KONTRAKSI OTOT GASTROKNEMUS DAN OTOT JANTUNG KATAK

Oleh :Nama : Kasriati HeruningsihNIM : B1J011155Rombongan : VKelompok: 4Asisten : Rio Rakhmanandika S.

LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI HEWAN II

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANFAKULTAS BIOLOGI PURWOKERTO2013I. PENDAHULUAN1.1 Latar BelakangOtot merupakan suatu organ yang sangat penting bagi tubuh, dengan otot tubuh dapat berdiri tegak. Menurut Ville et al (1988), otot adalah sistem biokontraktil dimana sel-sel atau bagian dari sel memanjang dan dikhususkan untuk menimbulkan tegangan pada sumbu yang memanjang. Otot merupakan jaringan umum pada tubuh kebanyakan binatang yang terbuat dari sel panjang atau benang-benang khusus untuk kontraksi. Hal itu menyebabkan adanya pergerakan dari tubuh dan bagian kerja otot adalah voluntari (dibawah kontrol kesadaran) atau involuntari (tidak dibawah kontrol keinginan). Struktur mereka adalah halus (benang tanpa lurik) atau lurik (benang serat lintang). Ada 3 jenis jaringan otot yaitu involuntari lurik atau kardiak (jantung) dan voluntari lurik atau otot rangka badan (Frandson, 1992).Secara garis besar sel otot dapat dibagi menjadi tiga golongan, yaitu: 1. Otot motoritas, disebut juga otot serat lintang (otot lurik) oleh karena didalamnya protoplasma mempunyai garis-garis melintang. Umumnya otot ini melekat pada kerangka sehingga disebut juga otot kerangka. Otot ini dapat bergerak menurut kemauan (otot sadar), pergerakkanya cepat tetapi cepat lelah, rangsangan ini dialirkan melalui saraf motorik.2. Otot otonom, disebut juga otot polos karena protoplasmanya licin tidak mempunyai garis melintang. Otot ini terdapat pada alat-alat dalam seperti ventrikulus, usus, kandung kemih, pembuluh darah dan lain-lain, cara kerjanya diluar kesadaran (otot tak sadar) oleh karena rangsangannya melalui saraf otonom.3. Otot jantung, bentuknya menyerupai otot serat lintang, didalam sel protoplasmanya terdapat serabut-serabut melintang yang bercabang-cabang tetapi jika kita melihat fungsinya seperti otot polos, dapat bergerak sendiri secara otomatis karena mendapat rangsangan dari susunan saraf otonom. Otot ini hanya terdapat pada jantung yang mempunyai fungsi tersendiri (Bevelander and Ramaley, 1979).Kontraksi otot didefinisikan sebagai pembongkaran aktif tenaga dalam otot. Penggunaan tenaga oleh otot pada beban eksternal disebut tekanan otot. Jika tekanan yang terbentuk oleh otot lebih besar dari penggunaan tenaga eksternal pada otot oleh beban, maka otot akan memendek. Jika penggunaan tenaga dengan beban lebih besar atau sama dengan tekanan otot, maka otot tidak memendek (Hill and Wyse, 1989).1.2 TujuanTujuan percobaan ini adalah untuk mengetahui efek perangsangan elektrik terhadap besarnya respon kontraksi otot gastroknemus dan efek perangsangan kimia terhadap kontraksi otot jantung katak.

II. MATERI DAN CARA KERJA2.1 MateriBahan yang digunakan adalah katak (Fejervaria cancrivora), larutan ringer dan larutan asetilkolin 3-5%.Alat-alat yang digunakan dalam praktikum ini adalah Universal Kimograf beserta asesorisnya, gunting, pinset, jarum, baki, benang, kertas millimeter block, kail dan pipet.

