Neuromuscular Junction (NMJ)

BAB 1 PENDAHULUAN

A.LATAR BELAKANG

Neuromuscular Junction (NMJ) adalah cabang terminal akson yang dinamakan juga telodendris akson yang merupakan  tempat penyimpanan transmitter sinapsis yang disekresi oleh saraf, maka ketika mendekati ujung saraf akson yang menyarafi serat otot rangka kehilangan selubung mielinnya dan kemudian bercabang menjadi sejumlah tonjolan akhir (terminal butons) atau kaki-kaki ujung (end-feet).

Kaki-kaki ujung mengandung banyak vesikel kecil, jernih yang mengandung asetilkolin (Ach), transmitter pada tautan saraf-otot ini. Ujung-ujung tersebut masuk ke dalam cekungan di lempengan ujung motorik, suatu penebalan membran otot di tautan saraf-otot. Di bawah ujung saraf, membran otot pada lempeng ujung (end-plate) membentuk lipatan (functional fold).

Ruang antara saraf dan membran otot yang menebal sebanding dengan celah sinaptik (synoptic cleft) pada sinaps. Seluruh bangun tersebut dikenal sebagai tautan saraf-otot (neuromuscular junction). Hanya satu serat saraf berakhir di tiap end-plate.

Setiap ujung akson saraf motor akan berakhir pada sel otot. Sinapsis antara ujung akson dengan sel otot dikenal dengan motor end plate/ neuromuscular junction.

Pada saat impuls diberikan pada sel saraf, impuls akan dirambatkan sepanjang akson saraf motor dan berakhir pada ujung saraf motor. Impuls akan memicu pelepasan asetilkolin yang selanjutnya menyebar ke celah sinaps. Asetilkolin akan berikatan dengan reseptor menyebabkan peningkatan permeabilitas membran sel otot (sarkolemma) terhadap ion Na⁺. Hal ini akan menimbulkan depolarisasi pada sarkolemma. Impuls akan dirambatkan sepanjang sarkolemma melalui tubulus T yang akan menyebabkan pelepasan ion kalsium (Ca²⁺) dari retikulum sarkoplasma. Kalsium (Ca²⁺) akan menyebar dalam sitoplasma dan melekat pada troponin C (TnC). Perlekatan tersebut akan menggeser tropomiosin sehingga perlekatan pada aktin terbuka, sehingga menyebabkan jembatan silang miosin akan melekat pada aktin (aktomiosin).

B.     RUMUSAN MASALAH

Sesuai dengan uraian latar belakang permasalahan di atas, didapatkan rumusan masalah sebagai berikut:

1.      Apa itu Neuromuscular Junction

2.      Bagaimana proses atau mekanisme Neuromuscular Junction pada otot rangka

3.      Anatomi dan Fisiologi Neuromuscular Junction

C.    TUJUAN

Adapun tujuan yang diharapkan adalah:

1.      Mengetahui Neuromuscular Junction

2.       Mengetahui proses Neuromuscular Junction pada otot rangka

3.      Mengetahui anatomi dan fisiologi Neuromuscular Junction

BAB 2 PEMBAHASAN

2.1 Neuromuscular Junction

              Neuromuscular junction adalah tempat dalam tubuh tempat akson dari saraf motorik bertemu dengan otot dalam upaya transmisi sinyal dari otak yang memerintahkan otot untuk berkontraksi atau berelaksasi.

Neuro Muscular Junction (NMJ) memiliki cabang terminal akson yang dinamakan juga telodendris akson merupakan  tempat penyimpanan transmitter sinapsis yang disekresi oleh saraf, maka ketika mendekati ujung saraf akson yang menyarafi serat otot rangka kehilangan selubung mielinnya dan kemudian bercabang menjadi sejumlah tonjolan akhir (terminal butons) atau kaki-kaki ujung (end-feet).

