pbl-blok 5- muskuloskeletal 1

Upload: christian-giam

Post on 15-Oct-2015

42 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

gg

TRANSCRIPT

Struktur dan Mekanisme Tulang dan Otot Normal

Christian Sarmento Giam102012319

Alamat Korespondensi : Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida WacanaJl. Arjuna Utara no 6Jakarta 11510

PendahuluanTulang 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 bawah.

Struktur TulangSecara makroskopis, pada ekstremitas bagian bawah terbagi dalam beberapa tulang. Bagian tulang pertama adalah femur. Femur adalah tulang terpanjang dalam tubuh. Tulang ini memiliki beberapa sifat khas:2 Kaput femoralis berartikulasi dengan asetabulum tulang panggul pada artikulasio coxae. Artikulasi ini terbentang dari kolum femoralis dan bentuknya bulat, halus, serta dilapisi oleh kartilago artikularis. Konfigurasi ini memberikan ruang gerak besar. Kaput menghadap ke medial, atas, dan depan ke dalam asetabulum. Fovea adalah lekukan di tengah kaput yang merupakan tempat pelekatan ligamentum teres. Kolum femoralis membentuk sudut sebesar 125o dengan korpus ossis femoralis. Pemendekan atau pelebaran angulus yang patologis masing-masing disebut deformitas coxa vara dan coxa valga. Korpus femoralis meliputi seluruh bagian panjang tulang. Pada ujung atasnya terletak trokanter mayor, dan di posteromedial, trokanter minor. Di anterior terdapat linea trokanterika dan di posterior krista trokanterika yang menandai batas antara korpus dan kolum. Linea aspera adalah krista yang berjalan longitudinal di sepanjang permukaan posterior femur yang terpisah di bagian bawah menjadi linea suprakondilaris. Linea suprakondilaris medialis berakhir pada tuberkulum adduktor. Ujung bawah femur terdiri dari kondilus femoralis medialis dan lateralis. Struktur ini merupakan tempat artikulasi dengan tibia pada artikulatio genus. Kondilus lateralis lebih menonjol daripada medialis. Hal ini untuk mencegah tergesernya patela. Di posterior kondilus dipisahkan oleh incisura interkondilaris yang dalam. Bagian anterior aspek bawah femur halus untuk artikulasi dengan permukaan posterior patela.

Gambar 1. Femur tampak anterior dan posterior, serta ujung bawah dilihat dari bawah.2Tulang lainnya adalah tibia. Tibia berfungsi memindahkan berat badan dari femur ke talus. Sifat-sifatnya adalah:2 Ujung atas tibia yang mendatar plato tibia memiliki kondilus tibia medialis dan lateralis untuk artikulasi dengan kondilus femoralis yang sesuai. Berlawanan dengan kondilus femoralis, kondilus tibialis medialis lebih besar daripada lateralis. Area interkondilaris adalah daerah antara kondilus tibialis dimana terdapat dua tonjolan tuberkulum interkondilaris medialis dan lateralis. Bersama-sama tonjolan ini membentuk eminensia interkondilaris. Ujung meniskus lateralnya melekat erat ke tiap sisi eminensia. Pada bagian anterior korpus atas tuberositas tibia bisa ditemukan dengan mudah. Inilah tempat insersi ligamentum patelae. Potongan melintang korpus berbentuk segitiga. Korpus memiliki sisi anterior, medial, dan lateral serta permukaan posterior, lateral, dan medial. Batas anterior dan permukaan medial korpus seluruhnya terletak subkutan. Oleh sebab itu korpus tibiae merupakan tempat tersering terjadinya fraktur terbuka. Pada permukaan posterior korpus tedapat garis miring linea soleal yang menandai origo m. soleus pada tibia. N. popliteus memasuki area trigonum di atas linea soleal. Fibula berartikulasi dengan tibia di superior pada permukaan artikularis aspek postero-inferior kondilus lateralis artikulasio tibiofibularis (sinovial). Insisura fibularis terletak di sebelah lateral ujung bawah tibia untuk artikulasi dengan fibula pada sindesmosis tibiofibularis (fibrosa). Di inferior tibia menonjol membentuk maleolus medialis. Maleolus medialis turut membentuk mata kaki yang menstabilkan talus. Maleolus medialis memiliki sulkus di posterior untuk lewatnya tendon tibialis posterior.

