Koordinasi dan Gerak Balas dalam Manusia — Nota JomSkor

Komponen Koordinasi

Kepekaan = keupayaan kesan perubahan persekitaran. Rangsangan LUAR (cahaya, bunyi, bau, rasa, suhu persekitaran, tekanan, sentuhan) berbanding rangsangan DALAM (tekanan osmosis darah, suhu badan, aras gula darah). Reseptor tukar rangsangan jadi impuls saraf. Pusat integrasi (otak) terjemah impuls dan koordinasi gerak balas. Efektor (otot, kelenjar) hasilkan gerak balas.

Rangsangan -> Reseptor -> (neuron deria) -> Pusat Integrasi -> (neuron motor) -> Efektor -> Gerak Balas

Jenis-jenis Reseptor Deria

Fotoreseptor: cahaya. Termoreseptor: perubahan suhu. Kemoreseptor: bahan kimia. Baroreseptor: perubahan tekanan. Mekanoreseptor: sentuhan dan tekanan. Nosiseptor: kesakitan. Setiap reseptor bertindak sebagai PENGUBAH TENAGA — tukar satu bentuk tenaga (contoh cahaya) kepada isyarat elektrik (impuls saraf).

Struktur Sistem Saraf Manusia

SISTEM SARAF PUSAT (SSP): otak + saraf tunjang. SISTEM SARAF PERIFERI: 12 pasang saraf kranium (hantar impuls dari/ke otak) + 31 pasang saraf spina (hantar impuls dari/ke saraf tunjang); dibahagi kepada sistem saraf SOMA (kawal tindakan terkawal) dan sistem saraf AUTONOMI (kawal tindakan luar kawal).

Bahagian Utama Otak

SEREBRUM: paling besar, berlipat (luas permukaan besar), kawal emosi/pendengaran/penglihatan/personaliti/TINDAKAN TERKAWAL, keupayaan mental tinggi (belajar, ingat, bahasa, matematik). HIPOTALAMUS: koordinasi homeostasis (suhu badan, keseimbangan air, tekanan darah, kelaparan/dahaga/keletihan), HUBUNGKAN sistem saraf ke sistem endokrin melalui kelenjar pituitari. SEREBELUM: keseimbangan badan & koordinasi pengecutan otot untuk pergerakan. MEDULA OBLONGATA: kawal TINDAKAN LUAR KAWAL (denyutan jantung, pernafasan, pencernaan, tekanan darah, peristalsis, muntah, batuk, bersin, menelan). KELENJAR PITUITARI: kelenjar utama sistem endokrin, terletak dasar hipotalamus, rembes hormon yang kawal kelenjar endokrin lain.

Saraf Tunjang

Terkandung dalam turus vertebra, dikelilingi bendalir serebrospina (lindung + bekal nutrien). Keratan rentas: JIRIM PUTIH (luar, akson bersalut mielin) mengelilingi JIRIM KELABU (dalam, badan sel, bentuk huruf H/rama-rama). AKAR DORSAL: mengandungi akson neuron deria, badan sel dalam GANGLION AKAR DORSAL. AKAR VENTRAL: mengandungi neuron motor. Fungsi: proses maklumat deria & hantar gerak balas, kawal tindakan refleks, hubungkan otak dengan sistem saraf periferi.

Struktur Neuron

DENDRIT: cabang pendek, terima impuls, hantar ke badan sel. BADAN SEL: ada nukleus, integrasi isyarat, koordinasi metabolisme. AKSON: cabang panjang, bawa impuls KELUAR dari badan sel. SALUT MIELIN: penebat akson — lindung neuron, penebat impuls elektrik, bekal nutrien akson. NODUS RANVIER: celahan tanpa mielin pada sela tetap — PERCEPATKAN pengaliran impuls (impuls "melompat" nodus ke nodus). BONGGOL SINAPS: hujung cabang akson, hantar isyarat ke sel otot/kelenjar/dendrit neuron lain; banyak mitokondrion (jana tenaga untuk penghantaran impuls).

