Fungsi Akson pada Sel Saraf, Miliki Peran Penting dalam Sistem Saraf Manusia

Liputan6.com, Jakarta Sistem saraf manusia merupakan salah satu sistem yang paling kompleks dalam tubuh. Salah satu komponen penting dalam sistem saraf adalah sel saraf atau neuron. Setiap neuron memiliki bagian-bagian yang berperan dalam menjalankan fungsinya, salah satunya adalah akson. Akson memiliki peran vital dalam menghantarkan impuls saraf dari satu sel ke sel lainnya. Artikel ini akan membahas secara mendalam tentang fungsi akson pada sel saraf serta berbagai aspek penting terkait akson.

Akson, yang juga dikenal sebagai neurit, adalah bagian dari sel saraf (neuron) yang berbentuk seperti kabel panjang dan tipis. Akson berfungsi untuk menghantarkan impuls listrik dari badan sel saraf menuju ke sel saraf lain atau ke jaringan target seperti otot dan kelenjar. Setiap neuron biasanya hanya memiliki satu akson, namun akson tersebut dapat bercabang di ujungnya untuk membentuk sinapsis dengan banyak sel target sekaligus.

Beberapa karakteristik penting dari akson antara lain:

• Memiliki diameter yang sangat kecil, umumnya hanya sekitar 1 mikrometer
• Panjangnya bervariasi, dari 1 milimeter hingga lebih dari 1 meter
• Diselubungi oleh lapisan mielin pada sebagian besar akson
• Memiliki bagian ujung yang bercabang disebut terminal akson
• Mengandung sitoplasma khusus yang disebut aksoplasma

Akson berperan sangat penting dalam komunikasi antar sel saraf. Tanpa akson, impuls saraf tidak dapat dihantarkan dengan cepat dan efisien dari satu sel ke sel lainnya. Hal ini akan sangat mengganggu fungsi sistem saraf secara keseluruhan.

Untuk memahami fungsi akson dengan lebih baik, penting untuk mengetahui struktur detailnya. Akson memiliki beberapa bagian utama yang berperan dalam menjalankan fungsinya, yaitu:

• Akson hillock: Bagian awal akson yang menyambung dengan badan sel, merupakan tempat inisiasi potensial aksi
• Segmen awal: Bagian akson yang tidak bermielin tepat setelah akson hillock
• Selubung mielin: Lapisan lemak yang menyelubungi sebagian besar panjang akson
• Nodus Ranvier: Celah kecil pada selubung mielin yang memungkinkan konduksi saltatori
• Terminal akson: Ujung akson yang bercabang dan membentuk sinapsis
• Vesikel sinaptik: Kantong-kantong kecil berisi neurotransmiter di terminal akson

Selubung mielin yang menyelubungi akson terbentuk dari sel-sel Schwann pada sistem saraf tepi dan sel oligodendrosit pada sistem saraf pusat. Selubung mielin ini sangat penting untuk meningkatkan kecepatan hantar impuls saraf. Pada bagian-bagian akson yang tidak terselubungi mielin (nodus Ranvier), terdapat konsentrasi tinggi kanal ion yang memungkinkan terjadinya depolarisasi membran dan propagasi potensial aksi.

Terminal akson merupakan bagian ujung akson yang membentuk sinapsis dengan sel target. Di terminal akson terdapat banyak vesikel sinaptik yang berisi neurotransmiter. Saat impuls saraf mencapai terminal akson, vesikel-vesikel ini akan melepaskan neurotransmiter ke celah sinaptik untuk mengaktifkan sel target.

