sehat itu indah

Sistem Pengendalian Gastrointestinal

Bertujuan untuk membangun lingkungan yang optimal agar traktus GI dapat menjalankan fungsinya dengan baik dan mengontrol kondisi lumen agar digesti dan absorpsi bisa seoptimal mungkin. Pengendali sistem gastrointestinal terbagi menjadi dua, yaitu hormonal dan neural. 

Pengaturan neural

Pengaturan GI oleh sistem saraf terdiri dari persarafan intrinsik (enterik) dan inervasi ekstrinsik. Fungsi dari persarafan ini adalah untuk memonitor dan mengatur proses yang terjadi di GI.

Persarafan intrinsik terdiri dari dua pleksus yaitu pleksus myenterikus dan pleksus submukosa. Pleksus myenterikus atau pleksus Auerbach sesuai namanya (myo=otot) terletak di lapisan muskular antara otot polos sirkular dan otot polos longitudinal. Sedangakn pleksus submukosa atau pleksus Meissner terletak di lapisan submukosa. Sistem saraf intrinsik ini terdiri dari motor neuron, sensorik, dan interneuron. Karena motor neuron pleksus myenterikus sebagian besar menginervasi otot polos longitudinal dan sirkular, pleksus ini sebagai pengontrol motilitas GI. Sedangkan pada pleksus submukosa motor neuronnya kebanyakan mempersarafi sel sekret di epitel mukosa, sehingga pleksus ini sebagai pengontrol sekresi organ traktus GI. Interneuron persarafan intrinsik berfungsi sebagai penghubung pleksu submukosa dan myenterikus. Sedangkan saraf sensorik yang bertugas di epitel mukosa berguna sebagai kemoreseptor, stretch receptor (teraktivasi kalau dinding orag GI terisi makanan).

Persarafan ekstrinsik dari gastrointestinal dipersarafi oleh sistem saraf otonom. Secara singkat bagan di atas dapat dijelaskan sebagai berikut:

Bagian parasimpatis dipersarafi oleh nervus vagus yang hampir mempersarafi traktus GI secara keseluruhan kecuali setengah bagian akhir dari usus besar yang dipersarafi oleh serat saraf dari medula spinalis yaitu nervus pelvis. Kontrol persarafan ekstrinsik ini baik simpatik maupun parasimpatik membentuk hubungan dengan sistem saraf enterik dengan persambungan ke pleksus myenterikus dan pleksus submukosa tempat sistem saraf intrinsik (enterik) terususun rapi. Saraf otonom dapat mempengaruhi motilitas dan sekresi saluran pencernaan melalui modifikasi aktivitas yang sedang berjalan di pleksus-pleksus sistem saraf intrinsik. Sistem saraf simpatis dan parasimpatis yang mempersarafi jaringan tertentu menimbulkan efek yang bertentangan di pencernaan. Sistem saraf simpatis bekerja menghambat/memperlambat kontraksi dan sekresi saluran pencernaan. Sistem saraf parasimpatis bekerja sebaliknya yaitu meningkatkan kerja dengan cara menaikkan motilitas dan sekresi enzim serta hormon pencernaan meningkat.

Refleks. Ada 2 jenis refleks: short refleks dan long refleks. Perangsang agar terjadi reflek: distensi lumen saluran GI, osmoloritas kimus, keasaman kimus dan hasil digestif (KH, lemak, P). Reseptor yang terletak di GI merupakan: mekanoreseptor (untuk tau distensi saluran GI), osmoreseptor (untuk tahu proses osmosis), kemoreseptor (untuk lihat pH juga kandungan2nya).

Jenis refleksnya dibagi menjadi dua, yaitu refleks panjang dan refleks pendek. Pemberian nama sesuai panjang jalur yang dilewatinya. Refleks panjang jalurnya lewat pusat dulu contoh peristiwa: saat mencium bau makanan memicu keluarnya kelenjar saliva. Contoh lain seperti saat kilta baru melihat, atau memikirkan makanan, saliva sudah menetes dan tubuh menjadi merasa lapar. Neuron pathway-nya untuk stimuli dari makanan yang kita lihat: sensoriknya berada di mata akan terkirim ke saraf ekstrinsik ke otak lalu ke saraf simpatik / parasimpatik ke interneuron/efferen neuron (ada yang tanpa interneuron langsung ke GI) lalu ke GI. 

