Biooptik

 

Dalam kehidupan sehari-hari kita harus selalu beradaptasi dengan lingkungan sekitar untuk mempertahankan kondisi yang homeostasis. Jika tidak dapat menyesuaikan secara fisik dengan lingkungan sekitar maka kita merasakan tidak nyaman dan pada akhirnya akan jatuh dalam kondisi sakit. Lingkungan sekitar kita dapat berupa suhu (thermal) maupun suara (akustik), oleh karena itu dalam tubuh sudah disediakan organ-organ yang membuat tubuh selalu dapat mendeteksi lingkungan sekitar melalui reseptor saraf dan segera direpon yang diatur di pusat saraf. Pada pertemuan ini, kita bukan mempelajari tentang fungsi tubuh, namun lebih kepada suhu dan suara, kita akan mempelajari sumber, mekanisme penghantarannya dan respons tubuh terhadap rangsangan tersebut. Di samping dua hal tersebut juga akan kita pelajari tentang lensa mata, mekanisme kerja lensa mata serta permasalahan-permasalahan terkait dengan kelainan lensa mata. Secara garis besar Bab ini (Bioakustik, Biooptik dan Biothermik) ini disusun berdasarkan kebutuhan pemahaman mahasiswa di tempat kerja dalam menerapkan ilmu kesehatan pada khususnya. Penyusunan Bab ini terdiri dari beberapa sub pokok bahasan sebagai berikut:

Topik 1 : Biooptik

Topik 2 : Bioakustik

Topik 3 : Biothermik

Setelah mempelajari Bab ini kita akan mempunyai kemampuan sesuai tujuan umum yaitu mahasiswa dapat menjelaskan aukustik, optik dan thermik dalam organ manusia. Sedangkan tujuan khusus Bab ini adalah setelah mempelajari modul biokimia para peserta pembelajaran jarak jauh dapat:

(1) menjelaskan pengertian dan macam akustik, optik dan thermik dalam organ manusia;

(2) menjelaskan mekanisme penyampaian akustik, optik dan thermik dalam organ manusia.

(3)  menjelaskan respons tubuh terhadap stimulasi aukustik, optik dan thermik dalam organ manusia. Kompetensi-kompetensi di atas sangat diperlukan mahasiswa dalam menerapkan standar profesi baik di sarana pelayanan kesehatan maupun di masyarakat. Wawasan dan pemahaman mahasiswa mengenai akustik, optik dan thermik dalam organ manusia, akan mempermudah pekerjaan dalam mengidentifikasi masalah secara tepat dan menyusun rencana kerja dengan cermat terhadap pasien baik di sarana pelayanan kesehatan maupun di masyarakat.

Proses pembelajaran materi akustik, optik dan thermik dalam organ manusia yang sedang kita pelajari ini, dapat berjalan dengan mudah jika kita mengikuti langkah-langkah sebagai berikut:

1. Pahami dahulu sumber-sumber aukustik, optik dan thermik yang ada di sekitar kita dan berikan contoh-contohnya.

2. Lakukan kajian penghantaran sumber akustik, optik dan thermik sehingga dapat berdampak terhadap tubuh.

3. Pelajari dahulu Topik 1, 2, dan 3 lalu praktekkan untuk mengidentifikasi respons dan kelianan-kelainan organ yang terkait dengan akustik, optik dan thermik di klinik maupun di masyarakat.

4. Tanda-tanda adanya masalah akustik, optik dan thermik dalam organ manusia yang ditemukan,dan silakan dipelajari ulang konsep yang ada di modul, sehingga akan semakin dapat memahami kondisi tersebut.

5. Keberhasilan proses pembelajaran jarak jauh yang dijalani saat ini sangat tergantung pada kesungguhan mahasiswa dalam belajar dan mengerjakan latihan, guna mempertahankan motivasi mahasiswa, silakan belajar berkelompok dengan teman sekelas.

6. Jika mengalami kesulitan, silakan menghubungi dosen pengampu yang mengajar atau hubungi nomor kontak yang tersedia.

Baiklah, selamat belajar semoga sukses memahami pengetahuan yang diuraikan dalam mata kuliah ini untuk meningkatkan kemampuan dalam melayani masyarakat di tempat kerja dengan baik.

