Bab 3

Koordinasi dan Pergerakan

3.1 Pergerakan dan Koordinasi Manusia, haiwan dan tumbuhan sentiasa menghadapi perubahan dalam persekitaran luaran dan dalaman. Perubahan yang dikesan merupakan rangsangan.

Contoh rangsangan luaran adalah seperti suhu, cahaya, bunyi, rasa, tekanan dan sentuhan. Contoh rangsangan dalaman adalah seperti suhu badan, tekanan osmosis dan aras gula dalam darah.

Tindak balas terhadap sesuatu rangsangan merupakan gerak balas. Organisma bergerak balas terhadap perubahan dalam persekitaran luaran dan dalaman untuk melindungi diri daripada kecederaan dan menjamin kemandirian organism.

Reseptor - sel khas yang boleh mengesan perubahan dalam persekitaran luar dan dalaman. Contoh reseptor: kulit, mata, hidung, telinga dan hipotalamus Reseptor menerima dan menghantar rangsangan ke pusat integrasi (sistem saraf pusat), di mana maklumat diproses dan dihantar ke efektor.

Maklumat dihantar sebagai impuls elektrik. Efektor - organ yang bergerak balas terhadap rangsangan yang disampaikan oleh sistem saraf pusat. Contoh efektor: otot atau kelenjar. Impuls dihantar daripada reseptor

kepada sistem saraf pusat menerusi laluan aferen.

lmpuls daripada sistem saraf pusat dihantar ke efektor menerusi laluan eferen.

Persekitaran dalaman dikawal oleh suap balik negatif. Apabila suatu perubahan dikesan, mekanisme pembetulan berlaku untuk memulihkan keadaan kembali normal Misalnya jika suhu badan kita meningkat atau menurun, mekanisme pembetulan akan berlaku dalam badan untuk memulihkan suhu kembali ke normal.

Koordinasi badan ialah proses bagaimana bahagian badan yang berlainan bekerjasama untuk mendapatkan satu gerak balas betul. Sistem saraf dan sistem endokrin mengkoordinasikan semua aktiviti ini.

3.2 Peranan Sistem Saraf Manusia Sistem saraf manusia terdiri daripada sistem saraf pusat dan sistem saraf periferi. Sistem saraf pusat merupakan pusat integrasi badan. la menghantar, mengintegrasi, membanding dan menganalisis maklumat serta mengkoordinasikan gerak balas. Sistem saraf pusat terdiri daripada otak dan saraf tunjang. Sistem saraf periferi mengunjur daripada sistem saraf autonomi dan sistem saraf somatic.

Saraf kranium mengunjur daripada otak manakala saraf spina mengunjur daripada saraf tunjang

OTAK

Otak merupakan pusat koordinasi. Otak terkurung dalam tengkorak yang melindungi otak daripada kecederaan. Bahagian luar otak terdiri daripada jirim kelabu manakala bahagian dalam terdiri daripada jirim putih. Jirim kelabu mengandungi badan sel neuron, manakala jirim putih mengandungi akson sahaja.

Saraf tunjang Saraf tunjang merupakan laluan utama antara otak dengan sistem saraf periferi. Saraf ini menghantar impuls ke otak dan dari otak, dan mengawal tindakan refleks. Human spinal cord Bahagian luar saraf tunjang terdiri daripada jirim putih manakala bahagian dalam terdiri daripada jirim kelabu. Akar dorsal dan akar ventral yang mengunjur dari saraf tunjang bercantum untuk membentuk saraf spina. Akar dorsal mengandungi akson neuron aferen atau akson neuron deria manakala akar ventral mengandungi akson neuron eferen atau akson neuron motor. Ganglion dorsal yang mengandungi badan sel neuron deria terletak di akar dorsal.

Neuron Sel saraf yang membentuk sistem saraf dipanggil neuron. Setiap neuron terdiri daripada satu badan sel yang mengandungi nukleus dan proses sitoplasma halus yang dikenali sebagai terminal saraf.