Kaki-kaki ujung mengandung banyak vesikel kecil, jernih yang mengandung asetilkolin (Ach), transmitter pada tautan saraf-otot ini. Ujung-ujung tersebut masuk ke dalam cekungan di lempengan ujung motorik, suatu penebalan membran otot di tautan saraf-otot. Di bawah ujung saraf, membran otot pada lempeng ujung (end-plate) membentuk lipatan (functional fold).

Ruang antara saraf dan membran otot yang menebal sebanding dengan celah sinaptik (synoptic cleft) pada sinaps. Seluruh bangun tersebut dikenal sebagai tautan saraf-otot (neuromuscular junction). Hanya satu serat saraf berakhir di tiap end-plate.

Setiap ujung akson saraf motor akan berakhir pada sel otot. Sinapsis antara ujung akson dengan sel otot dikenal dengan motor end plate/ neuromuscular junction. Pada saat impuls diberikan pada sel saraf, impuls akan dirambatkan sepanjang akson saraf motor dan berakhir pada ujung saraf motor. Impuls akan memicu pelepasan asetilkolin yang selanjutnya menyebar ke celah sinaps. Asetilkolin akan berikatan dengan reseptor menyebabkan peningkatan permeabilitas membran sel otot (sarkolemma) terhadap ion Na⁺. Hal ini akan menimbulkan depolarisasi pada sarkolemma. Impuls akan dirambatkan sepanjang sarkolemma melalui tubulus T yang akan menyebabkan pelepasan ion kalsium (Ca²⁺) dari retikulum sarkoplasma. Kalsium (Ca²⁺) akan menyebar dalam sitoplasma dan melekat pada troponin C (TnC). Perlekatan tersebut akan menggeser tropomiosin sehingga perlekatan pada aktin terbuka, sehingga menyebabkan jembatan silang miosin akan melekat pada aktin (aktomiosin). Kontraksi dapat terjadi akibat terjadinya siklus pada jembatan miosin 50-100 kali. Proses kontraksi berakhir ketika ion kalsium (Ca²⁺) ditarik kembali ke retikulum sarkoplasma dari ikatannya dengan troponin dan menyebabkan tropomiosin menutup kembali semua tempat perlekatan miosin pada filamen aktin, kemudian otot akan kembali relaksasi. Jadi keberadaan ion kalsium (Ca²⁺)  pada CES akan menentukan perambatan impuls dari saraf motor melalui sinapsis dan kontraksi otot. Apabila tidak terdapat ion kalsium (Ca²⁺)  pada CES akan mampu menyebabkan otot tidak berkontraksi akibat tidak adanya pelepasan asetilkolin sehingga tidak akan ada ikatan neurotransmiter tersebut dengan reseptornya di sarkolemma.

2.2 Mekanisme Neuromuscular Junction

Otot rangka diaktifkan oleh impuls saraf yang dipacu dengan rangsangan mekanik atau elektrik. Pengaktifan otot tergantung kepada inervasi serabut otot. Sebuah saraf motorik pada ujung aksonnya bercabang-cabang dan berbentuk khusus yang disebut "motor end-plate" (lempeng akhiran) yang berinvaginasi kedalam serabut otot tetapi tetap berada diluar sarkoplasma. Invaginasi serabut otot itu disebut palung sinaps atau parit sinaps. Antara lempeng akhiran dengan palung sinaps terdapat ruangan yang disebut celah sinaps.

