Sistem saraf otonom

Sistem saraf otonom (Bahasa Inggris: autonomic nervous system, disingkat ANS), terkadang disebut sistem saraf viseral dan sebelumnya disebut sistem saraf vegetatif, adalah bagian dari sistem saraf yang mengoperasikan organ dalam, otot polos, dan kelenjar. Sistem saraf otonom adalah sistem kontrol yang bekerja sebagian besar tanpa disadari dan mengatur fungsi tubuh, seperti detak jantung, kekuatan kontraksi, pencernaan, laju pernapasan, respons pupil, buang air kecil, dan gairah seksual. Respons melawan-atau-lari, yang juga dikenal sebagai respons stres akut, dipicu oleh sistem saraf otonom.

Sistem saraf otonom diatur oleh refleks terpadu melalui batang otak ke sumsum tulang belakang dan organ. Fungsi otonom meliputi kontrol pernapasan, pengaturan jantung (pusat kontrol jantung), aktivitas vasomotor (pusat vasomotor), dan tindakan refleks tertentu seperti batuk, bersin, menelan, dan muntah. Area-area tersebut kemudian dibagi lagi menjadi area lain dan juga dihubungkan ke subsistem otonom dan sistem saraf tepi. Hipotalamus, tepat di atas batang otak, bertindak sebagai integrator untuk fungsi otonom, menerima masukan pengaturan otonom dari sistem limbik.Buku catatan beban alostatik: Fungsi Parasimpatik  – 1999, jaringan penelitian MacArthur, UCSF

Meskipun terdapat laporan yang saling bertentangan tentang pembagiannya dalam literatur, sistem saraf otonom secara historis dianggap sebagai sistem motorik murni, dan telah dibagi menjadi tiga cabang: sistem saraf simpatik, sistem saraf parasimpatik, dan sistem saraf enterik. Beberapa buku teks tidak memasukkan sistem saraf enterik sebagai bagian dari sistem ini. Sistem saraf simpatik bertanggung jawab untuk memicu respons melawan-atau melawan. Sistem saraf parasimpatik bertanggung jawab atas respons tubuh terhadap istirahat dan pencernaan. Dalam banyak kasus, kedua sistem ini memiliki tindakan yang "berlawanan" di mana satu sistem mengaktifkan respons fisiologis dan yang lain menghambatnya. Penyederhanaan lama sistem saraf simpatis dan parasimpatik sebagai "rangsangan" dan "penghambatan" dibatalkan karena banyaknya pengecualian yang ditemukan. Karakterisasi yang lebih modern adalah bahwa sistem saraf simpatis adalah "sistem mobilisasi respons cepat" dan parasimpatik adalah "sistem peredam yang diaktifkan lebih lambat", tetapi bahkan ini memiliki pengecualian, seperti dalam gairah seksual dan orgasme, di mana keduanya berperan.

Ada sinapsis penghambatan dan rangsangan [[antara neuron. Subsistem neuron ketiga telah dinamakan sebagai transmitter non-noradrenergik, non-kolinergik (karena mereka menggunakan nitrit oksida sebagai neurotransmitter) dan merupakan bagian integral dalam fungsi otonom, khususnya di usus dan paru-paru.

Meskipun ANS juga dikenal sebagai sistem saraf viseral dan meskipun sebagian besar serabutnya membawa informasi non-somatik ke SSP, banyak penulis masih menganggapnya hanya berhubungan dengan sisi motorik. Sebagian besar fungsi otonom bersifat tidak disengaja tetapi sering kali dapat bekerja sama dengan sistem saraf somatik yang menyediakan kontrol sukarela.

Struktur
Sistem saraf otonom secara klasik dibagi menjadi sistem saraf simpatik dan sistem saraf parasimpatik saja (yaitu, secara eksklusif motorik). Divisi simpatik muncul dari sumsum tulang belakang di area toraks dan lumbal, berakhir di sekitar L2-3. Divisi parasimpatis memiliki "aliran keluar" kraniosakral, yang berarti bahwa neuron dimulai di saraf kranial (khususnya saraf okulomotor, saraf wajah, saraf glosofaringeal, dan saraf vagus) dan sumsum tulang belakang sakral (S2-S4).

