ion klorida berupa Cl- (klorin), sedangkan
pada cairan intraseluler banyak ditemukan ion potasium berupa
K+ (kalium) dan ion fosfat. Potensial membran dibagi menjadi
tiga macam diantaranya.

1) Potensial Membran Istirahat (Resting Membrane
Potential)
Potensial membran istirahat terjadi karena penumpukan ion

negatif dan positif yang sama dalam sitosol di sepanjang
bagian dalam membran dan cairan ekstraseluler (ECF) di
sepanjang permukaan luar membran. Potensial membrane
istirahat terjadi ketika sel saraf dalam kondisi istirahat sehingga
bersifat stabil. Potensial membran istirahat berkisar antara -40
hingga -90 mV.

Faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya potensial
membran istirahat yaitu distribusi ion yang tidak merata dalam
cairan ekstraseluler dan sitosol, ketidakmampuan sebagian
besar anion untuk meninggalkan sel dan sifat elektrogenik dari
Na+/K+ ATPases.

Gambar 7. Potensial Membran Istirahat (Resting Membrane Potential) (a)
Distribusi muatan ion pada saat sel saraf dalam kondisi istirahat (b) Pengukuran
potensial membran istirahat menggunakan voltmeter, ujung mikroelektroda
perekam dimasukkan ke dalam neuron, dan elektroda pembanding ditempatkan
dalam cairan ekstraseluler. Elektroda terhubung ke voltmeter, dalam hal ini
diperoleh hasil -70 mV. Tanda minus menunjukkan bahwa bagian dalam sel
relatif negatif terhadap bagian luar. Sumber: (Tortora dan Bryan, 2012: 462)

2) Potensial Aksi (Action Potential)
Potensial aksi adalah peristiwa yang terjadi dengan cepat

yakni menurunkan dan membalikkan potensial membran dan
kemudian akhirnya mengembalikannya ke keadaan istirahat.
Potensial aksi hanya bertahan selama 1-2 milidetik (mdet) pada
sebagian besar neuron, sehingga mampu menghasilkan ratusan
potensial aksi per detik. Potensial aksi terdiri dari beberapa fase,
diantaranya.
1. Fase Polarisasi, adalah fase sel saraf tidak menerima

rangsang/istirahat.
2. Fase Depolarisasi, adalah fase sel saraf menerima rangsang.
3. Fase Repolarisasi, adalah fase sel saraf kembali ke keadaan

istirahat.
4. Fase Hiperpolarisasi, adalah fase jika terjadi repolarisasi

berlebihan sehingga potensial membrane berada di bawah
nilai normal.

Gambar 8. Grafik Potensial Aksi, (1) Posisi awal grafik menunjukkan bahwa sel saraf masih dalam
kondisi istirahat/ Polarisasi yaitu -70 mV. Kondisi tersebut disebabkan oleh tertutupnya voltage-
gated K+ channels dan voltage-gated Na+ channels yang masih berada dalam kondisi istirahat. (2)
Ketika sel saraf menerima rangsang, terbukalah beberapa voltage-gated Na+ channels namun tidak
dengan voltage-gated K+ channels sehingga terjadi Depolarisasi membran dan bagian dalam
membran lebih positif. Jika mencapai ambang batas/threshold (-55 mV) dapat memicu kenaikan
potensial aksi. (3) setelah sampai di puncak, terjadi fase Redepolarisasi yaitu penurunan potensial
aksi dengan menutupnya voltage-gated Na+ channels dan membukanya voltage-gated K+ channels,
sehingga bagian dalam sel negatif lagi. (4) Saat saluran kalium menutup dan saluran natrium tidak
lagi terblokir maka membrane kembali ke kondisi istirahat. Sumber: (Tortora dan Bryan, 2012: 467)

3) Graded Potential
Graded Potential / Potensial bertingkat adalah perubahan

potensial yang membuat bagian dalam membran menjadi lebih
terpolarisasi atau kurang terpolarisasi. Kondisi bagian dalam
membran mengandung lebih banyak muatan ion negatif
disebut hyperpolarizing graded potential. Sedangkan kondisi
bagian dalam membran mengandung sedikit muatan ion
negatif disebut depolarizing graded potential (Gambar 9a dan
9b).

(a) (b) (c)

Gambar 9. (a) Area berwarna biru tempat terjadinya Graded potential, (b)
Hyperpolarizing Graded Potential, (c) Depolarizing Graded Potential
Sumber: (Tortora dan Bryan, 2012: 464)

Graded Potential paling banyak terjadi di dendrit dan badan

sel. Graded Potential terjadi ketika stimulus menyebabkan

Mechanically gated channels atau Ligand-gated channels

membuka atau menutup di membran plasma sel yang

tereksitasi. Kedua saluran ion tersebut dapat ditemukan di

dendrit neuron sensorik, khususnya Ligand-gated channels

banyak ditemukan di dendrit dan badan sel dari interneuron

dan neuron motori.

