ANIMAL PHYSIOLOGY PRACTICAL REPORT Reflections on the animal's body Reflex activity of the frog's body

ANIMAL PHYSIOLOGY PRACTICAL REPORT

Reflections on the animal's body

Reflex activity of the frog's body

By:

Zakyah

120210153086

A-International

BIOLOGY EDUCATION STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF EDUCATION MATHEMATICS

FACULTY TEACHER TRAINING AND EDUCATION

UNIVERSITY JEMBER

2014

1. Title

Reflections on the animal's body

Reflex activity of the frog's body

2. Destination

To know that there are reflex activity in the bodies of animals, especially frogs

3. Basic Theory

The nervous system is an organ system that consists of nerve cells or neurons. The nervous system consists of the central nervous system which includes the brain and spinal rod, and the peripheral nervous system includes the cranial nerves, spinal nerves, and the sympathetic trunk. Both of these systems work to support each other. The central nervous system is useful as a coordinating center for the activities to be carried out. While the peripheral nervous system function is to provide information to the central nervous system of the stimulus that causes the muscles and glands in response.

The nervous system is one of the parts that make up the coordinate system in charge of receiving the stimulus, delivering stimulation to the whole body, as well as respond to that stimulus. Setting the receiver by means of sensory stimulation is done, processing is done by the central nervous stimulation which then continue to respond to stimuli coming performed by the nervous system and sensory organs. Stimulation can come from outside the body (external) eg noise, light, odor, heat, cold, sweet, bitter, and so on. While the stimuli originating from within the body is called internal stimuli, such as thirst, hunger, and pain.

If a given stimulus is strong enough, the local currents arising at depolarized membrane that will stimulate the membrane next to them are still in a state of rest, so most of these will come depolarized membrane. This event shows the impulse propagation. Value of action potential depolarization is caused by the stimulation (Isnaeni, 2006).

Unlike the protrusions called dendrites, it will be a bulge and there is a function only sends out impulses that left behind the cell body. Even one of the types of nerve cells in the retina called amaksin cells have no axons at all. Axon originate in the cell body as a small hill called axons hillocle. In this area there is no Nissl substance in this area because many nerofibril that will leave the cell body. In addition propagate impulses enabled in the main, a type of nerve cell as well as the ability gland endocrine cells. Nerve cells are thus included in the category neroendokrin that once a link between the nervous system and the endocrine system (Subowo, 1992).

A neuromuscular synapse consists of a cover prasinapsis the motor nerve endings postsynaptic region (postsynaptic sole plate) of a muscle fiber at the end of a branch telodendron terminal, a tip of the motor nerve is formed by the growth of short branches in a limited area. Each branch of the nerve endings in a district neuromuscular gap of 40 to 50 nm. Somatic efferent neurons innervate skeletal muscle. Gap as a unit because innervated muscle fibers to contract as a unit when the neuron is stimulated. Motor unit may consist of one to several hundred muscle fibers. Large motor units receive innervation of neurons associated with a large and bulky muscles. An individual muscle fibers belonging to one motor unit and receive input synapses in the central part (Dellmann, 1992).

Formed in the circle of neural networks are the backbone of a number of stereotypes called reflex response. Reflex is the most famous stretch reflex monosinapsis or knee jerk reflex (kneejerk reflex) that can be issued when a tapped vein, which causes sudden muscle strain. As a result in the form of a reflex contraction of the muscles to restore the normal length. Neuronal connections necessary for this reflex consists of group of incoming sensory neurons, which brought the news that the muscles have been stretched, and a set of motor neurons that control the contraction of muscle cells (Bevelander, 1988).

A reflex is an automatic response to a stimulus that is simple involving only a few neurons, which are all linked to the same general level of the central nervous system. Reflex existing at birth and unusual for humans called reflex derivative. Another reflex called the experience gained as a conditional reflex. The need for a minimum anatomical reflex behavior is sensory neurons with receptors for receiving stimuli, which are connected by nsinapsis to motor neurons attached to an effector muscle or another, just as the extensor stretch reflex. A number of reflex involves the relationship between many interneurons in the spinal cord. The spinal cord does not just function for delivering impulses to and from the brain.