Terdapat tiga jenis neuron: a) neuron motor

b ) neuron deria

c ) neuron perantaraan (interneuron)

Penghantaran maklumat dari reseptor ke efektor Maklumat dalam sistem saraf dihantar dalam bentuk impuls elektrik yang dihasilkan apabila terdapat perbezaan antara cas elektrik di luar dan di dalam membran sel neuron. Apabila receptor menerima rangsangan, impuls saraf dihantar melalui neuron deria ke interneuron dalam saraf tunjang. lnterneuron akan menghantar impuls ke interneuron yang lain, yang akhirnya menghantar impuls ke sistem saraf pusat untuk integrasi dan penterjemahan. Dari sistem saraf pusat, neuron motor menghantar impuls saraf ke efektor, yang akan bergerak balas.

Sinaps Sinaps ialah ruang di mana akson satu neuron berada hampir dengan dendrit neuron yang lain.

Mitokondrion dan vesikel yang mengandungi neurotransmitter terdapat dengan banyaknya dalam bonggol sinaps. Contoh neurotransmiter adalah asetilkolina dan noradrenalina. Apabila impuls sampai ke sinaps, vesikel di membran pra- sinaps membebaskan neurotransmitter ke dalam ruang sinaps. Neurotransmiter meresap melintasi ruang sinaps ke membran pasca-sinaps. Di membran pascasinaps, ia dirangsang untuk menghasilkan impuls baru yang kemudian dialirkan sepanjang neuron. Penghantaran impuls pada sinaps membolehkan neuron berhubung dengan neuron-neuron lain pada masa yang sama, dan dengan itu menghasilkan gerak balas berganda. Oleh sebab neurotransmitter dibebaskan dari membran pra- sinaps, penghantaran impuls di sinaps adalah sehala.

Tindakan terkawal dan luar kawal Tindakan terkawal adalah tindakan di bawah kawalan dan dilakukan dalam kesedaran. Contoh: membaca, menulis dan mengangkat tangan. Tindakan luar kawal dikawal oleh sistem saraf autonomic dalam badan. Ia bukan bawah kawalan otak. la dikawal oleh medula oblongata dan saraf tunjang. Contoh tindakan yang berlaku dalam badan kita yang tidak disedari termasuklah denyutan jantung, peristalsis dan perembesan jus pencernaan.

Tindakan reflex 1. Tindakan refleks merupakan tindakan luar kawal yang berlaku secara automatik.2. Tindakan refleks melindungi badan kita daripada kecederaan.3. Laluan impuls dari reseptor ke efektor dinamakan arka refleks.

Arka refleks terdiri daripada reseptor, neuron deria, saraf tunjang, neuron motor dan efektor. Apabila reseptor menerima rangsangan, impuls dihantar sepanjang neuron deria hingga ke interneuron dalam saraf tunjang. Interneuron kemudiannya menghantar impuls ke neuron motor, yang menghantar impuls ke efektor yang berkenaan. Contoh: Apabila tangan secara tidak sengaja tersentuh benda panas atau apabila kaki terpijak paku.

Dalam gerak balas sentakan lutut, impuls dihantar secara langsung ke neuron motor tanpa melalui interneuron.

Penyakit berkaitan dengan sistem saraf Seorang penghidap penyakit Parkinson mengalami tangan dan kaki yang menggeletar, ketegangan bahagian tertentu badan kerana kekurangan penghasilan sejenis neurotransmiter, iaitu dopamine dalam otak. Sklerosis berganda disebabkan oleh kerosakan salut myelin neuron. Penghidap penyakit ini bergerak dengan perlahan. Epilepsi (atau sawan) bercirikan pembebasan cas elektrik daripada neuron secara tibatiba. Penyakit Alzheimer disebabkan oleh kemerosotan neuron otak apabila tua. Penghidap penyakit ini mengalami gangguan daya fikir, kehilangan ingatan dan kebingungan. Poliomielitis disebabkan oleh jangkitan virus pada sistem saraf pusat.