2.2 Cara Kerja2.2.1 Pengamatan Kontraksi Otot Gastroknemus1. Universal kimograf beserta asesorisnya disiapkan2. Katak hijau dilemahkan dengan cara merusak otak dan sumsum belakang, tanda katak mati adalah tidak adanya reflek yang terjadi bila kaki katak disentuh.3. Katak diterlentangkan pada bak preparat, lalu dibuat irisan kulit melingkar pada daerah pergelangan kaki katak.4. Tepi kulit yang telah dipotong dipegang erat-erat dan kulit disingkap hingga terbuka sampai lutut.5. Otot gastroknemus dipisahkan dari otot lain pada tungkai bawah.6. Tendon diikat dengan benang yang cukup kuat dan panjang, lalu tendon achiles dipotong dengan gunting.7. Otot gastroknemus selalu dibasahi dengan larutan ringer menggunakan pipet tetes.8. Sediaan katak dipasang pada papan fiksasi yang terdapat sebagai asesori kimograf.9. Besar atau tinggi skala pada kimograf dicatat untuk tiap rangsangan elektrik yang digunakan. Pada percobaan ini dipakai 0, 5, 10, 15, 20, dan 25 volt.

2.2.2 Pengukuran Kontraksi Otot Jantung1. Katak dilemahkan dengan cara merusak otaknya.2. Dibedah bagian dada katak mulai dari bagian perut hingga jantung terlihat, perikardiumnya disobek.3. Kontraksi otot jantungnya diamati selama15 detik.4. Asetilkolin 3-5% ditetesekan pada jantung katak, kontraksi jantung katak diamati selama 15 detik.5. Kontraksi jantung sebelum ditetesi dan sesudah ditetesi asetilkolin 3-5% dibandingkan.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN3.1 HasilA. Tabel 3.1 Hasil Pengukuran Kontraksi Otot Gastroknemus pada Katak (Fejervarya cancrivora)NoRangsangan Elektrik (Volt)Besar Kontraksi pada Kimograf/Amlplitudo (mm)

100

250

3100

4202

5303,1

6406,9

PerhitunganAmplitudo = x1 + x2 + x3 + x4 + x5 + x6 + x7 + x8 + x9 + x10 10 Pada 15 volt : 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 = 2 mm10 Pada 20 volt : 6 + 2 + 2 + 2 + 2 + 2 + 7 + 3 + 7 = 3,1 mm10 Pada 25 volt : 4 + 7 + 7 + 7 + 7 + 7 + 7 + 8 + 7 + 8 = 6,9 mm10B. Grafik Hubungan Antara Voltase dengan Amplitudo pada Kontraksi Otot Gastroknemus Katak

