MAKALAH FISIOLOGI

FISIOLOGI OTOT RANGKA

Oleh

DZURROTUL ATHIYAT

NIM 1220101057

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER

FAKULTAS KEDOKTERAN

UNIVERSITAS JEMBER

DAFTAR ISI

Fisiologi Anatomi Otot Rangka

Mekanisme potensial aksi otot

Mekanisme Umum Kontraksi Otot

Mekanisme Molekular Kontraksi Otot

Karakteristik Kontraksi Otot

Daftar Pustaka

Fisiologi Anatomi Otot Rangka

Nama lainnya adalah jaringan otot kerangka karena sebagian besar jenis otot ini melekat pada kerangka tubule.

Kontraksinya menurut kehendak kita dan di bawah pengaruh saraf sadar. Dinamakan otot lurik karena bila dilihat di bawah mikroskop tampak adanya garis gelap

dan terang berselang-seling melintang di sepanjang serabut otot. Oleh sebab itu nama lain dari otot lurik adalah otot bergaris melintang.

Kontraksi otot lurik berlangsung cepat bila menerima rangsangan, berkontraksi sesuai dengan kehendak dan di bawah pengaruh saraf sadar.

Fungsi otot lurik untuk menggerakkan tulang dan melindungi kerangka dari benturan keras.

Miofibril

-        Sub unit dari masing-masing serat otot

-        Sebuah sel otot dibentuk dari banyak miofibril

Miofilamen

-        unit fungsional sel otot

-        Sub unit dari miofibril

-        Terdiri atas protein-protein kontraktil yang tebal dan tipis

Sarkomer

Miofilamen yang berkelompok bersama kedalam suatu pola berulang Setiap sarkomer mengandung filamen tebal dan tipis Filamen tebal terletak didaerah central sarkomer yang terdiri dari ratusan salinan protein

kontraktil miosin Filamen tipis melekat pada bagian tepi sarkomer yang terdiri atas tropomiosin, troponin,

dan aktin Daerah sarkomer yang hanya terdiri filamen tebal disebut zona H, bila hanya terdapat

filamen tipis disebut zone I. pita A adalah tempat filamen tebal dan tipis saling tumpang tindih. Sedangkan garis Z adalah tepi sarkomer tempat aktin melekat.

Setiap sarkomer terentang dari garis Z kegaris Z lainnya

Jembatan-Silang (Cross Bridge)

Adalah kepala miosin yang membentuk tonjolan-tonjolan kecil yang terbentang dari filamen miosin

Satu molekul miosin terdiri dari 6 rantai

1. Dua rantai berat berpilin bersama untuk membentuk sebuah ekor panjang dengan dua kepala globular

2. Empat rantai ringan bergabung, pada setiap dua rantai membentuk satu kepala, dengan sebuah kepala miosin, kepala-kepala tersebut membentuk tonjolan-tonjolan kecil yang terbentang dari filamen miosin

Mekanisme potensial aksi otot

Penyebab potensial aksi

            Potensial aksi ditimbulkan oleh adanya sensasi yang dirasakan oleh tubuh. Sense

berarti otak mendapatkan informasi tentang keadaan lingkungan sekitar dan tubuh.

Sejarahnya, Terdapat 5 rasa yang dapat kita terima yaitu bau, suara, rasa, sentuhan, dan

cahaya. Pada saat ini kita dapat membagi sensasi menjadi dua, yaitu :

A. general sense

            Dimana reseptornya secara luas tersebar di tubuh. General sense ini dapat dibagi

menjadi 2 bagian yaitu :

            1. Somatic sense

            Menyediakan informasi sensorik tentang tubuh dan lingkungan sekitar, yang

termasuk dalamnya adalah sentuhan, tekanan, suhu, propriosepsi, dan nyeri.

            2. Visceral sense

            Menyediakan informasi tentang keadaan organ internal, yang terutamanya nyeri

dan tekanan.

