Pengertian dan Fungsi Rhodopsin

Pada retina terdapat yang namanya makula. Makula merupakan sebuah daerah bulat kecil, ukurannya lebih kurang sama dengan diskus optikus, terletak 3,5mm temporal dan 0,5mm inferior terhadap diskus. Ketika diamati menggunakan alat, makula akan dengan mudah terlihat karena makula bebas dari pembuluh retina.
Pada daerah pusat makula terdapat yang namanya fovea. Fovea adalah suatu daerah lekukan yang hanya terdiri atas sel-sel konus(kerucut). Fungsi dari sel konus adalah untuk penglihatan rinci dan untuk persepsi warna. Selain sel konus, pada daerah lain pada retina terutama mengandung sel-sel batang . Berkebalikan dengan sel konus yang berfungsi untuk persepsi warna, sel batang berfungsi untuk deteksi gerakan dan penglihatan waktu malam.



Sel batang dan sel kerucut merupakan fotoreseptor dari mata. Fotoreseptor ini terdiri dari tiga bagian :

1. Segmen luar : terletak paling dekat dengan eksterior mata, menghadap ke koroid. Fungsinya mendeteksi rangsangan cahaya.

2. Segmen dalam : terletak di bagian tengah fotoreseptor. Pada bagian ini terkandung perangkat metabolik sel.

3. Terminal sinaps : terletak paling dekat dengan bagian interior mata, dan menghadap ke sel bipolar. Bagian ini menyalurkan sinyal yang dihasilkan fotoreseptor karena stimulasi cahaya ke sel-sel selanjutnya di jalur penglihatan.

Segmen luar fotoreseptor yang berbentuk batang pada sel batang dan kerucut pada sel kerucut terdiri dari tumpukan lempeng-lempeng membranosa gepeng yang mengandung banyak molekul fotopigmen peka cahaya. Setiap rerina mengandung sekitar 150 juta fotoreseptor, dan lebih dari satu milyar molekul fotopigmen mungkin terkemas di dalam segmen luar setiap fotoreseptor.

Fotopigmen akan mengalami perubahan kimiawi ketika diaktifkan oleh sinar. Rhodopsin, merupakan fotopigmen pada sel batang. Rhodopsin menyerap semua panjang gelombang cahaya tampak. Dengan menggunakan masukan visual dari sel batang, otak tidak dapat membedakan antara berbagai panjang gelombang dalam spektrum sinar tampak. Oleh karena itu, sel batang haya memberi bayangan abu-abu dengan mendeteksi perbedaan intensitas, bukan perbedaan warna.

Bila sel batang terpajan cahaya, hasil potensial reseptornya berbeda dari potensial reseptor pada hampir semua reseptor sensorik lainnya. Perangsangan sel batang menyebabkan peningkatan negativitas dari potensial membran, yang merupakan suatu keadaan hiperpolarisasi, yang berarti bahwa terdapat neagtivitas yang lebih besar di dalam membran sel batang. Hal ini berlawanan dengan penurunan negativitas yang terjadi pada hampir semua reseptor sendorik.

Aktivasi dari rhodopsin menyebabkan terjadinya hiperpolarisasi, yaitu ketika rhodopsin terurai, penguraiannya menurunkan konduktansi membran sel batnag untuk ion-ion natrium di segmen luar batang. Keadaan ini menyebabkan hiperpolarisasi di seluruh membran sel batnag dengan cara sebagai berikut.

Pergerakan ion natrium dalam sirkuit yang lengkap melewati segmen dalam dan segmen luar sel batang. Segmen dalam secara terus menerus memompa natrium dari sisi dalam sel batang menuju sisi luar, sehingga akan membentuk suatu potensial negatif di sisi dalam seluruh sel. Namun, segmen luar batang, tempat piringan fotoreseptor berada, seluruhnya berbeda : pada keadaan gelap, membran batang ini mengalami kebocoran ion natrium yang hebat. Oleh karena itu, ion natrium secara terus menerus bocor kembali ke dalam sel batang dan dengan demikian menetralkan sebagian besar negativitas di dalam seluruh sel. Jadi, pada keadaan gelap normal, bila sel batang tidak dirangsang, terjadi pengurangan muatan elektronegativitas di sisi dalam membran sel batang, yang besarnya kira-kira -40milivolt, sedangkan pada kebanyakan reseptor sensorik biasanya sebesar -70 sampai -80 milivolt.