Reflex is to move the shortcut to the spinal cord. Feature reflex is a response to occur rapidly and unconsciously. While the reflex arc is the shortest path reflex. Neurons connector is a link between sensory neurons and motor neurons. If the connectors are neurons in the brain, it is called a reflex brain reflexes. If located in the spinal marrow, the so-called reflex spinal reflexes. Movement pupils narrowed and widened because of a light stimulus is an example of a brain reflex. While unintentional knee motion is a motion of the spinal cord.

During storage phase, a sympathetic reflex activity through a local sacrolumbar spinal reflex pathway is triggered by afferent impulses in the pelvic nerves. This negative feedback mechanism contributes to the storage function of the bladder by increasing bladder capacity, and decreasing the frequency and amplitude of bladder contractions (Madhusoodanan, 2007). Studies of spinal wiping reflexes in the frog also show that the frog wiping motor patterns can be constructed as a time-varying summation of the force field primitives found with spinal stimulation (Roh, 2014).

According to Kimball (1988), damage to the brain causes the relationship between the tools vastibuler with spinal cord is missing, so that the frog can not reverse the body when ditelentangkan, while the reflex of the front legs and the back shows the peripheral nervous system that affects the extremities are still working. Receptors receive stimuli in the form of mechanical stimulation (massage) and then converted into action potentials, causing the response. Similarly foot reflex when inserted into H2SO4. Reflexes in eksterimitas affected by spinal cord rather than the brain.

A number of reflex involves the relationship between many interneurons in the spinal cord. The spinal cord does not just function for delivering impulses to and from the brain, but also plays an important role in integrating reflexes. Reflex mechanisms, namely: Stimulus Response receptor afferent neuro effector efferent spinal cord. Reflex mechanism in frogs, namely:

1. Receptor stimulation from the outside.
2. Induction of nervous impulses or nerve cell body to the spine.
3. The presence of synapses.
4. Occurs acceptance by motor neuron stimulation, there was a reflex by effector response.

Other factors that affect the spinal reflexes, among others:

1. Presence or absence of stimuli or stimulus

External stimuli such example is derivative of temperature, humidity, light, pressure, substances and so on. Stimulation of in that of food, oxygen, water and others. Some react to direct stimulation of cells or tissues but most animals have a special sensitivity. Somato sensory on spinal reflexes to be included in the dorsal spinal vein. Incoming sensory receptors distinct from the collection of relations influence on spinal veins resulting in spinal reflexes.

2. Functioning of the spinal cord

The spinal cord has two important functions is to regulate impulses to and from the brain and as a reflex center, with the spinal cord and cranial spinal nerve pairs connect each and effektor receptors in the body until there is a response. If the spinal cord was completely destroyed then there is nothing that indicates the effector response to a stimulus or stimuli.

Sympathetic nervous system starts from the thoracolumbar segments of the spinal cord. The nerves of the parasympathetic nervous system leaving the central nervous system through cranial nerves III, VII, IX and X and sacral spinal nerve second and third; sometimes the first and fourth sacral nerves. Approximately 75% of all parasympathetic nerve fibers is dominated by the vagus nerve (cranial nerve X). The sympathetic nervous system and parasympathetic activity is always active and regulated by basal sympathetic tone or parasympathetic tone. The tone value is causing changes in the activity of the organs which it supplies good increase or decrease in activity. Autonomic reflex is a reflex that regulates visceral organs include autonomic reflex cardiovascular, gastrointestinal autonomic reflexes, sexual reflexes, other autonomic reflexes include reflexes that help control the secretion of the pancreas, gallbladder emptying, urinary excretion in the kidneys, sweat, blood glucose concentration, and most of the other visceral functions. Parasympathetic system usually leads to a specific local response, in contrast to the general response of the sympathetic impulses to release en masse, then the function of the parasympathetic system settings seem to be much more specific (Cahyono, 2009).

