Sistem saraf pusat (SSP) khususnya otak memiliki peran yang sangat penting dalam fungsi tubuh sehingga gangguan apa pun pada otak dan sumsum tulang belakang dapat menyebabkan masalah serius. Sistem Saraf Pusat memiliki suplai darah yang sangat khusus dan istimewa, yang dapat dilihat dari keberadaan sawar darah otak.
Fungsi jaringan dalam SSP memiliki signifikansi besar bagi kelangsungan hidup organisme, sehingga darah tidak dapat dengan bebas mengalir ke dalam jaringan saraf pusat. Hal ini merupakan mekanisme untuk melindungi wilayah ini dari racun dan patogen yang mungkin terbawa oleh aliran darah, dan ada kontrol yang ketat terhadap material berpindah dari sistem sirkulasi umum ke otak dan sumsum tulang belakang.
Oleh karena keunikan ini, SSP memerlukan struktur khusus untuk menjaga sirkulasi darahnya. Semuanya dimulai dengan sistem pembuluh darah yang unik yang membawa darah segar ke dalam SSP. Selain menyediakan suplai darah, SSP juga mengolah darah tersebut menjadi cairan serebrospinal (CSF) yang kemudian disebarluaskan melalui rongga-rongga di otak dan sumsum tulang belakang melalui sistem ventrikel.
Suplai Darah ke Otak
Kurangnya oksigen ke sistem saraf pusat (SSP) dapat memiliki dampak yang serius, dan sistem kardiovaskular memiliki mekanisme regulasi khusus untuk memastikan pasokan darah ke SSP tetap stabil. Ada beberapa jalur yang memungkinkan darah masuk ke SSP, dengan tujuan melindungi suplai darah dan memaksimalkan kemampuan otak untuk menerima pasokan darah tanpa gangguan.
Pasokan Arteri
Arteri utama yang mengalirkan darah beroksigen keluar dari jantung adalah aorta. Cabang pertama dari aorta memasok nutrisi dan oksigen ke jantung itu sendiri. Cabang-cabang berikutnya membentuk arteri karotis komunis, yang kemudian bercabang menjadi arteri karotis interna. Sementara itu, arteri karotis eksterna memberikan suplai darah ke jaringan di permukaan tengkorak.
Basis dari arteri karotis komunis memiliki reseptor regangan yang langsung merespons penurunan tekanan darah saat berdiri. Ini adalah respons refleks ortostatik, yang membantu menjaga tekanan darah konstan ketika kita berubah posisi tubuh dari duduk atau berbaring menjadi berdiri (ortostatik). Dalam refleks ini, denyut jantung meningkat, yang merupakan respons dari divisi simpatis sistem saraf otonom, yang pada gilirannya meningkatkan tekanan darah.
Arteri karotis interna memasuki tengkorak melalui kanal karotis di tulang temporal. Serangkaian pembuluh yang penting dalam memasok sistem saraf pusat (SSP) adalah arteri vertebralis, yang dilindungi saat melewati leher oleh foramina transversal di tulang leher serviks. Kemudian, arteri vertebralis memasuki tengkorak melalui foramen magnum di tulang oksipital.
Cabang-cabang dari arteri vertebralis kiri dan kanan bergabung untuk membentuk arteri vertebra anterior yang memasok aspek anterior sumsum tulang belakang. Arteri ini terletak sepanjang fisura median anterior.
Kemudian kedua arteri vertebralis bergabung untuk membentuk arteri basilar, yang memberikan cabang ke batang otak (brain Stem) dan otak kecil (Cerebellum). Arteri karotis interna kiri dan kanan bersama dengan cabang-cabang arteri basilar membentuk lingkaran Willis, yang merupakan jaringan arteri yang memastikan pasokan darah ke otak tetap terjaga meskipun ada penyempitan atau penyumbatan yang mempengaruhi salah satu bagian arteri tersebut.
Aliran Balik Vena
Setelah melewati sistem saraf pusat (SSP), darah kembali ke dalam sirkulasi melalui serangkaian sinus dan vena dura. Sinus sagitalis superior berjalan sepanjang alur fisura longitudinalis, di mana ia menyerap cairan serebrospinal (CSF) dari selaput otak.
Kemudian, sinus sagitalis superior mengalir menuju pertemuan sinus, bergabung dengan sinus oksipital dan sinus straight, lalu mengalir ke dalam sinus transversus. Sinus transversus ini terhubung ke sinus sigmoid yang kemudian berlanjut ke vena jugularis. Dari sini, darah mengalir menuju jantung untuk dipompa ke paru-paru guna proses reoksigenasi.
Lapisan Pelindung Otak
Permukaan luar sistem saraf pusat (SSP) dilapisi oleh serangkaian membran yang dikenal sebagai meninges yang bertugas melindungi otak. Dura mater adalah lapisan berserat tebal yang berfungsi sebagai pelindung kuat yang melapisi seluruh permukaan otak dan sumsum tulang belakang. Lapisan ini melekat pada bagian dalam tengkorak dan rongga tulang belakang.
