makalah perkembangan hewan proses Neurulasi

PERKEMBANGAN HEWAN

NEURULASI

Disusun Oleh :

Eka Kartika (1301145030)

Lintang Suci Kurniavi (1301145)

Tiara Anggraini (1301145107)

Tri Kartika Pratiwi (1301145110)

Pendidikan Biologi 4-c

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PROF. DR. HAMKA

JAKARTA

2

2014

i

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur kami panjatkan kepada Tuhan YME

karena atas berkat dan limpahan rahmatnyalah maka kami dapat

menyelesaikan makah tepat waktu.

Berikut ini kami mempersembahkan sebuah makalah dengan judul

“Neurulasi Perkembangan Hewan”. Dalam penyusunan makalah ini,

kami mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua

pihak yang telah membantu kami dalam menyelesaikan makalah

ini.Kami berharap dengan dibuatnya makalah ini, dapat membantu

pembaca untuk memahami mengenai ruang lingkup pengertian dan

tujuan dari proses neurulasi.

Akhir kata, semoga makalah ini bisa bermanfaat bagi pembaca

pada umumnya dan kami pada khususnya, kami sangat menyadari bahwa

dalam pembuatan makalah ini masih jauh dari kata sempurna. Untuk

itu penulis menerima saran dan kritik yang membangun demi

perbaikan kearah kesempurnaan.Akhir kata, kami mengucapkan banyak

terimakasih.

ii

Penyusun

Jakarta, 12 Maret 2015

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR…………………………………………………………………………..i

DAFTAR ISI……………………………………………………………………………………ii

BAB 1 PENDAHULUAN……………………………………………………………………….1

I.1 Latar Belakang………………………………………………………………………1

I.2 Rumusan Masalah…………………………………………………………………...2

I.3 Tujuan………………………………………………………………………………..2

BAB II PEMBAHASAN………………………………………………………………………...3

II.1 Pengerrtian Neurulasi…………………………………………………………….3

II.2 Proses Neurulasi…………………………………………………………………..3

II.3 Migrasi dan Diferensiasi Pial Neuural…………………..……………...……….5

Pial Neural…………………………………………..……………………..……..5

II.4 Pembentukan Lanjutan Mesoderm……………………………………………...9

iii

A. Amphioxus…………………………………………………………………....9B. Amphibia…………………………………………………………………....10

Perbedaan Amphioxus dan Amphibia………………………………............11

C. Unggas……………………………………………………………………....12Perbedaan Unggas dari Amphioxus dan Amphibia…………………….......13

D. Mamalia…………………………………………………………………......13

BAB III PENUTUP…………………………………………………………..………………....14

III.1 Kesimpulan…………………………………………………………………..…..14

III.2 Saran……………………………………………………………………………..14

DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………………………..15

1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Sistem saraf manusia merupakan jalinan jaringan yang

saling berhubungan , sangat khusus dan kompleks. Sistem

saraf ini mengkoordinasikan, mengatur dan mengendalikan

interaksi antara seorang individu dengan lingkungan

sekitarnya. Sistem tubuh yang penting ini juga mengatur

aktivitas sebagian besar sistem tubuh lainnya. Tubuh mampu

berfungsi sebagai satu kesatuan yang harmonis karena

pengaturan hubungan saraf diantara berbagai sistem. Fenomena

mengenai kesadaran, daya pikir, bahasa, sensasi dan gerakan

semuanya berasal dari sistem ini. Oleh karena itu, kemampuan

untuk memahami, belajar dan berespon terhadap rangsangan

merupakan hasil dari integrasi fungsi sistem saraf, yang

memuncak dalam kepribadian dan perilaku seseorang.

Secara umum, sistem saraf bertanggung jawab untuk

mengkoordinasi respon yang cepat san cermat. Sinyal - sinyal

saraf dalam bentuk potensial aksi secara cepat merambat di

sepanjang serat-serat sel saraf, menyebabkan pelepasan suatu

neurotransmitter di ujung saraf yang akan berdifusi hanya

dalam jarak yang sangat dekat ke sel sasarannya sebelum

respon timbul. Respon yang diperantarai oleh sel saraf bukan

hanya cepat, tetapi juga singkat, kerjanya dengan cepat

terhenti karena neurotransmitter dengan cepat disingkirkan

2

dari sasarannya. Hal ini memungkinkan penghentian respon,

pengulangan respon yang berlangsung hampir dengan segera

atau muncul respon alternatif dengan segera, bergantung pada

keadaan (sebagai contoh, perubahan cepat perintah ke

kelompok-kelompok otot yang diperlukan untuk

mengkoordinasikan gerakan berjalan). Cara kerja ini

menyebabkan komunikasi saraf berlangsung cepat dan cermat.