The nervous system plays an important role in the body irritability. Irritability is the ability to respond to stimuli. In response to stimulation, there are three components that must be owned by the nervous system, namely:

a. Receptor, is a stimulus or impulse receiver. In our body that acts as a receptor is a sensory organ.

b. Conductor (Conductor impulse), performed by the nervous system itself. The nervous system consists of nerve cells called neurons.

c. Effector, is part of the body that respond to stimuli. The most important effector in humans is muscle and glands (hormone). Muscles respond to stimuli in the form of body movement, whereas hormonal stimuli want to respond by increasing / lowering the activity of certain organs. For example: speed up / slow down the heart rate, dilate / constrict blood vessels and so forth (Kimbal, 1988).

Stimulation of the body will be received by receptors located on sensory organs called. Sometimes direct stimuli received by cells or tissues.

1. Receptors are divided into three kinds, namely:

Outside receptor (Eksteroseptor) is a receptor that is able to receive external stimuli.

2. Receptors In (Interoseptor) is a receptor that is able to receive stimuli from inside.

3. Proproreseptor is a receptor present in the muscle. Indra comprises means for receiving stimuli and nerves that carry stimulation and notify it to the center saraf.Indra can only work perfectly if:

a. no interference on the receiver stimuli

b. there is no interference with the sensory nerve fibers connecting the central nervous

c. there is no interference with the nerve centers in the brain (Campbell, 2005).

4. Research Methods

4.1  Tools and Materials

Tool

• Surgical instrument to taste
• Glass stirrer
• Statip
• Wire or thread hanging
• Adapter with variable voltage

Material

• Concentrated acetic acid
• Physiological saline
• Adapter with voltage variation

4.2 Procedure

A. Infulence of Acetic Acid

 

B.    The Infulence of Electric

 

    V.          Result of Observation

Group	Treatment	Leg	Without Treatment			Treatment 1			Treatment 2
			1	2	3	1	2	3	1	2	3
1	Acetic Acid	Right	TR	TR	TR	TR	TR	TR	TR	TR	TR
		Left	TR	TR	TR	TR	TR	TR	TR	TR	TR
2	Adaptor	Right	Sedang	Cepat	Cepat	Sedang	Sedang	Cepat	Lambat	Sedang	Sedang
		Left	Sedang	Cepat	Cepat	Sedang	Sedang	Cepat	Lambat	Sedang	Sedang
3	Acetic Acid	Right	Sedang	Sedang	Sedang	TR	TR	TR	TR	TR	TR
		Left	Sedang	Sedang	Sedang	TR	TR	TR	TR	TR	TR
4	Adaptor	Right	Lambat	Sedang	Cepat	Lambat	Sedang	Cepat	Lambat	Sedang	Cepat
		Left	Lambat	Sedang	Cepat	Lambat	Sedang	Cepat	Lambat	Sedang	Cepat

 VI.          Pembahasan

Sistem saraf adalah suatu sistem organ yang terdiri dari sel-sel saraf atau neuron. Sistem saraf terdiri atas sistem saraf pusat yang meliputi otak dan batang spinal, dan sistem saraf perifer yang meliputi saraf kranial, saraf spinal, dan trunkus simpatikus. Kedua sistem ini bekerja saling menunjang. Sistem saraf pusat berguna sebagai pusat koordinasi untuk aktivitas-aktivitas yang harus dilaksanakan. Sedangkan sistem saraf perifer berfungsi memberikan informasi kepada sistem saraf pusat tentang adanya stimulus yang menyebabkan otot dan kelenjar melakukan respon. Praktikum ini yaitu tentang aktivitas refleks pada tubuh katak yang bertujuan untuk mengetahui aktivitas refleks yang ada pada tubuh hewan khususnya katak. Pada praktikum ini, hewan coba yang digunakan adalah katak.

