Pengaruh Irama Sirkadian dalam

Kehidupan Sehari – Hari

Herkuliana Puspita Sari

102012228

Kelompok : F4

Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Jalan Arjuna Utara No. 6 Jakarta Barat 11510

email : erly_giovani@yahoo.com

Pendahuluan

Dalam kehidupan sehari-hari manusia senantiasa untuk melakukan aktivitas. Dalam

melakukan aktivitasnya manusia dikendalikan oleh system kerja otak. Dalam otak, irama

sirkadian dapat dikendalikan. Irama sirkadian adalah siklus yang berlangsung dalam 24 jam,

yang di dalamnya terdapat aktivitas biologis yang berulang dengan interval tertentu, seperti

yang terlihat pada proses tidur dan bangun. Istilah sirkadian berasal dan bahasa latin, circa yang

artinya seputar, dan diem atau dies yang berarti hari. Proses terjadinya irama sirkadian

dipengaruhi oleh faktor endogen dan eksogen.

Melalui makalah ini akan dijelaskan lebih mendalam mengenai struktur otak secara mikro

dan makro, mekanisme dan fungsi kerja otak , irama sirkadian, serta kerja neurotransmitter

yang mempengaruhi irama sirkadian dalam tubuh manusia.

1 | P a g e

Struktur Otak

Otak (bahasa Inggris: encephalon) adalah struktur yang relative kecil, yaitu dengan berat

1400 gr ( 7% berat badan total ).1

Otak merupakan organ merupakan organ untuk berpikir, mengingat dan kesadaran. Secara

makro encephalon terdiri dari tiga subdivisi yaitu :

Gambar 1. Struktur Otak2

A. Secara makro

a. Hemispherium cerebri

Secara embriologik berasal dari telencephalon yaitu bagian paling sentral dari vesikel otak.

Hemispherium cerebri satu sama lain merupakan bayangan cermin terdiri atas korteks dengan

substansia alba di bawahnya dan kumpulan-kumpulan neuron profunda yang disebut nuclei

basales. Luas cortex cerebri kurang lebih 2200 cm2, namun hanya sepertiganya yang terdapat

dalam lipatan sulcus. Kedua hemispherium cerebri terpisah satu sama lain oleh fissure

longitudinalis cerebri yang ditempayi falx cerebri. Masing-masing hemisepherium cerebri terbagi

menjadi lobus-lobus utama oleh berbagai sulcus. Lobus-lobus utama diberi nama sesuai dengan

tulang calvarius yang menutupinya.3

b. Truncus Encephali

Terdiri dari 4 bagian: yaitu diencephalon , mesencephalon, pons dan medulla oblongata.3

2 | P a g e

1. Dienchephalon

Bagian cerebrum yang terjepit di antara kedua belahan otak dan merupakan kumpulan

nucleus yang terletak mulai commisura epithalamica membentang ke depan sampai foramen

inteventriculare Monroi.Memebntuk bagian tengah otak depan. Dikelilingi oleh hemispherium

cerebri.Dienchepalon di bagi menjadi 4 macam yaitu:

• Epithalamus

Merupakan pita ciut pada atap dienchepalon yang terbentuk dari ventriculus tertius.

Epithalamus merupakan sekelompok kecil nuclei, yang meliputi glandula pinealis yang

berfungsi untuk mensekresikan hormone melatonin yang dipengaruhi oleh hypothalamus.

• Thalamus

Merupakan 80% dari dienchepalon, yang mengandung kurang lebih 12 nucleus besar.

Berfungsi sebagai “ stasiun pemancar “ dan pusat integrasi sinaps untuk pemrosesan awal

semua input sensorik dalam perjalanannya ke korteks. Bersama dengan batang otak dan

daerah asosiasi korteks, thalamus penting dalam kemampuannya mengarahkan perhatian ke

rangsangan yang menarik. Sebagai contoh, orang tua dapat tidur di tengah kebisingan lalau

lintas di luar rumah tetapi cepat terjaga oleh rintihan halus bayi mereka. Nuclei ini berperan

sebagai relay pesan sensorik yang diterima.rangsangan sensorik bertemu di thalamus dan

bersinaps dengan salah satu nuclei di thalamus. Singkatnya nuclei thalamus mengatur sinyal

yang diterima.4 Dalam thalamus terdapat formasio retikularis yang merupakan anyaman

neuron-neuron yang saling berhubungan yang meluas di seluruh batang otak dan masuk ke

dalam thalamus. Formasio retikularis berfungsi menerima dan mengintegrasikan semua

masukan sinaptik sensorik yamng datang.5

• Hypothalamus

Merupakan adalah kumpulan nukleus-nukleus spesifik dan serat-serat terkait yang

terletak di bawah thalamus atau terletak diantara chiasma opticum dan corpus mammilaris.