Jaringan sasaran saraf bagi system saraf adalah otot-otot

dan kelenjar, terutama kelenjar eksokrin.

Neurulasi berasal dari kata neuro yang berarti saraf.

Neurulasi adalah proses penempatan jaringan yang akan tumbuh

menjadi saraf, jaringan ini berasal dari diferensiasi

ectoderm, sehingga disebut ectoderm neural. Sebagai inducer

pada proses neurulasi adalah mesodem notochord yang terletak

di bawah ectoderm neural. Neurulasi dapat juga diartikan

dengan proses awal pembentukan sistem saraf yang melibatkan

perubahan sel-sel ektoderm bakal neural, dimulai dengan

pembentukan keping neural (neural plate), lipatan neural (neural

folds) serta penutupan lipatan ini untuk membentuk neural tube,

yang terbenam dalam dinding tubuh dan berdesiferensiasi

menjadi otak dan korda spinalis dan berakhir dengan

terbentuknya bumbung neural. Diduga bahwa perubahan

morfologi yang terjadi selama neurulasi sejalan dengan

perubahan kromosom dan pola proteinnya. Penelitian ini

dilakukan untuk membandingkan morfologi kromosom dan pola

protein.

3

I.2 Rumusan masalah

1. Apa Pengertian dan Tujuan Proses Neurulasi?

2. Bagaimana Proses Neurulasi?

3. Bagaimana proses Migrasi dan Diferensiasi Pial Neural

4. Bagaimana Proses Pembentukan lanjutan Mesoderm

I.3 Tujuan

1. Untuk mengetahui pengertian dan tujun proses neurulasi

2. Untuk mengetahui bagaimana proses neurulasi

3. Untuk mengetahui proses migrasi dan diferensiasi pial neural

4. Untuk memahami proses pembentukan lanjutan mesoderm

BAB II

4

PEMBAHASAN

1. Pengertian Neurulasi

Neurulasi adalah proses pembentukan bumbung neural (=

bakal sistem saraf pusat). Neurulasi juga dapat diartikan

sebagai pembumbungan (proses pembentukan bumbung /saluran-

saluran dari lapisan lembaga).

Embrio yg mengalami neurulasi → neurula

2. Proses Neurulasi

Proses neurulasi diawali dari pembentukan lamina

neuralis kemudian mengalami invaginasi menjadi sulkus

neuralis dan tebentuk tubulus neuralis. Neurulasi sangat

berhubungan erat dengan gastrulasi. Pada akhir gastrulasi

terbentuklah nerve cord dan notochord. Nerve cord sendiri

berasal dari ektoderm sedangkan notochord berasal dari

lempengan ektoderm bagian dorsal. Pada manusia khususnya,

proses ini dimulai pada minggu ketiga setelah pembuahan.

Proses neurulasi merupakan suatu proses yang kompleks

sehingga apabila mengalami kelainan biasanya disebabkan oleh

multifaktor. Proses neurulasi dapat dibedakan menjadi tiga

elompok, yaitu dua kelompok utama dan satu kelompok khusus.

a. Neurulasi primer

Bumbung neural dibentuk dgn cara pelipatan keping

neural da bertemunya kedua lipatan itu.

5

contoh : Amfibia, Reptil, Unggas, dan Mamalia

b. Neurulasi sekunder

bumbung neural atau salurannya terbentuk oleh

adanya kavitasi (pembentukan rongga) di dalam

kelompo sel ektoderm neural yang memadat,

misalnya pada pisces. Selain pada hewan yang

khusus, kedua neurulasi ini dapat juga ditemui

dalam satu embrio. Neurulasi primer berlangsung

di bagian anterior (kepala dan tubuh) sedangkan

neurulasi sekunder terdapat di bagian posterior

tubuh dan ekor.

contoh : Ikan

c. Neurulasi pemisahan

Pembentukan bumbung dengan adanya pemisahan

(peninggian) epidermis yang membatasi keping

neural. Cara ini dilakukan oleh embrio amfioksus.

Peninggian episermis juga disebut sebagai lipatan

neural temporer yang akan bertem di bagian

mediodorsal dan menjadi atap di atas keping

neural yang sudah melipat dan melekuk,membentuk

lipatan neural dan lekuk neural biasa yang sama

kejadiannya pada neurulasi primer. Kedua lipatan

neural ini akan bertemu satu sama lain membentuk

bumbung neural. Selanjutnya atap epidermis akan

terpisah dari bumbung neural.