            B. Special sense

            Lebih mengkhusus pada struktur maupun penempatan pada organ tubuh. Yang

termasuk dalam special sense adalah bau, rasa, suara, cahaya, keseimbangan.

Potensial Aksi

Potensial aksi merupakan suatu perubahan cepat pada potensial membran yang menyebar

sepanjang serabut saraf. Setiap potensial aksi dimulai dengan perubahan mendadak dari

potensial membran negatif istirahat normal menjadi potensial positif dan kemudian

berakhir dengan kecepatan yang hampir sama dan kembali ke potensial negatif. Untuk

menghantarkan sinyal saraf, potensial aksi bergerak di sepanjang serabut saraf sampai

tiba di ujung serabut.

Tahapan potensial aksi adalah sebagai berikut :

1. Tahap Istirahat

Tahap ini merupakan potensial membran istirahat yang ada sebelum terjadinya potensial

aksi. Pada saat ini, membran dapat dikatakan “terpolarisasi”, karena selama tahap ini

erlangsung, potensial membrannya bersifat negatif dengan nilai sekitar -90 milivolt.

2. Tahap Depolarisasi

Pada tahap ini, membran secara tiba-tiba menjadi sangat permeabel terhadap ion natrium.

Hal ini menyebabkan kanal ion natrium terbuka dengan sepat dan  sejumlah besar ion

natrium yang bermuatan positif berdifusi masuk ke dalam akson. Keadaan membran yang

awalnya terpolarisasi dengan nilai -90 milivolt secara cepat menjadi semakin positif,

karena difusi natrium sekaligus menetralisir keadaan tersebut. Hal ini meningkatkan

potensial membran. Aktifnya kanal ion natrium pada awal depolarisasi memunculkan

suatu feedbac positif, berupa trigger untuk terbukanya kanal-kanal ion natrium yang lain,

sehingga natrium akan terus berdifusi ke dalam akson hingga tercapai konsentrasi

tertentu.

Pada serabut saraf besar (bermielin), sejumlah besar ion natrium yang berdifusi ke dalam

akson tersebut menyebabkan potensial mencapai nilai 0, atau bahkan melampaui nilai 0

itu sendiri (menjadi sedikit positif). Namun pada serabut saraf kecil (tidak bermielin),

difusi ion natrium hanya mampu menyebabkan potensial membran meningkat hingga

nilai dibawah 0, dan tidak pernah melampaui sampai keadaan positif.

3. Tahap Repolarisasi

Tahapan ini berlangsung setelah tahap depolarisasi berakhir, dan membran menjadi lebih

permeabel terhadap ion kalium. Berakhirnya tahap depolarisasi adalah ketika kanal ion

natrium tertutup dengan cepat yang diikuti oleh pembukaan kanal ion kalium secara

lambat. Saat kanal ion kalium telah terbuka secara sempurna, sejumlah besar ion kalium

akan berdifusi keluar akson secara cepat. Hal ini menyebabkan potensial membran yang

tadinya menjadi positif karena depolarisasi kembali bersifat negatif, dan ketika sifat

negatif itu telah dicapai, kanal ion kalium akan kembali menutup secara lambat.

4.   Hiperpolarisasi

Setelah tahap repolarisasi berakhir, dikenal suatu kondisi yang disebut positive after

potential. Keadaan ini merupakan kondisi potensial membran yang lebih negatif dari

kondisi istirahat. Terjadi beberapa milidetik setelah berakhirnya potensial aksi, terjadi

akibat lambatnya penutupan kanal ion K dan merupakan istilah yang salah kaprah akibat

faktor historis dalam pengukuran para ilmuan terhadap aksi potensial membran.

Mekanisme Umum Kontraksi Otot

1. Suatu potensial aksi berjalan di sepoanjang sebuah saraf motorik sampai ke ujungnya

pada serabut oto.