Gambar 2. Tampak depan dan belakang tibia, fibula, dan regio pergelangan kaki. Juga tampak membrana interoseus dan pintunya.2Tulang selanjutnya adalah fibula. Fibula tidak termasuk tulang pembentuk artikulasio genus dan tidak turut memindahkan berat badan. Fungsi utama fibula adalah sebagai origo otot-otot dan turut berperan dalam artikulasio talokruralis. Ciri-ciri khasnya adalah:2 Prosesus stiloideus merupakan tonjolan pada kaput fibula yang merupakan tempat insersi tendon biseps (di sekitar ligamentum kolaterale lateralis). Kolum fibula memisahkan kaput dari korpus fibulae. N. fibularis komunis melengkung di sekitar kolum sebelum terbagi menjadi cabang-cabang superfisialis dan profunda. Nervus ini mudah terkena trauma pada fraktur kolum fibula yang menyebabkan footdrop. Pada potongan melintang fibula tampak berbentuk segitiga. Tulang ini memiliki sisi anterior, medial (interoseus), dan posterior dengan permukaan anteriorm lateral, dan posterior. Krista medial terletak pada permukaan posterior. Ujung bawah fibula adalah maleolus lateralis. Struktur ini merupakan bagian lateral dari mata kaki yang menstabilkan talus. Permukaan medialnya halus untuk artikulasi dengan talus. Aspek posterior maleolus bersulkus untuk lewatnya tendon peroneus longus dan brevis. Maleolus lateralis memiliki tonjolan yang jauh lebih ke bawah daripada maleolus medialis.Patela juga merupakan bagian ekstremitas bawah. Patela memiliki beberapa ciri-ciri. Ligamentum patelae, yang melekat ke apeks patela dan tuberositas tibia, merupakan insersi sejati untuk m. kuadriseps sehingga patela merupakan tulang berbentuk sesamoid (yang terbesar dalam tubuh). Susunan ini membentuk mekanisme ekstensor. Bisa terjadi trauma pada bagian manapun dari mekanisme ini akibat kontraksi m. kuadriseps, rupturnya ligamentum patelaem atau avulsi tuberositas tibia. Permukaan posterior patela halus dan dilapisi kartilago artikularis. Permukaan ini terbagi menjadi facet artikularis lateralis yang besar dan facet artikularis medialis yang kecil untuk artikulasi dengan kondilus femoralis.2 Dengan mata telanjang atau dengan lup, masing-masing tulang itu sendiri dapat dibedakan menjadi dua bentuk, tulang kompak dan tulang spons. Yang terakhir terdiri atas kisi-kisi tiga dimensi trabekel tulang atau spikul, membatasi sistem celah-celah mirip labirin yang diisi sumsum tulang. Tulang kompak, seperti namanya menunjukkan, tampak sebagai massa utuh padat dengan ruang-ruang kecil yang hanya tampak dengan mikroskop. Kedua bentuk tulang saling berhubungan tanpa batas jelas.3