Diatas batang otak, di dalam interior serebrum terdapat diencephalon. Bagian ini

mengandung dua komponen otak : hipotalamus, yang banyak mengontrol banyak fungsi

homeostatic yang penting untuk mempertahankan stabilitas lingkungan internal dan

thalamus yang melakukan beberapa pemrosesan sensorik primitive.

3 | P a g e

Fungsi hypothalamus yang utama regulasi banyak homeostatic, misalnya kontrol suhu,

pengeluaran urin, dan asupan makanan, penghubung penting antara sistem saraf dan endokrin,

banyak terlibat dalam emosi dan pola perilaku dasar.5

Gambar 2. Diencephalon6

2. Mesenchephalon

Merupakan bagian encephalon yang terkecil, yang Terletak antar dienchephalon dan pons,

dapat di jumpai aquaductus cerebri di pusat mesenchephalon.Pada permukaan dorsal

mesenchephalon terlhat 4 tonjolan kecil yaitu colliculus rostralis dan colliculus caudalis serta

penghubung bangunan ini dengan thalamus yaitu brachium colliculi caudalis yang

menghubungkan colliculus caudalis dengan corpus geniculatum mediale dan brachium colliculi

rostralis yang menhungkan anatara colliculus rostralis dengan corpus geniculatum laterale.

Pada permukaan ventral otak yang mengandung tractus piramidalis terdapat pendiculus cerebri.

Penduculus cerebalis superior menghubungkan batang otak dengan cerebellum. Substansia

grisea periaquadactul mengelilingi aquaductus cerebri.

3. Pons

Merupakan bagian rostral dari rhombenchepalon. Pada permukaan ventral pons didapatkan

sulcus bulbopontinus dan foramen cecum yang memisahkan pons dari medulla oblongata. Pada

linea mediana terdapat sulcus basilaris yang ditempati oleh arteri bailaris. Tempat perlekatan

4 | P a g e

nervus trigeminus merupakan tanda perbatasan pons dengan pendiculus cerebellaris medius.

Permukaan dorsal pons tertutup oleh cerebellum dan akan dibicarakan pada ventriculus quartus.

4. Medula oblongata

Bagian caudal dari encephalon membentang dari foramen samapi sulcus bulbopontinus. Inti

medulla oblongata mengandung sebagian besar dari formation reticularis, yang merupakan

nuclei yang mempengaruhi fungsi otonom. Perubahan medulla spinalis ke medulla oblongata

ditandai dengan:

• Obliterasi fissure mediana ventralis dan adanya decussatio pyramedium yang merupakan

persilangan tractus coiticospinalis lateralis.

• Munculnya tuberculum cuneatum dan tuberculum gracile

• Hilangnya nervi spinals dan munculnya craniales

• Terbentuknya ventriculus quartus

Gambar 3. Truncus Enchephali6

c. Cerebellum

Berperan dalam koordinasi aktivitas motorik,regulasi tonus otot serta mempertahankan

keseimbangan.cerebellum berasal dari jaringan di dorsal sulcus limitans dan menerima implus

sensorik dari semua reseptor namun tidak berperan dalam persepsi sensorik informasi sensorik

yang sampai ke cerebellum digunakan untuk mengatur dan mengontrol fungsi motorik.

Cerebellum terdapat di cavum infratentorium posterior dari batang otak. Cerebellum

berhubungan dengan truncus encephali melalui 3 pendiculus cerebalis yaitu penduculus

5 | P a g e

cerebellaris inferior dengan medulla oblongata, penduculus cerebellaris medius dengan pons,

penduculus cerebellaris superior dengan mesenchepalon. Cerebellum dipisahakan dari lobus

occipitalis oleh tenteorium cerebella.

B. Secara Mikro

Encephalon (cerebrum, cerebellum, dan brainstem) dan medulla spinalis secara histologi

terbagi menjadi dua komponen utama yaitu substansi grisea dan substansi alba.

a. Substansi grisea : Jaringan saraf berisi banyak perikarya atau soma dari neuron, dendrit,

glia, pembuluh darah, dan sedikit serabut saraf yang bermyelin. Karakter utama dari substansi

grisea ini berwarna kelabu karena adanya badan sel saraf yang relatif besar, nukleus bulat

dikelilingi badan Nissl. Substansi grisea pada otak berada di perifer, membentuk cortex

cerebrum dan cerebellum. Tetapi pada medulla spinalis berada di sentral berbentuk H.

b. Substansi alba: Kontras dengan substansi grisea. Substansi alba berwarna putih disebabkan

oleh komposisi lemak mielin, tidak mempunyai perikarya, axon bermyelin secara merata.