2. Di setiap ujung saraf menyekresi substansi neurotransmitter yaitu asetilkolin dalam

jumlah sedikit

3. Asetilkolin bekerja pada area setempa pada membrane serabut oto untuk membuka

banyak kanal bergerbang asetilkolin, melalui molekul-molekul protein yang terapung

pada membrane

4. Terbukanya kanal bergerbang asetilkolin memungkinkan sejumlah besar ion natrium

untuk berdifusi ke bagian dalam membran serabut otot. Peristiwa ini akan menimbulkan

suatu potensial aksi pada membrane

5. Potensial aksi akan berjalan sepanjang membrane serabut oto dengan cara yg sama

seperti potensial aksi berjalan di sepanjang membrane serabut saraf

6. Potensial aksi akan menimbulkan depolarisasi membrane otot, dan banyak aliran listrik

potensial aksi mengalir melalui pusat serabut otot. Di sini, potensial aksi menyebabkan

reticulum sarkoplasma melepaskansejumlah besar ion kalsium, yg tersimpan dalam

reitukulum

7. Ion-ion kalsium menimbulkan kekuatan menarik antara filament aktin dan iosin yg

menyebabkan kedua filamen tersebut bergeser satu sama lain, dan menghasilkan proses

kontraksi

8. Setelah kurang dari satu detik, ion kalsium dipompa kembali ke dalam reticulum

sarkoplasma oleh pompamebran ca2+, dan ion ini akan tetap disimpan dalam reticulum

sampai potensial aksi otot yg baru dating lagi, pengeluaran ion kalsium dari myofibril

akan menyebabkan kontraksi otot.

Mekanisme Molekular Kontraksi Otot

1. Filament aktin murni diselubungi oleh troponin dan tropomiosin tidak dapat berhubungan

dengan kepala jembatan silang myosin sehingga tidak dapat terbentuk kontraksi otot

2. Namun pada keadaan diamana terdapatnya potensial aksi yg menybabkan ion Na masuk

dan mengaktifkan troponin C yg akan berikatan dengan ion Ca2+ sehingga menyebabkan

troponin dan tropomiosin yg menyelubungi filament aktin akan bergeser, sehingga

filament aktin dapat berinteraksi dengan myosin.

3. Ketika filament aktin terbuka, ATP akan masuk ke kepala jembatan silang myosin.

4. Pada kepala ini terdapat enzim yg bekerja seperti ATPase sehingga mampu memecah

ATP menjadi ADP + ion Fosfat.

5. Perubahan energy ini akan meyebabkan kepala jembatan silang membengkok kearah

jembatannya sehingga terjadi pemendekan /penekukan yg disebut power stroke.

6. Sesudah terjadi power stroke, ADP dan fostat hasil reaksi tadi di lepas dari kepala dan

akan masuk ATP yg baru ke dalam kepala

Hal tersebut menyebabkan kepala jembatan silang terlepas yang kemudian akan terjadi

sKarakteristik Kontraksi Otot

1. Jenis-jenis kontraksi otot

1. KONTRAKSI ISOMETRIK

Kontraksi otot dikatakan isometrik bila otot tidak memendek selama kontraksi .

Kontraksi isometrik tidak membutuhkan “Sliding” miofibril-miofibril satu sama

lainnya, tetapi terjadi paksaan. Kontraksi isometrik selain dikarenakan beban yang

terlalu besar, bisa juga terjadi apabila ketegangan yang terbentuk di otot sengaja

dibuat lebih kecil dari yang diperlukan untuk menggerakkan badan. Dalam hal ini,

tujuannya adalah untuk menahan otot pada panjang tertentu walaupun otot mampu

menciptakan ketegangan yang lebih besar. Kontraksi isometrik submaksimum ini

penting untuk mempertahankan postur tubuh (misalnya menjaga tungkai tetap kaku

sementara berdiri) dan untuk menunjang benda pada posisi tertentu.