Gambar 3. Sediaan gosok tebal tibia yang menggambarkan tulang kompak korteks dan kisi-kisi trabekel dari tulang spons.5Secara mikroskopis, tulang dilihat dalam ilmu histologi. Jika sediaan gosok tipis dari bagian batang tulang panjang diamati dengan mikroskop, nyatalaj bahwa kontribusi unsur sel dari tulang terhadap massa total adalah sangat kecil. Sebagian besar terdiri dari matrik tulang, substansi interstisial bermineral, yang didepositkan dalam lapisan atau lamel yang dengan tebal 3-7 um. Tersebar agak merata dalam substansi interstisial tulang adalah rerongga lentikuler, disebut lakuna, masing-masing ditempati sebuah sel tulang, atau osteosit. Dari lakuna memancar keluar ke segala arah kanalikuli langsing dan bercabang yang menerobos lamel daru substansi interstisial dan beranastomosis dengan kanalikuli lakuna berdekatan. Jadi, meskipun lakuna tulang agak berjauhan letaknya, mereka membentuk sistem rerongga utuh yang saling berhubungan melalui jaringan saluran sangat halus, Saluuran halus ini penting untuk nutrisi sel-sel tulang.3

Gambar 4. Fotomikrograf sediaan gosok sebagian tulang metakarpal manusia.5

Gambar 3. Fotomikrograf sediaan gosok sebuah sistem Havers, menampakkan lakuna dan kanalikuli dalam hitam.5Lamel tulang kompak terdapat dalam tiga pola umum: (1) Sebagian besar disusun konsentris mengelilingi saluran vaskuler memanjang, membentuk unit silindris disebut sistem havers atau osteon. Diameternya bervariasi, dibentuk oleh 4-20 lamel. Pada potongan melintang, sistem Havers tampak sebagai cincin konsentris mengitari lubang bulat. Pada potongan memanjang, mereka tampak berupa lapis-lapis rapat paralel terhadap saluran vaskuler. (2) Diantara sistem Havers terdapat potongan tulang berlamel dengan berbagai ukuran dan bentuk tak teratur. Inilah sistem interstisial. Batas antara sistem Havers dan sistem interstisial terlihat jelas oleh adanya lapis refraktil disebut garis semen, Pada potongan melintang, tulang kompak tampk sebagai mosaik potongan-potongan bulat dan bersudut yang direkatkan menjadi satu. (3) Pada permukaan luar tulang korteks, tepat di bawah periosteum, pada permukaan dalam, terdapat sejumlah lamel yang berjalan tidak terputus-putus mengitari bagian batang. Mereka disebut lamel sirkumferens dalam dan luar.3

Gambar 6. Diagram satu sektor batang tulang panjang, menampakkan disposisi lamel dalam osteon, lamel interstisial, dan lamel sirkumferens luar dan dalam.3Dua kategori saluan vaskuler terlihat dalam tulang kompak berdasarkan orientasi dan hubunagnnya dengan struktur lamel tulang sekitar. Saluran memanjang di pusat osteon disebut saluran Havers. Diameternya 22-110 um dan mengandung satu atau dua pembuluh darah kecil terbungkus jaringan ikat. Sebagian besar pembuluh itu adalah kapiler dan venul pasca-kapiler, namun kadang-kadang ditemukan arteriol. Saluran Havers saling berhubungan dan dengan permukaan bebas dan rongga sumsum melalui saluran serong atau melintang disebut saluran Volkmann. Mereka ini dapat dibedakan dari saluran Havers karena tidak dikelilingi oleh lamel-lamel konsentris. Sebaliknya, mereka menerobos tulang dalam arah tegak lurus atau serong terhadap lamel tulangg. Pembuluh darah dari sumsum, dan sedikit dari periosteum, berhubungan dengan yang dari sistem Havers melalui saluran Volkmann. Saluran ini seringkali lebih besar dari yang dari osteon.3

Reparasi TulangPenyusun utama tulang sesungguhnya adalah mineral tulang yang mengandung kalsium (Ca) & fosfor (P), dan protein yang disebut kolagen. Struktur tulang mirip beton untuk bangunan atau jembatan. Komponen kalsium dan fosfor membuat tulang keras dan kaku mirip semen, sedang serat-serat kolagen membuat tulang mirip kawat baja pada tembok.Tulang adalah jaringan hidup yang harus terus diperbaharui untuk menjaga kekuatannya. Tulang yang tua selalu dirusak dan digantikan oleh tulang yang baru dan kuat. Bila proses ini, yang terjadi di permukaan tulang (peremajaan tulang) tidak terjadi, rangka kita akan rusak karena keletihan ketika kita masih muda. Ada 2 jenis sel utama dalam tulang, yakni osteokiast (yang merusak tulang) dan osteoblast (yang membentuk tulang baru). Kedua sel ini dibentuk dalam sumsung tulang.3