Tabel 5. Perbedaan Graded Potential dan Action Potential

Karakteristik Graded Potential Action Potential

Asal Dendrit dan badan sel Menyebar di sepanjang akson

dan zona pemicu (trigger

zones)

Tipe Saluran Ion - Mechanically gated channels Voltage-Gated

- Ligand-gated channels K+/Na+Channels

Konduksi - Tidak berpropagasi - Mampu berpropagasi
Ukuran
Amplitudo - Memungkinkan komunikasi - Memungkinkan komunikasi

Durasi jarak pendek jarak jauh
Polaritas
- Tergantung pada kekuatan - Semua atau tidak sama
Periode
Refraktori stimulus sekali

- Nilai tegangan bervariasi dari - Nilai tegangan biasanya

kurang dari 1 mV hingga lebih sekitar 100 mV

dari 50 mV

Biasanya lebih lama, mulai dari Lebih pendek, mulai dari 0,5

beberapa milidetik hingga hingga 2 milidetik

beberapa menit

Mungkin terjadi hiperpolarisasi Selalu terdiri dari depolarisasi

(menghambat pembentukan diikuti oleh fase repolarisasi

potensial aksi) atau depolarisasi dan kembali ke potensial

(menghambat pembentukan membran istirahat.

potensial aksi)

Tidak ada Ada

Sumber: (Tortora dan Bryan, 2012: 472)

c. Transmisi Sinyal di Sinaps
Informasi yang ditransmisikan melalui potensial aksi terjadi

di Sinaps. Transmisi informasi melalui sinaps memiliki dua jalur,
diantaranya.

1. Sinaps Listrik (Electrical Synapses) Gambar 10. Gap junction
pada sinaps listrik
Adalah sinaps yang memiliki Sumber: (Tortora dan
sambungan celah (Gap Junction) sehinga Bryan, 2012: 115)
memungkinkan arus listrik mengalir
langsung dari neuron ke neuron lain.
Sinaps listrik menghasilkan perilaku
tertentu yang cepat dan tidak bervariasi.
Contoh, akson raksasa pada cumi-cumi
dan lobster memfasilitasi eksekusi respon
untuk meloloskan diri dari predator
secara cepat.

2. Sinaps Kimiawi (Chemical Synapses)
Adalah sinaps yang melibatkan pelepasan neurotransmitter

kimiawi oleh neuron prasinaps. Elemen dasar dalam proses
transmisi sinaps kimiawi adalah adanya prasinaptik dan
postsinaptik yang saling bersebrangan. Keduanya dipisahkan
oleh celah yang disebut takik sinaps (Synaptic Cleft) dengan
ukuran 20-50 nm. Neuron prasinaptik mengubah sinyal listrik
(impuls saraf) menjadi sinyal kimia (pelepasan
neurotransmitter). Neuron postsinaptik kemudian mengubah
sinyal kimia kembali menjadi sinyal listrik. Mekanisme kerja
sinaps kimiawi adalah sebagai berikut.
1) Di setiap terminal sinaps, neuron prasinaptik menyintesis

neurotransmitter dan mengemasnya dalam vesikel sinaps
(Synaptic vesicles).
2) Potensial aksi terjadi di terminal sinaps, diawali dengan
depolarisasi membran plasma sehingga terbukalah Voltage-
Gated Channels yang memungkinkan aliran Ca2+ masuk
3) Konsentrasi Ca2+ yang meningkat di dalam terminal sinaps
menyebabkan vesikel sinaps berfusi dengan membrane
prasinaps.
4) Vesikel melepaskan neurotransmitter ke celah/takik sinaps.
5) Neurotransmitter berikatan ke bagian reseptor Ligand-gated
channels di dalam membran postsinaptik, sehingga saluran
tersebut terbuka. Pada sinapsis yang diilustrasikan, Na2+ dan
K+ dapat berdifusi melalui Ligand-gated channels.
6) Neurotransmitter dilepaskan dari reseptor dan saluran
tersebut menutup. Transmisi sinaps berakhir ketika
neurotransmitter berdifusi keluar dari celah/takik sinaps
diambil oleh terminal sinaps atau oleh sel lain, atau
didegradasi oleh enzim.

Gambar 11. Transmisi sinyal pada sinapsis kimia. Melalui eksositosis vesikel
sinaptik, neuron prasinaptik melepaskan molekul neurotransmitter. Setelah berdifusi
melintasi celah sinaptik, neurotransmitter mengikat reseptor di membran plasma
neuron postsinaptik dan menghasilkan potensi postsinaptik.
Sumber: (Tortora dan Bryan, 2012: 474)

Neurotransmitter yang terlibat dalam proses transfer sinyal
melalui sinaps kimiawi memiliki berbagai macam jenis. Berikut
ini beberapa neurotransmitter utama tersebut (Tabel 6).

