Transcript

Jenis-jenis Otot, Metabolisme, Mekanisme Kontraksi dan Relaksasi, Struktur pada Otot PolosAndry Larsen Manurung102014256/B5Fakultas Kedokteran,Universitas Kristen Krida Wacana, Jakarta BaratJalan Arjuna Utara No.6 Jakarta 11510Email: [email protected]

AbstrakOtot sering dikenal sebagai daging tubuh dan tersusun dari banyak dinding organ berongga dan pembuluh-pembuluh tubuh. Jaringan otot yang mencapai 40% sampai 50% berat tubuh, pada umumnya tersusun dari sel-sel kontaktil yang disebut dengan serabut otot. Nantinya, melalui kontraksi, sel-sel otot akan menghasilkan pergerakan dan melakukan pekerjaan. Berdasarkan struktur dan fungsinya, otot diklasifikasikan atau digolongkan ke dalam tiga golongan, yaitu: otot polos, otot rangka, dan otot jantung. Terdapat tiga fungsi utama dari otot, yaitu: pergerakan, penopang tubuh, dan produksi panas. Otot mengahasilkan gerakan pada tulang tempat otot tersebut melekat, selain itu otot juga menopang rangka dan dapat mempertahankan tubuh saat berada dalam posisi duduk maupun berdiri.

AbstractMuscles often known as the "meat" of the body and is composed of many walls of hollow organs and vessels of the body. Muscle tissue reaches 40% to 50% by weight, are generally composed of cells kontaktil called muscle fibers. Later, through contraction, the muscle cells will produce movement and do the job. Based on the structure and function, muscle classified or categorized into three groups, namely: smooth muscle, skeletal muscle, and cardiac muscle. There are three main functions of muscles, namely: the movement, the support body, and heat production. Result in muscle movement in the bone where the muscle is attached, in addition to the muscle also sustain order and can maintain the body when in a sitting or standing position.

PendahuluanSistem muskular (otot) terdiri dari sejumlah besar otot yang bertanggung jawab atas gerakan tubuh.1Otot sering dikenal sebagai daging tubuh dan tersusun dari banyak dinding organ berongga dan pembuluh-pembuluh tubuh. Jaringan otot yang mencapai 40% sampai 50% berat tubuh, pada umumnya tersusun dari sel-sel kontaktil yang disebut dengan serabut otot. Nantinya, melalui kontraksi, sel-sel otot akan menghasilkan pergerakan dan melakukan pekerjaan.2Terdapat tiga fungsi utama dari otot, yaitu: pergerakan, penopang tubuh, dan produksi panas. Otot mengahasilkan gerakan pada tulang tempat otot tersebut melekat, selain itu otot juga menopang rangka dan dapat mempertahankan tubuh saat berada dalam posisi duduk maupun berdiri. Kontraksi otot secara metabolis akan menghasilkan panas yang dapat mempertahankan suhu normal tubuh. Berdasarkan struktur dan fungsinya, otot diklasifikasikan atau digolongkan ke dalam tiga golongan, yaitu: otot polos, otot rangka, dan otot jantung.2

Rumusan masalahPerempuan usia 35 tahun mengeluh diare sekali sehari disertai demam dan mual

HipotesisSeorang perempuan 35 tahun mengalami diare karena gangguan kontraksi otot

Sasaran pembelajaran1. Mahasiswa mampu mengetahui metabolisme otot polos2. Mahasiswa mampu mengetahui kontraksi dan relaksasi otot polos3. Mahasiswa mampu mengetahui struktur polos4. Mahasiswa mampu mengetahui jenis-jenis otot