Akson memiliki beberapa fungsi penting dalam sistem saraf, antara lain:

1. Menghantarkan impuls saraf: Fungsi utama akson adalah menghantarkan impuls listrik (potensial aksi) dari badan sel saraf menuju ke sel target. Akson mampu menghantarkan impuls dengan sangat cepat berkat adanya selubung mielin.
2. Mempercepat konduksi impuls: Selubung mielin pada akson memungkinkan terjadinya konduksi saltatori, di mana impuls "melompat" dari satu nodus Ranvier ke nodus berikutnya. Hal ini sangat meningkatkan kecepatan hantar impuls.
3. Menghubungkan antar sel saraf: Akson membentuk sinapsis dengan dendrit atau badan sel saraf lain, memungkinkan terjadinya komunikasi antar neuron dalam jaringan saraf.
4. Melepaskan neurotransmiter: Terminal akson berperan dalam melepaskan neurotransmiter ke celah sinaptik untuk mengaktifkan sel target.
5. Transportasi materi sel: Akson juga berfungsi sebagai jalur transportasi berbagai materi sel seperti protein, lipid, dan organel dari badan sel menuju terminal akson.

Fungsi-fungsi tersebut memungkinkan akson berperan vital dalam transmisi informasi dalam sistem saraf. Tanpa akson yang berfungsi normal, komunikasi antar sel saraf akan sangat terganggu dan dapat menyebabkan berbagai gangguan neurologis.

Akson dapat dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan karakteristik struktural dan fungsionalnya. Berikut adalah jenis-jenis utama akson:

1. Berdasarkan ada tidaknya selubung mielin:

• Akson bermielin: Akson yang diselubungi oleh lapisan mielin. Akson jenis ini mampu menghantarkan impuls dengan sangat cepat melalui konduksi saltatori. Umumnya ditemukan pada sistem saraf somatik yang mengendalikan gerakan sadar.
• Akson tak bermielin: Akson yang tidak diselubungi mielin. Kecepatan hantar impulsnya lebih lambat dibandingkan akson bermielin. Biasanya ditemukan pada sistem saraf otonom yang mengatur fungsi organ dalam.

2. Berdasarkan diameter:

• Akson berdiameter besar: Umumnya bermielin dan menghantarkan impuls dengan sangat cepat. Contohnya akson pada saraf motorik yang mengendalikan otot rangka.
• Akson berdiameter kecil: Biasanya tak bermielin atau hanya memiliki selubung mielin tipis. Kecepatan hantar impulsnya lebih lambat. Contohnya akson pada saraf sensorik yang menghantarkan sensasi nyeri.

3. Berdasarkan panjang:

• Akson pendek: Panjangnya kurang dari 1 mm, biasanya ditemukan pada interneuron di otak dan sumsum tulang belakang.
• Akson panjang: Dapat mencapai panjang lebih dari 1 meter. Contohnya akson pada saraf skiatik yang membentang dari sumsum tulang belakang hingga ke jari kaki.

Perbedaan jenis akson ini memungkinkan sistem saraf untuk menghantarkan berbagai jenis informasi dengan kecepatan yang sesuai. Akson bermielin berdiameter besar cocok untuk menghantarkan sinyal motorik yang membutuhkan respons cepat, sementara akson tak bermielin berdiameter kecil lebih sesuai untuk sinyal sensorik yang tidak memerlukan kecepatan tinggi.

Akson menghantarkan impuls saraf melalui mekanisme yang disebut potensial aksi. Berikut adalah tahapan cara kerja akson dalam menghantarkan impuls saraf:

1. Inisiasi potensial aksi: Impuls saraf dimulai di akson hillock ketika stimulus yang cukup kuat menyebabkan depolarisasi membran melewati ambang batas.
2. Pembukaan kanal ion: Depolarisasi menyebabkan kanal natrium terbuka, memungkinkan ion natrium masuk ke dalam akson dan semakin mendepolarisasi membran.
3. Propagasi potensial aksi: Depolarisasi menyebar ke bagian akson yang berdekatan, memicu pembukaan kanal natrium berikutnya. Proses ini berlanjut sepanjang akson.
4. Konduksi saltatori: Pada akson bermielin, potensial aksi "melompat" dari satu nodus Ranvier ke nodus berikutnya, mempercepat konduksi impuls.
5. Repolarisasi: Setelah puncak depolarisasi, kanal kalium terbuka dan ion kalium keluar dari akson, mengembalikan potensial membran ke keadaan istirahat.
6. Transmisi sinaptik: Saat potensial aksi mencapai terminal akson, vesikel sinaptik melepaskan neurotransmiter ke celah sinaptik untuk mengaktifkan sel target.

