praktikum faal&fisika mentah fix
TRANSCRIPT
DASAR TEORI
Otot adalah spesialis kontraksi pada tubuh. Kontraksi otot rangka menyebabkan tulang tempat
otot tersebut melekat bergerak. Kontraksi otot yang menghasilkan panas penting untuk
mengatur suhu. Karena kemampuan yang tinggi untuk kontraksi, sel-sel otot mampu
memendek dan membentuk tegangan yang memungkinkan mereka menghasilkan gerakan dan
melakukan kerja.
Sebagai respon terhadap sinyal listrik, otot mengubah energi kimia ATP menjadi energi
mekanis yang dapat bekerja pada lingkungan. Otot digolongkan sebagai volunter atau
involunter bergantung pada apakah dipersarafi oleh sistem saraf somatik dan berada dibawah
pengaruh kesadaran atau oleh sistem saraf otonum dan tidak dibawah kontrol kesadaran.
Otot rangka dirangsang untuk berkontraksi melalui pengeluaran asetil kolin ( Ach) di
neuromuscular junction antara ujung-ujung akhir neuron motorik dan sel otot. Salah satu ciri
menonjol otot rangka adalah banyaknya nukleus di sel otot, banyaknya mikokondria karena
tingginya kebutuhan energi suatu jaringan seaktif otot rangka. Ciri struktural yang paling
menonjol pada serat otot rangka adalah banyaknya neofibril. Setiap nefibril terdiri dari susunan
teratur unsur-unsur sitoskeleton yang sangat terorganisasi yaitu filamen tebal dan filamen tipis.
Filamen tebal adalah susunan khusus dari protein miosin. Dalam filamen tebal tersebut,
terdapat pita gelap ( anisotrop ) ato lebih dikenal dengan pita A. Didaerah yang lebih terang
didalam bagian tengah pita A, terdapat filamen-filamen tipis yang tidak bertemu dikenal sebagai
zona H. Pita terang ( isotorp I) hanya berisi filamen tipis. Garis tengah setiap pita i yang
memadat terlihat sebuah garis Z vertikal. Daerah antara dua garis Z disebut Sarkomer.
Setiap serat otot dipersarafi oleh neuron motorik. Setiap serat otot memiliki ambang rangsang
yang berbeda-beda. Oleh karena itu apabila seberkas otot dirangsang dalam arus tertentu yang
relatif kecil maka tidak dari semua myofilamen otot berkontraksi karena mempunyai batas
treshold dan sub threshold yang berbeda-beda.
Serat otot dalam keadaan relaksasi, tidak terjadi kontraksi. Aktin tidak mampu berikatan dengan
jembatan silang karena posisi 2 jenis protein di dalam molekul aktin tropomiosin dan troponin.
Molekul tropomiosin adalah protein berbentuk benang disepanjang alur spiral aktin yang
menutupi bagian-bagian aktin yang berikatan dengan jembatan silang, sehingga molekul ini
menghambat interaksi yang akan menghasilkan kontraksi otot. Tropomiosin distabilisasi dalam
posisi menghambat ini oleh molekul troponin, troponin adalah suatu kompleks protein yang
terdiri dari 3 jenis polipeptida :
Yang mengikat tropomiosin adalah troponin T
Yang menghambat ikatan aktin dengan miosisn troponin I
Yang berikatan dengan ion Ca2+ troponin C
1
Urutan peristiwa yang terjadi pada kontraksi dan relaksasi otot rangka, tahap-tahap kontraksi:
1. Pelepasan muatan oleh ion motorik
2. Pelepasan transmitter (aseltilkolin) di end-plate motorik
3. Pengikatan asetilkolin ke reseptor asetilkolin nikotinik
4. Peningkatan konduktansi Na dan K di membran end plate
5. Pembentukan potensial di end plate
6. Pembentukan potensial aksi di serabut-serabut otot
7. Penyebaran depolarisasi ke dalam sepanjang tubulus T
8. Pelepasan Ca dari sisterna terminalis retikulum sarkoplasma serta difusi Ca ke filamen
tebal dan tipis
9. Pengikatan Ca ke troponin C sehingga membuka tempat pengikatan miosin di molekul
aktin
10. Pembentukan ikatan silang (cross linkage) antara aktin dan miosin dan pergeseran filamen
tipis pada filamen tebal. Sehingga menghasilkan gerakan
Pada tahap relaksasi:
1. Ca di pompa kembali ke dalam retikulum sarkoplasma
2. Pelepasan Ca dari troponin
3. Penghentian interaksi antara aktin dan miosin
Berdasar teori Sliding-filament Mechanism, filament-filamen tipis dikedua sisi sarkomer
bergeser masuk kearah pusat pita A selama kontraksi. Keika bergeser kearah pusat tersebut,
filament-filamen tipis menarik garis-garis Z ke tempat filament-filament tersebut melekat
mendekat satu sama lain, sehingga sarkomer memendek. Karena semua sarkomer diseluruh
serat memendek secara simultan, keseluruhan serat menjadi lebih pendek dan terjadilah
kontraksi otot.