Dalam pembentukan tulang intermembranosa pada embrio, sel sel mesenkim dalam jaringan penyambung primitif diubah menjadi sel sel osteoprogenitor dan akhirnya menjadi osteoblast. Potensi ostiogenik sel sel ini, yang telah dinyatakan dalam kehidupan embrional, dapat dipacu kembali setelah sel sel tersebut tenang sejak lama. Setelah terjadi fraktur tulang pada kehidupan pascalahir, bekuan darah yang terbentuk di tempat tersebut segera diorganisasi dengan pembentukan jaringan granulasi yang memadat menjadi jaringan penyambung dan kemudian menjadi kalus fibrokartilaginosa di antara pecahan pecahan tulang. Pada saat yang sama, sel sel di periosteum yang sebelumnya tenang diaktifkan kembali oleh trauma dan mulai meletakan tulang baru yang ikut membentuk kalus tulang, suatu adonan trabekula tulang bergelombang yang akhirnya akan menjembatani celah antara fragmen fragmen tulang. Aktivasi sel sel endosteum serupa menghasilkan endapan tulang di sekitar kalus fibrokartilagonosa yang lambat laun dierosi dan digantikan oleh tulang. Tulang spon, yang kemudian menyatukan fragmen, diubah pada beberapa minggu berikutnya menjadi tulang kompak dengan melanjutkan pengendapan osteoblasik tulang yang lambat laun menyumbat celah celah diantara trabekula. Resorpsi kelebihan tulang yang terjadi berikutnya menyatukan kembali kontinuitas rongga sumsum tulang yang memulihkan kontur permukaan tulang yang normal.4

Metabolisme TulangKelenjar paratiroid mengatur kadar serum kalsium tubuh dan berfungsi mengedalikan kecepatan metabolisme tulang. Vitamin D dan kalositonin juga mempengaruhi metabolisme kalsium. Vitamin D diperoleh dari makanan sehari hari dan juga disintesis oleh kulit. Makanan yang banyak mengandung vitamin D adalah susu dan produknya, serta minyak ikan. Vitamin D yang dibuat dalam kulit dikenal sebagai kalsiferol dan diaktifkan jika sinar matahari langsung.4Vitamin D diperlukan untuk penyerapan kalsium dari usus ke dalam darah. Vitamin ini juga menahan kalsium dan fosfor, dan berfungsi mengendalikan mineralisasi matriks tulang. Kalsitonin atau tirokalsitokalsitonin yang dibuat dan digetahkan oleh sel sel parafolikular kelenjar tiroid, berfungsi berlawanan dengan kerja kelenjar paratiroid, yaitu menurunkan kadar kalsium darah. Ini terlaksana dengan memindahkan kalsium dari peredaran darah kembali ke tulang.4 Agar dapat mempertahankan kadar kalsium, hormin paratiroid mempengaruhi tulang, ginjal, dan usus untuk meresorpsi kalsium. Kerjanya yang paling penting adalah: 1) meningkatkan kadar kalsium plasma dan mengurangi kadar fosfat plasma; 2) meningkatkan eksresifosfat dari urine namun mengurangi eksresi kalsium; 3) meningkatkan remodeling kerangka dan kecepatan resorpsi tulang; 4) meningkatkan jumlah osteoblast dan osteoklas pada permukaan tulang; 5) menyebabkan peningkatan awal pemasukan kalsium ke dalam sel sel jaringan sasarannya; 6) mengubah keseimbangan asam basa tubuh; dan 7) meningkatkan absorpsi dari usus.4