PembahasanSistem Muskular (Otot)Sistem muskular (otot) terdiri dari sejumlah besar otot yang bertanggung jawab atas gerakan tubuh.1Otot sering dikenal sebagai daging tubuh dan tersusun dari banyak dinding organ berongga dan pembuluh-pembuluh tubuh. Jaringan otot yang mencapai 40% sampai 50% berat tubuh, pada umumnya tersusun dari sel-sel kontaktil yang disebut dengan serabut otot. Nantinya, melalui kontraksi, sel-sel otot akan menghasilkan pergerakan dan melakukan pekerjaan.2Secara umum, otot memiliki beberapa karakteristik, diantaranya: serabut mengandung banyak miofibril yang tersusun dari miofilamen-miofilamen kontraktil, nukleus sel-sel otot terbentuk dengan baik, sitoplasmanya disebut sarkoplasma, membran selnya disebut sarkolema, retikulum endoplasma halus disebut retikulm sarkoplasma, dan serabut otot dapat membesar.2Fungsi Sistem MuskularTerdapat tiga fungsi utama dari otot, yaitu: pergerakan, penopang tubuh, dan produksi panas. Otot mengahasilkan gerakan pada tulang tempat otot tersebut melekat, selain itu otot juga menopang rangka dan dapat mempertahankan tubuh saat berada dalam posisi duduk maupun berdiri. Kontraksi otot secara metabolis akan menghasilkan panas yang dapat mempertahankan suhu normal tubuh.2

Ciri-Ciri OtotOtot merupakan alat gerak aktif karena kemampuannya berkontraksi. Otot akan memendek jika sedang berkontraksi dan memanjang jika berelaksasi. Kotraksi otot dapat terjadi apabila otot sedang melakukan kegiatan, sedangkan relaksasi otot terjadi jika otot sedang beristirahat. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa otot memiliki 4 ciri, yaitu: kontraktilitas, eksitabilitas, ekstensibilitas, dan elastisitas.2Kontraktilitas adalah saat dimana serabut otot berkontaksi dan menegang, dalam kasus ini dapat melibatkan pemendekan otot atau juga tidak. Pemendekan yang dihasilkan akan sangat terbatas karena kontraksi pada setiap diameter sel berbentuk kubus atau bulat. Pada eksitabilitas, serabut otot akan merespon dengan kuat jika distimulasi oleh impuls saraf. Ekstensibilitas, serabut otot memiliki kemampuan untuk meregang melebih panjang otot saat relaks. Sementara, elastisitas, serabut otot dapat kembali ke ukurannya semula setelah berkontraksi atau meregang.2

Jenis-Jenis OtotBerdasarkan struktur dan fungsinya, otot diklasifikasikan atau digolongkan ke dalam tiga golongan, yaitu: otot polos, otot rangka, dan otot jantung.2Proses dasar kontraksi pada ketiga jenis otot tersebut serupa, namun terdapat perbedaan yang penting, perbedaan-perbedaan tersebut akan dibahas di bawah ini.Otot PolosOtot polos adalah otot yang tidak berlurik dan kerjanya involunter (tak sadar). Jenis otot ini dapat ditemukan pada dinding organ berongga seperti kandung kemih dan uterus, serta pada dinding tuba, seperti pada sistem respiratorik, pencernaan, reproduksi, urinarius, dan sistem sirkulasi dasar.2Otot polos memiliki ciri-ciri: serabut ototnya berbentuk spindel dengan panjang yang bervariasi, satu sel otot polos mengandung satu nukleus yang terletak di tengah (sentral), bekerja secara tidak sadar, kontraksinya kuat dan lamban, serta tidak mudah lelah.2Jenis otot ini dapat berkontraksi tanpa adanya rangsangan saraf (meskipun didberapa tempat di bawah pengendalian saraf otonimik / tak sadar).3Secara fisiologi, otot polos sangat berbeda dengan otot rangka. Kontraksinya lambat namun tahan lama, otot polos juga dapat memendek sampai seperempat panjangya dan dapat membangkitkan kekuatan.4

Gambar 1. Gambaran Mikroskopik Dari Otot Polos3

Otot JantungSeperti namanya, otot jantung hanya ditemukan pada jantung. Otot ini bergaris atau memiliki lurik seperti pada otot lurik. Perbedaanya adalah bahwa serabutnya bercabang dan saling bersambung satu sama lain. Otot jantung memiliki kemmapuan khusus untuk mengadakan kontraksi otmatis dan ritmis tanpa tergantung pada ada atau tidaknya rangsangan saraf.3Ciri lain dari otot jantung adalah nukleusnya yang terletak di tengah dan panjangnya yang berkisar antara 85 mikron sampai 10 mikon dan diameternya sekitar 15 mikron, serta bekerja secara tak sadar.2