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEKUATAN KONTRAKSI OTOT
1. Suhu
Suhu meningkat suhu atau semakin menurun maka akan menyebabkan reaksi enzimatik
terganggu dan terjadi denaturasi protein, hal ini menyebabkan kekuatan kontraksi
menurun.Bila kekuatan kontraksi menurun terjadi penigkatan masa laten, masa kontraksi &
masa relaksasi pada mekanomiogram.
2. Initial Length
Panjang otot sebelum berkontraksi juga mempengaruhi kekuatan kontraksi otot. Untuk
setiap serat otot terdapat panjang optimal.yg pada panjang tersebut dapat dicapai gaya
maksimum pada kontraksi tetanus berikutnya. Hubungan panjang-ketegangan ini dapat
dijelaskan oleh mekanisme pengglinciran filament pada kontraksi otot.
2
3. Jenis Pembebanan
a. Pembebanan langsing, beban diberikan langsung pd ujung otot yg bebas .Otot di regang
sebelum berkontraksi
b. Pembebanan tak langsung, Beban diberikan pd ujung otot yg terfiksasi dengan
penumpu .Otot tidak diregang sebelum berkontraksi
4. Cara Perangsangan
a. Rangsang langsung, rangsang langsung pd otot tidak melalui syaraf motoriknya.Serat
otot yg berkontraksi adalah serat otot yg secara mekanik langsung dipengaruhi oleh
stimulator.
b. Rangsang tak langsung, perangsangan otot melalui syaraf motoriknya Semua serat otot
dgn ambang rangsang terendah dlm 1 motor unit akan berkontraksi.
Berbagai faktor mempengaruhi tingkat ketegangan yang dapat dihasilkan. Faktor-faktor tersebut
mencakup :
1. Frekuensi rangsangan
2. Panjang serat pada permulaan kontraksi
3. Tingkat kelelahan
4. Ketebalan serat
3
OTOT RANGKA I
TUJUAN
1. Membuat sediaan otot katak sesuai dengan petunjuk umum praktikum.
2. Menggunakan alat stimulator induksi sehingga dapat merangsang sediaan otot dengan
berbagai macam kekuatan yaitu arus tunggal buka dan arus tunggal tutup
3. Membuat pencatatan kontraksi otot (mekaniomiogram) pada kimograf dan memfiksasinya
4. Merangsang otot katak dengan beberapa macam kekuatan rangsang yakni rangsang:
- Bawah ambang (subthreshold) -submaksimal
- Ambang (threshold) -supramaksimal
5. Menarik kesimpulan dari hasil latihan ini tentang pengaruh kekuatan rangsang terhadap
kekuatan kontraksi otot.
PELAKSANAAN PRAKTIKUM
Alat dan binatang yang diperlukan:
1. Kimograf + kertas + perekat
2. Statip + klem + pencatat otot + klem femur + batang kuningan
3. 2 buah sinyal magnet : 1 untuk mencatat waktu
1 untuk mencatat tanda rangsang
4. Stimulator induksi + elektroda perangsang + sakelar + kawat-kawat listrik
5. Papan fiksasi + jarum pentul = penusuk katak + katak
6. Benang + kapas + gelas arlogi
7. Botol plastik berisi larutan Ringer + pipet + Waskom kecil.
TATA KERJA
A. Hubungan antara kekuatan rangsang dan tinggi mekanomiagram akibat kerutan otot
1. Pasanglah semua alat sesuai dengan gambar
2. Buatlah sediaan otot menurut petunjuk umum. Sebelum digunakan bungkuslah sediaan
otot tersebut dengan kapas yang dibasahi dengan larutan Ringer dan letakkanlah di gelas
arloji
3. Pasanglah sediaan otot sesuai dengan gambar.
P.II.1.1 Manakah yang harus diselesaikan lebih dahulu, pemasangan alat atau pembuatan
sediaan otot? Jawaban : Pemasangan alat, karena sediaan otot harus digunakan
segera setelah pembuatan sediaan agar kerja otot maksimal dan memberikan hasil
praktikum yang baik.
4
4. Dengan tromol tetap diam, otot dirangsang sehingga terdapat suatu kerutan
P.II.1.2 Bila hasil pencatatan kontraksi otot sangat kecil, bagaimana memperbesarkannya?
Jawaban : menambah besarnya voltase, agar kontraksi otot yang dihasilkan lebih
besar.