Proses ini terjadi sangat cepat, memungkinkan impuls saraf merambat dengan kecepatan hingga 120 meter per detik pada akson bermielin berdiameter besar. Kecepatan hantar impuls yang tinggi ini sangat penting untuk koordinasi fungsi tubuh yang cepat dan akurat.

Akson memiliki peran penting dalam berbagai jenis neuron yang ada dalam sistem saraf. Berikut adalah penjelasan tentang peran akson pada tiga jenis utama neuron:

1. Neuron Sensorik

Pada neuron sensorik, akson berperan menghantarkan informasi sensorik dari reseptor di jaringan perifer menuju sistem saraf pusat. Karakteristik akson pada neuron sensorik antara lain:

• Umumnya bermielin untuk menghantarkan impuls dengan cepat
• Panjangnya bervariasi tergantung lokasi reseptor
• Membentuk sinapsis dengan interneuron atau neuron motorik di sumsum tulang belakang atau otak

2. Neuron Motorik

Akson pada neuron motorik berfungsi menghantarkan sinyal dari sistem saraf pusat menuju otot atau kelenjar. Ciri-ciri akson neuron motorik meliputi:

• Berdiameter besar dan bermielin tebal untuk konduksi yang sangat cepat
• Dapat sangat panjang, terutama yang menuju otot-otot di ekstremitas
• Membentuk sinapsis dengan sel otot di neuromuscular junction

3. Interneuron

Interneuron memiliki akson yang menghubungkan antar neuron dalam sistem saraf pusat. Karakteristik akson interneuron antara lain:

• Umumnya pendek karena hanya menghubungkan neuron-neuron yang berdekatan
• Dapat bermielin atau tak bermielin
• Sering bercabang untuk membentuk sinapsis dengan banyak neuron target

Perbedaan karakteristik akson pada berbagai jenis neuron ini memungkinkan sistem saraf untuk menjalankan fungsinya dalam mengolah dan menghantarkan berbagai jenis informasi dengan efisien.

Akson dapat mengalami berbagai gangguan yang berdampak serius pada fungsi sistem saraf. Beberapa gangguan utama yang dapat terjadi pada akson antara lain:

1. Cedera Aksonal

Cedera fisik pada akson dapat terjadi akibat trauma kepala, cedera tulang belakang, atau kompresi saraf. Dampaknya meliputi:

• Gangguan konduksi impuls saraf
• Kelemahan otot atau paralisis
• Gangguan sensorik seperti mati rasa atau kesemutan

2. Demielinasi

Kerusakan atau hilangnya selubung mielin pada akson dapat disebabkan oleh penyakit seperti multiple sclerosis. Akibatnya antara lain:

• Perlambatan atau gangguan konduksi impuls
• Gejala neurologis yang bervariasi tergantung lokasi demielinasi
• Kelelahan dan gangguan koordinasi

3. Neuropati Perifer

Kerusakan pada akson saraf tepi dapat disebabkan oleh diabetes, defisiensi vitamin, atau paparan toksin. Dampaknya meliputi:

• Nyeri neuropatik
• Gangguan sensasi di tangan dan kaki
• Kelemahan otot

4. Degenerasi Aksonal

Penurunan fungsi akson secara progresif dapat terjadi pada penyakit neurodegeneratif seperti Alzheimer dan Parkinson. Akibatnya antara lain:

• Gangguan kognitif dan memori
• Gangguan gerakan
• Penurunan fungsi saraf secara umum

Gangguan-gangguan pada akson ini dapat menyebabkan berbagai gejala neurologis yang serius dan mempengaruhi kualitas hidup penderitanya. Penanganan yang tepat dan dini sangat penting untuk mencegah kerusakan permanen pada sistem saraf.