Untuk perlakuan dengan asam cuka, pertama katak dibunuh dengan cara menusuk pada bagain kepalanya, kemudian memotong rahang katak sehingga tersisa rahang bagian bawahnya saja. Bagian bawah yang tersisa akan ditali dengan benang dan dikaitkan pada statip. Lalu mencuci katak sehingga hilang dari lendinya, dan mengusahakan katak agar tetap dalam keadaan basah, yaitu dengan membasahi dengan garam fisiologi. Selanjutnya mencelupkan batang pengaduk ke dalam asam cuka, dan mengoleskan pada tungkai depan dan tungkai belakang katak, dilakukan oleh kelompok 1 dan 3. Dan untuk perlakuan pengaruh arus listrik yang dilakukan oleh kelompok 2 dan 4, yaitu menyiapkan katak seperti percobaan pertama, selanjutnya akan menempelkan adaptor pada tungkai katak dengan voltase 3V, 6V, dan 9V. Kemudian dengan merusak satu atau dua ruas tulang belakang katak sebelum dialiri lagi dengan arus listrik dengan voltase tersebut.

Hasil yang diperoleh dari percobaan tersebut adalah sebagai berikut;

Pada kelompok 1 dengan tanpa perlakuan, dengan mencelupkan cuka, pada cuka ke-1 tungkai kanannya tidak bergerak sama sekali, pada tungkai kiri tidak terdapat pergerakan. Pada pencelupan ke-2 tungkai kanan tidak bergerak sama sekali sedangkan tungkai kiri juga tidak bergerak. Pada pencelupan cuka ke-3 tungkai kanan dan tungkai kiri tetap tidak bergerak. Kemudian dengan perlakuan perusakan satu tulang belakang kemudian dicelupkan kedalam cuka, tungkai kanan dan kirinya tidak bergerak. Perlakuan ketiga dengan perusakan dua tulang belakang dan kemudian dicelupkan kedalam cuka, tungkai kanan dan kirinya tidak bergerak sama sekali.

Pada kelompok 3 dengan tanpa perlakuan, dengan mencelupkan cuka, pada cuka ke-1, ke-2 dan ke-3 tungkai kanan dan tungkai kiri terdapat gerakan sedang. Kemudian dengan perlakuan perusakan satu tulang belakang kemudian dicelupkan kedalam cuka, tungkai kanan dan kirinya tidak bergerak. Perlakuan ketiga dengan perusakan dua tulang belakang dan kemudian dicelupkan kedalam cuka, tungkai kanan dan kirinya tidak bergerak sama sekali.

            Pusat rasa nyeri terdapat pada korteks serebri. Hasil pengamatan menunjukkan sesuai dengan teori karena katak deserebrasi menunjukkan melalui respons dengan menggerakkan kaki setelah kaki dicelupkan dalam larutan asam selama beberapa detik. Pada perlakuan 1 dan 2 tulang belakang seharusnya menunjukan kaki katak dapat bergerak, walaupun semakin lama semakin melemah. Namun pada percobaan ini, tidak terdapat gerakan pada perlakuan 1 dan 2 baik dari kelompok 1 maupun 3. Gerakan refleks terjadi ketika kaki katak tersebut dimasukan ke dalam larutan asam cuka. Refleks pada katak yang dicelupkan ke dalam asam cuka lebih cepat karena larutan cuka bersifat difusi dan mengenai seluruh bagian tubuh katak tersebut sehingga menimbulkan kontraksi dari otot rangka. Larutan asam cuka dalam air merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion H⁺ dan CH₃COO^-. Asam cuka encer (CH₃COOH) menginduksi mitokondria yang terdapat di otot rangkauntuk menghasilkan Ca2⁺. Peningkatan konsentrasi Ca2⁺ di otot rangka digunakan untuk kontraksi otot polos. Katak akan menarik kakinya apabila diberi stimulus seperti masuknya rangsangan asam. Menurut teori, perusakan pada tulang belakang ternyata juga merusak tali-tali spinal sebagai jalur-jalur saraf. Tali-tali spinal terdiri dari saraf sensori dan motori, oleh karena itu bila saraf tersebut rusak maka respon terhadap stimulus tidak akan terjadi. Perlakuan 1 dari tulang belakang tidak akan merusak semua sistem saraf yang menyebabkan reflek spinal, sehingga masih ada respon positifnya, demikian juga untuk Perlakuan 2 tulang belakang. Tetapi semakin lebar kerusakan tulang belakang, maka responnya akan semakin melemah.

