Mielin adalah lapisan isolasi, atau selubung yang terbentuk di sekitar saraf, termasuk di otak dan sumsum tulang belakang. Mielin terdiri dari zat protein dan lemak. Selubung mielin ini memungkinkan impuls listrik untuk mentransmisikan dengan cepat dan efisien di sepanjang sel-sel saraf. Jika mielin rusak, impuls ini melambat. Ini dapat menyebabkan penyakit seperti multiple sclerosis.
Akson adalah komponen kunci dari neuron, mereka menghantarkan sinyal listrik dalam bentuk potensial aksi dari badan sel neuron ke terminal aksonnya di mana ia bersinkronisasi dengan neuron lain. Sebuah akson diinsulasi oleh selubung mielin sepanjang panjangnya untuk meningkatkan kecepatan sinyal listrik ini memungkinkan sinyal untuk merambat dengan cepat.
Akson yang ditutupi oleh selubung mielin, multilayer protein dan lipid, dikatakan bermielin. Jika suatu akson tidak dikelilingi oleh selubung mielin, maka akson tidak dinamai demikian. Mielinisasi adalah pembentukan selubung mielin.
Untuk memahami mielinisasi, pertama-tama kita harus memahami struktur seluler sistem saraf. Ingat bahwa sistem saraf terdiri dari dua jenis sel: neuron dan neuroglia (juga hanya dikenal sebagai glia atau sel glial). Neuron mengrimkan sinyal di seluruh sistem saraf, sementara neuroglia memberikan peran struktural dan metabolik pendukung untuk neuron dengan melindungi dan memelihara neuron, serta menjaga cairan interstitial di sekitarnya. Inilah sebabnya mengapa mereka dikenal sebagai “lem” dari sistem saraf (“glia” adalah bahasa Yunani untuk “lem”).
Struktur dan jenis neuron
Setiap neuron memiliki empat wilayah khusus untuk melakukan fungsi yang berbeda:
- Dendrit menerima informasi yang masuk. Mereka adalah bagian dari segmen neuron yang reseptif.
- Badan sel (juga disebut soma atau perikaryon) juga menerima informasi yang masuk dan mengintegrasikan informasi bersama. Bergantung pada jenis neuron, berbagai ekstensi atau proses akan meluas dari tubuh sel seperti dendrit dan akson. Ketika sel tubuh menerima informasi, itu adalah bagian dari segmen neuron yang reseptif.
- Akson kemudian menghantarkan informasi dari tubuh sel neuron ke terminal akson. Akson membentuk segmen konduktif neuron.
- Akson terminalis adalah komponen presinaptik dari sinaps, tempat komunikasi antar sel, di mana neuron mentransmisikan sinyalnya ke neuron lain. Terminal akson adalah segmen transmisif dari neuron.
Mielinisasi
Mielinisasi adalah pembentukan selubung mielin. Selubung mielin terbuat dari mielin, dan mielin diproduksi oleh berbagai jenis neuroglia: sel oligodendrosit dan sel Schwann, di mana oligodendrosit aksel bermielin di sistem saraf pusat, dan sel Schwann membuat mielin di akson dalam sistem saraf tepi. Jadi sel mana yang membentuk mielin di sumsum tulang belakang? Karena sumsum tulang belakang adalah bagian dari sistem saraf pusat, oligodendrosit membentuk mielin ini. Secara fungsional, sel oligodendrosit dan Schwann melakukan peran yang sama, tetapi secara struktural mereka berbeda.
Mielin
Mielin terdiri dari lipid dan protein, zat berlemak dengan penampilan keputihan. Ini terdiri dari banyak lapisan konsentrat membran plasma untuk membuat selubung mielin di sekitar akson. Karenanya, selubung mielin dan fungsi mielin sama, untuk meningkatkan kecepatan impuls saraf.
Jumlah mielin dalam tubuh meningkat sepanjang perkembangan, dari perkembangan janin hingga dewasa, dengan mielinisasi di korteks prefrontal menjadi yang terakhir selesai pada dekade ke-2 atau ke-3. Semakin banyak mielin dan mielinisasi yang dimiliki seseorang, semakin cepat respons mereka terhadap rangsangan karena selubung mielin meningkatkan kecepatan impuls saraf. Pikirkan bayi yang masih belajar berjalan – respons mereka terhadap rangsangan lambat dan tidak terkoordinasi dibandingkan dengan anak, remaja, atau dewasa. Ini sebagian karena mielinisasi akson selama masa bayi masih berlangsung.
Sel Schwann
Sel Schwann (juga dikenal sebagai neurolemmosit) adalah sel datar yang membentuk selubung mielin pada akson sistem saraf perifer. Setiap sel Schwann bermielin hanya satu akson, di mana satu akson perifer akan memiliki beberapa sel Schwann yang melarutkan panjangnya karena satu sel Schwann membungkus lapisan membran yang kaya lipid sekitar 1 mm dari panjang akson. Namun, dalam tatanan yang berbeda, sel Schwann dapat melampirkan banyak (hingga 20) akson tak bermielin. Dengan cara ini, akson yang tidak bermielin melewati sel Schwann, tetapi sel Schwann tidak menghasilkan selubung mielin untuk akson ini.