Tiga Jenis Neuron

NEURON DERIA: dalam akar dorsal saraf spina, bawa impuls dari RESEPTOR ke SSP, badan sel dalam ganglion akar dorsal. NEURON GEGANTI: dalam SSP, HUBUNGKAN neuron deria ke neuron motor, badan sel berkelompok dalam jirim kelabu SSP. NEURON MOTOR: dalam akar ventral saraf spina, bawa impuls dari SSP ke EFEKTOR (otot/kelenjar), badan sel dalam jirim kelabu saraf tunjang.

Sinaps dan Penghantaran Impuls

Sinaps = celah sempit antara bonggol sinaps dan dendrit neuron penerima. Penghantaran SECARA KIMIA (bukan elektrik terus) melalui NEUROTRANSMITER (contoh: asetilkolina, noradrenalina, serotonin, dopamina) yang disimpan dalam vesikel sinaps. Urutan: (1) impuls elektrik sampai bonggol sinaps, rangsang vesikel sinaps bebaskan neurotransmiter ke sinaps. (2) Neurotransmiter meresap merentasi sinaps, gabung dengan protein reseptor spesifik pada dendrit neuron penerima. (3) Penggabungan ini cetuskan impuls baharu pada neuron penerima. Sinaps membenarkan impuls dihantar SATU ARAH SAHAJA. Proses ini PERLAHAN berbanding penghantaran sepanjang akson (kerana melibatkan tindak balas kimia).

Tindakan Terkawal vs Tindakan Luar Kawal

TERKAWAL: kita SEDARI, ikut kehendak kita, melibatkan sistem saraf SOMA, dikawal KORTEKS SEREBRUM, gerak balas otot RANGKA (contoh: berjalan, mengangkat tangan). LUAR KAWAL: AUTOMATIK, tanpa kita sedari, melibatkan sistem saraf AUTONOMI, dikawal MEDULA OBLONGATA & HIPOTALAMUS, gerak balas otot LICIN dan kelenjar (contoh: denyutan jantung, peristalsis). Persamaan: kedua-dua libatkan rangsangan, impuls, neuron, efektor.

Arka Refleks Tiga Neuron

Contoh: jari tercucuk pin. Tindakan refleks = gerak balas PANTAS terhadap rangsangan TANPA dikawal otak (hanya melibatkan saraf tunjang). Urutan: (1) reseptor deria kesan rangsangan, cetus impuls. (2) Impuls dialirkan sepanjang neuron deria ke saraf tunjang (akar dorsal). (3) Dalam saraf tunjang, impuls dipindah dari neuron deria melalui sinaps ke neuron geganti. (4) Neuron geganti pindah impuls ke neuron motor. (5) Neuron motor alirkan impuls dari saraf tunjang (akar ventral) ke efektor (otot) untuk gerak balas segera. Kepentingan: gerak balas SPONTAN tanpa tunggu arahan otak — elak kecederaan serius; bebaskan otak untuk pemikiran aras tinggi.

Reseptor -> neuron deria -> (sinaps) -> neuron geganti -> (sinaps) -> neuron motor -> Efektor

Arka Refleks Dua Neuron

Contoh: refleks patelar (sentakan lutut). HANYA dua jenis neuron (deria & motor, TIADA neuron geganti). Urutan: (1) tendon diketuk, otot kuadriseps teregang, rangsang reseptor regangan, cetus impuls. (2) Neuron deria hantar impuls TERUS ke neuron motor dalam saraf tunjang. (3) Neuron motor hantar impuls ke efektor (otot kuadriseps). (4) Otot kuadriseps mengecut, kaki tersentak ke hadapan.

Reseptor regangan -> neuron deria -> (sinaps terus) -> neuron motor -> Efektor

Tindakan Terkawal yang Melibatkan Otot Rangka

Laluan: rangsangan -> reseptor -> neuron deria -> SEREBRUM (interpretasi & aras kesedaran) -> neuron motor (melalui neuron geganti) -> efektor (otot rangka) -> gerak balas DISEDARI. Berbeza dengan refleks kerana melibatkan SEREBRUM (bukan hanya saraf tunjang), jadi lebih perlahan tetapi disedari.