Pada kelompok 2, dengan perlakuan arus listrik pada tegangan 3V tungkai kanan dan kirinya bergerak sedang, pada tegangan 6V tungkai kanan dan kirinya bergerak cepat, sedangkan pada tegangan 12V tungkai kanan dan kirinya juga bergerak cepat. Kemudian perlakuan dengan perlakuan 1 tulang belakang, pada tegangan 3V tungkai kanan dan kirinya bergerak sedang (tidak cepat juga tidak lambat), pada tegangan 6V tungkai kanan dan kirinya juga bergerak sedang. Pada tegangan 12V tungkai kanan dan kirinya bergerak cepat. Selanjutnya yaitu dengan perlakuan 2 tulang belakang, pada teganagn 3V tungkai kanan dan kirinya bergerak lemah, pada tegangan 6V tungkai kanan dan kirinya bergerak sedang, dan pada tegangan 12V tungkai kanan dan kirinya bergerak sedang.

Pada kelompok 4, dengan perlakuan arus listrik pada tegangan 3V tungkai kanan dan kirinya bergerak lambat, pada tegangan 6V tungkai kanan dan kirinya bergerak sedang, sedangkan pada tegangan 12V tungkai kanan dan kirinya bergerak lebih cepat. Kemudian perlakuan dengan perlakuan 1 tulang belakang, pada tegangan 3V tungkai kanan dan kirinya bergerak lambat, pada tegangan 6V tungkai kanan dan kirinya bergerak sedang. Pada tegangan 12V tungkai kanan dan kirinya bergerak sangat cepat. Selanjutnya yaitu dengan perlakuan 2  tulang belakang, pada teganagn 3V tungkai kanan dan kiri bergerak lambat, pada tegangan 6V tungkai kanan dan kiri bergerak sedang, dan pada tegangan 12V tungkai kanan dan tungkai kirinya bergerak lebih cepat.

Arus listrik dapat menghasilkan potensial aksi pada saraf sehingga terjadi depolarisasi ion-ion dan menyebabkan katak merespon impuls dari arus listrik tersebut. listrik yang dihasilkan adalah bentuk dari reaksi ion positif (kation) dan ion negatif (anion) dari adaptor dengan membran di dalam tubuh katak. Dua jenis muatan tersebut akan menyebabkan adanya arus listrik. Pada saat sel saraf dirangsang dengan aliran energi dari adaptorsaluran ion akan terbuka dan terjadi depolarisasi dengan melibatkan Na⁺, K⁺dan Cl^-, ion Natrium akan masuk kedalam sel sedangkan kalium dan klorida akan keluar dari sel, sehingga muatan ion didalam sel menjadi lebih negatif dan diluar sel menjadi lebih positif, sehingga dengan perbedaan tersebut akan membentuk potensial aksi yang merambat yang disebut impuls. Impuls merambat sepanjang akson nerve sciatic dan brachialis dan impuls tersebut akhirnya tiba pada neurit yang berhubungan dengan otot, sehingga tungkai katak bergerak. Semakin besar tegangan yang diberikan kepada katak tersebut, maka semakin cepat pula gerakan refleknya.

            Berdasarkan teori, rusaknya otak akan menyebabkan hubungan antara alat-alat vastibuler dengan sumsum tulang belakang hilang, tetapi refleks dari kaki depan dan belakang menunjukkan sistem saraf perifer yang mempengaruhi ekstrimitas masih bekerja. Reseptor menerima rangsang yang akan diubah menjadi potensial aksi, sehingga timbul respon. Demikian juga refleks kaki katak ketika dimasukan ke dalam asam cuka. Refleks pada eksterimitas dipengaruhi oleh sumsum tulang belakang dan bukan dari otak. Sejumlah refleks melibatkan hubungan antara banyak interneuron dalam sumsum tulang belakang. Sumsum tulang belakang tidak hanya berfungsi dalam menyalurkan impuls dari dan ke otak tetapi juga berperan penting dalam memadukan gerak refleks. Jalannya impulas pada gerak reflek katak adalah; reseptor – saraf sensoris (melalui lengkung dorsal) – medulla spinalis (sumsum tulang belakang) – saraf motoris (melalui lengkung ventral) – efektor. Dan mekanisme gerak refleks pada katak yaitu:

1.     Adanya reseptor rangsangan dari luar.

2.     Induksi nervous impuls atau badan sel saraf ke tulang belakang.

3.     Adanya sinapsis.

4.     Terjadi penerimaan rangsangan oleh neuron motorik, terjadilah reflek oleh efektor sebagai respon.

Faktor-faktor lain yang mempengaruhi refleks spinal antara lain:

1.     Ada tidaknya rangsangan atau stimulus

Rangsangan dari luar contohnya adalah derivat dari temperatur, kelembaban, sinar, tekanan, zat-zat dan sebagainya. Rangsangan dari dalam yaitu dari makanan, oksigen, air dan lainnya. Beberapa rangsangan langsung bereaksi pada sel atau jaringan tetapi kebanyakan hewan-hewan mempunyai kepekaan yang spesial. Somato sensori pada reflek spinal dimasukkan dalam urat spinal sampai bagian dorsal. Sensori yang masuk dari kumpulan reseptor yang berbeda memberikan pengaruh hubungan pada urat spinal sehingga terjadi reflek spinal.

2.     Berfungsinya sumsum tulang belakang

Sumsum tulang belakang mempunyai dua fungsi penting yaitu untuk mengatur impuls dari dan ke otak dan sebagai pusat reflek, dengan adanya sumsum tulang belakang pasangan syaraf spinal dan kranial menghubungkan tiap reseptor dan effektor dalam tubuh sampai terjadi respon. Apabila sumsum tulang belakang telah rusak total maka tidak ada lagi efektor yang menunjukkan respon terhadap stimulus atau rangsang.

7. Closing

7.1  Conclusion

• Reflex movements in the frog is due to the stimulation of either mechanical or chemical stimuli
• To treatment with the voltage, the greater the applied voltage the faster reflexes in the frog because the energy produced will form an action potential is called the impulse, while the treatment by dipping into vinegar, vinegar will cause contraction in skeletal muscle so that the legs of frogs move
• Work spinal reflexes in the frog spinal governed by, the broader destruction of the spinal cord in the frog, the response generated by the frog to fizzle

7.2  Suggestion

At the time of cutting the frog and the upper jaw when the skinning part forelimb and hind limbs of frogs, it should not be too long because it was feared dead frog so that when the experiment is not obtained the desired results

REFFERENCE

Bevelander, Gerrit & Judith A. Ramaley. 1988. Dasar-Dasar Histologi. Ed ke-8 Terjemahan Wisnu Gunarso. Jakarta: Erlangga.

Cahyono, Iwan Dwi., et al. 2009. Neurotransmitter Dalam Fisiologi Saraf Otonom. Jurnal Anestesiologi Indonesia. Bagian Anestesiologi dan Terapi Intensif FK Undip/ RSUP Dr. Kariadi, Semarang. Volume I, Nomor 1.

Campbell, dkk. 2005. Biologi Jilid 3. Jakarta: Erlangga.

Dellmann, Dieter & Esther M. Brown. 1992. Buku Teks Histologi Veteriner. Ed ke-3. Terjemahan Hartono. Jakarta: Universitas Indonesia Press.

Isnaeni,wiwid.2006.Fisiologi Hewan.Kanisius:Yogyakarta.

Kimbal, J. W. 1988. Biologi II. Jakarta: Erlangga.

Madhusoodanan, M. G. P. 2007. Continence Issues in the Patient with Neurotrauma. Senior Consultant Surgery. Indian Journal of Neurotrauma (IJNT). Armed Forces Medical Services ‘M’ Block, Ministry of Defence, DHQ, New Delhi. Vol. 4, No. 2, pp. 75-78.

Roh, Jinsook. Vincent C. K. Cheung, and Emilio Bizzi. 2014. Modules in the brain stem and spinal cord underlying motor behaviors. Journal of Neurophysiol. American Physiological Society. ISSN: 0022-3077. Vol 106: 1363–1378.

Subowo. 1992. Histologi Umum. Jakarta: Bumi