Struktur OtotSecara makroskopis, otot bagian ekstremitas atas terbagi dalam banyak bagian otot. Bagian pertama akan dibahas tentang isi kompartemen anterior paha. Otot-otot yang menyusunnya terdiri atas otot-otot fleksor panggul dan ekstensor lutut, yaitu m.sartorius, m.iliakus, m.psoas, m.pektineus, dan m.kuadriseps femoris.2

Gambar 7. Potongan paha untuk menunjukkan kanalis adduktor.2Selanjutnya pada bagian isi kompartemen medial paha. Bagian itu terdiri atas otot adduktor panggul yaitu m. grasilis, m. adduktor longus, m. adduktor brevis, m. adduktor magnus, dan m. obturatorius eksternus (otot rotator lateral paha pada panggul).

Gambar 8. Kelompok otot-otot psoas, iliakus, dan adduktor.2Lalu pada bagian kompartemen posterior paha merupakan otot hamstring. Otot ini berfungsi dalam fleksi lutut serta ekstensi panggul. Otot-otot itu adalah m. biseps femoris, m. semitendinous, m. semimembranous, dan bagian hamstring dari m. adduktor magnus (gambar 7).2Fleksi dan ekstensi merupakan gerakan utama lutut. Sedikit rotasi bisa dilakukan bisa lutut dalam keadaan fleksi namun tidak bisa dilakukan saat ekstensi. Selama tahap akhir ekstensi kondilus tibialis medialis besar masuk ke arah depan menuju kondilus femoralis untuk mengunci sendi. Sebaliknya, tahap awal fleksi melepaskan kunci sendi dengan rotasi interna kondilus tibialis medialis gerakan ini dilakukan oleh m. popliteus. Otot-otot utama yang bekerja pada lutut dibagi menjadi fleksi dan ekstensinya. Otot yang bekerja saat ekstensi adalah m. kuadriseps femoris. Saat fleksi, otot yang utama adalah hamstring, tetapi juga m. grasilis, m. gastroknemius, dan m.sartorius.2Pada bagian ekstensor tulang dan dorsum pesis, kelompok otot ekstensor terdiri dari empat otot tungkai dan m. ekstensor digitorum brevis oada kaki. Otot-otot ini menyebabkan dorsofleksi kaki. Isi kompartemen ekstensor tungkai adalah m. tibialis anterior, m. ekstensor halusis longus, m. ekstensor digitorum longus, dan m. peroneus tertius (perannya tidak terlalu penting).2

Gambar 9. Potongan melintang tungkai.2Lalu pada bagian kompartemen peroneal tungkai, kompartemen ini terdiri dari dua otot m. peroneus longus dan m. peroneus brevis. Otot-otot ini terutama bekerja dalam eversio kaki.

Gambar 10. Sisi lateral tungkai dan kaki.2Secara mikroskopis, otot memiliki jaringan yang dibedakan menjadi beberapa jenis. Tiga jenis jaringan otot dapat dibedakan berdasarkan bentuk dan fungsi masing-masing. Otot rangka terbentuk dari sekumpulan sel yang panjang, silinder, dan multinukleus yang terlihat adanya seran lintang. Kontraksinya cepat, bertenaga, dan biasanya dibawah kesadaran. Hal ini disebabkan dari interaksi filamen tipis aktin dan filamen tebal miosin dimana konfigurasi molekulnya membiarkan mereka menyelip satu sama lain. Kekuatan menyelip itu dihasilkan dari interaksi yang lemah di dalam jembatan antara aktin dan miosin. Otot jantung juga memiliki seran lintang dan berbentuk memanjang, bercabang dan terbentang paralel satu sama lain. Di batas antar serat disebut diskus interkalaris, struktur ini ditemukan hanya di otot jantung. Kontraksi dari otot jantung tidak disadari, kuat, dan berirama. Otot jantung terdiri dari sel fusiform yang tidak menunjukkan garis melintang. Proses kontraksinya lambat dan tidak disadari.4