Sistem saraf otonom bersifat unik karena memerlukan jalur eferen dua neuron berurutan; neuron preganglionik harus terlebih dahulu bersinaps dengan neuron postganglionik sebelum menginervasi organ target. Neuron preganglionik, atau neuron pertama, akan dimulai di "aliran keluar" dan akan bersinaps di badan sel neuron postganglionik, atau neuron kedua. Neuron postganglionik kemudian akan bersinaps di organ target.

Pembagian simpatis

Sistem saraf simpatis terdiri dari sel-sel dengan badan di kolom abu-abu lateral dari T1 hingga L2/3. Badan sel ini adalah "GVE" (eferen viseral umum) dan merupakan neuron preganglionik. Ada beberapa lokasi tempat neuron preganglion dapat bersinaps dengan neuron postganglionnya:
 ganglia paravertebral (3) dari rantai simpatis (berjalan di kedua sisi badan vertebra)
 ganglia serviks (3)
 ganglia toraks (12) dan ganglia lumbal rostral (2 atau 3)
 ganglia lumbal kaudal dan ganglia sakral
 ganglia prevertebral (ganglion seliaka, ganglion aorta, ganglion mesenterika superior, ganglion mesenterika inferior)
 sel kromafin dari medula adrenal (ini adalah satu pengecualian dari aturan jalur dua neuron: sinaps langsung bersumber dari badan sel target)
Ganglia ini menyediakan neuron postganglion yang menjadi sumber persarafan organ target. Contoh-contoh saraf splanknik (viseral) adalah:
 saraf kardiak servikal dan saraf viseral torakal, yang bersinaps dalam rantai simpatis
 Saraf splanknik torakal (lebih besar, lebih kecil, paling kecil), yang bersinaps dalam ganglia prevertebralis
 Saraf splanknik lumbal, yang bersinaps dalam ganglia prevertebralis
 Saraf splanknik sakral, yang bersinaps dalam pleksus hipogastrikus inferior
Semua ini juga mengandung saraf aferen (sensorik), yang dikenal sebagai neuron GVA (aferen viseral umum).

Divisi parasimpatik

Sistem saraf parasimpatik terdiri dari sel-sel dengan badan di salah satu dari dua lokasi: batang otak (saraf kranial III, VII, IX, X) atau sumsum tulang belakang sakral (S2, S3, S4). Ini adalah neuron preganglionik, yang bersinaps dengan neuron postganglionik di lokasi berikut:
 ganglia parasimpatis kepala: siliaris (saraf kranial III), genikulatum (saraf kranial VII),
 pterigopalatina (saraf kranial VII dan IX), dan submandibular (saraf kranial VII dan IX),
 saraf telinga bagian dalam (saraf kranial IX)
 saraf timpani VII dengan C9, C10, C5 (saraf kranial VII|VII, XI, X, V) di pleksus promontorium di ruang telinga tengah
 ganglion trigeminal khususnya sensorik (hanya motorik mastikasi) sama dengan ganglion lainnya
 di dalam atau dekat dinding organ yang dipersarafi oleh pleksus vagus (saraf kranial X) atau saraf sakral (S2, S3, S4)
ganglia ini menyediakan neuron postganglionik yang menjadi tempat persarafan organ target. Contohnya adalah:
 saraf splanknik (viseral) parasimpatis postganglionik
 saraf vagus, yang melewati toraks dan daerah perut yang menginervasi, di antara organ-organ lain, jantung, paru-paru, hati, dan lambung

Sistem Saraf Enterik

Perkembangan Sistem Saraf Enterik:

Proses rumit perkembangan sistem saraf enterik (ENS) dimulai dengan migrasi sel-sel dari bagian vagal dari krista saraf. Sel-sel ini memulai perjalanan dari daerah kranial untuk mengisi seluruh saluran pencernaan. Bersamaan dengan itu, bagian sakral dari krista saraf menyediakan lapisan kompleksitas tambahan dengan memberikan masukan ke ganglia usus belakang. Sepanjang perjalanan perkembangan ini, banyak reseptor yang menunjukkan aktivitas tirosin kinase, seperti Ret dan Kit, memainkan peran yang sangat penting. Ret, misalnya, memainkan peran penting dalam pembentukan ganglia enterik yang berasal dari sel-sel yang dikenal sebagai krista neural vagal. Pada tikus, gangguan gen RET yang ditargetkan mengakibatkan agenesis ginjal dan tidak adanya ganglia enterik, sementara pada manusia, mutasi pada gen RET dikaitkan dengan megakolon. Demikian pula, Kit, reseptor lain dengan aktivitas tirosin kinase, terlibat dalam pembentukan sel interstisial Cajal, yang memengaruhi aktivitas eksitatori listrik spontan dan berirama yang dikenal sebagai gelombang lambat di saluran pencernaan. Memahami seluk-beluk molekuler reseptor ini memberikan wawasan penting ke dalam orkestrasi rumit perkembangan ENS.
Fungsi

Divisi simpatis dan parasimpatik biasanya berfungsi secara berlawanan. Namun, pertentangan ini lebih baik disebut sebagai sifat yang saling melengkapi daripada antagonis. Sebagai analogi, seseorang dapat menganggap divisi simpatis sebagai akselerator dan divisi parasimpatik sebagai rem. Divisi simpatis biasanya berfungsi dalam tindakan yang membutuhkan respons cepat. Divisi parasimpatik berfungsi dengan tindakan yang tidak memerlukan reaksi langsung. Sistem simpatis sering dianggap sebagai sistem "lawan atau lari", sedangkan sistem parasimpatik sering dianggap sebagai sistem "istirahat dan mencerna" atau "makan dan berkembang biak".

Namun, banyak contoh aktivitas simpatis dan parasimpatik tidak dapat dikaitkan dengan situasi "lawan" atau "istirahat". Misalnya, berdiri dari posisi berbaring atau duduk akan menyebabkan penurunan tekanan darah yang tidak berkelanjutan jika tidak ada peningkatan kompensasi pada tonus simpatis arteri. Contoh lain adalah modulasi denyut jantung yang konstan, detik demi detik, oleh pengaruh simpatis dan parasimpatik, sebagai fungsi dari siklus pernapasan. Secara umum, kedua sistem ini harus dilihat sebagai modulasi fungsi vital secara permanen, dalam cara yang biasanya antagonis, untuk mencapai homeostasis.
Organisme tingkat tinggi mempertahankan integritasnya melalui homeostasis yang bergantung pada regulasi umpan balik negatif yang, pada gilirannya, biasanya bergantung pada sistem saraf otonom. Beberapa tindakan khas sistem saraf simpatik dan parasimpatik tercantum di bawah ini.

+Organ/sistem targetParasimpatikSimpatikSistem pencernaanMeningkatkan gerak peristaltik dan jumlah sekresi oleh kelenjar pencernaanMengurangi aktivitas sistem pencernaanHatiTidak ada efekMenyebabkan glukosa dilepaskan ke darahParu-paruMenyempitkan bronkiolusMelebarkan bronkiolusKandung kemih/UretraMelemaskan sfingterMenyempitkan sfingterGinjalTidak ada efekMengurangi produksi urinJantungMenurunkan lajuMeningkatkan lajuPembuluh darahTidak ada efek pada sebagian besar pembuluh darahMenyempitkan pembuluh darah di organ dalam; meningkatkan tekanan darahKelenjar ludah dan lakrimalMerangsang; meningkatkan produksi air liur dan air mataMenghambat; menyebabkan mulut dan mata keringMata (iris)Merangsang otot konstriktor; menyempitkan pupilMerangsang otot dilator; melebarkan pupilMata (otot siliaris)Merangsang peningkatan tonjolan lensa untuk penglihatan dekatMenghambat; mengurangi tonjolan lensa; mempersiapkan penglihatan jauhMedula AdrenalTidak ada efekMerangsang sel medula untuk mengeluarkan epinefrin dan norepinefrinKelenjar keringat pada kulitTidak ada efekMerangsang fungsi sudomotor untuk menghasilkan keringat