Gambar 2. Gambaran Mikroskopik Dari Otot Jantung3

Otot Lurik / Otot RangkaOtot lurik atau otot rangka merupakan otot volunter (bekerja secara sadar). Otot rangka melekat pada rangka tubuh dan bertanggung jawab untuk pergerakan. Satu serabut panjangnya berkisar antara 10mm sampai 40mm. Jumlah nukleus banyak dan dapat ditemukan di bawah sarkolema pada bagian perifer sel (bagian tepi sel). Kontraksi otot rangka lebih cepat dan kuat namun mudah lelah.2Lurik yang terdapat pada otot rangka disebabkan oleh struktur protein yang membentuk otot. Protein ini disebut aktin dan miosin. Nantinya, apabila otot berkontraksi, gambaran lurik akan menyempit dan ini diperkirakan karena gerakan relatif satu protein terhadap protein yang lainnya (teori pergeseran filamen sliding filamen).1Otot lurik dikendalikan oleh otak yang sangat cepat reaksinya terhadap berbagai jenis rangsangan seperti dingin, panas, angin, arus listrik, dll. Tiap otot mempunyai dua atau lebih tendon yang melekat di tuang. Tendon yang elekat di tulang yang tidak bergerak disebut tendon origo, sementara tendon yang melekat di tuang yang akan digerakan disebut tendon insertio.5

Gambar 3. Gambaran Mikroskopik Dari Otot Rangka3

Kontraksi Otot PolosKelompok sel otot polos biasanya tersusun dalam lembaran-lembaran. Sel otot polos memiliki tiga jenis filament :a. Filamen tebal myosin, yang lebih panjang daripada yang ada di otot rangkab. Filamen tipis aktin, yang mengandung tropomiosin, tetapi tidak mengandung troponinc. Filamen ukuran sedang, yang tidak secara langsung ikut serta dalam kontraksi, tetapi merupakan bagian rangka sitoskeleton yang menunjang bentuk sel.Filamen otot polos tidak membentuk myofibril dan tidak tersusun dalam pola sarkomer seperti di otot rangka. Karena itu, sel otot polos tidak memperlihatkan pita atau lurik seperti otot rangka sehingga otot ini debri istilah polos.6Otot polos tidak memiliki lurik yang sama pengaturan aktin dan filamen myosin seperti yang ditemukan di otot rangka. Sebaliknya, elektron teknik mikrografik menyarankan organisasi fisik dipamerkan di Gambar 8-2. Gambar ini menunjukkan sejumlah besar filamen aktin yang melekat pada badan padatan. Beberapa badan ini melekat ke membran sel. Lainnya tersebar di dalam sel. Beberapa membran badan padat sel yang berdekatan terikat bersama-sama dengan antar protein jembatan. Hal ini terutama melalui obligasi ini bahwa kekuatan kontraksi adalah ditransmisikan dari satu sel ke yang berikutnya.7Diselingi antara filamen aktin dalam serat otot adalah filamen myosin. Filamen myosin memiliki diameter lebih dari dua kali diameter filamen aktin. Di sebelah kanan pada Gambar 8-2 adalah struktur dari unit kontraktil individual dalam sel otot polos, yang menunjukkan sejumlah besar filamen aktin memancar dari dua badan padat; ujung filamen ini tumpang tindih dengan filamen myosin yang terletak di tengah-tengah antara badan padat. Unit kontraktil ini mirip dengan unit kontraktil otot rangka, tetap tanpa keteraturan struktur otot rangka; pada kenyataannya, badan padat otot polos melayani peran yang sama seperti cakram Z pada otot rangka.7

Ada perbedaan lain: sebagian besar filamen myosin memiliki apa yang disebut sidepolar cross-bridge diatur sedemikian rupa sehingga jembatan di satu sisi engsel dalam satu arah dan orang-orang di engsel sisi lain dalam arah yang berlawanan. Hal ini memungkinkan myosi untuk enarik sebuah aktin filamen dalam satu arah pada satu sisi sekaligus menarik filamen aktin lain di seberang arah di sisi lain. Hal ini memungkinkan myosin untuk menarik filamen aktin dalam satu arah pada pada satu sisi sekaligus menarik filamen aktin lain di seberang arah di sisi lain. Nilai organisasi ini yang memungkinkan sel-sel otot polos untuk kontraksi sebanyak 80 persen dari panjangnya bukan dari yang terbatas kurang dari 30 persen, seperti yang terjadi pada otot rangka.7