Kalau refleks pendek maka refleks itu berjalan dengan sensorik di GI dan motoriknya di GI juga misal pada refleks gastrokolik. Resptor di lambung mengirim sinyal ke saraf di kolon. Efektornya otot polos kolon, sehingga akan terjadi kontraksi di kolon. Refleks ini biasa terjadi setelah makan. Hasilnya orang yang bersangkutan setelah makan akan langsung ke belakang. Yang dikeluarkan di feses adalah sisa makanan yang kemari bukan yg baru masuk. Refleks in bertugas untuk mendorong sisa2 makanan yang ada di GI sehingga makanan baru bisa masuk.Ada juga refleks Refleks duodenocolika. Refleknya mirip gastrokolik cuman bedanya makanan yang menstimulus ada di duodenum, efektornya sama yaitu kolon. Menurut kuliah refleks ini paling penting. Karena refleks ini tidak melibatkan otak dalam pengorganisasian rangsang yang diterima, maka prof Greshon menyebut bahwa di GI itu ada otak kita yang kedua atau disebut juga otak kecil atau otak enterik. Wah jadi sekarang gak perlu malu nih kalau perut besar kan otaknya juga besar! Haha

Elektrofisiologi otot polos GI

Motilitas gastrointestinal normal berasal dari kontraksi terkoordinasi dari otot polos yang sebenarnya merupakan derivat dari 2 bentuk dasar aktivitas elektrik pada membran sel otot polos yaitu gelombang lambat dan spike potentials. 

Sel otot polos layakanya sel-sel lain yang bisa dibangkitkan, mengatur perbedaan potensial pada membran selnya yang berseberangan. Potensial membran yang istirahat untuk sele otot polos adalah -50 dan -60 mV. Perbedaan antara sel otot polos ini dengan sel otot jenis lain atau saraf adalah potensial membrannya berfluktuasi secara spontan.

Karena sel-sel ini berpasangan secara elektrik, fluktuasi di potensial membran menyebar ke bagian yang berdampingan pada otot, mengakibatkan terbentuknya gelompang pelan –gelombang dari depolarisasi parsial pada otot polos yang bergerak dengan cepat sepanjang digestive tube untuk jarak yang jauh. Depolarisasi parsial ini besarnya sama dengan fluktuasi pada membran dari 5 hingga 15 mV.

Frekuensi dari gelompang pelan tergantung pada letaknya di digestive tube –di usus halus, gelombnag pelan muncul 10 hingga 20 kali per menit dan di lambung serta usus besar 3 hingga 8 kali permenit. Aktivitas gelombang pelan terjadi pada otot polos dan tidak bergantung pada stimulus saraf.

Perlu diperhatikan bahwa gelombang pelan bukanlah potensial aksi dan dengan adanya gelombang pelan tidak terpicu terjadinya kontraksi. Gelombang pelan, lebih cenderung untuk mengkoordinasi atau menyamakan kontraksi otot pada usus dengan mengontrol munculnya depolarisasi kedua “spike potential” yang muncul hanya pada puncak dari gelombang pelan.

Spike potential adalah potensial aksi sebenarnya yang memunculkan kontraksi otot. mereka muncul ketika gelombang pelan melebihi area dari otot polos yang telah dipancing dengan paparan neurotransmitter yang dikeluarkan oleh neuron sekitar (neuron dari sistem intrinsik). Neurotransmitter dikeluarkan sebagai respon dari stimulus lokal yang bervariasi termasuk distensi dinding digestive tube dan berguna untuk mensensitisasi otot dengan membuat potensial membran istirahatnya makin positif. 