Sistem saraf simpatis

Mendorong respons melawan atau lari, berhubungan dengan gairah dan pembangkitan energi, dan menghambat pencernaan
 Mengalihkan aliran darah dari saluran gastro-intestinal (GI) dan kulit melalui vasokonstriksi
 Aliran darah ke otot rangka dan paru-paru ditingkatkan (hingga 1200% dalam kasus otot rangka)
 Melebarkan bronkiolus paru-paru melalui sirkulasi epinefrin, yang memungkinkan pertukaran oksigen alveolar yang lebih besar
 Meningkatkan denyut jantung dan kontraktilitas sel jantung (miosit), sehingga menyediakan mekanisme untuk meningkatkan aliran darah ke otot rangka
 Melebarkan pupil dan merelaksasikan otot siliaris ke lensa, sehingga lebih banyak cahaya dapat masuk ke mata dan meningkatkan penglihatan jauh
 Memberikan vasodilatasi untuk pembuluh koroner di jantung
 Menyempitkan semua sfingter usus dan sfingter urin
 Menghambat peristalsis
 Merangsang orgasme
Pola persarafan kelenjar keringat—yaitu, serabut saraf simpatis postganglionik—memungkinkan dokter dan peneliti untuk menggunakan pengujian fungsi sudomotor guna menilai disfungsi sistem saraf otonom, melalui konduktansi kulit elektrokimia.

Sistem saraf parasimpatik

Sistem saraf parasimpatik dikatakan dapat meningkatkan respons "istirahat dan mencerna", membantu menenangkan saraf agar kembali berfungsi normal, dan meningkatkan pencernaan. Fungsi saraf dalam sistem saraf parasimpatik meliputi:
 Melebarkan pembuluh darah yang menuju saluran cerna, meningkatkan aliran darah. * Menyempitkan diameter bronkiolus saat kebutuhan oksigen telah berkurang
 Cabang jantung khusus dari saraf vagus dan saraf aksesoris toraks memberikan kontrol parasimpatis pada jantung (miokardium)
 Penyempitan pupil dan kontraksi otot siliaris, memfasilitasi akomodasi dan memungkinkan penglihatan lebih dekat
 Merangsang sekresi kelenjar ludah, dan mempercepat peristalsis, memediasi pencernaan makanan dan, secara tidak langsung, penyerapan nutrisi
 Seksual. Saraf sistem saraf tepi terlibat dalam ereksi jaringan genital melalui saraf splanknikus pelvis 2–4. Saraf ini juga bertanggung jawab untuk merangsang gairah seksual.

Sistem saraf enterik

Sistem saraf enterik adalah sistem saraf intrinsik dari sistem gastrointestinal. Telah dideskripsikan sebagai "Otak Kedua Tubuh Manusia". Fungsinya meliputi:
 Mendeteksi perubahan kimia dan mekanis di usus
 Mengatur sekresi di usus
 Mengendalikan peristalsis dan beberapa fungsi lainnya gerakan

Neurotransmitter

thumb

Di organ efektor, neuron ganglion simpatik melepaskan noradrenalin (norepinefrin), bersama dengan kotransmitter lain seperti ATP, untuk bekerja pada reseptor adrenergik, kecuali kelenjar keringat dan medula adrenal:
 Asetilkolin adalah neurotransmitter preganglionik untuk kedua divisi ANS, serta neurotransmitter postganglionik neuron parasimpatis. Saraf yang melepaskan asetilkolin disebut kolinergik. Dalam sistem parasimpatis, neuron ganglionik menggunakan asetilkolin sebagai neurotransmitter untuk menstimulasi reseptor muskarinik.
 Di medula adrenal, tidak ada neuron postsinaptik. Sebaliknya, neuron presinaptik melepaskan asetilkolin untuk bekerja pada reseptor nikotinik. Stimulasi medula adrenal melepaskan adrenalin (epinefrin) ke dalam aliran darah, yang bekerja pada adrenoseptor, sehingga secara tidak langsung memediasi atau meniru aktivitas simpatis.