Isu Kesihatan Sistem Saraf

SKLEROSIS BERGANDA: sistem keimunan serang salut mielin otak & saraf tunjang. PENYAKIT ALZHEIMER: hilang keupayaan menaakul, bercelaru, mudah lupa. PENYAKIT PARKINSON: anggota badan terketar-ketar, sukar kekal postur. LOU GEHRIG/ALS: kemerosotan & kematian neuron motor (pengaruh mengunyah/berjalan/bertutur). LUMPUH OTAK: kerosakan otak sebelum/selepas/semasa kelahiran, kegagalan otot & keupayaan motor. EPILEPSI: aktiviti tidak normal di otak, tidak sedar & kekejangan otot. ADHD: hiperaktif, tidak boleh tumpu perhatian. AUTISME: masalah komunikasi & interaksi sosial.

Kesan Dadah dan Alkohol

Dadah PERANGSANG (stimulan): naikkan aktiviti SSP, seronok sementara diikuti kemurungan. Dadah PENENANG (depresen): LAMBATKAN penghantaran impuls, tenangkan fikiran. Dadah KHAYALAN: halusinasi, lega kesakitan/kegelisahan. Dadah NARKOTIK: lambatkan fungsi normal otak. ALKOHOL: ganggu koordinasi & pemikiran, lambatkan pemindahan impuls saraf.

Sistem Endokrin: Kelenjar dan Hormon

Kelenjar endokrin = TIDAK BERDUKTUS, rembes hormon TERUS ke aliran darah. Hormon hanya beri kesan kepada SEL SASARAN (ada reseptor spesifik). Tiga fungsi utama hormon: pembiakan, pertumbuhan, homeostasis. Kelenjar: hipotalamus, pituitari (anterior+posterior), tiroid, adrenal, pankreas, ovari/testis.

Hormon Lobus Posterior & Anterior Pituitari

POSTERIOR: ADH (tubul ginjal — rangsang serap semula air), Oksitosin (otot uterus — rangsang pengecutan semasa kelahiran; kelenjar susu — rangsang pengeluaran susu). ANTERIOR: LH (ovari/testis — rangsang ovulasi/testosteron), FSH (ovari/testis — rangsang perkembangan folikel/spermatogenesis), GH (tisu lembut/tulang — pertumbuhan, sintesis protein, metabolisme lemak), ACTH (korteks adrenal — rangsang rembes hormon), TSH (tiroid — rangsang rembes tiroksina). Hipotalamus rembes GnRH yang rangsang pituitari rembes FSH & LH.

Hormon Kelenjar Lain

TIROID: tiroksina (semua tisu — naikkan metabolisme & suhu badan, atur pertumbuhan/perkembangan). ADRENAL: adrenalina (otot/hati/jantung — naikkan glukosa darah, kadar pernafasan, denyutan jantung, kecutkan salur darah), aldosteron (ginjal — naikkan penyerapan semula garam mineral). PANKREAS: insulin (hati/otot/adipos — KURANGKAN glukosa darah, tukar glukosa ke glikogen), glukagon (hati/otot/adipos — NAIKKAN glukosa darah, tukar glikogen ke glukosa). TESTIS: testosteron (ciri seks sekunder lelaki). OVARI: estrogen (ciri seks sekunder perempuan, kematangan folikel, penebalan uterus), progesteron (perkembangan dinding uterus, pembentukan plasenta).

Situasi Cemas: Lawan atau Lari

Hipotalamus hantar impuls TERUS ke medula adrenal — rangsang rembes ADRENALINA & NORADRENALINA. Kesan: naikkan kadar denyutan jantung, kadar pernafasan, tekanan darah, aras glukosa darah, aktiviti metabolisme — bekal lebih oksigen & glukosa ke otak/otot rangka untuk "lawan atau lari". Sistem SARAF (cepat) dan ENDOKRIN (berpanjangan) bekerjasama dalam situasi ini.

Perbandingan Sistem Saraf dengan Sistem Endokrin

SARAF: berjuta neuron, utusan impuls elektrik melalui neuron, kesan CEPAT & serta-merta, kesan SINGKAT, hasilkan gerak balas pada SATU organ. ENDOKRIN: kelenjar tanpa duktus, utusan hormon (bahan kimia organik) melalui DARAH, kesan PERLAHAN, kesan LAMA/berpanjangan, hasilkan gerak balas pada BEBERAPA organ (tisu/organ sasaran).