C. Tabel 3.1 Hasil Pengukuran Kontraksi Otot JantungNoAsetilkolin 3-5%

Sebelum ditetesiSetelah ditetesi

16816

26056

36460

43268

3.2 PembahasanBerdasarkan praktikum yang telah dilakukan, didapatkan bahwa otot gastroknemus yang diberi stimulus sebesar 0 volt, 5 volt, 10 volt, 15 volt, 20 volt dan 25 volt, dengan pemberian voltase yang berbeda akan menunjukkan hasil yang berbeda pula antara masing-masing besaran tegangan/rangsangan yang diberikan. Hasil yang didapatkan yaitu 0 mm; 0 mm; 0 mm; 2 mm; 3,1 mm dan 6,9 mm. Hal ini sesuai dengan pernyataan Storer (1961) yang menyatakan bahwa semakin tinggi rangsangan yang diberikan maka amplitudo yang terukur pun akan semakin besar. Peristiwa ini terjadi karena daya rangsangan akan memberikan stimulus pada reseptor yang kemudian akan dijawab dengan kontraksi otot gastroknemus yang masih berfungsi dengan bantuan larutan ringer katak, mesti katak telah mati. Berdasarkan grafik hasil pengamatan menunjukkan bahwa semakin tinggi rangsangan (voltase), semakin tinggi pula amplitudonya. Gordon (1981) menyatakan bahwa voltase yang diberikan terhadap otot akan mempengaruhi besarnya respon dalam bentuk amplitudo (simpangan). Ketika rangsangan elektrik dimulai dari yang lemah maka hasilnya akan lemah dan akan meningkat secara bertahap sesuai dengan besarnya rangsangan. Ambang batas dari perangsangan didapat ketika hasil kontraksi lemah, lebih lanjut peningkatan akan menghasilkan kontraksi yang besar, selanjutnya akan menghasilkan sebuah titik dimana rangsangan masih besar dan tidak menghasilkan efek (Storer, 1961).Hasil pengukuran kontraksi otot jantung menunjukkan kontraksi otot jantung setelah ditetesi dengan larutan asetilkolin 3-5% mengalami peningkatan. Sebelum ditetesi asetilkolin kontraksi otot jantungnya sebesar 32. Setelah ditetesi asetilkolin, kontraksi otot jantungnya naik menjadi 68. Otot jantung pada praktikum ini pengujiannya secara kimia yaitu dengan meneteskan larutan asetilkolin. Hal ini sesuai pustaka bahwa asetilkolin berfungsi untuk meningkatkan kontraksi otot jantung dan menghasilkan denyut jantung yang lebih cepat dibandingkan sebelum diteteskan asetilkolin (Frandson, 1992). Fungsi asetikolin adalah sebagai neurotransmitter atau untuk memberi rangsangan (dalam praktikum asetilkolin berfungsi untuk meningkatkan kontraksi otot). Transmisi pada hubungan neuromuskuler dan sinaps tertentu lainnya melibatkan sekresi dan komoresepsi asetikolin. Perangsang yang kuat ini menyebabkan depolarisasi setempat dari membran sel otot, yang memulai penyebaran impuls dalam membran dan menyebabkan kontraksi serabut otot. Serabut simpatik post ganglion mempercepat denyut jantung dengan melepaskan norepinefrin. Serabut demikian disebut adrenegrik, sedangkan serabut yang mengeluarkan asetikolin disebut kolinergik (Ville et al., 1988).Mekanisme kontraksi otot diawali dari sebuah impuls saraf yang tiba pada persambungan neuromuscular yang akan dikontraksikan ke sarkomer oleh sistem tubulatransversal. Sarkomer otot akan menerima sinyal untuk kontraksi sehingga otot dapat berkontraksi. Sinyal elektrik dihantarkan menuju reticulum sitoplasmik (SR) yang merupkan sistem vesikel yang pipih. Membran SR yang secara normal non-permeabel terhadap Ca2+ mengandung transmembran Ca2+ ATPase yang memompa Ca2+ ke dalam SR untuk mempertahankan kontraksi Ca2+ pada saat otot rileks. Kedatangan impuls saraf membuat SR menjadi impermeable terhadap Ca2+. Akibatnya Ca2+ terdifusi melalui saluransaluran khusus Ca2+ menuju interior myofibril dan konsentrasi internal Ca2+ akan bertambah. Peningkatan konsentrasi Ca2+ ini cukup untuk memicu konformasial troponin dan tropomiosin. Akhirnya kontraksi otot terjadi dengan mekanisme perahu dayung, sedangkan mekanisme relaksasi diawali dengan penarikan Ca2+ dari filament tipis oleh SR. Ca2+ berdifusi dari filament tipis ke SR. Ca2+ dilepas dari komponen troponin Ca2+. Tropomiosin kembali ke posisi blocking kemudian cross bridge myosin aktin putus. Terakhir komponen myosin ATP dibentuk kembali dalam head dari filament tebal (Gunawan, 2001).Menurut Syarif (2006), kimograf adalah alat untuk pembelajaran dan penelitian kontraksi otot dan biasanya menggunakan otot gastroknemus katak. Otot yang mengalami pemendekan pada pembarian beban yang konstan (tidak ada perubahan pada tekanan) dinamakan kontraksi isotonik. Sedangkan bila otot menghasilkan tekanan tetapi tidak mengubah panjang otot dinamakan kontraksi isometrik. Otot gastroknemus katak harus selalu ditetesi larutan ringer pada saat perlakuan pengamatan. Fungsi larutan ringer katak adalah sebagai larutan fisiologis yang dapat memelihara sel-sel otot katak agar tetap dapat hidup. Oleh karena itu usahakan jangan sampai sel-sel otot katak kering. Faktor-faktor yang mempengaruhi kontraksi yaitu stimulus listrik yang diberikan pada otot akan menyebabkan otot berkontraksi secara