Sel Schwann pertama-tama akan mulai melarutkan akson selama perkembangan janin, membungkus membran yang kaya lipid di sekitarnya berkali-kali sampai ada beberapa lapisan yang mengelilingi akson. Ketika pembungkus berlanjut, inti dan sitoplasma sel Schwann secara bertahap diperas. Setelah mielinisasi selesai, inti dan sitoplasma sel Schwann selesai di lapisan terluar. Selubung mielin itu sendiri adalah bagian dalam dari pembungkus ini (sekitar 100 lapisan membran plasma), dan lapisan terluar yang mengandung nukleus dan sitoplasma adalah neurilemma (juga disebut neurolemma, sarung Schwann, dan sarung Schwann).
Sepanjang akson, ada celah antara sel Schwann dan selubung mielin yang disebut simpul Ranvier. Di sini, impuls listrik terbentuk lebih cepat dan memungkinkan sinyal untuk melompat dari node ke node melalui selubung mielin. Pada akson yang tidak bermielin, sinyal listrik bergerak melalui setiap bagian membran sel yang memperlambat kecepatan konduksi sinyal.
Sel Schwann juga berperan dalam membentuk selubung jaringan ikat dalam perkembangan neuron dan regenerasi akson, memberikan dukungan kimia dan struktural pada neuron. Neurilemma membantu regenerasi akson ketika rusak dengan membentuk tabung regenerasi untuk merangsang dan memandu regenerasinya.
Oligodendrosit
Oligodendrosit (atau oligodendroglia) adalah neuroglia berbentuk bintang yang membentuk selubung mielin pada akson sistem saraf pusat. Satu oligodendrosit memiliki sekitar 15 proses yang rata, lebar, seperti lengan yang keluar dari tubuh sel. Dengan ini mereka dapat melarutkan beberapa akson dengan berputar di sekelilingnya untuk membentuk selubung mielin. Badan sel dan nukleus oligodendrosit tetap terpisah dari selubung mielin, sehingga tidak ada neurilemma (yaitu, sel tubuh dan nukleus yang membungkus akson) hadir dalam oligodendrosit, tidak seperti pada sel Schwann. Namun, seperti pada sel Schwann, nodus Ranvier juga ada pada akson yang dielinasi oleh oligodendrosit, tetapi jumlahnya jauh lebih sedikit.
Setelah akson di sistem saraf pusat terluka, ada sedikit pertumbuhan kembali tidak seperti akson di sistem saraf tepi. Tidak pasti mengapa ini terjadi tetapi diduga karena kombinasi dari pengaruh penghambatan pada pertumbuhan kembali dari oligodendrosit dan kurangnya neurolemma.
Fungsi
Karena selubung mielin mengelilingi akson, salah satu fungsinya adalah untuk memisahkan akson dari komponen ekstraseluler di sekitarnya. Fungsi utamanya, bagaimanapun, adalah untuk mengisolasi akson dan meningkatkan kecepatan rambat potensial aksi.
Mielin memiliki sifat kapasitansi rendah dan hambatan listrik yang tinggi yang berarti dapat bertindak sebagai insulator. Oleh karena itu, selubung mielin melindungi akson untuk meningkatkan kecepatan konduksi sinyal listrik. Ini memungkinkan akson bermielin untuk menghantarkan sinyal listrik pada kecepatan tinggi.
Nodus Ranvier (celah dalam mielinisasi) mengandung kelompok-kelompok saluran ion natrium dan kalium yang peka terhadap tegangan (sekitar 1000 per μm2) sedangkan distribusi dan angka di bawah mielin dalam membran akson internodal lebih banyak. Ini menciptakan distribusi saluran ion yang tidak merata, dan potensial aksi pada akson bermielin akan “melompat” dari satu simpul ke simpul berikutnya dalam konduksi garam. Jenis konduksi ini memiliki konsekuensi penting:
- Kecepatan konduksi meningkat
- Pengurangan biaya metabolisme konduksi karena jumlah energi yang dibutuhkan dalam serat mielin untuk menghantarkan impuls lebih sedikit
Kecepatan konduksi suatu akson dapat dihubungkan dengan diameter. Akson bermielin memiliki diameter yang cukup besar, berkisar antara 1 – 13 μm. Di sisi lain, akson tak bermeminasi memiliki diameter kecil – umumnya kurang dari 0,2 μm di sistem saraf pusat dan kurang dari 1 μm di sistem saraf tepi. Pada akson tanpa ikatan, kecepatan konduksi sebanding dengan (diameter) ½ sedangkan kecepatan konduksi pada akson mielin meningkat secara linier. Ini berarti akson bermielin yang memiliki diameter yang sama dengan akson tanpa mielin dapat melakukan sinyal lebih cepat.