Sturuktur Tulang dan Mekanisme Otot Normal Ekstermitas Atas

Edward Sundoro

102013010

Mahasiwa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Pendahuluan

Tulang dan otot merupakan jaringan yang paling banyak mengisi tubuh manusia.

Tulang merupakan jaringan tubuh yang berfungsi menopang tubuh dan bagian-bagiannya.

Karena fungsi untuk menopang, tulang mempunyai struktur yang kaku. Otot berfungsi

menggerakkan bagian-bagian tubuh.1

Bila terjadi suatu kelainan pada tulang dan otot, perlu untuk melihat hubungannya

dengan struktur tulang dan otot serta mekanisme kerja otot. Hal itu dapat membantu mengerti

bagaimana proses yang terjadi pada tulang dan otot secara normal. Terkait dengan hal

tersebut, makalah ini akan membahas bagian ekstremitas atas.

Pembahasan

Struktur tulang

Gambar 1. Anatomi Ekstremitas Atas.1

Alat gerak manusia dibagi menjadi dua bagian yaitu alat gerak bagian atas yang

disebut juga dengan extremitas superior dan alat gerak bagian bawah yang disebut juga

extremitas inferior. Extremitas superior dapat dianggap sebagai pengungkit bersendi banyak

yang dapat bergerak bebas pada tubuh melalui articulatio humeri.4

Bagian pada extremitas superior dibagi menjadi beberapa dua bagian yaitu cingullum

membri superior dan ossa membri superior libera. Cingullum membri superior libera

merupakan daerah gelang bahu yang terdiri dari clavicula dan scapula.Ossa membri superior

libera terdiri dari dua bagian atau diesbut dengan dua regio. Regio pertama disebut dengan

regio brachium (lengan atas) dan regio kedua disebut dengan regio antebrachium (lengan

bawah).4

Regio lengan atas atau brachium terdiri dari tulang yang disebut dengan tulang atau os

humerus. Os humerus jika dilihat dari sisi ventral(depan) dapat kita litah beberapa bagiannya:

caput humeri atau disebut dengan kepala humerus, sulcus intertubercularis, tuberculum

majus, tuberculum minus, collum anatomicum, collum chirurgicum, crista tuberculi majoris,

crista tuberculi minoris, tuberositas deltoidea, corpus humeri atau badan humerus,

epicondylus lateralis, epicondylus medialis, capitulum humeri, trochlea humeri dan condyus

humeri. Dilihat dari bagian dorsal dapat terlihat: tuberculum majus, sulcus nervi radialis,

sulcus nervi ulnaris, dan trochlea humeri dan fossa olecrani.4

Regio antebrachium atau disebut juga lengan bawah adalah daerah atau regio yang

dibentuk dari dua tulang yaitu os ulna dan os radius. Os ulna dapat diraba sepanjang sisi jari

kelingking. Sedangkan untuk os radius corpus radius dapat teraba di bagian distal yang

mengarah ke arah ibu jari. Radius memiliki struktur berupa caput berbentuk bulat kecil yang

ada pada bagian distal. Bisa dilihat dari bagian ventral struktur dari tulang radius dapat

ditemukan caput radii, collum radii tuberositas radii, margo interosseus, dan procecus

styloideus radii yang menuju ke aral lateral.Dari bagian dorsal dapat ditemukan margo

interosseus. Dari bagian lateral os radius dapat kita lihat incissura ulnaris.4

Os ulna memiliki ujung atas yang besar, yang dikenal sebagi procecus olecranon.