simultan dan menggerakan grafik pada kertas sehingga semakin besar tegangan yang diberikan semakin jauh pin akan menyimpang dan menggoreskan grafik dikertas kimograf (Galambos, 1962). Ville et. al (1988) menyatakan bahwa kontraksi otot disebabkan oleh kejutan listrik dan semakin tinggi voltnya, maka semakin banyak kontraksi ototnya. Kontraksi otot juga dipengaruhi oleh keadaan aktin, miosin dan ion kalsium.Faktor-faktor yang mempengaruhi kontraksi otot gastroknemus menurut Hadikastowo (1982) antara lain:1. Beban. Pemberian beban menyebabkan kontraksi otot menurun daripada yang tidak diberi beban.2. Panjang otot. Panjang otot yang lebih pendek daripada normal atau lebih besar daripada normal maka tegangan aktif yang terjadi lebih sedikit sehingga kontraksi otot menurun.3. Tegangan (Voltage). Semakin tinggi tegangan semakin tinggi pula kontraksi otot.4. Jumlah serabut individu. Kekuatan kontraksi seluruh otot meningkat dengan meningkatnya jumlah serabut individu yang berkontraksi.Jantung terbuat dari jaringan otot khusus yang tidak terdapat di manapun di seluruh tubuh. Lapisan pertama disebut endokardium yang berfungsi sebagai bagian dalam jantung. Lapisan kedua disebut miokardium yaitu otot utama jantung yang melaksanakan pemompaan untuk mensirkulasikan darah. Epikardium adalah lapisan ketiga otot jantung, tipis merupakan membran proteksi yang menutup sebelah luar jantung (Agung dan Adi, 2005). Kontraksi otot lurik vertebrata diatur melalui aktivasi dari filamen tipis karena Ca2+ mengikat ke sub unit troponin C (TNC) dari troponin, yang bersama-sama dengan tropomiosin terdiri dari filamen tipis. Otot yang banyak digunakan untuk bergerak seperti otot BF mempunyai myoglobin (penentu warna merah daging) yang lebih banyak daripada otot yang kurang banyak digunakan untuk bergerak (misalnya otot LD) (Purbowati et al., 2006).Kimball (1987) menyatakan bahwa otot jantung merupakan serabut otot beranastomose, memiliki garis seran lintang dan inti terletak ditengah dengan bentuk oval. Otot jantung terletak di jantung, umumnya otot ini tahan terhadap kelelahan. Prosser (1991) berpendapat bahwa sitoplasma serabut otot lurik penuh dengan miofibril yang longitudinal, tiap miofibril terdiri atas protein mikrofilamen longitudinal yang terdiri dari filamen tebal dan filamen tipis. Otot lurik umumnya terletak di otot rangka dan otot kulit. Mekanisme kontraksi otot dapat dijelaskan dengan model pergeseran filamen (filamen-filamen tebal dan tipis yang saling bergeser saat proses kontraksi), model pergeseran filamen (filamen sliding). Model ini menyatakan bahwa gaya berkontraksi otot dihasilkan oleh suatu proses yang membuat beberapa set filamen tebal dan tipis dapat bergeser antar sesamanya. Saat kontraksi, filamen aktin tidak tertarik ke dalam filamen miosin sehingga overlap satu sama lainnya secara luas. Diskus Z ditarik oleh filamen aktin sampai ke ujung filamen miosin. Jadi kontraksi otot terjadi karena mekanisme pergeseran filamen yang disebabkan oleh kekuatan mekanisme kimia atau elektrostatik yang ditimbulkan oleh interaksi jembatan penyebrangan dari filamen miosin dan filamen aktin (Guyton, 1995).Selama kegiatan dinamis seperti gerak sangat penting untuk kedua produksi gaya dan gerakan ekonomis. Pemahaman dinamika interaksi tendon otot diperlukan untuk membedakan panjang relatif perubahan bagian kontraktil otot (fesikula otot) dari bagian elastis (tendon, aponeurosis, dan lainnya jaringan ikat). Hal ini menunjukan bahwa tendon kompliant dapat menyimpan dan kembali energi elastik mengubah waktu dan tingkat kerja otot, dan memungkinkan komponen kontraktil untuk bertindak hampir isometrik, meskipun terjadi perubahan panjang substansial dalam unit otot tendon (Lichtwark et al., 2007).Bagian jantung katak yaitu sinus venosus dan dindingnya tipis,terletak pada bagian dorsal dari jantung, atrium berdinding tipis dengan septuminteratrium yang lengkap, ventrikel mempunyai satu ruangan, berdinding tebal yang mempunyai banyak trabekulae (Djuhanda, 1982). Prinsip kerja dari melihat asal mula denyut jantung katak adalah menentukan asal mula denyut jantung katak denga merangsang denyut jantung pada bilik-biliknya dan menghambat impuls pada centrum automasi. Jantung katak terdiri dari pericardium, inocardium, dan enocardium (Soetrisno dan Edi, 1981)Faktor-faktor yang mempengaruhi fisiologis jantung antara lain: temperatur lingkungan, zat kimia (alkohol), ukuran tubuh dan umur. Hewan-hewan kecil mempunyai frekuensi (frekuensi pulsus) denyut jantung yang lebih cepat dari pada hewan yang besar. Hal ini disebabkan hewan kecil memiliki kecepatan metabolisme yang lebih tinggi pada setiap unit berat badannya. Hewan yang muda memiliki frekuensi pulsus yang lebih cepat dari pada hewan dewasa. Hal ini disebabkan karena pengaruh hambatan nerves vagus pada hewan-hewan muda belum berkembang (Guyton, 1995).