Terletak pada lapisan dalam otak. Tidak termasuk nuclei dan ganglia. Di otak dalam juga

terdapat substansi grisea yang dikelilingi sedikit atau banyak substansi alba, inilah yang disebut

nuclei.

Subtansia grisea dapat di pandang sebagai “ komputer-komputer “ SSP dan substansia alba

sebagai “ kabel-kabel “ yang menghubungkan komputer-komputer tersebut.

Otak terdri atas 3 lapisan yaitu:

• Cerebrum

Di bagi menjadi hemisfer serebri kiri dan kanan.Seca histology terdiri atas 6 lapisan yaitu:

1. Lapisan molecular : berisi serabut saraf yang berasal dari otak bagian lain, paralel dengan

permukaan.

2. Lapisan granular luar: berisi sel granular (stellate interneuron) kecil dan neuroglia.

3. Lapisan sel-sel pyramid interna: tersusun atas sel piramidal besar yang mempunyai jarak

antar sel satu dengan yang lain. Sel besar terutama pada area motorik cortex cerebri.

4. Lapisan granular dalam : relatif tipis, berisi neuron yang menerima input sensoris. Pada

area visual, lapisan ini sangat menonjol.

5. Lapisan Piramid externa : juga berisi neuroglia dan piramidal yang semakin ke dalam

semakin besar.

6 | P a g e

6. Lapisan multiform

Semua lapisan ini tidak mempunyai batas yang tegas dan berisi neuroglia

• Cerebellum

Korteks serebellum mengandung 3 lapisan dari luar ke dalam yaitu:

1. Lapisan molecular : berisi neuropil yang berasal dari dari dendrit neuron yang berada di

dalam lapisan tengah, dan     axon neuron yang berada di dalam lapisan terdalam.

2. Lapisan Ganglioner : tipis, terbentuk oleh selapis neuron besar yaitu sel piriformis atau sel

Purkinje. Bentuknya seperti botol dan     mempunyai cabang dendrit yang sangat besar,

memanjang sampai lapisan pertama.

3. Lapisan granular: berisi banyak neuron kecil (sel granular), axon menuju arah yang

berlawanan dari sel piriformis.

Irama Sirkadian

a. Mekanisme kerja irama sirkadian

Istilah sirkadian berasal dari bahasa Latin, yaitu circa yang artinya seputar dan diem

atau dies yang berarti hari. Irama Sirkadian adalah sebuah irama biologis yang menunjukkan

proses adaptasi dari organisme terhadap banyak perubahan yang terjadi karena rotasi bumi

pada porosnya, seperti perubahan cahaya, tekanan udara, dan suhu. Irama sirkadian

dikendalikan oleh jam biologis yang terletak dalam sebuah bagian kecil di hipotalamus yang

berbentuk seperti tetes air yang isinya berupa kumpulan sel yang disebut sebagai

suprachiasmatic nucleus.

Setiap hari mulai dari bangun pagi, beraktivitas, tidur dan bangun kembali keesokan

harinya bagaikan sebuah siklus harian. Tanpa kita sadari pada saat tertentu kita merasa segar

bugar, lapar, bahkan mengantuk selalu pada waktu yang sama setiap harinya seolah-olah ada

timer-nya. Inilah yang dinamakan dengan irama sirkadian yaitu pengulangan setiap 24 jam

aktivitas biologis tubuh pada interval tertentu.7

Irama sirkadian dikendalikan oleh suatu bagian di otak yang disebut dengan nucleus

suprachiasmatic yang aktifitasnya dipengaruhi oleh sudut datang cahaya matahari yang di

tangkap oleh mata sehingga terjadi perubahan fisiologis tubuh secara ritmik setiap harinya.

7 | P a g e

Irama sirkadian berlaku pada fungsi-fungsi tubuh seperti tidur, suhu tubuh, tekanan darah,

produksi hormone, pencernaan, jantung, metabolisme dan kerja otot. Misalnya suhu tubuh

paling rendah sekitar jam 04.30 dan paling tinggi sekitar jam 19.00.

b. Faktor – faktor yang mempengaruhi irama sirkadian

Irama sirkadian dipengaruhi oleh faktor endogen dan faktor eksogen.

Faktor endogen

Faktor endogen adalah faktor yang berasal dari dalam tubuh. Berkaitan dengan ini

faktor endogen yang mempengaruhi irama sirkadian yaitu nukleus suprachiasmatic yang

terdapat di hipotalamus.