Peranan Hormon dalam Manusia

Hormon adalah protein yang dirembeskan daripada kelenjar endokrin dalam badan kita. Hormon adalah pengutus kimia yang dirembeskan secara langsung ke dalam darah, dan dibawa ke organ sasaran yang terdapat di bahagian lain dalam badan. Hormon dihasilkan dalam kuantiti yang sedikit. Hormon adalah spesifik dari segi tindakan, dan hanya bertindak pada organ sasaran tertentu. Tindakan hormon adalah lambat tetapi kesannya tahan lebih lama.

Sistem Endokrin Manusia Sistem endokrin terdiri daripada kelenjar endokrin yang merembeskan hormone untuk mengkoordinasikan aktiviti badan dan gerak balas terhadap rangsangan daripadapersekitaran.Kelenjar endokrin tidak mempunyai duktus. Hormon tidak dirembes melalui duktus, tetapi dirembes terus ke dalam aliran darah yang membawa hormone ke seluruh badan.

Kesan ketakseimbangan hormone Ketakseimbangan hormone disebabkan oleh penghasilan hormon yang berlebihan atau kekurangan. Oleh sebab sistem endokrin mengkoordinasikan perubahan jangka panjang badan kita, segala ketakseimbangan dalam penghasilan hormon akan mempengaruhi kesihatan kita.

Homeostasis dalam manusia

Persekitaran dalaman suatu organisma merupakan cecair tisu yang membasahi sel-sel dan tisu-tisu, bersama dengan sistem peredaran darah. Persekitaran dalaman perlu dikekalkan malar, atau sekurang-kurangnya di antara had tertentu, untuk memastikan sel-sel dikekalkan dalam keadaan fizikal dan kimia yang optimum dalam persekitaran dalaman. Faktor fizikal yang perlu dikekalkan malar termasuk suhu badan dan tekanan darah. Faktor dalaman termasuk tekanan separa oksigen dan karbon dioksida, tekanan osmosis dan aras gula darah.

Homeostasis ialah pengekalan persekitaran dalaman melalui mekanisme pengawalaturan dalam tubuh. Homeostasis dicapai melalui mekanisme suap balik negatif. Mekanisme suap balik negative terdiri daripada tiga bahagian penting: (a) Organ deria atau reseptor untuk mengesan perubahan

dalam perselitaran dalaman. (b) Pusat kawalan (otak) yang berupaya memulakan

tindakan pembetulan yang sesuai.(c) Organ bergerak balas atau efektor yang melakukan tindakan pembetulan untuk mengembalikan persekitaran dalaman keadaan normal.

Homeostasis melibatkan naik turun sekitar norma atau titik tetap. Apabila penyimpangan daripada norma berlaku, mekanisme pembetulan bertindak untuk mengembalikan persekitaran dalaman kepada aras asal.

Pembentukan air kencing Ginjal merupakan sebahagian daripada sistem perkumuhan. Keratan memanjang ginjal menunjukkan korteks di luar, medula di dalam, dan pelvis. Ginjal terdiri daripada berjuta-juta nefron. Setiap nefron pula terdiri daripada kapsul Bowman, tubul berlingkar proksimal, likuHenle, tubul berlingkar distal dan duktus pengumpul.

Arteri renal membawa darah masuk ke dalam ginjal manakala vena renal membawa darah keluar dari ginjal. Pembentukan air kencing melibatkan proses ultraturasan, penyerapan semula dan rembesan.(a) Ultraturasan berlaku di kapsul Bowman. Darah dari glomerulus dipaksa merentas masuk ke dalam kapsul Bowman oleh tekanan tinggi yang dihasilkan oleh arteriol aferen. Sel darah merah dan protein darah terlalu besar dan tidak dapat menembusi liang-liang pada dinding glomerulus dan kapsul Bowman. Glukosa, asid amino, urea, air berlebihan dan garam mineral yang membentuk turasan glomerulus mengalir ke dalam tubul berlingkar proksimal.