Tabel 6. Neurotransmitter Utama

Neurotransmitter Kelas Fungsional Situr Sekresi
Asetilkolin
- Mengeksitasi otot rangka CNS, PNS,

vertebrata sambungan

- Mengeksitasi dan neuromuskular

menghambat di tempat- vertebrata

tempat lain

Amin Biogenik Mengeksitasi atau CNS, PNS
Norepinefrin menghambat
Biasanya mengeksitasi dan CNS, PNS
Dopamin mungkin menghambat di
beberapa tempat CNS
Serotonin Biasanya menghambat
Asam Amino CNS,
Menghambat sambungan
GABA (Asam neuromuskular
gamma- Mengeksitasi invertebrata
aminobutirat) CNS,
sambungan
Glutamat neuromuskular
invertebrata
Glisin Menghambat CNS
Neuropeptida
Mengeksitasi CNS/PNS
Substansi P Umumnya menghambat CNS
Met-enkefalin
(sejenis endorfin) Mengeksitasi atau PNS
Gas menghambat
Nitrat oksida

d. Removal Neurotransmitter
Penghapusan neurotransmitter dari celah sinaptik sangat

penting untuk fungsi sinaptik yang normal. Neurotransmitter
dapat dihilangkan dengan tiga cara yaitu.
a) Difusi, molekul neurotransmitter yang dilepaskan berdifusi

menjauh dari celah sinaptik. Setelah molekul
neurotransmitter berada di luar jangkauan reseptornya, ia
tidak dapat lagi memberikan efek.

b) Degradasi enzimatik, neurotransmitter tertentu dapat
dinonaktifkan melalui degradasi enzimatik. Misalnya, enzim
asetilkolinesterase memecah asetilkolin di celah sinaptik.

c) Penyerapan oleh sel (Uptake by cells), neurotransmiter
secara aktif diangkut kembali ke neuron yang
melepaskannya (reuptake) dan diolah kembali menjadi
neurotransmitter utuh dan fungsional.

1.6 Learning, Memory, and Sleep by CNS

Belajar adalah perolehan kemampuan atau pengetahuan
sebagai hasil dari pengalaman, instruksi, atau keduanya. Dalam
proses belajar, informasi yang ditangkap disimpan dalam
sebuah memori. Memori adala dalam dua bentuk yaitu
deklaratif/eksplisit dan prosedural implisit. Memori deklaratif
adalah ingatan yang diperoleh ketika mempelajari tentang
peristiwa, tempat, dan fakta. Memori prosedural adalah ingatan
yang diperoleh ketika mempelajari gerak motorik.

Penyimpanan informasi yang diperoleh setidaknya memiliki
dua tahap yaitu tahap memasuki memori jangka pendek (short-
term memory) dan memori jangka panjang (long-term
memory). Memori jangka pendek terjadi di lobus frontalis pada
bagian korteks serebral dan berhenti di hippocampus. Memori
jangka pendek berlangsung selama beberapa detik hingga
berjam-jam, sedangkan memori jangka panjang dipertahankan
selama berhari-hari hingga bertahun-tahun atau permanen.
Informasi yang baru diperoleh awalnya disimpan dalam memori
jangka pendek, yang memiliki kapasitas penyimpanan terbatas.

Tidur mempengaruhi belajar dan memori. aktivitas tidur
dikontrol dan diatur oleh sistem batang otak yang terdiri dari
dua macam yaitu Bulbar Synchronizing Region (BSR) dan
Reticular Activating System (RAS). Kualitas serta kuantitas tidur

yang kurang dapat memberikan efek pada sistem neural di Pre-
Frontal Cortex sebagaimana tiga fungsi utamanya yaitu.
1) Restoration dan Recovery, tidur memberikan waktu bagi

otak untuk memulihkan proses biokimia atau fisiologis yang
telah menurun secara progresif selama terjaga. Fungsi
"pemulihan dan pemulihan" yang mungkin dari tidur REM
adalah membiarkan beberapa jalur saraf mendapatkan
kembali sensitivitas penuh.
2) Energy Conservation, tidur memungkinkan otak mencapai
penyesuaian struktural dan kimiawi jangka panjang yang
diperlukan untuk pembelajaran dan memori.
3) Memory processing, tidur membantu pikiran untuk
menyerap dan menyimpan informasi yang ditinjau saat
belajar.

Rumus Potensial Membran Istirahat (Resting
Membrane Potential)

Persamaan Goldman menjelaskan Potensial Membran Istirahat
(Resting Membrane Potential)

Em = Potensial membran
R = Konstanta Gas
T = Suhu (Kelvin)
F = Konstanta Faraday
[ion]0 dan [ion]i = Konsentrasi ion di dalam dan di luar sel
Pk, PNa, dan PCl = Permeabilitas membran

Mari kita simak video berikut untuk mengetahui potensi
teknologi rekayasa indera bernama Neuralink untuk
memudahkan manusia dalam keperluannya sehari-hari.

