Selubung Mielin: Fungsi dan Perannya dalam Perkembangan Otak Anak

“Terdapat hubungan antara pembentukan mielin dan kognitif, termasuk kemampuan kognitif secara keseluruhan”

Selubung Mielin merupakan salah satu bagian dari sistem saraf yang mempercepat komunikasi antara otak dan tubuh. Selain Mielin, pada sistem saraf, terdapat pula Sinaps dan Neurotransmitter. 

Pembentukan mielin tetap berlangsung setelah bayi lahir, bahkan sampai masa dewasa dengan kecepatan yang berbeda-beda. Mengetahui bagaimana peran mielin sebenarnya dalam perkembangan otak sangatlah menarik.

Apa itu Mielin, Sinaps, dan Neurotransmitter?

Ketiganya adalah bagian penting dari sistem saraf yang memungkinkan otak dan tubuh saling berkomunikasi. Ketahui penjelasan dan perbedaan masing-masing bagian ini!

Mielin

Selubung mielin adalah lapisan pelindung yang menyelimuti serabut saraf (akson) di otak dan sistem saraf. Nutrisi pembentuk selubung mielin terutama dari lemak dan protein, serta berfungsi melindungi serabut saraf sekaligus membantu sinyal saraf mengalir lebih cepat dan efisien. 

Mielin adalah pembungkus akson, keduanya dapat diibaratkan kabel listrik yang bertugas menghantarkan listrik, dimana akson adalah kabel listrik dan mielin adalah pembungkus kabel. Mielin membungkus akson seperti irisan bawang merah, berlapis-lapis melapisi akson.

Akson dengan mielinnya bertugas untuk menghantarkan informasi dari satu bagian otak ke bagian otak yang lain. Mielin selain berfungsi untuk membungkus dan melindungi akson, peran yang utama adalah untuk mempercepat arus informasi melewati jutaan, milyaran sampai triliunan sel saraf di otak kita. Ketika seorang bayi atau anak sedang mempelajari sesuatu, arus informasi akan mengalir deras di otaknya untuk menerima stimulasi, mengolah dan memberikan respons. Kecepatan penghantaran akson tanpa mielin adalah 5 m/detik, sedangkan yang bermielin 100 m/detik. Mielin mengalami pematangan dalam perkembangan otak seiring adanya perkembangan kognitif dan perilaku. Fungsi mielin pada otak anak juga untuk menjamin komunikasi antar sel saraf dalam otak yang cepat dan efisien. Mielinisasi merupakan salah satu proses yang mendukung efisiensi komunikasi antarsel saraf dan berkontribusi terhadap perkembangan fungsi motorik, belajar, memori, dan kognitif.

Mielin di otak terletak di bagian putih otak (white matter). Mielin terdiri dari komponen air (40%), lemak dan protein (60%) dengan komponen lemak lebih dominan (70%) sedangkan protein (30%). Otak manusia merupakan organ dengan kandungan lipid tertinggi. Pembentukan dan pematangan mielin memerlukan dukungan nutrisi yang adekuat serta dipengaruhi oleh faktor genetik, perkembangan, dan lingkungan.

Fungsi lemak di jaringan otak adalah sebagai: (1) Pembentuk struktur sinaps, (2) mengatur fungsi sel saraf dalam meneruskan informasi, (3) turut berperan dalam menyediakan energi untuk metabolisme sel saraf.

Komponen lemak yang berperan penting adalah fosfolipid dan sfingomielin. Mielin mengandung kadar sfingomielin yang sangat tinggi. Fungsi sfingomielin adalah untuk memelihara fungsi dan integritas mielin, serta pematangan akson. Sfingomielin bersama dengan fosfatidilkolin merupakan fosfolipid utama dalam air susu ibu (ASI) Komponen lemak ini semakin meningkat seiring pertambahan usia. Dari uraian di atas dapat dimengerti bahwa asupan lemak dan protein terutama pada masa bayi dan balita sangat penting dalam perkembangan otak. Selain lemak dan protein, karbohidrat dalam bentuk laktosa juga berperan penting sebagai sumber energi dalam perkembangan otak. Pembentukan mielin juga memerlukan mikronutrien penting seperti zat besi.

Beberapa penelitian pada manusia menunjukkan terdapat hubungan antara pembentukan mielin dan kognitif, termasuk kemampuan kognitif secara keseluruhan, kemampuan membaca dan bahasa, memori, kecepatan otak untuk memproses dan berespons terhadap stimulus.