Sementara itu, lapisan arachnoid merupakan membran tipis berjenis jaringan fibrosa yang membentuk sebuah kantung longgar yang melingkupi SSP. Di bawah arachnoid, terdapat jaringan tipis berfilamen yang dikenal sebagai trabekula arachnoid yang mirip dengan tampilan jaring laba-laba, dan inilah yang memberikan nama kepada lapisan ini.
Pia mater adalah sebuah membran fibrosa tipis yang secara langsung berdekatan dengan permukaan Sistem saraf pusat, mengikuti lipatan-lipatan pada korteks serebral serta masuk ke dalam alur-alur dan lekukan-lekukan lainnya.
Duramater
Duramater adalah lapisan luar yang kuat yang bertondak sebagai pelindung tebal yang melapisi otak. Nama ini berasal dari bahasa Latin yang berarti "ibu yang tangguh," yang mencerminkan peran fisiknya yang melindungi.
Duramater melapisi seluruh SSP dan juga melindungi pembuluh darah utama yang memasuki rongga tengkorak dan tulang belakang. Lapisan ini melekat erat pada permukaan dalam tulang tengkorak dan terus berlanjut hingga ke ujung rongga tulang belakang.
Terdapat lipatan-lipatan dalam dura mater yang menembus ke dalam celah-celah besar di otak. Dua lipatan ini melintasi pemisahan antara otak besar dan otak kecil; satu di antaranya membentuk struktur berbentuk tenda di antara lobus oksipital otak besar dan otak kecil, sedangkan yang lainnya mengelilingi kelenjar pituitari. Selain itu, dura mater juga melapisi dan mendukung sinus vena.
Arachnoid
Lapisan tengah pada meninges adalah arachnoid, yang dinamai berdasarkan keberadaan trabekula yang menyerupai jaring laba-laba di antara meninges dan pia mater. Arachnoid membentuk sebuah struktur berbentuk kantung di sekitar SSP.
Trabekula ini ditemukan dalam ruang subarachnoid yang berisi cairan serebrospinal (CSF). Arachnoid berlanjut hingga mencapai sinus dura dalam bentuk granulasi arachnoid, di mana CSF disaring kembali ke dalam aliran darah untuk distribusi melalui sistem saraf.
Ruang subarachnoid ini berfungsi sebagai tempat sirkulasi Cairan serebrospinal, yang juga memberikan bantalan cairan bagi otak dan sumsum tulang belakang. Dalam pemeriksaan klinis, sampel CSF dapat diambil untuk mendeteksi bukti kimia neuropatologi atau jejak fungsi biokimia jaringan saraf.
Pia Mater
Pada permukaan luar SSP, terdapat membran fibrosa tipis yang disebut pia mater, memiliki lapisan sel untuk menjaga kekedapan cairan. Nama "pia mater" berasal dari bahasa Latin yang berarti "ibu yang lembut" yang mencerminkan bahwa lapisan tipis ini berfungsi sebagai pelindung yang lembut bagi otak.
Pia mater meluas ke setiap lipatan SSP, melapisi bagian dalam sulkus di korteks serebral dan serebelar. Di ujung sumsum tulang belakang, terdapat filamen tipis yang membentang dari ujung atas SSP di daerah lumbal atas tulang belakang hingga ujung sakral tulang belakang.
Karena sumsum tulang belakang tidak melewati daerah lumbal bawah tulang belakang, jarum dapat dimasukkan melalui lapisan dura dan arachnoid untuk mengambil CSF. Prosedur ini dikenal sebagai pungsi lumbal dan membantu menghindari risiko kerusakan pada jaringan sentral sumsum tulang belakang.
Pembuluh darah yang memberikan nutrisi pada jaringan saraf pusat terletak di antara pia mater dan jaringan saraf.
Sistem Ventrikel
Cairan serebrospinal (CSF) mengalir ke seluruh area di sekitar SSP. Di berbagai bagian tubuh, air dan molekul kecil disaring melalui kapiler dan menjadi kontributor utama cairan interstisial. Namun, dalam otak, CSF diproduksi secara khusus dalam struktur tertentu untuk mengalir melalui jaringan saraf SSP dan kemudian berlanjut menjadi cairan interstisial. Lebih khusus lagi peran CSF adalah mengeluarkan sisa metabolisme dari cairan interstisial jaringan saraf dan mengembalikannya ke dalam aliran darah.
Ventrikel adalah ruang terbuka di dalam otak di mana CSF mengalir. Beberapa dari ventrikel ini menghasilkan CSF melalui proses penyaringan darah yang dilakukan oleh membran istimewa yang disebut pleksus koroid. CSF kemudian mengalir melalui seluruh sistem ventrikel dan akhirnya mencapai ruang subarachnoid di mana ia akan diserap kembali ke dalam darah.
Ketika telencephalon membesar dan tumbuh ke dalam rongga tengkorak, ia dibatasi oleh ruang di dalam tengkorak. Telencephalon adalah daerah paling anterior dari tabung saraf, namun tidak dapat melewati batas tulang frontal tengkorak.