Bagian ini merupakan pembentuk tonjolan pada siku yang berasal dari gabungan fossa

olecranon pada humerus dan procesus olecranon pada ulna. Dibawah processus ini terdapat

incisura trochlearis yang juga bersendi dengan tochlea humeri pada os humerus. Dilihat di

bagian ventral diapat ditemukan procesus coronoideus, incisura radialis, tuberositas ulnae,

margo interoseus dan caput ulnae. Pada bagian dorsal dapat dilihat olecranon atau procesus

olecranon dan corpus olecranon. Pada bagian lateral dapat ditemukan Incissura radialis, crista

musculi supinatoris dan facies posterior.4

Hubungan tulang-tulang dari clavicula, scapula, humerus, radius, dan ulna akan

membentuk beberapa sendi seperti articulatio humeri yang merupakan persendian yang

terjadi antara caput humeri dengan cavitas glenoidalis scapula yang dangkal. Sendi

acromioclavicularis merupakan sendi yang terbentuk dari antara ujung lateral clavicula

dengan ujung acromion dari scapula. Articulatio cubiti merupakan persendian antara trochlea

dan capitulum humeri dengan incisura trochlearis ulna dan caput radii yang ditutup oleh

tulang rawan hyalin sendi ini merupakan sendi engsel atau articulatio selaris.

Persendian dan Gerakan yang Dapat Dilakukan

Tulang yang bertemu dengan tulang akan membentuk sendi. Sendi yang dapat

bergerak secara bebas mempunyai gerakan-gerakan. Setiap sendi pada tubuh manusia

mempunyai gerakan-gerakan sendiri, Tetapi secara umum gerakan-gerakan sendi ada

beberapa macam. Gerakan-gerakan sendiri terdiri dari: fleksi, ekstensi, abduksi, aduksi,

rotasi, sirkumduksi, inversi, eversi, protraksi, retraksi, elevasi, dan depresi.4

Gerakan sendi fleksi adalah pergerakan yang terjadi pada bidang sagital yang

bergerak memperkecil sudut antari dua tulang. Ekstensi adalah gerakan yang memperbesar

sudut antar dua tulang atau dua bagian tubuh atau bisa juga dikatakan sebagi lawan dari

fleksi. Abduksi adalah gerakan bagian tubuh menjauhi garis tengah tubuh sedangkan adduksi

adalah gerakan kebalikan dari abduksi yaitu mendekati bagian tengah tubuh. Rotasi adalah

gerakan tulang yang berputar di sekitar aksis pusat tubuh. Sirkumduksi adalah gerakan sendi

yang merupakan kombinasi dari gerakan angular dan berputar. Gerakan inversi adalah

gerakan sendi pergelangan kaki yang memungkinkan telapak kaki menghadap ke dalam atau

ke arah medial. Eversi adalah gerakan sendi pergelangan kaki yang memungkinkan telapak

kaki menghadap ke arah luar. Protraksi adalah gerakan depan atau dengan kata lain

memajukan bagian tubuh contoh memajukan rahang bawah ke depan. Retraksi adalah

gerakan yang berlawanan dari gerakan protraksi yaitu menarik bagian tubuh ke arah

belakang. Elevasi adalah pergerakan struktur ke arah superior contohnya adalah gerakan

menutup mulut dan lawan dari elevasi adalah gerakan depresi atau gerakan ke arah inferior.4

Jaringan Ikat

Jaringan Tulang

Tulang merupakan suatu jaringan ikat atau penyokong yang terdapat dalam tubuh

manusia. Jaringan tulang merupakan jenis jaringan ikat khusus yang terdiri dari sel, serat, dan

matriks ekstraselular. Tulang pada manusia mempunya fungsi sebagai hemopoesis (tempat

pembentukan sel darah), tempat penyimpanan atau resevoir kalsium, fosfat, dan mineral

lainnya. Tulang memiliki dua jenis yaitu tulang kompak dan tulang squamosa, tulang kompak

merupakan tulang yang serat kolagennya terususn dalam lapisan-laisan tulang yang tipis

disebut degan lamella ossea yang saling sejajar di bagian tepi tulang dan mengelilingi suatu

pembuluh darah. Contoh dari tulang kompak adalah tulang panjang dan pada skenario empat

tulang lengan atas atau humerus dan tulang radius dan ulna termasuk dalam tulang panjang.5