P.II.1.3 Bila hanya sebagian kontraksi yang tercatat, apa yang harus diperhatikan atau
diperbaiki? Jawaban : saat pembuatan sediaan jangan terlalu memakan waktu lama
karena mempengaruhi kualitas otot & perhatikan posisi mekaniomiogram.
5. Pencatatan selalu dilakukan pada tromol yang diam. Berilah waktu istirahat selama 15
detik sesudah tiap rangsangan. Putarlah tromol sepanjang ½ cm pada tiap kali sesudah
pemberian rangsang tutup dan 2 cm pada tiap kali sesudah rangsang buka.
P.II.1.4 Mengapa harus diberi waktu untuk istirahat? Jawaban : agar tidak terjadi
kelelahan otot (fatigue) dan juga memberika waktu buat otot untuk relaksasi.
6. Rangsanglah sediaan otot dengan rangsang tutup dan rangsang buka berturut-turut
dengan kekuatan rangsang yang setiap kali diperbesar ½ v, sehingga didapatkan
mekaniomiogram sebagai hasil perangsangan bawah ambang, ambang, submaksimal,
maksimal, dan supramaksimal.
P.II.1.5 Apa yang disebut rangsang bawah ambang (subthreshold)? Jawaban : rangsang
terkecil yang belum mampu menimbulkan respons kontraksi.
P.II.1.6 Mengapa efek fisiologis arus buka lebih besar daripada arus tutup walaupun
voltase sama? Jawaban : Karena pada arus buka otot tidak sempat melakukan
relaksasi dan terjadi kontraksi yang terus menerus yang membutuhkan energi yang
lebih besar.
P.II.1.7 Bagaimana kita dapat membedakan rangsang maksimal dengan supramaksimal?
Jawaban : maksimal: rangsangan dengan intensitas terbesar, hasil respon
maksimal, supramaksimal : rangsangan dengan intensitas yang lebih besar, hasil
respon sama dengan rangsang maksimal.
HASIL PRAKTIKUM
Pada percobaan otot katak tanpa beban, diperoleh data:
Kuat arus rangsang Intensitas Rangsangan
0,5 V Sub Threshold / Bawah Rangsang
1 V Threshold / Ambang Rangsang
1,5 V Sub Maksimal
2 V Supra Maksimal
Tabel 1.1 Hasil percobaan Kuat arus rangsang pada katak
5
Diskusi:
Rangsang di bawah 0,5 V merupakan sub threshold, karena ketika otot katak dirangsang
pada rangsangan dibawah 0,5 V tidak menunjukan respon kontraksi.
Rangsang 1 V merupakan rangsang ambang otot karena pada rangsang tersebut
merupakan rangsang terkecil yang dapat menimbulkan kontraksi otot sekaligus pergerakan
pada kimograf.
Rangsang 1,5 V merupakan rangsang sub maksimal karena dalam rentangan dari 1-1,5 V
terdapat variasi rangsang yang makin meninngi rangsang makin meningkat kontraksi otot.
Rangsang 2 V merupakan rangsang supra maksimal karena dengan intensitas rangsang
yang lebih besar dari rangsang maksimal otot tetap memberikan besar kontraksi yang
sama ketika diberikan rangsang maksimal.
KESIMPULAN
Semakin besar arus yang diberikan ke otot maka akan semakin besar pula kontraksi otot.
6
OTOT RANGKA II
TUJUAN
1. Merangsang sediaan otot katak dengan arus faradic dengan berbagai kekuatan
rangsang.
2. Membebani sediaan otot katak dengan cara pembebanan langsung dan tidak langsung
3. Mendemonstrasikan hubungan antara panjang awal otot dengan kekuatan konstrasi
4. Menghitung sediaan otot katak
5. Mendemonstrasikan hubungan antara panjang awal otot dengan kerja otot
6. Mengukur kekuatan konstraksi otot ekstensor dan fleksor dalam pelbagai sikap tubuh
PELAKSANAAN PRAKTIKUM
Alat dan binatang percobaan yang diperlukan
1. Kimograf + kertas + perekat
2. Statit + klem +pencatat otot + klem femur
3. Stimulator induksi + elektroda perangsang
4. Papan fiksasi + jarum-jarum pentul + penusuk katak + katak
5. Beban-beban dan penggantungnya
6. Benang + kapas +gelas arloji
7. Botol plastik berisi + pipet +baskom + kelas beker
8. Dinamometer
TATA KERJA
I. Pengaruh panjang awal (Initial Length) otot katak terhadap kekuatan kerutan
1. Pasanglah semua alat sesuai dengan gambar.
2. Buatlah sediaan otot menurut petunjuk umum. Sebelum digunakan, bungkuslah
sediaan otot tersebut dengan kapas yg dibasahi dengan larutan Ringer dan letakkanlah
digelas arloji
3. Pasanglah sediaan otot sesuai dengan gambar.
P.II.2.1. Manakah yang harus di selesaikan lebih dahulu, pemasangan alat atau
pemasangan sediaan otot? Jawaban : pemasangan alat terlebih dahulu, karena
pemasangan sediaan otot harus dilakukan segera setelah pembuatan sediaan,
agar kerja otot dapat optimal.