Karena otak besar harus sesuai dengan ruang ini, ia mengambil bentuk yang berkelok-kelok melalui daerah frontal, parietal, oksipital, dan akhirnya temporal. Ruang di dalam telencephalon juga mengikuti pola berkelok-kelok yang sama.
Kedua ventrikel otak terletak di sisi kiri dan kanan dan sebelumnya dikenal sebagai ventrikel pertama dan kedua. Mereka terhubung oleh foramina interventrikular, menghubungkan daerah frontal ventrikel lateral dengan ventrikel ketiga.
Ventrikel ketiga adalah ruang yang dibatasi oleh dinding medial hipotalamus dan talamus. Kedua thalami menyatu di tengah sebagian besar otak sebagai massa intermedia, yang dikelilingi oleh ventrikel ketiga.
Saluran cairan serebral bermuara tepat di inferior epithalamus dan melewati otak tengah. Tektum dan tegmentum otak tengah berfungsi sebagai atap dan dasar dari saluran serebral. Saluran ini berlanjut ke ventrikel keempat. Dasar ventrikel keempat terletak pada permukaan dorsal pons dan medula bagian atas, yang merupakan kelanjutan dari tegmentum otak tengah. Ventrikel keempat kemudian menyempit ke kanal sentral sumsum tulang belakang.
Sistem ventrikel ini membuka ke ruang subarachnoid dari ventrikel keempat. Terdapat sebuah bukaan median tunggal dan sepasang bukaan lateral yang menghubungkan ke ruang subarachnoid, sehingga cairan serebrospinal (CSF) dapat mengalir melalui ventrikel dan mengelilingi bagian luar SSP.
CSF diproduksi di dalam ventrikel oleh membran khusus yang disebut pleksus koroid. Sel ependimal, salah satu jenis sel glial mengelilingi kapiler darah dan menyaring darah untuk menghasilkan CSF. Cairan ini adalah larutan bening yang mengandung jumlah yang terbatas dari komponen darah. Kandungan CSF terdiri dari air, molekul kecil, dan elektrolit. Oksigen dan karbon dioksida dapat larut dalam CSF mirip dengan dalam darah dan dapat berdifusi ke jaringan saraf.
Sirkulasi Cairan Serebrospinal (CSF)
Pleksus koroid yang menghasilkan CSF dapat ditemukan di dalam keempat ventrikel. Ketika diperhatikan selama proses diseksi, struktur ini tampak lembut dan warnanya bisa bervariasi dari merah muda, tergantung pada sejauh mana sistem peredaran darah dibersihkan selama persiapan jaringan.
Cairan serebrospinal (CSF) dihasilkan dari komponen yang diekstraksi dari darah, sehingga pergerakannya keluar dari ventrikel terikat erat dengan ritme peredaran darah.
Dari ventrikel lateral CSF mengalir menuju ventrikel ketiga, tempat lebih banyak CSF diproduksi kemudian melalui saluran serebral ke ventrikel keempat di mana lebih banyak lagi CSF diproduksi. Sejumlah kecil CSF disaring di salah satu pleksus, dengan total produksi sekitar 500 mililiter setiap hari. Namun, CSF terus diproduksi dan mengalir melalui sistem ventrikel menjaga agar cairan ini tetap bergerak.
Dari ventrikel keempat, CSF dapat berlanjut ke kanal sentral sumsum tulang belakang, meskipun ini umumnya adalah jalur buntu. Lebih banyak cairan meninggalkan sistem ventrikel dan mengalir ke ruang subarachnoid melalui lubang median dan lateral.
Di dalam ruang subarachnoid, CSF mengalir ke seluruh sistem saraf pusat (SSP) dan menjalankan dua fungsi penting. Pertama, mirip dengan sirkulasi lainnya, CSF mengambil sisa-sisa metabolisme dari jaringan saraf dan mengeluarkannya dari SSP.
Selain itu, CSF juga berfungsi sebagai penyangga cairan bagi otak dan sumsum tulang belakang. Dengan menyelimuti seluruh sistem dalam ruang subarachnoid, CSF memberikan lapisan cairan tipis yang melindungi organ-organ dalam dura mater yang kuat dan protektif. Granulasi arachnoid memungkinkan membran arachnoid meluas ke dalam sinus dura, sehingga CSF dapat diserap kembali ke dalam darah bersama-sama dengan sisa metabolisme.
Dari sinus dura, darah mengalir keluar dari kepala dan leher melalui vena jugularis, membawa bersama limbah darah untuk dioksigenasi ulang oleh paru-paru dan untuk mengalami proses penyaringan oleh ginjal.
Referensi
- Joan M. Robinson, RN., MSN. 2009. Anatomy & Physiology – Made Incredibly Easy. 3rd Ed. Wolters Kluwer. Lippincott Williams & Wilkins.
- J. Gordon Betts, et. al. 2017. Anatomy & Physiology. Houston, Texas: Rice University. OpenStax.
- Sherwood L. 2007. Human Physiology: From Cells to Systems. 6th ed. Jakarta: EGC.
- Peate I & Nair M. Anatomy and Physiology For Nursing and Healthcare Students. Oxford: Wiley Blackwell