Di dalam lapisan periosteum tulang panjang terdapat lamela juga yang disebut dengan

lamela circumferentialis externa, dan juga terdapat lamella yang mengelilingi sumsum tulang

yang disebut dengan lamela circumferentialis interna.5

Jaringan Otot

Dalam tubuh terdapat tiga jenis otot yaitu: otot rangka(textus muscularis striatus

skeletalis), otot polos(textus muscularis levis), dan otot jantung(textus muscularis striatus

cardiacus). Otot rangka merupakan otot yang berbentuk seperti serabut-serabut dan memiliki

sel multinukleus silindris panjang, dengan inti tersebar di perifer. Di bawah mikroskop akan

didapatkan filamen-filamen otot lurik yang terdiri dari garis-gari terang maupun garis-garis

gelap, garis telah dan gelap ini saling bergantian dan membentuk pita. Pada otot lurung

terdapat reseptor regang yang sensitif yang disebut gelendong neuromuskular. Gelendong ini

terdiri atas kapsul jaringan ikat, tempat ditemukannya serat otot modifikasi yaitu serat

intrafusal dan banyak ujung saraf yang dikelelilingi oleh ruang berisi cairan.5

Mekanisme Kerja Otot

Pada serat otot yang melemas, kontraksi tidak terjadi; aktin tidak dapat berikatan

dengan jembatan silang karena posisi dua tipe protein lain – tropomiosin dan troponin – di

dalam filamen tipis. Posisi tropomiosin menutupi bagian aktin yang berikatan dengan

jembatan silang, menghambat interaksi yang menghasilkan kontraksi otot. Troponin

berikatan dengan tropomiosin, satu berikatan dengan aktin, dan dapat berikatan dengan

Ca2+.2

Ketika troponin tidak berikatan dengan Ca2+, protein ini menstabilkan tropomiosin

dalam posisinya menutupi tempat pengikatan jembatan silang di aktin. Ketika Ca2+ berikatan

dengan troponin, bentuk protein ini berubah sedemikian sehingga tropomiosin terlepas dari

posisinya yang menghambat. Dengan tropomiosin tersingkir, aktin dan miosin dapat

berikatan dan berinteraksi di jembatan silang, menyebabkan kontraksi otot.2

Interaksi jembatan silang antara aktin dan miosin menyebabkan kontraksi otot

melalui mekanisme pergeseran filamen. Sewaktu kontraksi, filamen tipis di kedua sisi

sarkomer bergeser ke arah dalam terhadap filamen tebal yang diam menuju ke pusat pita A.

Sewaktu bergeser ke dalam, filamen tipis menarik garis-garis Z tempat filamen tersebut

melekat saling mendekat sehingga sarkomer memendek. Karena semua sarkomer di

keseluruhan panjang otot memendek bersamaan maka seluruh serat otot memendek. Ini

adalah mekanisme pergeseran filamen pada kontraksi otot. Zona H, di bagian tengah pita A

yang tidak dicapai oleh filamen tipis, menjadi lebih kecil karena filamen-filamen tipis saling

mendekati ketika mereka bergeser semakin ke arah dalam. Pita I, yang terdiri dari bagian

filamen tipis yang tidak bertumpang tindih dengan filamen tebal, menyempit ketika filamen-

filamen tipis semakin bertumpang tindih dengan filamen tebal sewaktu pergeseran tersebut.

Filamen tipis itu sendiri tidak mengalami perubahan panjang sewaktu serat otot memendek.

Lebar pita A tidak berubah selama kontraksi, karena lebarnya ditentukan oleh panjang

filamen tebal, dan filamen tebal tidak mengalami perubahan panjang selama proses

pemendekan otot. Perhatikan bahwa panjang filamen tebal atau tipis tidak berkurang untuk

memperpendek sarkomer. Kontraksi dicapai oleh pergeseran saling mendekat filamen-

filamen tipis di sisi sarkomer yang berlawanan di antara filamen-filamen tebal.2

Aktivitas jembatan silang menarik masuk filamen tipis relatif terhadap filamen tebal

yang diam. Sewaktu kontraksi, dengan tropomiosin dan troponin digeser oleh Ca2+,

jembatan silang miosin dari filamen tebal dapat berikatan dengan molekul aktin di filamen

tipis sekitar. Bila melihat satu interaksi jembatan silang, dua kepala miosin di masing-masing