6

contoh : Amphioxus

Gambar 7.1. Neurulasi primer (A); Neurulasi sekunder (B);

Neurulasi pemisahan (C)

Gambar 7.2. Proses

neurulasi

7

3. Migrasi dan Diferensiasi Pial Neural

Migrasi merupakan peristiwa yang berkelanjutan, dimana

jutaan sel saraf berpindah dari zona ventrikel dan

subventrikel ke tempat yang spesifik di Sistem Saraf Pusat.

Migrasi mepunyai dua poladasar migrasi neuronal berupa

migrasi kearah radial dan tangensial.

Di dalam cerebrum, migrasi radial dari sel-sel yang

berasal dari zonaa ventrikuler dan subventrikuler merupakan

mekanisme utama dalam pembentukan korteks dan struktur

nukleus profundus. Di dalan cerebellum, migrasi radial

menyebabkan terbentuknya sel purkinje, nukleus dentatus dan

nukleus bagian atas yang lainnya.

Migrasi tangensial merupakan perpindahan sel menuju

permukaan pial, juga berlangsung dalam zona ventrikuler dan

ventrikuler untuk membentuk korteks cerebri. Migrasi ke

lateral paralel dengan permukaan pial sering terjadi setelah

periode migrasi radial dalam upaya membentuk kelompok

nauronal dalam batang otak dan medula spinalis.

PIAL NEURAL (NEURAL CREST)

Sel-sel pial neural terlepas dari perbatasan ektoderm

neural dan ektoderm epidermal setelah kedua lipatan neural

bertemu membentuk bumbung neural, menghasilkan sel-sel

mesenkim wajah. Pial neural bersifat migratif dan akan

bermigrasi cukup jauh ke tempat-tempat tertentu di dalam

8

embrio. Di tempat kedudukannya yang terakhir, pial neural

akan berdiferensiasi menjadi berbagai struktur, misalnya :

1) neuron, termasuk ganglia saraf sensoris, simpatis

dan parasimpatis, serta sel-sel neuroglia;

2) sel-sel penghasil epinefrin (medula) kelenjar

adrenal;

3) sel-sel pigmen pada epidermis;

4) berbegai komponen rangka dan jaringan ikat wilayah

kepala. Tergantung pada kedudukan awal dalam tubuh

embrio

Gambar 7.3. Pembentukan pial neural

Deferensiasi pial neural berdasarkan arah migrasi dan

kedudukan akhir sel-sel tsb. :

1) Pial cranial

9

sel-sel pial bermigrasi dorsolateral dan menghasilkan

mesenkim wilayah tengkorak dan wajah (kraniofasial) yang

akan berdiferensiasi menjadi rawan, tulang, neuron cranial,

glia, dan jaringan ikat wajah. Selain itu terdapat pula sel-

sel yang masuk ke dalam kantung faring (kantung faring ialah

evaginasi faring ke arah lateral berpasangan kiri dan kanan)

untuk menghasilkan sel-sel timus, odontobals, rawan telinga

dalam, serta rahang.

2) Pial tubuh (trunk crest)

sel-sel pial neural tubuh bermigrasi mengikuti dua

jalur utama. Jalur pertama ialah kea rah permukaan dorsal

menuju ectoderm, kemudian sel-sel pial tersebut

berdiferensiasi menjadi sel-sel pigmen dalam epidermis atau

dermis, tergantung dari jenis hewannya. Jalur kedua lebih

mengarah ke bagian ventral yaitu melewati dan mengitari

sklerotom (sklerotom merupakan kelompok sel-sel mesenkim

yang mengelilingi bumbung neural dan notokord yang akan

berdiferensiasi menjadi rawan vertebra). Sel-sel yang

bermigrasi mengikuti jalur kedua ini, akan berdiferensiasi

menjadi komponen-komponen sistem saraf autonom dan berbagai

struktur lainnya. Beberapa sel di daerah pial tubuh ada yang

masih tetap di dekat tempat semula, namun segara akan

10

beragragasi membentuk segmen-segmen yang berpasangan dan

menjadi akar ganglion saraf sensoris.

3) Pial vagal dan pial sacral

sel-sel pial ini akan menghasilkan ganglion

parasimpatik usus. Apabila pial neural ini gagal bermigrasi

ke dalam kolon, mala akan mengakibatkan hilangnya gerak

peristaltik karena tidak terbentukanya ganglion usus.

4) Pial kardiak

Pial Kardiak terletak di antara pial cranial dan pial

tubuh, berhimpit dengan kedudukan sebagian pial vagal.