Bagi kita, mata adalah organ yang sangat penting untuk dapat melihat dan mengintepretasikan benda-benda di sekitar kita. Namun demikian dalam keseharian kita selalu melihat ada orang yang memakai kaca mata dan ada pula yang tidak, dan ada pula yang dulunya tidak memakai kacamata tetapi sekarang memakai kaca mata. Dengan bantuan kaca mata pun ada kalanya masih tidak dapat melihat suatu benda tersebut dengan jelas. Sampai abad ke-4 sebelum Masehi orang masih berpendapat bahwa benda-benda di sekitar dapat dilihat oleh karena mata mengeluarkan sinar-sinar penglihatan. Anggapan ini didukung oleh Plato (429-348 ) dan Euclides (287-212 SM) oleh karena pada mata binatang di malam hari tampak bersinar. Pendapat di atas ditentang oleh Aristoteles (384-322 SM) karena pada kenyataan kita tidak dapat melihat benda-benda di dalam ruang gelap. Namun demikian Aristoteles tidak dapat memberi penjelasan mengapa mata dapat melihat benda.

Pada abad pertengahan Alhazan (965-1038) seorang ilmuwan Mesir di Iskandria berpendapat bahwa benda di sekitar itu dapat dilihat oleh karena benda-benda tersebut memantulkan cahaya atau memancarkan cahaya yang masuk ke dalam mata, teori ini akhirnya di terima sampai abad ke-20 ini.

1.     ANATOMI FISIOLOGI MATA

Meskipun mata merupakan organ yang relatif kecil namun sangat penting karena akan memberikan informasi kepada kita dari semua keadaan dan situasi di sekitar kita. Untuk mengetahui bagaimana kita dapat melihat di sekitar kita, pada materi kali ini kita akan mempelajari struktur penyusun organ penglihatan mata kita.

Mata merupakan organ penglihatan yang menerima rangsangan berupa cahaya dan akan disalurkan ke otak oleh saraf sensorik menjadikan informasi visual. Organ mata atau sering disebut bola mata terletak di dalam rongga mata dan beralaskan lapisan lemak pada bagian depan tulang tengkorak. Bola mata dapat bergerak dan diarahkan ke suatu arah dengan bantuan tiga otot penggerak mata yang dikendalikan oleh saraf-saraf motorik, otot penggerak tersebut adalah:

a. Muskulus rektus okuli medial (otot di sekitar mata), berfungsi menggerakkan bola mata.

b. Muskulus obliques okuli inferior, berfungsi menggerakkan bola mata ke bawah dan ke dalam.

c. Muskulus obliques okuli superior, berfungsi memutar mata ke atas dan ke bawah.

Selain dapat menggerakkan bola mata, otot penggerak pada kelopak mata yang berfungsi menutup mata dan mengangkat kelopak mata sehingga permukaan koroid mata dapat terlindung secara fisik dan dapat menjaga selalu basah pada permukaan bola mata. Otot yang berfungsi untuk menutup mata yaitu muskulus orbikularis okuli dan muskulus rektus okuli inferior. Sedangkan otot mata yang berfungsi mengangkat kelopak mata, yaitu muskulus levator palpebralis superior.

Bagian-bagian Mata

Bola mata merupakan keseluruhan dari jaringan yang menyusun bola mata. Bola mata tersusun dari tiga lapis jaringan, yaitu sklera, koroid dan retina. Lensa mata di ikat oleh otot-otot cilliar sehingga lensa mata dapat menjadi pipih dan cembung, proses tersebut di sebut akomodasi. Lensa berakomodasi untuk meletakkan bayangan yang ditangkap lensa tepat pada makula lutea.

a.  Sklera

Untuk bagian mata pertama adalah sklera, yang merupakan bagian luar dari bola mata, tersusun dari zat tanduk dan merupakan lapisan yang kuat, berwarna putih. Sklera berfungsi dalam melindungi struktur mata yang sangat halus dan membantu mempertahankan bentuk bola mata. Sklera akan membentuk kornea. Kornea adalah lapisan bening dan transparan yang berfungsi menerima cahaya yang masuk ke mata. Kornea dilindungi oleh selaput tipis yang disebut konjungtiva. Kornea selalu dibasahi oleh air mata.

b.  Selaput hitam

Selaput hitam (koroid) merupakan lapisan tengah dari bola mata yang banyak mengandung pembuluh darah. Fungsi dari selaput ini adalah memberi nutrisi dan oksigen ke mata serta menyerap cahaya dan mengurangi cahaya yang memantul di sekitar mata bagian dalam. Pada koroid terdapat iris yang membentuk warna mata, pupil, lensa mata, titik dekat mata, dan titik jauh mata. Iris adalah selaput mata yang merupakan lanjutan dari selaput hitam bagian depan bola mata yang telah melepaskan diri.