molekul miosin bekerja secara independen, dengan satu kepala melekat ke aktin. Ketika

miosin dan aktin berkontak di jembatan silang, jembatan mengalami perubahan bentuk,

menekuk ke dalam seolah-olah memiliki engsel, “mengayuh” ke arah bagian tengah

sarkomer, seperti mendayung perahu. Inilah yang disebut sebagai kayuhan bertenaga,

jembatan silang ini menarik masuk filamen-filamen tipis yang melekat ke jembatan silang

tersebut. Satu kayuhan bertenaga menarik filamen tipis hanya sepersekian dari jarak

pemendekan total. Siklus pengikatan dan penekukan berulang jembatan silang menuntaskan

pemendekan.2

Pada akhir satu siklus jembatan silang, ikatan antara jembatan silang miosin dan

molekul aktin terputus. Jembatan silang kembali ke bentuk semula dan berikatan dengan

molekul aktin berikutnya di belakang mitra aktin pertama. Jembatan silang mengulangi

siklus.2

Karena cara molekul-molekul miosin berorientasi di dalam filamen tebal maka semua

jembatan silang mendayung ke arah bagian tengah sarkomer sehingga keenam filamen tipis

sekitar di masing-masing ujung sarkomer tertarik ke arah dalam secara bersamaan. Akan

tetapi jembatan silang yang berikatan dengan suatu filamen tipis tidak mendayung dalam satu

kesatuan. Pada setiap saat sewaktu kontraksi, sebagian jembatan silang melekat ke filamen

tipis dan sedang mengayuh, sementara yang lain sedang kembali ke konformasinya semula

dalam persiapan untuk mengikat molekul aktin lain. Karena itu sebagian jembatan silang

sedang “menahan” filamen aktin sementara yang lain “melepaskan” filamen aktin untuk

mengikat filamen aktin lainnya.2

Eksitasi otot mengaktifkan siklus jembatan silang. Istilah penggabungan eksitasi-

kontraksi merujuk kepada serangkaian proses yang mengaitkan eksitasi otot (adanya

potensial aksi di serat otot) dengan kontraksi otot (aktivitas jembatan silang yang

menyebabkan filamen-filamen tipis bergeser bersama untuk memperpendek sarkomer).2

Dua struktur membranosa di dalam serat otot berperan penting dalam

menghubungkan eksitasi ke kontraksi ini – tubulus transversus dan retikulum sarkoplasma.

Di setiap pertemuan antara pita A dan pita I, membran permukaan masuk ke dalam serat otot

untuk membentuk tubulus transversus (tubulus T), yang berjalan tegak lurus dari permukaan

membran sel otot ke dalam bagian tengah serat otot. Karena membran tubulus T

bersambungan dengan membran permukaan, maka potensial aksi di membran permukaan

juga menyebar turun menelusuri tubulus T, dengan cepat menyalurkan aktivitas listrik

permukaan ke bagian tengah serat. Adanya potensial aksi lokal di tubulus T memicu

perubahan permeabilitas di anyaman membranosa tersendiri di dalam serat otot, retikulum

sarkoplasma. Kantung lateral retikulum sarkoplasma ini mengandung Ca2+. Penyebaran

potensial aksi menuruni tubulus T memicu pelepasan Ca2+ dari retikulum sarkoplasma.2

Siklus jembatan silang sendiri dijalankan oleh ATP. Jembatan silang miosin memiliki

dua tempat khusus, tempat untuk mengikat aktin dan tempat ATPase. Tempat ATPase ini

adalah tempat enzim yang dapat mengikat pembawa energi adenosin trifosfat (ATP) dan

memecahnya menjadi adenosin difosfat (ADP) dan fosfat inorganik (Pi), yang dalam

prosesnya menghasilkan energi. Penguraian ATP terjadi di jembatan silang miosin sebelum

jembatan berikatan dengan molekul aktin. ADP dan Pi tetap terikat erat ke miosin, dan energi

yang dihasilkan disimpan di dalam jembatan silang untuk menghasilkan miosin berenergi

tinggi. Analoginya, jembatan silang “dikokang” seperti senjata, siap diletuskan jika pelatuk

ditarik. Ketika serat otot mengalami eksitasi, Ca2+ menarik kompleks troponin-tropomiosin

menjauhi posisinya yang menyumbat sehingga jembatan silang miosin yang telah berenergi