Pertanyaan
1. Bagaimana prinsip kerja Neuralink?
2. Apa manfaat yang diberikan neuralink?
3. Dalam teori bioteika apakah Neuralink layak untuk

digunakan secara luas?
4. Menurut anda bagaimana potensi Neuralink dalam

mendukung orang dengan kebutuhan khusus?
Jawaban

………………………………………………………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………………………………………………………..

PETA KONSEP

Delesi Fenotipe Mutan
Duplikasi Inversi Mutasi
Euploidi Mutagen Poliploidi

Sub Capaian Pembelajaran Matakuliah
Fisiologi Sistem Indera

CPMK-1 SubCPMK-7 Mampu menganalisis konsep fisiologi
CPMK-2 SubCPMK-8 sistem indera pada hewan dan manusia
Mampu mengoperasikan instrumen
dasar dalam Virtual Lab tentang sistem
indera

PENDAHULUAN

2.1 Sistem Indera Manusia

Sistem indera adalah bagian dari sistem saraf yang
berfungsi untuk proses informasi indera baik pemrosesan
informasi sensoris dan pembangkitan keluaran motorik untuk
mengahasilkan tindakan. Sistem indera dikalsifikasikan menjadi
dua yaitu indera umum dan indera khusus. Indera umum adalah
indera yang terletak pada sebagian besar tubuh, contohnya
adalah indera peraba tersebar pada seluruh permukaan kulit
manusia. Indera khusus adalah indera yang terletak pada
bagian-bagian khusus tubuh, contohnya indera penglihatan,
penciuman, pengecap, dan pendengaran.

2.2 Reseptor, Potensial Reseptor dan Potensial
Generator

Reseptor merupakan suatu organ atau sel yang berperan
dalam penerimaan rangsang dari lingkungan eksrternal
maupun internal dan bekerja secara khusus pada jenis rangsang
tertentu. Informasi tentang dunia luar disampaikan ke sistem
saraf pusat (SSP) melalui reseptor sensorik (sensory reseptor)
sehingga tercipta suatu bentuk sensasi. Reseptor sensorik dapat
diklasifikasikan menjadi tiga jenis berdasarkan struktur, lokasi
sumber rangsang, dan jenis stimuli.

Tabel 7. Klasifikasi Reseptor beradasrkan Struktur, Sumber, dan Jenisnya

Klasifikasi Karakteristik

Berdasarkan Sruktur

a. Ujung saraf bebas (Free  Dendritnya telanjang (bare

Nerve Endings) dendrite)

 Tidak memiliki spesialisasi struktural

yang dapat dilihat di bawah

mikroskop cahaya
 Reseptor untuk rasa sakit, suhu,

geli, gatal, dan beberapa sensasi

sentuhan

b. Ujung saraf  Dendritnya terbungkus dalam

terenkapsulasi kapsul jaringan ikat yang memiliki

(Encapsulated Nerve struktur mikroskopis yang khas
Endings)  Reseptor untuk mendeteksi

tekanan, getaran, beberapa sensasi

sentuhan, dan sensasi visceral

c. Sel-saraf terpisah  Sel yang bersinaps dengan neuron

(Separate Cells) sensori

 Merupakan sel yang terspesialisasi
 Contohnya, sel rambut untuk

pendengaran dan keseimbangan di

telinga bagian dalam, sel reseptor

gustatory di kuncup pengecap, dan

fotoreseptor di retina mata untuk

penglihatan

Berdasarkan Lokasi Sumber Rangsang

a. Interoseptor  Respon rangsangan berasal dari

organ visceral dan pembuluh darah
 Memonitor berbagai macam

rangsangan seperti regangan

jaringan, perubahan temperatur

dan kimiawi

b. Eksteroseptor  Respon rangsangan berasal dari

luar tubuh
 Lokasinya dekat dengan permukaan

tubuh
 Reseptor pendeteksi sentuhan,

tekanan, nyeri dan suhu

c. Proprioseptor  Terletak di tendon dan otot
 Reseptor yang berperan dalam

mempertahankan postur, mengatur

posisis tubuh, dan bagain-

bagiannya dalam ruang

Berdasarkan Jenis Stimuli

a. Mekanoreseptor  Rangsangan berupa deformasi

b. Termoreseptor mekanik (suara dan sentuhan)
 Dapat ditemukan di organ telinga
c. Nosiseptor
dan kulit
d. Kemoreseptor  Rangsangan berupa temperature

e. Reseptor (panas/dingin)
Elektromagnetik  Tersusun atas ujung saraf bebas
 Tergolong reseptor fasik
 Sebagian besar ditemukan pada