Iris atau selaput pelangi memiliki pigmen atau warna yang akan menentukan warna mata seseorang, yaitu warna mata biru, hitam, cokelat,abu-abu, dan hijau. Pupil adalah celah yang berada di bagian tengah iris. Fungsinya adalah untuk mengatur intensitas cahaya yang masuk ke mata. Jika cahaya redup, otot-otot iris berkontraksi sehingga celah pupil melebar dan cahaya yang masuk ke mata lebih banyak. Sebaliknya, jika cahaya terang celah pupil akan menyempit dan cahaya yang masuk ke mata lebih sedikit atau tidak berlebihan. Lensa mata berada di belakang iris. Lensa mata memiliki daya akomodasi, yaitu kemampuan untuk mencembung (menebal) dan mencekung (menipis). Mencembung dan mencekungnya lensa mata ditentukan oleh jarak benda yang dilihat. Jarak benda yang dapat dilihat oleh mata normal dengan jelas disebut dengan titik dekat mata. Sedangkan jarak terjauh yang masih dapat dilihat oleh mata normal dengan jelas disebut titik jauh mata. Jarak titik jauh pada mata normal adalah tak terhingga.

c.   Retina

    Retina adalah lapisan paling dalam pada mata yang peka terhadap cahaya. Retina ini memiliki sel-sel saraf. Pada retina terdapat bintik kuning dan bintik buta. Bintik kuning adalah bagian retina yang paling peka terhadap cahaya karena merupakan tempat perkumpulan sel-sel saraf yang berbentuk cerucut dan batang. Kita bisa melihat apabila bayangan jatuh pada titik ini. Pada bintik kuning terdapat sel kerucut dan sel batang. Fungsi dari sel kerucut dan sel batang:

   1) Sel kerucut berfungsi untuk melihat di tempat yang terang. Sel ini memerlukan protein iodopsin.

   2) Sel batang berfungsi untuk melihat di tempat yang gelap. Sel ini memerlukan protein mata yang disebut rodopsin. Rodopsin dapat terbentuk apabila terjadi penggabungan iodopsin dan vitamin A

2. Mekanisme proses melihat,

    Bila kita melihat benda, maka kita bisa mempersepsikan jarak, konsistensi berat dan lain-lain, presisi suatu obyek dapat diterjemahkan dengan jelas. Kita akan belajar, mekanisme mata sebagai optik tubuh berproses untuk menterjemahkan obyek yang kita lihat. Pada dasarnya mata bisa melihat benda karena adanya cahaya yang dipantulkan oleh benda tersebut ke mata. Jika tidak ada cahaya yang dipantulkan benda, maka mata tidak bisa melihat benda tersebut. Proses mata melihat benda adalah sebagai berikut:

   a. Cahaya yang dipantulkan oleh benda di tangkap oleh mata, menembus kornea dan diteruskan melalui pupil.

    b. Intensitas cahaya yang telah diatur oleh pupil diteruskan menembus lensa mata.

    c. Daya akomodasi pada lensa mata mengatur cahaya supaya jatuh tepat di bintik kuning.

  d. Pada bintik kuning, cahaya diterima oleh sel kerucut dan sel batang, kemudian disampaikan ke otak.

e. Cahaya yang disampaikan ke otak akan diterjemahkan oleh otak sehingga kita bisa mengetahui apa yang kita lihat.

                              Gambar 3.2. Mekanisme Mata dalam Menangkap Obyek Cahaya

 

Gambar di atas menunjukkan secara normal lensa mata akan memfokuskan bayangan yang jatuh tepat pada ujung saraf penglihatan (makula lutea). Lensa mata akan selalu berusaha untuk menjadi pipih atau cembung sesuai dengan jarak obyek sehingga bayangan jatuh tepat pada makula lutea.

Jika kita melihat suatu obyek berada yang jauh dari jarak pandang kita maka lensa mata akan memipih, sehingga bayangan akan jatuh tepat pada retina terutama pada makula lutea. Sedangkan jika jarak obyek benda berada dekat dengan kita maka mata akan berusaha untuk akomodasi (menyembung), sehingga bayangan obyek benda akan jatuh tepat pada retina terutama pada makula lutea. Proses kontraksi dari lensa mata tersebut sangat menentukan terhadap kualitas bayangan yang ditangkap oleh sel saraf mata (nervus optikus). Jika mekanisme akomodasi tersebut tidak dapat dilakukan maka akan terjadi kelainan-kelainan refraksi optik mata kita. Kelainan refraksi tersebut adalah miopi, hipermetropi dan presbiopi. Berikut ini  ilustrasi refraksi lensa mata secara normal dan yang mengalami abnormalitas:

Gambar 3.4. Mekanisme Akomodasi pada Lensa Mata

 

Gambar di atas menunjukkan lensa cembung jika obyek dekat dengan mata serta lensa pipih jika objek yang dilihat jauh sehingga bayangan selalu jatuh tepat pada makula lutea.