Tabel lengkap ditemukan di Tabel aksi neurotransmitter di ANS.

Sistem saraf otonom dan sistem imun
Studi terkini menunjukkan bahwa aktivasi ANS sangat penting untuk mengatur respons imun-inflamasi lokal dan sistemik dan dapat memengaruhi hasil stroke akut. Pendekatan terapeutik yang memodulasi aktivasi ANS atau respons imun-inflamasi dapat meningkatkan pemulihan neurologis setelah stroke.

 Sejarah 
Sistem saraf otonom yang terspesialisasi dikenali oleh Galen.

Pada tahun 1665, Thomas Willis menggunakan terminologi tersebut, dan pada tahun 1900, John Newport Langley menggunakan istilah tersebut, yang mendefinisikan dua divisi sebagai sistem saraf simpatik dan parasimpatik.

Efek kafein
Kafein adalah bahan bioaktif yang ditemukan dalam minuman yang biasa dikonsumsi seperti kopi, teh, dan soda. Efek fisiologis jangka pendek dari kafein meliputi peningkatan tekanan darah dan aliran keluar saraf simpatik. Konsumsi kafein secara rutin dapat menghambat efek fisiologis jangka pendek. Konsumsi espresso berkafein meningkatkan aktivitas parasimpatis pada konsumen kafein rutin; tetapi, espresso tanpa kafein menghambat aktivitas parasimpatis pada konsumen kafein rutin. Ada kemungkinan bahwa bahan bioaktif lain dalam espresso tanpa kafein juga dapat berkontribusi terhadap penghambatan aktivitas parasimpatis pada konsumen kafein yang rutin.

Kafein mampu meningkatkan kapasitas kerja saat seseorang melakukan tugas berat. Dalam satu penelitian, kafein memicu detak jantung maksimum yang lebih besar saat tugas berat dilakukan dibandingkan dengan plasebo. Kecenderungan ini kemungkinan besar disebabkan oleh kemampuan kafein untuk meningkatkan aliran keluar saraf simpatik. Lebih jauh, penelitian ini menemukan bahwa pemulihan setelah latihan intens lebih lambat saat kafein dikonsumsi sebelum latihan. Temuan ini menunjukkan kecenderungan kafein untuk menghambat aktivitas parasimpatik pada konsumen yang tidak terbiasa. Peningkatan aktivitas saraf yang dirangsang kafein kemungkinan akan menimbulkan efek fisiologis lain saat tubuh mencoba mempertahankan homeostasis.

Efek kafein pada aktivitas parasimpatis dapat bervariasi tergantung pada posisi individu saat Respons otonom diukur. Satu studi menemukan bahwa posisi duduk menghambat aktivitas otonom setelah konsumsi kafein (75 mg); tetapi, aktivitas parasimpatis meningkat dalam posisi terlentang. Temuan ini dapat menjelaskan mengapa beberapa konsumen kafein yang terbiasa (75 mg atau kurang) tidak mengalami efek jangka pendek dari kafein jika rutinitas mereka mengharuskan berjam-jam dalam posisi duduk. Penting untuk dicatat bahwa data yang mendukung peningkatan aktivitas parasimpatis dalam posisi terlentang berasal dari percobaan yang melibatkan peserta berusia antara 25 dan 30 tahun yang dianggap sehat dan tidak banyak bergerak. Kafein dapat memengaruhi aktivitas otonom secara berbeda bagi individu yang lebih aktif atau lanjut usia.
 Lihat juga 
 Disautonomia
 Perasaan
 Masyarakat Internasional untuk Ilmu Saraf Otonom
 Teori Polivagal
 Refleks iskemik meduler

Referensi

Pranala luar
  Artikel sistem saraf otonom di Scholarpedia, oleh Ian Gibbins dan Bill Blessing
 Pembagian Sistem Saraf