2. KONTRAKSI ISOTONIK

Isotonik bila otot memendek tetapi tegangan pada otot tetap konstan. Kontraksi

isotonik beban di gerakan memungkinkan terlihatnya kerja dari luar, suatu efek,

dengan alasan yang tidak diketahui. Menyebabkan lebih besara kebututhan energi

kimia untuk otot. Sebenarnya terdapat dua jenis kontraksi isotonik, yaitu :

konsentrik dan eksentrik. Pada keduanya otot tetap mengalami perubahan panjang

pada ketegangan tetap. Namun pada kontraksi konsentrik otot memendek, sedangkan

konsentrasi eksentrik otot memanjang. Pada konsentrasi eksentrik aktivitas

kontraktil melawan peregangan. Contohnya menurunkan sebuah beban ke tanah.

Selama tindakan ini, serat-serat otot bisep memanjangtetapi tetap berkontraksi

melawan peregangan. Ketegangan ini menahan berat benda.

3. hal yang dibutuhkan saat kontraksi

ATP

Calsium :berkaitan dengan otot saat jembatan silang

Aktin dan myosin

Impuls

neurotransmiter

4. hal yang mempengaruhi kontraksi otot

1. kekuatan stimulus

Ada 5 tipe

Subminimal : tidak berespon jika 1x (sebelum minimal)

Minimal : stimulus kontraksi paling kecil

Submaksimal : mendekati masimal tapi belum pada titik maksimal

Maksimal : menghasilkan kekuatan maksimal untuk kontraksi

Supramaksimal : titik klimaksnya kekuatan kontraksi sudah tidak bisa

ditingkatkan lagi

2. Jumlah stimulus

a. Efek menguntungkan

yaitu ketika jumlah stimulus yang berurutan pada otot dengan cara

sedemikian rupa sehingga stimulus kedua sudah pada relaksasi, maka

hasilnya kuatan kontraksi yang kedua lebih besar dari yang pertama

b. Super posisi

Dimana saat diberikan 2 stimulus yang berurutan apabila stimulus yang

kedua jatuh sesuadah periode relaksasi.

c. Somasi

Ada 2 cara

a. Somasi multiple

Meningkatkan jumlah unit otot motorik yang berkontraksi

b. Somasi frekuensi

Meningkatkan kontraksi juga dapat menimbulkan tetanisasi

Efek somasi

1. Tetani

- Kontraksi otot terus menerus tanpa jeda waktu, akibatn

stimulus yang berulang dengan frekuensi tinggi sehingga

bergerak terus dan melakukan eksitasi terus

- Otot hanya berhenti bila stimulus berhenti

- Contoh: kedutan

2. Fatrigue

- Keadaan berkurangnya aktivitas muscular akibat stimulus

yang berkurang

3. Suhu

a. Panas

i. Peningkatan eksitabilitas otot

ii. Percepatan proses kimia yang melibatkan pada kontraksi otot

iii. Penurunan viskositas otot

iv. c/ olahraga

b. dingin

i. Penurunan eksitabilitas otot

ii. perlambatan proses kimia yang melibatkan pada kontraksi otot

iii. peningkatan viskositas otot

iv. c/ rigor mortis

- keadaan tubuh sudah meninngal ditandai dengan kekakuan

otot dan sendi

- setelah kematian >> membrane sel permeable terhadap Ca

>> ion Ca masuk ke sabut otot >> terjadi pengningkatan

aktin myosin >> kontaksi otot

- karna untuk relaksasi tubuh membutuhkan ATP, sehingga

pada orang normal belum mati suhu hangat dan terjadi

kontraksi-relaksasi

- sedangkan pada orang mati, ATP tidak terbentuk lagi,

sehingga bisanya kontraksi saja dan suhu tubuh dingin,

dapat relaksasi pada saat dekomposisi yaitu setelah busuk.

4. Beban

a. After load

i. Beban pada otot setelah dimulainya kontraksi otot

ii. c/ angkat beban

b. free load

i. beban yang bekerja pada otot secara bebas, bahkan sebelum

dimulai kontrakksi otot

Daftar Pustaka

Guyton, A. C. & J. E. Hall. 2006. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Ed ke-11. Terjemahan:

Irawati Setiawan. Jakarta: EGC