Perbandingan Kontraksi Otot Polos dan Otot RangkaMeskipun sebagian besar otot rangka kontraksi dan relaksasi secara cepat, kontraksi otot yang paling halus adalah kontraksi otot berkepanjangan, terkadang berlangsung berjam-jam atau bahkan berhari-hari. Oleh karena itu, diharapkan bahwa kedua karakteristik fisika dan kimia otot polos dan otot rangka akan berbeda. Berikut ini adalah beberapa perbedaan.7

Siklus Lambat Myosin Cross-Bridge.Siklus cepat myosin cross-bridge pada otot polosyaitu, keterikatan mereka terhadap aktin, kemudian lepas dari aktin, dan terikat kembali ke siklus selanjutnyajauh, jauh lebih lambat dalam otot polos daripada otot rangka; pada kenyataannya, frekuensi sesedikit 1/10 sampai 1/300 daripada otot rangka. Namun, sebagian kecil dari waktu yang dibutuhkan cross-bridge untuk terikat pada filamen aktin, yang merupakan faktor utama yang menentukan kekuatan kontraksi, diyakini sangat meningkat di otot polos. Alasan yang mungkin untuk siklus lambat bahwa kepala cross-bridge memiliki jauh lebih sedikit aktivitas ATPase daripada di otot rangka, sehingga degradasi ATP yang memberikan energi kepada gerakan kepala cross-bridge sangat berkurang sesuai perlambatan laju siklus.7

Energi yang Diperlukan untuk Mempertahankan Kontraksi Otot Halus. Hanya 1/10 sampai 1/300 sebanyak energi yang dibutuhkan untuk mempertahankan ketegangan yang sama kontraksi pada otot polos seperti pada otot rangka. Hal ini juga diyakini hasil dari lampiran lambat dan bersepeda detasemen crossbridge dan karena hanya satu molekul ATP diperlukan untuk setiap siklus, terlepas dari durasi. Pemanfaatan energi yang jarang oleh otot polos ini sangat penting untuk keseluruhan energi ekonomi tubuh karena organ-organ seperti usus, kandung kemih, kandung empedu, dan viscera lainnya sering mempertahankan kontraksi otot tonik hampir tanpa batas.7

Lambatnya Onset Kontraksi dan Relaksasi dari Total Jaringan Otot Polos. Sebuah jaringan otot polos yang khas mulai berkontraksi 50 sampai 100 milidetik setelah bekerja, mencapai kontraksi penuh sekitar 0,5 detik kemudian, dan kemudian menurun berlaku kontraktil di 1 sampai 2 detik lainnya, memberikan total waktu kontraksi 1 sampai 3 detik. Ini adalah sekitar 30 kali lebih lama sebagai kontraksi tunggal serat otot rangka rata-rata. Tapi karena ada begitu banyak jenis otot polos, kontraksi beberapa jenis dapat sesingkat 0,2 detik atau selama 30 detik. Lambatnya onset kontraksi otot polos, serta kontraksi berkepanjangan, disebabkan oleh lambatnya keterikatan dan pelepasan cross-bridge dengan filamen aktin. Selain itu, inisiasi kontraksi dalam menanggapi ion kalsium jauh lebih lambat dibandingkan otot rangka.7

Gaya Kontraksi Otot. Meskipun filamen myosin pada otot polos realtif sedikit, dan meskipun waktu siklus lambat cross-bridge, gaya maksimum kontraksi otot polos seringkali lebih besar dibandingkan dengan otot rangkasama besarnya dengan 4 sampai 6 kg/cm2 luas penampang untuk otot polos, dibandingkan dengan 3 sampai 4 kilogram untuk otot rangka. Gaya besar kontraksi otot polos ini dihasilkan dari periode keterikatan yang berkepanjangan dari myosin crossbridge dengan filamen aktin.7