(b) Penyerapan semula glukosa dan asid amino berlaku melalui proses pengangkutan aktif manakala air diserap secara osmosis. Dalam liku Henle, air, ion natrium dan klorida diserap semula.(c) Dalam tubul berlingkar distal, ion hidrogen, ion kalium, ion ammonium, urea dan toksin atau dadah dirembes sama ada secara aktif atau pasif dan disingkirkan. Apabila turasan sampai ke duktus pengumpul, kebanyakan air dan garam mineral yang diperlukan oleh badan telah diserap. Hanya tinggal urea serta air dan garam mineral berlebihan. Cecair yang disingkirkan melalui duktus pengumpul ialah air kencing.

Mekanisme pengosmokawalaturan Pengosmokawalaturan ialah pengawalaturan tekanan osmosis darah. Proses ini dikawal oleh suap balik negatif yang melibatkan pengawalan air dan garam mineral dalam tiub berlingkar distal dan duktus pengumpul. Apabila tekanan osmosis dalam badan tinggi disebabkan oleh pengambilan air yang sedikit, perpeluhan yang terlampau atau pengambilan makanan yang terlalu masin,osmoreseptor dalam hipotalamus akan dirangsang. Impuls saraf terjana dan dihantar ke kelenjar pituitari bagi merangsangnya untuk meningkatkan penghasilan hormon antidiuresis (ADH), dan kelenjar adrenal bagi mengurangkan penghasilan aldosteron yang dihantar ke ginjal.

ADH meningkatkan ketelapan dinding tiub berlingkar distal dan duktus pengumpuluntuk menyerap semula air ke dalam darah secara osmosis. Aldosteron menyebabkan penurunan penyerapan natrium klorida. Sedikit air kencing yang pekat dihasilkan. Apabila tekanan osmosis dalam badan rendah disebabkan terlalu banyak air dalam badan, penghasilan hormone antidiuresis (ADH) dikurangkan, dan penghasilan aldosteron ditingkatkan. Dinding tiub berlingkar distal dan duktus pengumpul menjadi kurang telap terhadap air dan natrium klorida tidak diserap semula.Banyak air kencing yang cair dihasilkan.

Akibat fungsi ginjal yang rosak Kerosakan ginjal disebabkan oleh racun, penyakit ginjal, tekanan darah tinggi atau aras glukosa darah yang tinggi. Kerosakan ginjal berpanjangan boleh mengakibatkan kegagalan ginjal. Kegagalan ginjal terjadi apabila nefron binasa. Hasil kumuh dalam darah tidak boleh dibiarkan berkumpul kerana akan menjadi toksik pada kepekatan yang lebih tinggi. Hasil kumuh boleh disingkirkan dengan menggunakan mesin yang berfungsi sebagaiginjal buatan. Pesakit boleh juga memilih untuk menjalani pemindahan ginjal.

Mesin tersebut mengasingkan molekul bahan larut berasaskan kadar resapan melalui membrane separa telap. Proses ini ialah hemodialisis. Semasa hemodialisis, darah pesakit yang diambil dari arteri, disalurkan ke dalam satu tiub dialisis yang separa telap, dan dimasukkan ke dalam cecair dialisis. Cecair dialisis mengandungi jumlah garam mineral dan glukosa yang terkawal, dengan komposisi sama seperti dalam plasma darah (tanpa bahan bernitrogen). Satu kecerunan kepekatan ditetapkan, dan bahan kumuh bernitrogen, garam mineral berlebihan dan toksin lain meresap keluar dari darah pesakit ke dalam cecair dialisis.

Selepas beberapa jam, darah berturas dan bersih dikembalikan kepada pesakit melaluivena di tangan yang sama. Cecair dialisis sering ditukar untuk menyingkirkan bahan kumuh dan untuk mengekalkan kecerunan resapan antara darah pesakit dengan cecair dialisis. Pesakit yang kegagalan ginjal perlu menjalani hemodialisis sepanjang hayat. Pemindahan ginjal melibatkan penggantian ginjal yang rosak dengan ginjal daripada seorang penderma.