Gambar 11. Otot rangka potongan memanjang.4

Gambar 12. Otot jantung potongan memanjang.4

Gambar 13. Otot polos potongan memanjang.4Otot rangka terdiri dari sel-sel serabut otot multinukleus yang dikelilingi oleh membran plasma yang dapat tereksitasi oleh listrik, yaitu sarkolema. Sel serabut otot individual yang dapat menyamai panjang keseluruhan otot, mengandung berkas banyak miofibril yang tersusun sejajar yang terbenam dalam cairan intraseluler dan disebut sarkoplasma.7 Jika miofibril diperiksa dibawah mikroskop elektron, dapat diamati pita gelap dan terang yang berselingan. Oleh karena itu, masing-masing pita disebut sebagai pita A dan I. Bagian tengah pita A (pita H) tampak kurang padat dibandingkan bagian pita lainnya. Pita I terbagi dua oleh sebuah garis Z yang sangat padat dan sempit. Sarkomer didefinisikan sebagai regio antara dua garis Z dan berulang di sepanjang aksis sebuah fibril dengan jarak 1500 2300 nm yang bergantung pada keadaan kontraksi.7 Miofibril terdiri dari dua jenis filamen longitudinal. Salah satu tipe, filamen tebal terbatas di pita A, mengandung terutama protein miosin. Filamen tipis terletak di pita I dan memanjang ke dalam pita A, tetapi tidak sampai ke dalam zona H-nya. Filamen tipis mengandung protein aktin, tropomiosin, dan troponin. Filamen tebal dan tipis berinteraksi melalui jembatan silang (cross-bridges) yang muncul setiap 14 nm di sepanjang filamen tebal.7

Mekanisme Kerja OtotPada 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+.8

Gambar 14. Komponen struktur utama dari filamen tipis dengan dua untai molekul aktin yang terpilin.7Ketika 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.7 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.5

Gambar 15. Perubahan pola otot lurik sewaktu proses pemendekan.7Aktivitas 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.7

Gambar 16. Siklus pengikatan dan penekukan berulang jembatan silang.7Pada 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.7Karena 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.7Eksitasi 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).7 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.7

Gambar 17. Pelepasan kalsium dalam penggabungan eksitasi-kontraksi.9Siklus 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.7 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.7

Gambar 18. Siklus jembatan silang.7Selain 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.7PenutupDengan melihat keseluruhan struktur tulang dan otot normal secara makroskopis dan mikroskopis serta mekanisme kerja otot, kita dapat membandingkannya dengan penderita osteoporosis. Penderita osteoporosis memiliki struktur tulang yang terganggu sehingga dengan mengetahui struktur normalnya, penderita osteoporosis dapat diketahui. Selain itu, bila melihat penderita memiliki rasa sakit saat berjalan, hal ini dibandingkan dengan mekanisme gerak otot. Gerakan kontraksi dan relaksasi dari otot normal tidak akan ada rasa nyeri. Tentu selain struktur dan tulang, ada faktor-faktor lain yang mempengaruhinya.

Daftar Pustaka1. Wibowo DS. Anatomi tubuh manusia. Jakarta: Grasindo; 2008.h.31.2. Faiz O, Moffat D. At a glance anatomi. Jakarta: Penerbit Erlangga; 2004.3. Bloom, Fawcett. Buku ajar histologi. Edisi ke- 12. Jakarta: EGC; 2002.4. Mescher AL. Junqueiras basic histology. Twelfth Edition. United States: McGraw-Hill Companies; 2010.5. Murray RK, Granner DK, Rodwell VW. Biokimia harper. Edisi ke-27. Jakarta: EGC; 2009.h.586-7.6. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Edisi ke-6. Jakarta: EGC; 2011. 282-9.7. Sherwood L. Human physiology from cell to system. Seventh Editon. Belmont: Brooks/Cole; 2010.

20