Potensial aksi masuk ke serabut otot  melalui sinapsis antara serabut saraf dan otot (neuromuscular junction). Di dalam synaptic knob terdapat synaptic vesicles yang mengandung asetilcolin sebagai neurotransmitter. Pada saat ada sinyal dari otak untuk berkontraksi, vesicles berisi neurotransmitter melebur ke membran synaptic melepas asetilcolin. Asetilcolin berdifusi melewati synaptic cleft dan diterima oleh molekul reseptornya yang berupa channel ion Na+ dalam membran sel serabut otot. Kombinasi keduanya membuka channel Na+ dan menyebabkan peningkatan permeabilitas membran sel terhadap ion Na+ dan menghasilkan influx Na+ dalam inisiasi serabut saraf pada potensial aksi serabut otot. Asetilcolin yang telah mempolarisasi serabut otot dan menghasilkan potensial aksi kemudian merambatkan potensial aksi tersebut hingga ke dalam tubula transversal. Di dalam sel otot, potensial aksi menginisiasi terlepasnya Ca2+ dari retikulum sarkoplasmik ke dalam sitoplasma. Ca2+ memulai peluncuran filamen dengan memicu pengikatan miosisn ke aktin. Ototpun berkontraksi. Asetilcolin kemudian dilepas ke synaptic cleft dan serabut otot dan dihancurkan dengan bantuan enzim asetilcolineterase. Enzim ini menghancurkan struktur satu aksi potensi dalam sel saraf.

JENIS KONTRAKSI

1.   Kontraksi isometrik : otot tidak dapat memendek, ketegangan berubah atau meningkat selama kontraksi tanpa adanya perubahan panjang otot, merespon panjang yang konstan dari postural otot pada tubuh.  Contoh: pergerakan otot bagian punggung.

2.   Kontraksi isotonik : ketegangan konstan pada jumlah tertentu, panjang otot berubah atau memendek. Contoh: pergerakan tangan atau jari (dominan isotonik).

2.3 Anatomi dan Fisiologi Neuromuscular Junction

·       Di bagian terminal dari saraf motorik terdapat sebuah pembesaran yang biasa disebut bouton terminale atau terminal bulb. Terminal Bulb ini memiliki membran yang disebut juga membran pre-synaptic, struktu ini bersama dengan membran post-synpatic (pada sel otot) dan celah synaptic (celah antara 2 membran)membentuk Neuromuscular Junction.

·       Membran Pre-Synaptic mengandung asetilkolin (ACh) yang disimpan dalam bentuk vesikel-vesikel. Jika terjadi potensial aksi, maka Ca+ Voltage Gated Channel akan teraktivasi. Terbukanya channel ini akan mengakibatkan terjadinya influx Calcium. Influx ini akan mengaktifkan vesikel-vesikel tersebut untuk bergerak ke tepi membran. Vesikel ini akan mengalami docking pada tepi membran. Karena proses docking ini, maka asetilkolin yang terkandung di dalam vesikel tersebut akan dilepaskan ke dalam celah synaptic.

·         ACh yang dilepaskan tadi, akan berikatan dengan reseptor asetilkolin (AChR) yang terdapat pada membran post-synaptic. AChR ini terdapat pada lekukan-lekukan pada membran post-synaptic. AChR terdiri dari 5 subunit protein, yaitu 2 alpha, dan masing-masing satu beta, gamma, dan delta. Subunit-subunit ini tersusun membentuk lingkaran yang siap untuk mengikat ACh.

·         Ikatan antara ACh dan AChR akan mengakibatkan terbukanya gerbang Natrium pada sel otot, yang segera setelahnya akan mengakibatkan influx Na+. Influx Na+ ini akan mengakibatkan terjadinya depolarisasi pada membran post-synaptic. Jika depolarisasi ini mencapai nilai ambang tertentu (firing level), maka akan terjadi potensial aksi pada sel otot tersebut. Potensial aksi ini akan dipropagasikan (dirambatkan) ke segala arah sesuai dengan karakteristik sel eksitabel, dan akhirnya akan mengakibatkan kontraksi.

·         ACh yang masih tertempel pada AChR kemudian akan dihidrolisis oleh enzim Asetilkolinesterase (AChE) yang terdapat dalam jumlah yang cukup banyak pada celah synaptic. ACh akan dipecah menjadi Kolin dan Asam Laktat. Kolin kemudian akan kembali masuk ke dalam membran pre-synaptic untuk membentuk ACh lagi. Proses hidrolisis ini dilakukan untuk dapat mencegah terjadinya potensial aksi terus menerus yang akan mengakibatkan kontraksi terus menerus.