Struktur yang dapat dihasilkannya yaitu melanosit, neuron,

rawan, jaringan ikat di lengkung faring 3,4,6 (lengkung

faring adalah penonjolan jaringan mesoderm diantara kantung

faring yang satu dengan yang berikutnya). Selain itu, pial

tersebut juga dapat membentuk jaringan otot dan jaringan

ikat pada dinding arteri-arteri besar yang muncul dari

jantung dan terdapat pula pada sekat-sekat yang memisahkan

sirkulasi pulmonalis dari sirkulasi aorta.

Selain dipelajari turunan-turuna pial neural setelah

dewasa, perlu dipelajari pula faktor-faktor yang:

1) menyebabkan pial neural bermigrasi dari tempatnya

semula di dekat bumbung neural,

2) menunjang migrasi dan jalur atau arah migrasi pial

neural, dan

11

3) menghentikan migrasi pial neural setelah tiba di

tempatnya yang definitive.

Mekanisme diferensiasi pial neural menjdi berbagi

struktur, serta informasi intrinsik atau ekstrinsik yang

dioerlukan untuk diferensiasinya, masih banyak yang belum

trengkap. Hasil-hasil penelitian mutakhir menunjukkan adanya

berbagai molekul yang sintasisnya dikontrol oleh berbagai

gen yang relevan, yang mengontrol migrasi sel dan

diferensiasi akhir pial neural.

Di antara molekul-molekul itu adal protein “slug” yang

diekspresikan oleh pial neural tahap pramigrasi.

Dihilangkannya protein ini dapat menghambat migrasi pial

neural. Hal ini menandakan bahwa protein “slug’ berperan

dalam migrasi pial neural. Molekul lain yang juga potensial

dalam memacu migrasi pial neural adalah molekul adhesif N-

kadherin yang mengalami “down regulated” pada saat mulai

migrasi dan mengubah selsel yang semula berupa epithelium

menjadi mesenkimal.

Sebelum bermigarsi, molekul ini terdapat di permukaan

sel pial neural dan kemudian hilang pada saat migrasi dan

diekspresikan kembali setelah tiba di tempat tujuan.

Bersamaan dengan hilangnya N-kadherin dan bermigrasinya sel-

sel pial secara individual, matriks ekstraseluler yang

mengintari permukaanya menjadi lebih adhesive, sehingga

jalur migrasi sel-sel pial menjadi terarah oleh karena itu,

12

tampak bahwa jalur migrasi pial neural dikontrol oleh

matriks ektraseluler. untuk spesies hewan yang berbeda,

bahwa untuk wilayah pial yang berbeda di dalam satu embrio

yang sama pun, diperlukan jenis matriks ektraseluler yang

berbeda pula.

Untuk pial neural tubuh, tampaknya bukan senyawa-

senyawa itu yang mengontrol migrasi ini, serta penghilangan

molekul-molekul tersebut pengikatannya melalui antibody

masing-masing, ternyata tidak begitu manghambat migrasinya.

Secara umum, matriks ekstraseluler yang dipilih pial

neural untuk menunjang migrasi adalah lamina basal dan

fibronektin, sedangkan kondoritinsulfat malah mneghambat

migrasi. Tergantung dari jenisnya, diferensiasi pial neural

di tempatnya yang definitive dapat ditemukan oleh faktor

lingkungan atau oleh faktor inheren (instrinsik) di dalam

sel itu, yang berarti sel-sel itu sudah terdeterminasi

sebelum menunggalkan bumbung neural. Pada tahap yang sangat

awal beberapa pial neural mungkin masih bersifat pluripoten.

Dengan bertambahnya umur embrio sel-sel itu akan mengalami

“restriction” atau keterbatasan untuk berekmbang menjadi

bermacam-macan struktur embrio, karena telah terdeterminasi,

kemudian terdiferensiasi secara morfologi dan secra

fungsional.

4. Pembentukan lanjutan Mesoderm

13

Gambar 7.4. Pembentukan lanjut mesoderm

A. Amphioxus

Pembentukan mesoderm diawali dengan gerakan evaginasi

lateral dari bagian dorsolateral. Selanjutnya mengalami

evaginasi mediodorsal dan delaminasi membentuk notokorda.

Mesoderm di bagian dorso-lateral → somit/epimer (segmental).

Somit terdiri dari : dermatom (luar), miotom, dan sklerotom.