Jadi ketika bolus masuk ke usus halus yang terjadi adalah:

1. Bolus mendistensi usus, memperbesar dindingnya

2. Pembesaran menstimulasi saraf di dinding usus untuk mengeluarkan neurotransmitter ke otot polos di daerah distensi sehingga potensial membran daerah tersebut makin depolarisasi

3. Ketika gelombang pelan melebihi area otot yang tersensitisasi ini, spike potential terbentuk dan muncullah kontraksi

4. Kontraksi berjalan di sepanjang dan sekeliling usus dengan cara yang terkoordinasi karena sel-sel otot berpasangan secara elektrik melalui gap junction 

Pengaturan hormon

Karakteristik dari sel yang menghasilkan hormon di GI:

- Sel tunggal

- Tersebar (lambung dan usus halus)

- Satu sisi distimulasi oleh lumen, sisi lainnya ahadap ke basal

- Dapat distimulasi oleh kimus

Hormon yang dihasilkan seperti biasa akan dikeluarkan ke darah. Hormon-hormon GI:

A. - gastrin 

- secretin 

- cholecystokinin 

- somatostatin 

- lain2

B. - insulin 

- glucagon 

Fungsi CCK untuk menyebabkan kontraksi kantung empedu dan relaksasi dari spinkter hepatopankreas sehingga garam empedu masuk ke usus halus. Pengeluaran CCK ini karena stimulasi dari kimus bersifat asam yang masuk ke usus halus. 

perjalanan aliran darah: darah bersih dari jantung akan tersebar ke seluruh tubuh termasuk ke sistem GI. Darah bersih masuk ke organ-organ GI dengan tiga jalan bagian liver, limpa, lambung dengan a.seliaka; pankreas, usus halus dan kolon bagian atas dengan a.mesenterika superior; kolon bagian bawah dengan a.mesenterika inferior. Btw, nama arterinya ini sama kayak nama ganglion simpatik yang mempersarafi organ2 yg persis sama seperti yg dialiri arterinya.

Setelah absorpsi makanan masuk ke dalam darah maka darah akan jadi kaya nutrisi miskin oksigen (soalnya oksigen sudah kepake buat mencerna makanan). Darah ini akan dikirim ke hati lewat vena porta hepatika untuk detoksifikasi sekalian memberi makan hati. Setelah darah bebas racun maka darah dikembalikan ke jantung agar jadi darah yang kaya oksigen lagi lewta vena cava. Darah kaya O2 akan dikirim ke seluruh tubuh lagi dan begitulah siklus ini kembali berulang.

4 proses yang ada di GI:

1. Motilitas  gerakan di traktus GI

2. Sekresi  pengeluaran sekret dari kelenjar

3. Digesti  pemecahan molekul besar jadi molekul kecil (dgn mekanik dan enzimatik) 

4. Absorbsi  masuknya molekul yang sudah bisa diserap ke dalam pembuluh darah dan limfe

- Motilitas

Motilitas mengacu pada kontraksi otot yang mencampur dan mendorong isi saluran pencernaan. Seperti otot polos vaskuler, otot polos di dinding saluran pencernaan terus berkontraksi dengan kekuatan rendah yang dikenla dengan tonus. Tonus ini fungsinya untuk mempertahankan tekanan pada isi saluran pencernaan tetap serta untuk mencegah dinding saluran pencernaan yang melebar permanen setelah mengalami distensi. Pada mayat tonus usus sudah tidak ada lagi, sehingga usus cadavert akan terlihat sangat besar (6,5 m, sedang pada orang hidup 3 meter).

Paling kuat terjadi di usus besar. Gerakan motilitas terdapat 2 jenis:

1. Gerak peristaltik

Merupakan gerak untuk mendorong bolus (sebutan makanan yag sudah menggumpal bulet padat) atau kimus (sebutan makanan setelah melewati lambung) ke arah distal. Gerakan ini terjadi karena adanya doronga dari otot proksimal dari bolus/kimus. Otot yang berkontraksi adalah otot longitudinal, sedang otot sirkular berelaksasi. Sebagai pengingat, di lapisan muskular ada 2 lapisan yaitu sirkular di sebelah dalam dan longitudinal di sebelah luar.

2. Gerak segmentasi

Kontraksi timbul di tengah-tengah bolus sehingga bolus bergerak ke proksimal dan distal sehingga kontraksi akan memecah-mecah bolus ke partikel lebih kecil juga mencampur partikel tersbut. Kemudian bolus ini akan dipajankan ke dinding permukaan saluran pencernaan.

Perlu diketahui bahwa pergerakan bahan melewati pencernaan sebagian besar terjadi akibat kontraksi otot polos di dalam dinding organ pencernaan, kecuali motilitas di kedua ujung saluran -mulut sampai bagian awal esofagus dan sfinger anus eksternus, di bagian paling akhir- yang melibatkan otot rangka bukan polos. Jadi tindakan mengunyah, menelan, dan defekasi memiliki komponen volunter. 