Isu Kesihatan Sistem Endokrin

DIABETES MELITUS: kurang/tak guna insulin — glukosa darah TINGGI, kerap kencing, haus, kebas kaki, penglihatan kabur. HIPOGLISEMIA: insulin berlebihan — glukosa darah SANGAT RENDAH, letih, bercelaru. DIABETES INSIPIDUS: kurang ADH — kencing banyak, haus, risiko penyahhidratan. HIPOTIROIDISME: kurang tiroksina — denyutan jantung perlahan, sensitif sejuk, letih, berat badan naik. HIPERTIROIDISME: tiroksina berlebihan — berpeluh, tak tahan panas, denyutan jantung cepat, berat badan turun, goiter (kelenjar tiroid membesar). KEGERGASIAN: GH berlebihan semasa kanak-kanak — tulang memanjang abnormal. KEKERDILAN: GH kurang semasa pembesaran — pertumbuhan tulang lambat, organ gagal berkembang.

Contoh soalan

Seseorang yang telah kehilangan kakinya akibat penyakit tertentu masih boleh merasai kesakitan pada bahagian yang telah dipotong. Jelaskan mengapa.

• Fenomena ini dikenali sebagai "phantom limb pain" (kesakitan anggota hantu).
• Walaupun kaki telah dipotong, neuron deria yang dahulunya menghantar impuls daripada kaki tersebut masih wujud sebahagiannya dalam saraf tunjang dan otak.
• Sel-sel saraf di kawasan otak (serebrum) yang dahulunya menerima dan mentafsir maklumat deria daripada kaki tersebut masih boleh dirangsang atau menghantar isyarat tidak normal, menyebabkan otak mentafsirkannya sebagai kesakitan.
• Oleh itu, otak masih boleh "merasai" kesakitan pada bahagian yang sudah tidak wujud kerana persepsi kesakitan diproses di otak, bukan semata-mata di tapak kecederaan.

Contoh soalan

Banding dan bezakan antara sistem saraf dengan sistem endokrin.

• Persamaan: kedua-dua sistem berfungsi menyelaraskan segala aktiviti badan dan menghasilkan gerak balas terhadap rangsangan.
• Perbezaan struktur: sistem saraf terdiri daripada rangkaian berjuta-juta sel neuron; sistem endokrin terdiri daripada kelenjar endokrin tanpa duktus.
• Perbezaan utusan: sistem saraf hantar utusan dalam bentuk impuls elektrik melalui neuron; sistem endokrin hantar utusan dalam bentuk bahan kimia organik (hormon) melalui aliran darah.
• Perbezaan kelajuan dan tempoh kesan: gerak balas saraf adalah cepat dan serta-merta tetapi tempoh kesannya singkat; gerak balas hormon adalah perlahan tetapi kesannya berpanjangan dan lama.
• Perbezaan skop kesan: impuls saraf biasanya menghasilkan gerak balas pada satu organ sahaja; hormon boleh memberi kesan kepada beberapa organ atau tisu sasaran serentak.

Contoh soalan

Selepas minum petang, Azman menunggang basikal di taman permainan. Semasa menunggang, Azman sedar akan tindakannya tetapi tidak sedar apa yang berlaku kepada makanan yang baru dimakan. Huraikan mengapa.

• Tindakan menunggang basikal melibatkan otot rangka yang dikawal oleh sistem saraf SOMA dan korteks serebrum, iaitu pada aras kesedaran kita — ini ialah tindakan TERKAWAL.
• Proses pencernaan makanan (seperti peristalsis dan rembesan jus pencernaan) melibatkan otot licin dan kelenjar yang dikawal oleh sistem saraf AUTONOMI dan medula oblongata — ini ialah tindakan LUAR KAWAL.
• Oleh kerana tindakan luar kawal berlaku secara automatik tanpa memerlukan penyertaan korteks serebrum, Azman tidak sedar tentang proses pencernaan yang sedang berlaku dalam badannya.