Mesoderm di bagian latero-ventral/hipomer terdiri dari

mesoderm lateral dan ventral yang tidak mengalami

segmentasi. Mesoderm ini terbelah dua: mesoderm somatik

(parietal) dan mesoderm splanknik (viseral)

Gambar 7.5. Diferensiasi sekunder mesoderm pada Amphioxus

14

B. Amphibia

Pembagian mesoderm :

notokord terbentuk dari mesoderm dorsal yang

berkondensasi persis di atas arkenteron. Tabung neuron

berawal sebagai lempengan ektoderm dorsal, persis diatas

notokord yang berkembang.

Setelah notokord terbentuk, lempeng neuron melipat ke

arah dalam dan menggulung menjadi Tabung neuron (neural

tube) yang akan menjadi sistem saraf pusat (otak dan

sumsum tulang belakang).

Gambar 7.6. Diferensiasi sekunder mesoderm pada Amphibia

15

Perbedaan Amphioxus dengan Amphibia :

Dermatom dan sklerotom Amphibia tidak hanya berupa lapisan tipis,

melainkan sel-sel mesenkim yang awalnya epithelial (dari sel-sel

somit). Dermatom menjadi dermis dan sklerotom mengalami

kondensasi di sekeliling notokorda dan bumbung neura membentuk

columna vertebra dan menjadi rusuk

Gambar 7.7. Urutan tingkatan perkembangan somit

C. Unggas

Agregasi mesoderm di bagian kepala disebut somitomer

Somit 1, dibentuk posterior somiter 7

16

Pemadatan somit disokong oleh molekul fibronektin dan N-

kadherin.

Somiter 1 → anterior kepala embrio

Somiter 7 → posterior nodus Hensen

Peran somiter : bakal otot skelet kepala

Somit :

Muncul di bagian posterior somit terdahulu, sepasang/ jam

Spesies spesifik jumlahnya (unggas = 50 pasang)

Terdiri atas : dermatom, miotom, dan sklerotom

↓

Somit epitelial bersifat mesenkimal

(karena induksi notokorda dan bumbung neural)

Gambar 7.8. Sayatan frontal embrio unggas melalui somitomer

17

Perbedaan Unggas dari Amphibia dan Amphioxus:

Mesoderm lateral tidak hanya mementuk bagi intraembrio, bag

distal akan membentuk ekstraembrio

Embrio unggas → diskus

Notokorda sudah terpisah dg mesoderm paraksial sejak awal

pembentukannya

D. Mamalia

Prosesnya sama dengan unggas, namun terdapat perbedaan

antara mamalia dan unggas antara lain :

a. Keping embrio mamalia terletak di dalam suatu bola dengan

trofoblas sebagai permukaannya.

b. Mesoderm paraksial tidak segmental pada awalnya, setelah

menjadi somit tampak adanya segmentasi.

18

BAB III

PENUTUP

III.1 Kesimpulan

Neurulasi adalah proses pembentukan bumbung neural (=

bakal sistem saraf pusat). Neurulasi juga dapat diartikan

sebagai pembumbungan (proses pembentukan bumbung atau

saluran-saluran dari lapisan lembaga).

Proses neurulasi diawali dari pembentukan lamina neuralis

kemudian mengalami invaginasi menjadi sulkus neuralis dan

tebentuk tubulus neuralis. Proses neurulasi dapat dibedakan

menjadi tiga elompok, yaitu dua kelompok utama dan satu

kelompok khusus yaitu Neurulasi primer, Neurulasi Sekunder,

dan Neurulasi Pemisah.

Sel-sel pial neural terlepas dari perbatasan ektoderm

neural dan ektoderm epidermal setelah kedua lipatan neural

bertemu membentuk bumbung neural, menghasilkan sel-sel

mesenkim wajah. Deferensiasi pial neural berdasarkan arah

migrasi dan kedudukan akhir sel-sel dibagi menjadi Pial

cranial, Pial Tubuh (truck crest), Pial vagal dan pial

sacral, serta Pial kardiak.

19

III.2 Saran

Dalam penyusunan makalah ini kami menyadari bahwa

makalah ini masih jauh dari kata sempurna. Maka dari itu

kritik dan saran sangat diharapkan untuk perbaikan makalah

ini kedepannya.

.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell Reece-Mitchell. BIOLOGI jilid 3 edisi ketujuh. Jakartra,

Erlangga. 2003

Diktat Kuliah Uhamka “Perkembangan Hewan”

https://deximel.wordpress.com/2010/05/11/perbedaan-embriogenesis-

pada-amphioxus-aves-amphibia-dan-mamalia/ (diunduh pada senin

12 maret 2015 pukul 20.15 WIB)

20