organ kulit
 Rangsangan berupa rasa nyeri

(suhu ekstream, tekanan berlebihan,
bahan kimia keras)
 Tersusun atas ujung saraf bebas
 Sebagian besar ditemukan pada
organ kulit
 Rangsangan berupa bahan kimia
dan perubahan konsentrasu bahan
kimia spesifik atau campuran (zat
odoran dan tastan)
 Ditemukan pada organ hidung dan
lidah
 Rangsangan berupa cahaya, listrik
dan magnet
 Ditemukan pada eberapa jenis ikan
membangkitkan atau mendeteksi
listrik, beberpa jenis ular memiliki
reseptor inframerah untuk
mendeteksi panas tubuh, beberapa
jenis hewan memiliki reseptor
magnetic untuk menemukan letak
benda

Gambar 12. Free Nerve Endings, Encapsulated Nerve Endings, dan Separate Cell
Sumber: (Tortora dan Bryan, 2012:608)

Fungsi dasar sel reseptor sensorik adalah mengubah
stimulus menjadi sinyal listrik dan mengkodekan informasi
tentang stimulus. Proses perubahan energi tersebut dikenal
sebagai Transduksi Sensorik. Transduksi sensorik membutuhkan
molekul reseptor sensorik. Proses transduksi sensorik
menghasilkan respons listrik yang dapat dibedakan menjadi
dua berdasarkan jenis potensinya yaitu Potensial Generator dan
Potensial Reseptor.

Potensial reseptor menghasilkan potensial aksi bertingkat
(graded potential) sedangkan Potensial generator
menghasilkan potensial aksi. Potensial reseptor adalah beda
potensial pada transmembran reseptor indera yang dapat
menyebabkan potensial aksi. Semakin kuat stimulus, maka
semakin besar pula perubahan permeabilitas membran, diikuti
semakin besar frekuensi potensial aksi sehingga mampu

menginduksi penembakan potensial aksi yang lebih cepat
(Gambar 30).

Gambar 13.
Besarnya potensial
reseptor, frekuensi
potensial aksi di saraf
aferen, dan
kecepatan pelepasan
neurotransmitter di
terminal aferen
sebagai fungsi dari
kekuatan stimulus.
Sumber: (Sherwod et
al., 2012:214)

Sinyal yang dihasilkan dari potensial reseptor nantinya
akan dibawa ke sistem saraf pusat (SSP) tempat informasi
sensorik diproses. Potensial reseptor tidak memiliki periode
refraktori. Di sisi lain ketika potensi generator cukup besar
untuk mencapai ambang batas, itu memicu satu atau lebih
impuls saraf di akson neuron sensorik orde pertama. Impuls
saraf yang dihasilkan menyebar di sepanjang akson ke SSP.
Dengan demikian, potensial generator menghasilkan potensial
aksi.

2.3 Pancaindera

1. Indera Peraba
a) Struktur dan Fungsi

Kulit adalah organ tunggal tubuh terberat yang
membentuk 15-20% berat badan total dan terpapar dengan
dunia luar dengan luas permukaan sekitar 1,5-2 m2 pada tubuh
orang dewasa. Salah satu fungsi kulit yaitu sebagai alat sensorik
untuk mendeteksi tekanan, sentuhan, regangan, dan gerakan
yang disebut dengan Mekanoreseptor. Kulit mengandung
sejumlah tipe reseptor sensorik yang terlibat dalam sensasi
sentuhan.

Pada bagian epidermis terdapat reseptor serabut saraf tak
bersimpai yaitu ujung saraf bebas (free nerve ending), cakram
taktil (merkel disk) yang berhubungan dengan sel merkel.
Cakram taktil berfungsi sebagai reseptor terhadap sentuhan
ringan. Ujung saraf bebas merespon nyeri dan gatal, suhu
tinggi dan rendah, tetapi juga sentuhan ringan. Pada bagian
dermis terdapat reseptor serabut saraf bersimpai yaitu
korpuskel meissner, korpuskel pacini/lamellar, korpuskel Krause
dan korpuskel ruffini. Selain itu terdapat serabut saraf tak
bersimpai yaitu pleksus akar rabut.

Gambar 14. Sel Mekanoreseptor
pada Kulit Mamalia
Sumber: (Mescher, 2013: 375)

Korpuskel meissner memiliki struktur berbentuk elips yang
tegak lurus terhadap epidermis di papilla dermis, berdiameter
pendek 30-75µm dengan panjang 150 µm dan berfungsi untuk
mendeteksi sentuhan ringan. Korpuskel pacini/lamellar memiliki
struktur berbentuk oval besar berukuran 0,5 mm × 1 mm
dengan simpai luar dan terdiri dari 15-50 lamella kosentris tipis
sel tipe schwann pipih dan kolagen yang mengelilingi akson
bercabang tak bermielin. Fungsi khusus korpuskel
pacini/lamelar yaitu untuk mendeteksi sentuhan kasar, tekanan
(sentuhan berkesinambungan), dan getaran.