Jam pusat yang mengatur semua siklus sirkadian terletak di dua struktur kecil di

otak, di dasar hipotalamus kiri dan kanan. Masing-masing struktur tidak lebih besar dari

ujung pensil dan berisi beberapa puluh ribu neuron. Struktur ini disebut nukleus

suprachiasmatic karena mereka berada tepat di atas chiasma optik, di mana saraf optik

kiri dan kanan saling bertemu. Posisi strategis ini memungkinkan inti suprachiasmatic

untuk menerima proyeksi dari saraf optik yang memberitahu mereka intensitas cahaya

sekitar yang masuk mata. Pelaksanaan dan sinkronisasi jadwal sesuai dengan

rangsangan eksternal dikendalikan oleh nukleus suprachiasmatic, yang merupakan

bagian dari otak kita. Suprachiasmatic nukleus yang strategis terletak di kiasme optik

merupakan pusat pemrosesan visual dari otak dan di perbatasan yang membagi dua

bagian dari otak kita. Ada osilator sel dalam nukleus suprachiasmatic yang menjaga sel

waktu dan photoinduced. Nucleus suprachiasmatic berinteraksi dengan bagian lain

melalui neurotransmitter dan memiliki keterkaitan dengan beberapa peptida.

Faktor eksogen

Faktor eksogen yang mempengaruhi irama sirkadian :

1. Rotasi bumi : sinkronisasi ( entrainment )

Entrainment adalah sinkronisasi ritme biologis dengan indikasi eksternal, seperti

fluktuasi sinar matahari. Sama seperti setiap jam disinkronisasikan dengan referensi

ke jam lain, jam tubuh kita, membutuhkan referensi untuk mendapatkan waktu yang

tepat.

8 | P a g e

2. Faktor iluminasi

Matahari merupakan faktor iluminasi yang paling kuat yang dapat berpengaruh juga

terhadap suhu tubuh dalam hubungannya dengan irama sirkadian tubuh.

3. Musim

4. Faktor suhu

5. Isyarat / petunjuk waktu dan jadwal kegiatan

Neurotransmitter

Neurotransmiter adalah bahan kimia endogen yang mengirimkan sinyal dari neuron ke sel

target di sinaps . Otak manusia mengatur dan mengkordinir, gerakan, perilaku dan fungsi

tubuh, homeostasis seperti tekanan darah, detak jantung, suhu tubuh, keseimbangan cairan,

keseimbangan hormonal, mengatur emosi, ingatan, aktivitas motorik dan lain-lain. Otak

terbentuk dari dua jenis sel: yaitu glia dan neuron. Glia berfungsi untuk menunjang dan

melindungi neuron, sedangkan neuron membawa informasi dalam bentuk pulsa listrik yang

dikenal sebagai potensial aksi. Mereka berkomunikasi dengan neuron yang lain dan keseluruh

tubuh dengan mengirimkan berbagai macam bahan kimia yang disebut neurotransmitter.

Neurotransmitter ini dikirimkan pada celah yang di kenal sebagai sinapsis. Neurotransmiter

paling mempengaruhi sikap, emosi, dan perilaku seseorang yang ada antara lain Asetil kolin,

dopamin, serotonin, epinefrin, norepinefrin. 

Serotonin disekresikan oleh nukleus yang berasal dari rafe medial batang otak dan

berproyeksi disebahagian besar daerah otak, khususnya yang menuju radiks dorsalis medula

spinalis dan menuju hipotalamus. Serotonin bekerja sebagai bahan penghambat jaras rasa sakit

dalam medula spinalis, dan kerjanya di daerah sistem syaraf yang lebih tinggi diduga untuk

membantu pengaturan kehendak seseorang, bahkan mungkin juga menyebabkan tidur.8

Kesimpulan

Irama sirkadian merupakan proses tidur diatur oleh sebuah mekanisme  khusus. Irama

sirkadian di pengaruhi oleh faktor eksogen dan endogen. Gangguan pada irama sirkadian dapat

menyebabkan gangguan tidur ataupun kinerja mental menurun, sulit melakukan aktifitas sehari-

hari.

9 | P a g e

Daftar Pustaka

1. http://id.wikipedia.org/wiki/Otak

2. http://www.google.co.id

3. W. Winami. Neurosains. 2008. Jakarta : Bagian Anatomi Fakultas Kedokteran

Universitas Kristen Krida Wacana. hal ; 7-8.

4. Sherwood L. Fisiologi manusia. 2009. Edisi ke-6. Jakarta ; Penerbit Buku Kedokteran

EGC. hal ; 155-6.

5. Sherwood L. Fisiologi manusia. 2009. Edisi ke-6. Jakarta ; Penerbit Buku Kedokteran

EGC. hal ; 181.

6. http://www.google.co.id

7. http://superdhiaulhaq.blogspot.com/2011/01/shalat-sebagai-checkpoint-irama.html

10 | P a g e

11 | P a g e