Sinaps

Bagaimana dengan sinaps? Sinaps adalah suatu celah di ujung akson, tempat persambungan antar sel-sel saraf dan dilepasnya neurotransmitter. Sinaps sudah tumbuh sejak trimester terakhir kehamilan, terus berlangsung secara pesat sehingga kepadatan sinaps anak usia 2 tahun sudah menyerupai sinaps usia dewasa. Jumlah sinaps saat lahir sebanyak 50 triliun, pada usia bulan pertama berjumlah 1000 triliun koneksi, terbanyak: usia 2 tahun, setelah usia 2 tahun semakin berkurang apalagi jika tidak distimulasi terus menerus.

Pembentukan sinaps tidak hanya memerlukan faktor nutrisi tetapi juga stimulasi. Makin banyak stimulasi makin banyak sinaps terbentuk karena makin banyak informasi yang harus diserap, diterima dan diteruskan oleh sel-sel saraf otak. Maka, nutrisi dan stimulasi menjadi hal yang penting untuk perkembangan otak khususnya dalam pembentukan sinaps. Stimulasi yang tepat membantu pembentukan dan penguatan koneksi saraf yang relevan, bukan sekadar meningkatkan jumlah sinaps.

Neurotransmitter

Neurotransmitter adalah zat kimia yang di otak yang mengatur perilaku dan kerja otak secara keseluruhan. Ada zat kimia untuk mengatur gerak motor, fokus, atensi, perilaku serta kerja otak lainnya. Neurotransmiter berperan dalam berbagai fungsi otak dan perilaku. Gangguan pada sistem neurotransmiter dapat berkontribusi terhadap berbagai kondisi neurologis dan perkembangan, yang pada umumnya memiliki penyebab multifaktorial. Neurotransmiter ini dikeluarkan di celah sinaps secara terus menerus dan simultan untuk mengatur kinerja dan perkembangan otak kita. Pembentukan neurotransmitter memerlukan asam amino esensial yang harus diperoleh dari makanan karena tubuh kita tidak dapat memproduksi sendiri.

Fungsi Mielin pada Otak Anak dalam Mempercepat Komunikasi antara Otak dan Tubuh

Otak dan tubuh saling berkomunikasi melalui miliaran sel saraf. Setiap kali anak belajar, bergerak, berbicara, atau merespons rangsangan, sel-sel saraf akan mengirimkan sinyal yang membawa informasi dari satu bagian otak ke bagian lainnya maupun dari otak ke seluruh tubuh dan sebaliknya. Fungsi mielin pada otak anak sangat penting agar proses ini berlangsung cepat. Manfaat mielin adalah melindungi serabut saraf atau axon

Mielin tidak membungkus seluruh permukaan akson secara utuh. Di antara setiap segmen mielin terdapat celah kecil yang disebut nodus Ranvier. Nodus Ranvier merupakan bagian akson yang tidak tertutup mielin dan menjadi tempat impuls listrik diperkuat kembali sebelum melanjutkan perjalanan ke segmen berikutnya.

Salah satu fungsi mielin pada otak anak adalah mempercepat perjalanan sinyal saraf melalui proses yang disebut dengan konduksi saltatori (saltatory conduction), yaitu proses ketika impuls saraf tidak merambat secara terus-menerus di sepanjang akson, tetapi "melompat" dari satu nodus Ranvier ke nodus Ranvier berikutnya. Cara ini membuat penghantaran sinyal berlangsung jauh lebih cepat dan membutuhkan energi yang lebih sedikit dibandingkan pada serabut saraf tanpa mielin.

Berkat proses tersebut, komunikasi antara otak dan tubuh menjadi lebih efisien. Informasi dapat dikirim dan diterima dalam waktu yang sangat singkat, sehingga anak mampu bergerak dengan baik, berbicara, mengingat, belajar, berkonsentrasi, hingga merespons lingkungan dengan cepat. Sebaliknya, jika selubung mielin rusak, penghantaran sinyal saraf akan melambat sehingga komunikasi antara otak dan tubuh dapat terganggu.

Proses Mielinisasi Selama Masa Pertumbuhan

Mielinisasi adalah proses pembentukan selubung mielin, yaitu lapisan pelindung yang membungkus serabut saraf (akson). Di otak dan sumsum tulang belakang, mielin dibentuk oleh sel yang disebut oligodendrosit, sedangkan di sistem saraf tepi dibentuk oleh sel Schwann.

Proses ini dimulai sejak bayi masih berada di dalam kandungan. Pada tahap awal, sel-sel pembentuk mielin berkembang biak dan berpindah ke berbagai bagian otak. Setelah mencapai lokasi yang tepat, sel-sel tersebut mulai membungkus serabut saraf dengan lapisan mielin secara bertahap.