Kemudian, sewaktu rhodopsin yang ada di segmen luar batang terpajan  cahaya, rhodopsin mulai terurai, dan hal ini menurunkan konduktansi natrium ke dalam sel batang walaupun ion-ion natrium terus dipompa ke arah luar melalui membran dari segmen dalam. Jadin sekarang lebih banya ion natrium yang meninggalkan sel batang daripada yang kembali masuk. Karena ion natrium bermuatan positif, berkurangnya ion-ion ini dari dalam sel batang menciptakan peningkatan negativitas di dalam membran;dan semakin banyak jumlah energi cahaya yang mengenai sel batang, semakin besar muatan elektronegatifnya, jadi semakin besar pula derajat hiperpolarisasinya. Pada intensitas cahaya maksimum, potensial membran mendekati -70 sampai -80 milivolt, yang mendekati potensial keseimbangan agar ion kalium dapat melewati membran.


Bila retina mendadak terkena cahaya, hiperpolarisasi sementara yang timbul dalam sel batang -yaitu potensial reseptor yang timbul- mencapai puncaknya dalam waktu kurang lebih 0,3 detik dan berlangsung lebih dari satu detik. Bayangan visual yang mengenai sel batang di retina hanya selama sepersejuta detik, terkadang dapat menimbulkan sensasi penglihatan bayangan selama lebih dari satu detik.

Aktivitas fotoreseptor dalam gelap

Membran plasma segmen luar fotoreseptor megandung saluran Na+ bergerbang kimia. Tidak seperti semua saluran bergerbang kimiawi lainnya yang berespons terhadap pembawa pesan kimiawi ekstrasel, saluran ini berespons terhadap pembawa pesan kedua internal, GMP siklik atau cGMP(guanosin monofosfat siklik). Pengikatan cGMP ke saluran Na+, membuat saluran ini tetap terbuka. Tanpa cahaya, konsentrasi cGMP tinggi. Karena itu, saluran Na+ fotoreseptor, terbuka jika tidak terdapat rangsangan, yaitu dalam keadaan gelap. Kebocoran pasif  Na+ masuk ke sel menyebabkan depolarisasi fotoreseptor. Penyebaran pasif depolarisasi ini dari segmen luar(tempat lokasi saluran Na+) ke ujung sinaps(tempat penyimpanan neurotransmitter fotoreseptor) membuat saluran Ca2+ berpintu voltase di ujung sinaps tetap terbuka. Masuknya kalsium memicu pelepasan neurotransmitter dari ujung sinaps selama dalam keadaan gelap.

Aktivitas fotoreseptor pada keadaan terang

Pada pajanan ke sinar, konsentrasi cGMP menurun melalui serangkaian reaksi biokimia yang dipicu oleh pengaktifan fotopigmen. Retinen berubah bentuk ketika menyerap sinar. Perubahan konformasi ini mengandung suatu protein G yang dinamai trasndusin. Fotopigmen yang telah aktif mengakitfkan transdusin, yang sebaliknya mengaktifkan enzim intrasel fosfodiesterase. Enzim ini menguraikan cGMP sehingga konsentrasi pembawa pesan kedua ini di fotoreseptor berkurang. Selama proses eksitasi cahaya, penurunan cGMP memungkinkan saluran Na+ berpintu kimiawi tertutup. Penutupan saluran ini menghentikan kebocoran Na+ penyebab depolarisasi dan menyebabkan hiperpolarisasi membran. Hiperpolarisasi ini, yang merupakan potensial reseptor, secara pasif menyebar dari segmen luar ke ujung sinaps fotoreseptor. Di sini perubahn potensial menyebabkan penutupan saluran Ca2+ berpintu voltase dan, karenanya, penurunan pelepasan neurotansmitter dari ujung sinaps. Karena itu, fotoreseptor dihambat oleh stimulasi adekuatnya(mengalami hiperpolarisasi oleh cahaya) dan tereksitasi jika tidak mendapat stimulasi(mengalami depolarisasi dalam gelap). Potensial hiperpolarisasi dan penurunan pelepasan neurotransmitter yang ditimbulkannya berbeda-beda sesuai dengan intensitas cahaya. Semakin terang cahaya, semakin besar respons hiperpolarisasi dan semakin besar penurunan pelepasan neurotransmitter.


Referensi:
  1. Sherwood, Lauralee . 2013 . Fisiologi Manusia Dari Sel ke Sistem . Jakarta : EGC
  2. Swartz, Mark H. . 2012 . Buku Ajar Diagnostik Fisik . Jakarta : EGC
  3. Guyton, Arthur C. ; Hall, John E. . 2012 . Buku Ajara Fisiologi Kedokteran . Jakarta : EGC

Post a Comment