Penelitian tentang akson terus berkembang pesat dalam beberapa dekade terakhir. Beberapa area penelitian yang menjanjikan terkait akson antara lain:

1. Regenerasi Akson

Para ilmuwan terus mengembangkan metode untuk merangsang regenerasi akson yang rusak, terutama pada kasus cedera saraf dan penyakit neurodegeneratif. Pendekatan yang diteliti meliputi:

• Terapi sel punca untuk menggantikan sel-sel saraf yang rusak
• Penggunaan faktor pertumbuhan untuk merangsang pertumbuhan akson baru
• Rekayasa biomaterial sebagai scaffold untuk pertumbuhan akson

2. Pencitraan Akson

Teknik pencitraan canggih dikembangkan untuk memvisualisasikan struktur dan fungsi akson dengan lebih detail. Metode yang digunakan antara lain:

• Mikroskopi super-resolusi untuk melihat struktur akson pada tingkat molekuler
• Pencitraan optogenetik untuk memantau aktivitas akson secara real-time
• Teknik tracing akson untuk memetakan konektivitas saraf

3. Manipulasi Genetik Akson

Penelitian genetika molekuler membuka peluang untuk memodifikasi sifat-sifat akson, dengan tujuan:

• Meningkatkan ketahanan akson terhadap kerusakan
• Memperbaiki fungsi akson pada kondisi patologis
• Mengoptimalkan kinerja akson untuk aplikasi tertentu

4. Akson Buatan

Pengembangan akson buatan atau sintetis merupakan area penelitian yang menjanjikan, dengan potensi aplikasi seperti:

• Menjembatani celah pada saraf yang rusak
• Menciptakan antarmuka saraf-mesin yang lebih efisien
• Mengembangkan model in vitro untuk studi fungsi akson

Perkembangan penelitian ini diharapkan dapat membuka jalan bagi terapi baru untuk berbagai gangguan neurologis serta meningkatkan pemahaman kita tentang fungsi sistem saraf secara keseluruhan.

Akson memiliki peran yang sangat penting dalam fungsi sistem saraf manusia. Sebagai komponen utama sel saraf, akson bertanggung jawab untuk menghantarkan impuls saraf dengan cepat dan efisien dari satu sel ke sel lainnya. Struktur unik akson, terutama adanya selubung mielin, memungkinkan transmisi informasi yang sangat cepat dalam sistem saraf.

Fungsi akson tidak terbatas pada penghantaran impuls, tetapi juga mencakup peran dalam melepaskan neurotransmiter dan transportasi materi sel. Berbagai jenis akson dengan karakteristik yang berbeda memungkinkan sistem saraf untuk menangani berbagai jenis informasi sensorik dan motorik dengan optimal.

Gangguan pada akson dapat menyebabkan berbagai masalah neurologis yang serius, mulai dari gangguan sensorik hingga paralisis. Oleh karena itu, pemahaman yang mendalam tentang struktur dan fungsi akson sangat penting dalam pengembangan terapi untuk berbagai penyakit saraf.

Penelitian tentang akson terus berkembang, membuka peluang baru dalam regenerasi saraf, pencitraan, dan bahkan pengembangan akson buatan. Kemajuan ini diharapkan dapat membawa terobosan baru dalam penanganan gangguan neurologis dan meningkatkan kualitas hidup pasien dengan masalah saraf.

Dengan peran vitalnya dalam sistem saraf, akson benar-benar merupakan komponen kunci dalam memahami kompleksitas fungsi otak dan sistem saraf manusia secara keseluruhan. Penelitian lebih lanjut tentang akson tidak hanya akan meningkatkan pemahaman kita tentang biologi saraf, tetapi juga berpotensi membuka jalan bagi inovasi medis yang revolusioner di masa depan.