(terkokang) dapat berikatan dengan molekul aktin. Kontak antara miosin aktin ini

menyebabkan “pelatuk tertarik”, menekuk jembatan silang sehingga dihasilkan kayuhan

bertenaga. Selama kayuhan bertenaga, terjadi pembebasan Pi dari jembatan silang. Setelah

kayuhan bertenaga selesai, ADP dibebaskan.2

Ketika Pi dan ADP dibebaskan dari miosin setelah kontak dengan aktin dan terjadi

kayuhan bertenaga, tempat ATPase miosin bebas untuk mengikat molekul ATP lain. Aktin

dan miosin tetap berikatan di jembatan silang sampai molekul ATP baru melekat ke miosin

pada akhir kayuhan bertenaga. Pelekatan molekul ATP baru memungkinkan jembatan silang

terlepas, yang mengembalikannya ke bentuk semula (tidak menekuk), siap untuk melakukan

siklus baru. ATP yang baru melekat kemudian diuraikan oleh ATPase miosin dan kembali

menggerakan jembatan silang miosin. Pada pengikatan dengan molekul aktin lain, jembatan

yang baru mendapat energi tersebut kembali menekuk, demikian seterusnya, secara suksesif

menarik masuk filamen tipis untuk menuntaskan kontraksi.3

Selain perlu melakukan kontraksi, otot juga perlu melakukan relaksasi. Seperti halnya

potensial aksi di serat otot mengaktifkan proses kontraksi dengan memicu pelepasan Ca2+

dari kantung lateral ke dalam sitosol, proses kontraksi dihentikan ketika Ca2+ dikembalikan

ke kantung lateral saat aktivitas listrik lokal berhenti. Retikulum sarkoplasma memiliki

molekul pembawa, pompa Ca2+ - ATPase, yang memerlukan energi dan secara aktif

mengangkut Ca2+ dari sitosol untuk memekatkannya di dalam kantung lateral. Ketika

potensial aksi lokal tidak lagi terdapat di tubulus T untuk memicu pelepasan Ca2+, aktivitas

pompa Ca2+ retikulum sarkoplasma mengembalikan Ca2+ yang dilepaskan ke kantung

lateral. Hilangnya Ca2+ dari sitosol memungkinkan kompleks troponin-tropomiosin bergeser

kembali ke posisinya yang menghambat, sehingga aktin dan miosin tidak lagi berikatan di

jembatan silang. Filamen tipis, setelah dibebaskan dari siklus perlekatan dan penarikan

jembatan silang, kembali secara pasif ke posisi istirahatnya. Serat otot kembali melemas.3

Kesimpulan

Hubungan antar tulang, sendi dan otot sangat berperan penting dalam pergerakan. Jika

salah satu tulang yang bersangkutan memiliki gangguan misalnya fraktur, maka akan

mempengaruhi pergerakan sendi dan otot pada tulang tersebut bahkan akan menggangu

pergerakan pada sendi yang lain juga. Kontraksi otot harus disertai dengan relaksasi.

Kontraksi dan relaksasi mempunyai mekanisme berupa siklus dan keduanya memerlukan

energi yaitu ATP.

Daftar Pustaka

1. Wibowo DS. Anatomi tubuh manusia. Jakarta: Grasindo; 2008.h.31

2. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Edisi ke-6. Jakarta: EGC; 2011.

282-9.

3. Sherwood L. Human physiology from cell to system. Seventh Editon. Belmont:

Brooks/Cole; 2010.

4. Paulsen F, Waschke J. Sobotta atlas anatomi manusia anatomi umum dan sistem

muskuloskeletal. Edisis-23. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2013.h.136-41.

5. Eroschenko VP. Atlas histologi difiore. Edisi-11. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC;

2012.h.83,99-101,123-5.