IV. KESIMPULANBerdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa :1. Voltase yang diberikan terhadap otot akan mempengaruhi besarnya respon dalam bentuk amplitudo. Semakin besar voltase listrik yang diberikan akan semakin besar pula amplitudo yang dihasilkan. Besarnya amplitudo menunjukan besar kecilnya kontraksi otot yang dihasilkan.2. Asetilkolin memberikan rangsangan kimiawi pada otot jantung katak sehingga merangsang kerja otot jantung bekerja lebih cepat. Setelah ditetesi asetilkolin 3-5%, maka kontraksi otot jantung akan semakin besar.

DAFTAR REFERENSIAgung, R. dan Adi, S. 2005. Realisasi Elektrokardiograf Berbasis Komputer Personal untuk Akuisisi Data Isyarat Elektris Jantung. Fakultas Teknik UNUD, BaliBavelander, G. and J.A. Ramaley. 1979. Essentials of Histology. C.V. Mos by Company, Sant Louis.Carlton WW, Mc Gavin MD. 1995. Special Veterinary Pathology. 2nded. United State of America : Mosby.Djuhanda, Tatang. 1982. Anatomi Vertebrata. Armico, Bandung.Frandson, R. D. 1992. Anatomi Fisiologi Ternak. UGM Press, Yogyakarta.Galambos, R. 1962. Nerve and Muscles. Anchar Book, New York.Gordon, M. S. 1981. Animal Physiology. Mc Millan Publishing Inc, New York.Gunawan, Adi M.S. 2001. Mekanisme dan Mekanika Pergerakan Otot.Guyton, A. C. 1995. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Penerbit Buku kedokteran EGC, Jakarta.Hadikastowo. 1982. Zoologi Umum. Alumni, Bandung.Hill, R. W. and G. A. Wyse. 1989. Animal Physiology Second ed. Harper and Collins Inc., New York.Kimball, J.W. 1987. Biologi Jilid II. Erlangga, Jakarta.Lichtwark, G. A., Bougoulias, K. and Wilson, A.M. 2007. Muscle Fascicle and Serries Elastic Element Length Changes Along The Length of The Human Gastrocnemius During Walking and Running. Institute of Orthopaedic and Musculoskeletal Sciences, University Collage London.Prosser,C.L.1961.ComparativeAnimalPhysiology.SundersCo.,LondonPurbowati, E., Sutrisno, C.I., Baliarti, E., Budhi, S.P.S. dan Lestariana, W. 2006. Karakteristik Fisik Otot Longissimus Dorsi dan Biceps Femoris Domba. Vol.13.No.2.Th.2006 : 147-153.Storer, T. I. 1961. Element of Zoology. McGraw-Hill, New York.Soetrisno, Djoko A. dan P. Edi. 1981. Diktat Fisiologi Ternak. Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto.Syarif, I. 2006. Kimoinstrumentation: Alat Pengukuran Karakteristik Otot Gastroknemus Katak Berbasis Komputer. Departemen Fisiska ITB, Bandung.Ville, C. A., F. W. Warren, and R. D. Barnes. 1988. General Biology. W. B. Saunders Co., New York.