Korpuskel pacini/lamellar bersimpai juga dapat ditemukan
pada jaringan ikat organ yang berada di dalam tubuh seperti
dinding rectum dan kandung kemih. Korpuskel krause dan
korpuskel ruffini berfungsi untuk mendeteksi tekanan pada
bagian dermis tetapi memiliki struktur yang tidak terlalu khas.
Pleksus akar rambut mampu mendeteksi gerakan, memiliki
struktur jarring serabut sensorik yang mengelilingi folikel
rambut.

b) Sensasi Sentuhan
Sensasi sentuhan umumnya dihasilkan dari stimulasi taktil

di kulit atau lapisan subkutan. Berdasarkan cepat lambatnya
penerimaan respon terhadap sentuhan, reseptor dapat
dibedakan menjadi dua yaitu reseptor tonik (slowly adapting)
dan reseptor fasik (rapidly adapting). Pada dasarnya reseptor
sentuhan yang dapat beradaptasi dengan cepat (fasik/rapidly
adapting) terdiri atas korpuskel meissner dan Plexus akar
rambut. Korpuskel meissner merupakan jenis reseptor yang

terletak di papila dermal dari kulit yang tidak berambut. Impuls
saraf dihasilkan pada awal menyentuh. Reseptor sentuhan ini
banyak terdapat di ujung jari, tangan, kelopak mata, ujung
lidah, bibir, telapak kaki, dll.

Pleksus akar rambut akan dengan cepat mengadaptasi
reseptor sentuhan yang ditemukan di kulit berbulu. Pleksus
akar rambut akan mendeteksi gerakan pada kulit yang
mengganggu rambut. Reseptor sentuhan yang beradaptasi
secara perlahan (tonik/ slowly adapting) terdiri atas
mekanoreseptor kulit tipe I/cakram taktil (Merkel disk) dan
mekanoreseptor kulit tipe II/sel-sel ruffini. Mekanoreseptor kulit
tipe I/ cakram taktil yang banyak terdapat di ujung jari, tangan,
genitalia eksterna dan bibir. sedangkan Mekanoreseptor kulit
tipe II / sel-sel ruffini terletak jauh di dalam dermis, ligamen dan
tendon.

Sensasi sentuhan berdasarkan suhu/termal disebut
sebagai termoreseptor yang dibagi menjadi dua jenis yaitu
sentuhan panas dan dingin. Sensasi sentuhan panas dan dingin
dimediasi oleh termoreseptor ujung saraf bebas (free nerve
ending) yang berbeda. Suhu 10°C dan 40°C (50-105°F) akan
dirangsang oleh reseptor dingin yang terletak di epidermis.
Suhu 32°C dan 48°C (90-118°F) dirangsang oleh reseptor panas
yang terletak di dermis. Namun, apabila suhu berada di bawah
10°C dan diatas 48°C reseptor yang akan merangsang adalah
nesiseptor (reseptor nyeri).

2. Indera Penglihatan
a) Struktur dan Fungsi

Gambar 15. Anatomi Internal Mata
Sumber: (Mescher, 2013: 480)

Mata adalah organ yang berperan sebagai fotoreseptor
dan tersusun atas struktur yang kompleks dan rumit. Mata
sebagai fotoreseptor berperan dalam menganalisis bentuk,
warna, dan intensitas cahaya yang dipantulkan oleh sebuah
objek sehingga diperolah sensasi penglihatan. Secara internal,
mata tersusun atas jaringan transparan yang mampu
membiaskan cahaya untuk memfokuskan bayangan. Kedua,
mata tersusun atas lapisan sel fotosensitif. Ketiga, mata
tersusun atas sistem saraf yang mampu mengumpulkan,
memproses, dan mengirimkan informasi visual ke otak. Setiap
mata memiliki tiga lapisan konsentris yang terdiri dari lapisan
fibrosa, lapisan vaskular, dan retina.

Gambar 16. Lapisan kosentris/tunik Mata
Sumber: (Mescher, 2013: 481)

Lapisan fibrosa adalah lapisan terluar bola mata yang terdiri
dari sklera dan kornea. Sklera tersusun atas jaringan ikat padat
tidak beraturan dan berkas kolagen tipe I pipih yang berfungsi
mendukung bentuk mata, melindungi struktur internal mata
yang halus dan sebagai situs perlekatan otot ekstraokuler mata.
Kornea tersusun atas epitel squamosa eksternal berlapis,
stroma,endotel squamosa internal selapis, membran imitans
anterior dan posterior. Fungsi kornea yaitu melindungi
permukaan anterior mata dan membiaskan/membengkokkan
cahaya yang masuk.