Pengawalaturan aras gula (glukosa) darah Apabila aras glukosa darah melebihi aras normal, sel-sel B dalam kelompok Langerhans yang terdapat di dalam pancreas merembeskan hormon insulin ke dalamdarah.Insulin menukarkan sebarang glukosa berlebihan kepada glikogen yang tidak larut, dandisimpan dalam hati dan otot.Aras glukosa darah dalam darah akan menurun dan dengan itu aras glukosa dalam darah kembali kepada normal.

Apabila aras glukosa kurang daripada normal, sel-sel α dalam kelompok Langerhans yang terdapat di dalam pancreas merembeskan sejenis hormone lagi, glukagon, ke dalam darah, yang menukarkan glikogen kepada glukosa semula. Ini mengembalikan aras glukosa darah kepada aras normal.

Pengawalan suhu badan Suhu badan dikawalatur melalui penyimbangan haba yang dihasilkan daripadametabolisme badan dengan haba yang hilang daripada badan.

Mengamalkan Gaya Hidup yang Sihat

Penyalahgunaan dadah ialah pengambilan dadah berlebihan tanpa preskripsi doktor. Penyalahgunaan dadah boleh mengakibatkan tekanan darah tinggi, masalah jantung, kerosakan hati dan melemahkan sistem imun. Dadah juga menyebabkan kerosakan otak dan masalah mental. Alkohol merupakan sejenis penenang. Pengambilan alkohol yang berlebihan boleh menyebabkan muntah-muntah dan masalah pernafasan. Otak seperti dibius dan individu tersebut hilang kesedaran atau berada dalam keadaan koma.

Hormon Tumbuhan

Hormon tumbuhan adalah sebatian organik yang bertindak sebagai pengutus yang menggalakkan atau merencatkan pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Contoh hormon tumbuhan adalah auksin, giberelin, sitokinin, asid absisik dan etilena(sejenis gas). Auksin merangsang pemanjangan sel. Auksin yang dihasilkan secara berterusan di hujung pucuk dihantar ke akar melaluifloem. Kepekatan auksin adalah paling tinggi di hujung pucuk dan paling rendah dihujung akar.

Auksin mempengaruhi gerak balas pertumbuhan akar dan batang. Kepekatan auksin yang tinggi merangsang pemanjangan sel pucuk dan menggalakkan pertumbuhan pucuk tetapi merencatkan pemanjangan sel akar dan pertumbuhan akar. Cahaya menyebabkan taburan auksin yang tidak sekata di hujung pucuk dan dengan itu mengawal atur fototropisme dan geotropisme. Pucuk biasanya tumbuh menuju ke arah cahaya manakala akar tumbuh menjauhi cahaya.

Pertumbuhan organ tumbuhan yang bergerak balas terhadap graviti geotropisme. Pucuk bergerak balas secara negative terhadap graviti dan bertumbuh menuju ke atas; manakala akar bergerak balas secara positif terhadap graviti dan tumbuh menuju ke bawah.

Penggunaan hormon dalam pertanian Auksin digunakan secara meluas dalam pertanian dan bioteknologi untuk mengubahsuai pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Auksin juga digunakan untuk menggalakkan penghasilan buah-buahan tanpa biji(partenokarpi). Auksin digunakan sebagai serbuk mengakar untuk merangsang keratan batangmenghasil-kan akar sisi dan akar adventitius.

Auksin digunakan sebagai racun rumpai. Auksin bersama dengan etilena, sejenis hormon tumbuhan lain, digunakan untuk mempercepatkan peranuman buah. Auksin bersama dengan sitokinin, juga sejenis hormon tumbuhan, digunakan untuk menggalakkan penguasaan apeks atau hujung pucuk dan merencat perkembangan pucuk sisi.

Tamat