- Sekresi

Melepaskan enzim-enzim pencernaan, mukus dan ion-ion. Dari dalam lumen saluran pencernaan kurang lebih 9 liter cairan dikeluarkan. Tapi sebagian besar direabsorbsi kembali. 9 liter cairan itu berasal dari:

Sekresi dilakukan oleh sel-sel sekretorik yang tersebar luas di saluran pencernaan. Sejumlah besar air dan bahan-bahan mentah yang penting untuk menghasilkan produk sekretorik dihasilkan dari plasma yang diekstrak. Sekresi memerlukan energi untuk transpor aktif bahan mentah ke dalam sel (meski beberapa ada yang difusi pasif) dan untuk sekresi produk sekretorik oleh retikulum endoplasma. Karena sel sekretorik butuh banyak energi maka sel ini memiliki banyak mitokondria untuk menunjang kerjanya. Sekresi akan dikeluarkan karena adanya rangsangan saraf atau hormon. Dalam keadaan normal, sekresi pencernaan akan direabsorpsi dalam bentuk suatu bentuk untuk dikembalikan ke darah setelah dipakai dalam proses pencernaan. Namun dalam keadaan tertentu kegagalan proses akan menyebabkan hilangnya cairan yang dipinjam dari plasma tersebut.

- Digesti

Menguraikan makanan dari komplek menjadi lebih sederhana dengan mekanik ataupun enzimatik. Konsumsi manusia akan makanan meliputi: karbohidrat, protein, dan lemak. Sebelum dicerna molekul-molekul mereka yang besar ini tidak akan bisa menembus membran plasma untuk diserap dari lumen ke pembuluh darah atau limfe. Sehingga fase ini penting agar makanan bisa terabsorpsi.

KH paling sederhana adalah monosakarida, terdiri dari: glukosa, galaktosa, fruktosa. Monosakarida ini jarang sekali ditemukan di makanan. Kebanyakan bentuk KH yang dimakan adalah polisakarida (glukosa yang berantai dalam jumlah yang banyak). Polisakarida yang paling banyak dikonsumsi adalah starch (kanji, dari makanan nabati) dan glikogen (dari daging). Selulosa merupakan nutrien yang tidak dapat dicerna oleh manusia karena keberadaan rantai glukosa β dimana enzim yang dimiliki manusia hanya bisa menghidrolisis ikatan glukosa α. Namun selulosa tetap penting dalam makanan, karena keberadaannya akan memicu dinding intestine mengeluarkan mukus sehingga makanan bisa keluar dengan lancar.

Digesti akhir dari KH: monosakarida

Digesti akhir dari lemak: asam lemak dan mono gliserida

Digesti akhir dari protein: asam amino, dan peptida kecil

Cara enzim menguraikan molekul-molekul yang besar adalah dengan menambahkan gugus H2O pada ikatan (proses hidrolisis). Dengan cara ini makan molekul-molekuk kecil akan terbebas dari ikatan. Enzim tertentu bersifat spesifik terhadap ikatan yang dapat diuraikan. Lebih lengkap mengenai enzim dan proses perubahan molekul-molekulnya ada di biokim.

- Penyerapan

Proses akhir dari pencernaan yang berfungsi untuk memindahkan satuan-satuan kecil hasil proses pencernaan dari lumen saluran pencernaan ke dalam darah atau limfe.

KH : transpor aktif untuk glukosa dan galaktosa, difusi terfasilitasi GLUT5 untuk fruktosa

Lemak : monogliserida dan asam lemak bebas penyerapan dibantu dengan garam empedum sebagai kilomikron. Empedu membantu mengemulsifikasi lemak. Penyerapan menuju ke pembuluh limfe.

Protein : peptida besar dengan transcyitosis*

Peptida kecil dengan H+

Asam amino dengan Na+

*transpor makromolekuk dengan vesikel dari satu sisi sel ke sisi lain sel tersebut yang memiliki lingkungan yang berbeda. Biasanya terjadi di sel epitel (ingat sel epitel merupakan sel yang membatasi organ dari dua lingkunagna berbeda).