Lapisan vaskular adalah lapisan bagian tengah yang terdiri
dari koroid, badan siliari, dan iris. Koroid tersusun atas jaringan
ikat longgar bervaskular yang banyak mengandung serat
kolagen, elastin, fibroblast, melanosit, makrofag, limfosit, sel
mast, dan sel plasma. Fungsi koroid adalah pemasok nutrisi
retina, selain itu banyaknya melanosit memberi ciri pigmen

berwarna hitam khas yang mampu menghambat masuknya
cahaya kecuali melalui pupil.

Badan siliari adalah suatu cincin tebal yang tersusun atas
ligament suspensor dan otot siliari yang berfungi menjaga
lensa agar tetap pada tempatnya, mengubah bentuk lensa saat
terjadi gaya akomodasi mata, dan mensekresikan aqueous
humor atau cairan mata. Iris adalah bagian yang tersusun atas
jaringan ikat, berkas otot polos sphincter pupillae dan dilator
pupillae serta pupil pada bagian pusat. Iris berfungsi
mengontrol diameter pupil dengan demikian pula juga
mengatur intensitas cahaya yang masuk melalui pupil.

Retina adalah lapisan dalam/internal mata yang tersusun
atas lapisan neural dan lapisan pigmen. Lapisan neural
mengandung neuron dan fotoreseptor (sel batang dan sel
kerucut). Sedangkan lapisan pigmen tersusun dari sel epitel
kuboid berpigmen yang berperan dalam mengisomerasi dan
meregenerasi retinoid yang digunakan sebagai kromofor oleh
sel batang dan kerucut. Sel batang adalah sel yang lebih
sensitif terhadap cahaya namun tidak bisa membedakan warna.
Sel batang memungkinkan kita melihat di kegelapan dengan
menghasilkan penglihatan berwarna hitam dan putih.
Sedangkan, sel kerucut mampu menghasilkan penglihatan
berwarna, namun kurang sensitif terhadap kegelapan. Selain
tiga lapisan kosentris, mata memiliki bagian penting yaitu lensa.
Lensa merupakan struktur bikonkaf transparan yang terletak
tepat di bawah iris dan digunakan untuk memfokuskan cahaya
pada retina.

b) Mekanisme Transduksi Cahaya

Gambar 17. Transduksi Cahaya Pada Sel Batang
Suumber:Hill et al., 2012:387

Setiap sel batang dan kerucut di dalam retina vertebrata
mengandung pigmen yang disebut dengan Retinal. Retinal
terikat dengan protein membran yang disebut Opsin. Opsin
pada sel batang ketika berikatan dengan Retinal akan
membentuk pigmen Rhodopsin. Berdasarkan komponen
tersebut dapat tercipta peristiwa transduksi cahaya, berikut
adalah mekanismenya.
1. Ketika berjalan dari kegelapan dan ada secercah cahaya,

cahaya masuk dan mengisomerasi Retinal dengan berikatan
dengan Opsin sehingga menggeser satu ikatan biokimia
pada Retinal dari cis (belok) ke trans (lurus) dan
menyebabkan maktifasi Rhodopsin.
2. Rhodopsin yang aktif lalu mengaktivasi sejenis protein G
yang disebut Transdusin.
3. Transdusin mengaktivasi enzim Fosfodiesterase. Enzim
tersebut melepaskan cGMP dari saluran Na+ dalam

membran plasma dengan menghidrolisis cGMP menjadi
GMP.
4. Setelah selesainya proses hidrolisis cGMP menjadi GMP,
memungkinkan saluran ion Na+ menutup. Permeabilitas
membran terhadap Na+ menurun sehingga
menghiperpolarisasi sel batang dan Rhodopsin kembali
inaktif. Kondisi inaktifnya Rhodopsin membuat ikatan Retinal
kembali ke bentuk cis.

c) Mekanisme Penglihatan

Cahaya yang

dipantulkan oleh benda

akan ditangkap oleh mata

dan menembus ke dalam

kornea dan diteruskan

melalui pupil. Intensitas

cahaya akan diatur oleh

pupil yang kemudian akan

diteruskan menembus lensa.

Gambar 18. Perjalanan Sinyal Sensorik Daya akomodasi lensa mata
dari Retina ke Otak
akan mengatur cahaya, agar
Sumber: (Starr dan Beverly, 2016:279)
jatuhnya tepat pada bintik

kuning retina.