Mekanisme Latch untuk Mempertahankan Kontraksi Berkepanjangan Otot Polos. Setelah otot polos telah mengembangkan penuh kontraksi, jumlah terus eksitasi biasanya dapat dikurangi menjadi jauh lebih kecil dari awal tingkat, namun otot mempertahankan kekuatan penuh dari kontraksi. Selanjutnya, energi yang dikonsumsi untuk menjaga kontraksi sering sangat kecil, kadang-kadang sesedikit 1/300 energi yang dibutuhkan untuk sebanding berkelanjutan kontraksi otot rangka. Ini disebut mekanisme latch . Pentingnya mekanisme latch adalah bahwa hal itu dapat mempertahankan kontraksi tonik berkepanjangan otot polos selama berjam-jam dengan menggunakan sedikit energi. Sedikit terus sinyal rangsang diperlukan dari serabut saraf atau sumber hormonal.7

Stress-Relaksasi Otot Polos. Karakteristik penting lainnya dari otot polos, terutama jenis visceral unitary otot polos dari organ berongga, adalah kemampuannya untuk kemabli ke hampir gaya asalnya dari kontraksi beberapa detik atau beberapa enit setelah memanjang atau memendek. Misalnya, tiba-tiba peningkatan volume cairan di kandung kemih sehingga peregangan otot polos dalam dinding kandung kemih, menyebabkan peningkatan besar langsung tekanan dalam kandung kemih. Namun, selama 15 detik sampai beberapa menit dan seterusnya, meskipun peregangan yang terus terjadi pada dinding kandung kemih, tekanan kembali hampir persis kembali ke tingkat asli. Kemudian, ketika volume tiba-tiba menurun, tekanan jatuh sangat rendah pada awalnya tapi kemudian naik kembali dalam beberapa detik atau menit atau dekat dengan tingkat asli. Fenomena ini disebut stress-relaksasi dan stress-relaksasi reverse. Pentingnya ini adalah bahwa, kecuali untuk jangka waktu yang singkat, semua itu memungkinkan organ berongga untuk mempertahankan hampir sama jumlah tekanan di dalam lumen meski jangka panjang, perubahan besar dalam volume.7

JARINGAN OTOT POLOSOtot polos mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:81. selnya pendek, berbentuk gelendong/kumparan, dengan ukuran panjang 30 200 m dan diameter 5-10 m.2. setiap sel memiliki satu nukleus pipih yang terletak di tengah3. Terdapat organel-organel seperti mitokondria, retikulum endoplasma dan benda golgi. 4. Terdapat jaringan ikat yang membungkus sel, berkas dan kumpulan berkas (endomisium, perimisium dan epimisium)5. Kontraksinya lambat dan diatur oleh saraf tak sadar (saraf simpatis dan para simpatis dari saraf otonom).6. Terdapat aktin dan miosin, yang merupakan unit fungsional untuk kontraksi otot.

Jaringan otot polos terletak di dalam dinding organ-organ dalam yang berongga seperti saluran-saluran pencernaan, pernapasan, ekskresi, dan reproduksi. Otot polos dapat tersebar di dalam jaringan ikat tertentu seperti pada kelenjar prostat dan vesikulus seminalis. Otot polos dapat berkelompok membentuk berkas otot kecil, misalnya pada muskulus erektor pili di dalam kulit).8 Berikut ini adalah gambar otot polos.Otot polos longitudinalOtot polos sirkuler

Metabolisme otot polosOtot polos mempunyai struktur molecular yang serupa dengan struktur molecular otot lurik, tetapi sarkomernya tidak segaris sehingga terbentuk gambaran lurik. Otot polos mengandung molekul -aktinin dan tropomiosin sebagaimana halnya otot skeletal. Otot polos tidak memiliki sistem troponin, dan rantai ringan molekul miosin otot polos berbeda dengan rantai ringan miosin otot lurik. Regulasi kontraksi otot polos dilakukan berdasarkan miosin, berbeda dengan otot lurik yang pengaturan kontraksinya berdasarkan aktin. Meskipun demikian, seperti halnya otot lurik, kontraksi otot polos juga diatur oleh ion Ca2+.9