 

Gangguan pada Mata

a. Rabun Dekat

Rabun dekat disebut hipermetropi, terjadi jika mata tidak mampu untuk melihat benda dari jarak dekat. Kondisi demikian disebabkan oleh ukuran bola mata yang pendek sehingga bayangan jatuh di belakang retina atau lensa mata tidak mampu menyembung sehingga bayangan jatuh di belakang retina. Pada seseorang yang secara anatomis normal namun mempunyai kebiasaan membaca buku terlalu dekat dan sambil tiduran akan mempercepat timbulnya cacat mata. Rabun dekat dapat diatasi dengan menggunakan kaca mata berlensa cembung. Lensa cembung merupakan lensa positif.

Gambar  Rabun Dekat

Gambar di atas menunjukkan bahwa objek yang dekat oleh lensa bayangan di proyeksikan jatuh di belakang makula lutea akibat lensa tidak dapat memfokuskan bayangan.

 

b. Rabun Jauh

Rabun jauh adalah ketidakmampuan mata untuk melihat benda yang berjarak jauh. Rabun jauh disebut miopi. Penyebab rabun jauh adalah ukuran bola mata terlalu panjang dari ukuran normal sehingga bayangan benda jatuh di depan retina. Rabun jauh dapat diatasidengan menggunakan kaca mata berlensa cekung. Lensa cekung merupakan lensa negatif.

                                                                      Gambar. Rabun Jauh

Gambar di atas menunjukkan bahwa objek yang jauh oleh lensa bayangan di proyeksikan jatuh di depan makula lutea akibat lensa tidak dapat memfokuskan bayangan.

 

c. Rabun jauh dan dekat

Rabun jauh dan dekat disebut juga presbiopi atau rabun tua ialah suatu keadaan di mana lensa kehilangan elastisitasnya karena bertambahnya usia. Akibatnya daya akomodasi lensa mata berkurang. Kelainan mata ini biasanya diderita oleh orang yang sudah tua atau kira-kira berumur di atas 45 tahun. Penderita presbiopi tidak mampu melihat benda yang terlalu jauh dan terlalau dekat. Supaya penderita presbiopi dapat melihat dengan jelas, maka dibutuhkan kaca mata rangkap, yaitu kacamata cembung dan cekung.

 

d. Katarak

Katarak atau bular mata merupakan gangguan penglihatan. Gangguan penglihatan ini merupakan keadaan di mana terjadi kekeruhan pada serabut atau bahan lensa di dalam kapsul lensa (Sidarta Ilyas, 1998). Katarak adalah proses terjadinya opasitas secara progresif pada lensa atau kapsul lensa, umumnya akibat dari proses penuaan yang terjadi pada semua orang lebih dari 65 tahun (Marilynn Doengoes, dkk. 2000).

 

Katarak adalah suatu keadaan patologik lensa di mana lensa rnenjadi keruh akibat hidrasi cairan lensa, atau denaturasi protein lensa. Kekeruhan ini terjadi akibat gangguan metabolisme normal lensa yang dapat timbul pada berbagai usia tertentu. Katarak dapat terjadi pada saat perkembangan serat lensa masih berlangsung atau sesudah serat lensa berhenti dalam perkembangannya dan telah memulai proses degenerasi. Penyebab katarak adalah lensa mata keruh sehingga menghalangi masuknya cahaya pada retina, selain itu karena proses ketuaan, sinar X, kencing manis, dan pemberian obat-obat tertentu dalam waktu yang lama. Katarak dapat menimbulkan kebutaan tanpa rasa sakit. Penderita katarak umumnya berumur di atas 55 tahun. Kelainan mata ini dapat diatasi dengan operasi mata.

Gambar di atas menunjukkan adanya kekeruhan lensa (tanda merah) yang disebabkan oleh banyak hal, terutama akibat proses penuaan. Kekeruhan lensa mengakibatkan obyek tidak dapat diteruskan oleh lensa menjadi bayangan.

 

e.  Astigmatisme

    Astigmatisme atau mata silindris adalah gangguan mata yang disebabkan oleh ukuran lensa mata atau kornea tidak rata, keadaan kelengkungan permukaan kornea atau lensa yang tidak mulus. Akibatnya bila penderita melihat suatu kotak, garis-garis vertikal terlihat kabur dan garis horizontal terlihat jelas atau sebaliknya. Cacat ini dapat ditolong dengan kacamata berlensa silindris.

                                                     Gambar 3.7. Astigmatisma

Pada gambar di atas bayangan yang jatuh pada retina menyebar hal ini disebabkan lensa mata tidak merata sehingga bayangan akan di proyeksikan menyebar. Bayangan yang menyebar tidak bisa fokus ke makula lutea, sehingga bayangan menjadi kabur. Pada dasarnya pada biooptik kali ini kita sudah mengetahui proses sistem optik berfungsi dalam sitem organ penglihatan kita. Secara normal lensa mata merupakan organ sangat penting untuk mengatur kejelasan bayangan yang jatuh pada makula lutea.