Pada bintik kuning, impuls cahaya disampaikan oleh saraf
optik ke otak. Cahaya yang disampaikan ke otak akan
diinterprestasikan, sehingga mata dapat melihat bayangan
sesuai dengan apa yang kita lihat.

d) Mekanisme Daya Akomodasi
Daya akomodasi adalah kemampuan otot siliaris mata

(cilliary muscle) untuk menebal tipiskan lensa mata agar
bayangan objek visual tepat jatuh di retina sehingga tercipta
visualisasi objek yang jelas. Semakin tebal lensa, semakin tajam
pula cahaya dibengkokkan. Mekanisme pemfokusan objek pada
benda yang jaraknya dekat dan jauh adalah sebagai berikut.

Otot siliaris Ligamen suspensor
berkontraksi, berelaksasi
menarik tepi koroid
ke arah lensa

Lensa menjadi
tebal dan lebih

bulat,
memfokuskan
objek yang dekat

ab

Otot siliaris Ligamen suspensor
berelaksasi, dan menarik lensa

tepi koroid
menjauh dari lensa

Lensa memipih,
memfokuskan
objek yang jauh

cd

Gambar 19. Pemfokusan pada mata manusia, (a) Bagan mekanisme melihat benda
berjarak dekat, (b) Irisan membujur mata melihat benda dari jarak dekat, (c) Bagan
mekanisme benda berjarak jauh, (d) Irisan membujur mata melihat benda dari jarak
jauh. Sumber: (Sharewood et al., 2010:244)

e) Adaptasi Terhadap Gelap dan Terang melalui Pupil

Gambar 20. Adaptasi Gelap dan Terang pada Pupil
Sumber: (Jenkins et al., 2010:516)

Adaptasi gelap dan terang cahaya melibatkan refleks pupil.
Refleks otonom juga membantu mengatur diameter pupil
sebagai respon terhadap tingkat cahaya. Apabila cahaya terang
masuk ke dalam mata akan merangsang neuron parasimpatis
(otot parasimpatis / otot melingkar) iris untuk berkontraksi
sehingga menyebabkan penurunan ukuran pupil
(penyempitan). Apabila cahaya gelap masuk ke dalam mata
Neuron simpatis akan merangsang otot radial iris agar
berkontraksi dan menyebabkan ukuran pupil semakin
meningkat (dilatasi).
3. Indera Penciuman
a) Struktur dan Fungsi

Hidung merupakan organ yang memiliki kemampuan
mendeteksi aroma/bau melalui reseptor yang dinamakan sel
reseptor olfaktori. Hidung mempunyai kemoreseptor olfaktori
(neuron khusus) yang fungsinya untuk menerima rangsangan

berupa bau atau zat kimia yang berbentuk gas. Sel-sel reseptor
olfaktori terletak pada epitel olfaktori bagian atas rongga
hidung yang luasnya kurang lebih 250 mm2. Sel reseptor
olfaktori tersususn atas neuron bipolar. Sel reseptor olfaktori
memiliki ujung bersilia yang dihubungkan oleh urat saraf
melalui tulang saringan dan bersatu menjadi urat saraf olfaktori
menuju ke pusat penciuman bau di otak. Di antara sel reseptor
olfaktori terdapat sel-sel penunjang atau penyokong
(supporting cells) yang berperan dalam mendukung metabolik
dan fisik epitel olfaktori.

Gambar 21. Penciuman pada Manusia
Suumber: (Jhonson ,2012:283)

b) Mekanisme Transduksi Olfaktorius pada Membran Silia
Sel Reseptor Olfaktori

Indera pembau atau pencium menerima stimulus berupa gas
(zat odoran). Banyaknya jenis zat odoran yang berbeda
menyebabkan manusia mampu membedakan ribuan aroma
yang berbeda. Ketika suatu odoran berdifusi ke dalam lapisan
mucus yang menyelimuti rongga hidung dan bertemu dengan
ujung penerimaan saraf sel olfaktori bersilia, maka akan
berikatan dengan protein GPCR spesifik yang disebut reseptor
odoran (odorant receptor/OR) di membran plasma silia
olfaktori. Peristiwa ini memicu transduksi sinyal yang
menyebabkan produksi AMP siklis. Dalam sel reseptor olfaktori,
AMP siklis membuka saluran Na+ maupun Ca2+. Aliran ion-ion
kedalam sel reseptor olfaktori menyebabkan depolarisasi
membran, sehingga membangkitkan potensial aksi.

Gambar 22. Mekanisme Transduksi pada Sel Reseptor Olfaktori. Pada beberapa zat odoran/bau
bertindak untuk meningkatkan cAMP. Odoran berikatan dengan reseptor odoran/OR pada
membran silia olfaktori sehingga mengaktifkan protein G untuk mengaktivasi adenilil siklase,
menghasilkan cAMP. Hal tersebut menyebabkan membukanya saluran kation dan memungkinkan
masuknya ion Na+ dan Ca2+ dan mendepolarisasi sel. Ca2+ berikatan dengan saluran Cl- sehingga
memungkinkan keluarnya ion Cl- dan membuat kondisi sel terdepolarisasi.