Fosforilasi rantai ringan-p miosin memulai kontraksi otot polosJika miosin otot polos terikat pada F-aktin tanpa adanya protein otot yang lain seperti tropomiosin, tidak terdapat aktivitas ATPase yang bias terdeteksi. Tidak adanya aktivitas ini cukup berbeda dengan situasi yang dijelaskan untuk miosin dan F-aktin otot lurik yang memiliki aktivitas ATPase yang berlimpah. Miosin otot polos mengandung sebuah rantai ringan (rantai ringan-p) yang mencegah pengikatan kepala miosin pada F-aktin. Rantai ringan-p harus difosforilasi dahulu sebelum memungkinkan F-aktin mengaktifkan misoin ATPase. Kemudian aktivitas ATPase menyebabkan hidrolisis ATP berlangsung sekitar sepuluh kali lipat lebih lambat daripada aktivitas yang bersesuaian dalam otot skeletal. Fosfat pada rantai ringan miosin dapat membentuk khelasi dengan ion Ca2+ yang terikat pada kompleks tropomiosin-TpC-aktin sehingga terjadi peningkatan kecepatan pembentukan jembatan-silang antara kepala miosin dan aktin. Fosforilasi ringan rantai-p memulai sikluas kontraksi pelekatan-pelepasan pada otot polos.9

Enzim kinase rantai ringan miosin diaktifkan oleh Kalmodulin-4Ca2+ dan kemudian melakukan fosforilasi rantai ringan-pSarkoplasma otot polos mengandung enzim kinase rantai ringan miosin yang bergantung kalsium. Aktivasi ion Ca2+ pada enzim kinase rantai-ringan miosin memerlukan pengikatan kalmodulin-4Ca2+ pada subunit kinasenya. Enzim kinase rantai-ringan yang diaktifkan oleh kalmodulin-4Ca2+ melakukan fosforilasi rantai ringan-p yang kemudian akan berhenti menghambat interaksi miosin-F-aktin. Siklus kontraksi kemudian dimulai.9

Relaksasi otot polos terjadi ketika konsentrasi ion Ca2+ turun hingga di bawah 10-7 molarRelaksasi otot polos terjadi ketika :9 a. Konsentrasi ion Ca2+ dalam sarkoplasma turun hingga di bawah 10-7 mol/L. Ion Ca2+ berdisosiasi dari kalmodulin yang selanjutnya akan berdisosiasi dari enzim kinase rantai ringan miosinb. Dengan menginaktifkan enzim kinase tersebutc. Tidak terdapat fosfat baru yang terikat pada rantai ringan-p, dan enzim fosfatase protein rantai-ringan yang terus-menerus aktif serta tidak bergantung kalsium akan mengeluarkan gugus fosfat yang ada dari rantai ringan-pd. Kemudian rantai ringan-p miosin yang sudah mengalami defosforilasi menghambat pengikatan kepala miosin pada F-aktin dan aktivitas ATPasee. Kepala miosin terlepas dari F-aktin dengan adanya ATP tetapi kepala ini tidak dapat melekat kembali karena keberadaan rantai ringan-p yang telah mengalami defosforilasi, dengan demikian, relaksasi terjadi.

KesimpulanBerdasarkan pembahasan di atas diare bukan disebabkan karena gangguan kontraksi otot.

Daftar Pustaka1.Watson R. Anatomi dan fisiologi untuk perawat. Ed 10. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2002.2.Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2004.3.Pearce EC. Anatomi dan fisiologi untuk paramedis. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama; 2005.hal.15-7.4.Bloom, Fawcett. Buku ajar histologi. Ed 12. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2002.hal. 236-7.5.Handoko P. Pengobatan Alternatif. Jakarta: PT Elex Media Komputindo; 2008.hal 118.6.Sherwood L. Fisiologi Manusia. Edisi 8. Department of Physiology and Pharmacology. School of Medicine West Virginia University; 2013. Hal 312.7.Guyton, Arthur C. dan John E. Hall. Medical Physiology. Philadelphia: Elsevier; 2006. hal. 92-98.Junqueira LC dan Carneiro J. 1980. HISTOLOGI DASAR. Ed 3. Diterjemahkan oleh Adji Darma. Penerbit Buku Kedokteran. Jakarta.


Top Related