Download - Dokumen 1 (1)
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.