Mielinisasi pertama kali terjadi di sumsum tulang belakang, kemudian meluas ke batang otak, otak tengah, otak depan, hingga akhirnya mencapai korteks serebri, yaitu bagian otak yang berperan dalam berpikir, belajar, mengingat, dan memecahkan masalah. Proses ini terus berlangsung setelah bayi lahir hingga masa anak-anak, remaja, bahkan awal usia dewasa.

Pembentukan selubung mielin dipengaruhi oleh dua hal, yaitu faktor bawaan (genetik) dan faktor lingkungan. Aktivitas saraf, seperti saat anak bergerak, bermain, belajar, atau menerima stimulasi dari lingkungan, dapat membantu merangsang pembentukan mielin sehingga jaringan saraf berkembang lebih optimal.

Manfaat mielin yang lain adalah menjaga kesehatan serabut saraf dengan memberikan dukungan nutrisi dan energi. Selubung mielin tidak bersifat tetap. Ketebalan dan strukturnya dapat berubah sebagai respons terhadap pengalaman belajar, aktivitas, stres, maupun faktor lainnya. Kemampuan mielin untuk terus menyesuaikan diri ini dikenal sebagai plastisitas mielin (myelin plasticity).

Karena itu, proses mielinisasi yang optimal sangat penting untuk mendukung perkembangan kemampuan motorik, pembentukan memori, konsentrasi, proses belajar, serta fungsi kognitif anak. Sebaliknya, jika proses mielinisasi terganggu, komunikasi antar sel saraf dapat menjadi kurang efisien sehingga berpotensi memengaruhi perkembangan otak dan fungsi saraf.

Dukungan Nutrisi, Tidur, Aktivitas, dan Stimulasi untuk Perkembangan Sistem Saraf

Perkembangan sistem saraf anak dipengaruhi oleh faktor genetik dan lingkungan. Selain proses mielinisasi yang berlangsung secara alami, Mam juga dapat mendukung perkembangan otak melalui pola hidup sehat sejak dini. Berikut beberapa hal yang perlu diperhatikan:

• Penuhi nutrisi pembentuk selubung mielin. Asupan seperti DHA, sphingomyelin, kolin, protein, zat besi, vitamin B12, dan folat berperan dalam pembentukan selubung mielin serta mendukung perkembangan otak dan fungsi kognitif anak.
• Pastikan anak tidur cukup. Tidur membantu otak memperkuat koneksi antarsel saraf, memproses informasi, dan mendukung pematangan sistem saraf.
• Ajak anak aktif bergerak. Aktivitas fisik dan bermain dapat merangsang aktivitas saraf serta membantu perkembangan kemampuan motorik dan kognitif.
• Berikan stimulasi sesuai usia. Mengajak anak berbicara, membaca buku, bermain, dan mengeksplorasi lingkungan membantu memperkuat koneksi antarsel saraf sehingga mendukung proses belajar dan perkembangan otak.

Nah itu dia Mam, perbedaan peran antara mielin, sinaps, dan neurotransmitter yang tentunya bermanfaat untuk mengetahui perkembangan si Kecil. Perkembangan yang optimal pada otak si Kecil khususnya pada bagian mielin, sinaps, dan neurotransmitter membutuhkan stimulasi dan nutrisi yang baik. 

Pertanyaan Seputar Selubung Mielin

1. Terbuat dari apakah jaringan selubung mielin yang ada di dalam saraf otak

Selubung mielin sebagian besar tersusun atas lemak (lipid), terutama kolesterol, fosfolipid, dan sphingomyelin, serta sejumlah protein khusus. Kombinasi ini membentuk lapisan pelindung yang mengisolasi serabut saraf sehingga penghantaran impuls menjadi lebih cepat dan efisien.

2. Nutrisi spesifik apa saja yang dianjurkan dokter untuk memaksimalkan proses mielinisasi di masa golden age?

Beberapa nutrisi yang penting antara lain DHA, sphingomyelin, kolin, vitamin B12, folat, zat besi, yodium, protein, serta asam lemak esensial lainnya. Nutrisi tersebut sebaiknya diperoleh melalui pola makan bergizi seimbang sesuai usia anak atau sesuai anjuran dokter bila diperlukan.

3. Bagaimana peran asam lemak DHA bekerja berdampingan dengan Sphingomyelin untuk kecerdasan kognitif anak?

DHA membantu menjaga struktur dan fungsi membran sel saraf sehingga komunikasi antar neuron berlangsung optimal. Sementara itu, sphingomyelin merupakan komponen utama selubung mielin yang mempercepat penghantaran impuls saraf. Keduanya saling melengkapi dalam mendukung perkembangan jaringan otak, proses belajar, memori, dan fungsi kognitif anak selama masa pertumbuhan.