4. Bebanilah otot dengan beban seberat 20 gram. Kendorkan sekrup penumpu sehingga
terjadi pembebanan langsung. Dengan memutar tombol, buatlah garis sepanjang ± 10
cm dan tulislah : “garis dasar 20” pada ujung akhir garis tersebut.
7
P.II.2.2. Apa yang di maksud dengan pembebanan langsung? Jawaban :
Pembebanan yang dilakukan dengan mengendurkan sekrup penumpu atau
Beban yang diberikan langsung pada ujung otot yang bebas.
5. Angkatlah seluruh pembebanan sehingga otot kembali ke panjang semula. Buatlah
sekali lagi garis sepanjang ± 10 cm tepat diatas garis yg pertama dan tulislah “ garis
dasar 0” pada ujung akhir garis tersebut.
P.II.2.3. Mengapa setelah beban diangkat otot kembali lagi ke panjang semula?
Jawaban : Karena ketika beban diangkat, otomatis tidak adanya lagi rangsangan
beban otot sehingga otot bisa meregang kembali ke keadaan semula.
6. Gantungkanlah lagi beban 20 gram dan dengan sekrup penumpu kembalikan ujung
pencatat otot ke garis dasar 0, sehingga terjadi pembebanan tidak langsung
P.II.2.4. Apa yang di maksud dengan pembebanan tidak langsung? Jawaban :
pemeberian beban yang di berikan secara langsung namun mendapat tumpuan .
7. Dengan melakukan pencatatan pada awal garis dasar 0, carilah kekuatan rangsang
faradic maksimal sub.6. untuk perangsangan selanjutnya
P.II.2.5. Mengapa harus diberi waktu untuk istirahat? Jawaban : kontraksi otot bisep
katak dapat menghilangkan beban asam laktat pada sel otot saat di rangsang dan
sekaligus memberikan jeda untuk otot relaksasi dan menjadi seperti bentuk awal
lagi.
P.II.2.6 Apa yang dimaksud dengan rangsang faradic maksimal ? Jawaban : suatu
arus langsung yang mengganggu atau mempengaruhi atau menginduksi suatu
zat durasi pendek sehingga zat tersebut dapat mencapai batas tertinggi untuk
terinduksi maksimal.
8. Gunakan selalu kekuatan rangsang faradic maksimal sub.6 untuk perangsangan
selanjutnya.
9. Putarlah tromol sejauh 1 cm setiap kali sesudah perangsangan. Carilah besar
pembebanan yang pada perangsangan menghasilkan mekaniogram setinggi 1 cm.
Untuk percobaan selanjutnya tetap digunakan beban ini.
10.Putarlah tromol sejauh 2 cm dan catatlah sekali lagi mekaniogram yang terakhir
11.Putarlah tromol sejauh 1 cm dan kemudian turunkanlah ujung pencatat otot sehingga
terletak tepat ditengah-tengah antara garis dasar 20 dan garis dasar 0 (gunakan sekrup
penumpu). Putarlah lagi sejauh 1 cm dan ulangilah perangsangan dan pencatatan.
P.II.2.7. Apa yang kita harapkan terjadi akibat tindakan tersebut? Jawaban : untuk
menunjukan apakah ada pengaruh panjang awal terhadap kontraksi otot yang
akan dihasilkan.
12.Putarlah tromol sejauh 1 cm dan turunkanlah ujung pencatat otot sampai garis dasar
20, putar tromol lagi sejauh 1 cm dan ulangilah sekali lagi perangsangan dan
pencatatan
8
II. Pengaruh beban terhadap kerja otot
1. Buatlah garis dasar 0 yg baru sepanjang mungkin
2. Dengan menggunakan kekuatan rangsang sebesar ad.I.6. buatlah mekaniogram pada
tromol yg diam. Pencatatan selalu dimulai pada garis dasar 0 dengan mengatur sekrup
penumpu.
3. Ulangi perangsangan dan pencatatan,dimulai dengan pembebanan 10 gram, sehingga
dicapai beban maksimal. Setiap kali setelah pencatatan, putarlah tromol sepanjang 1
cm dan berilah otot istirahat selama 30 detik.
P.II.2.8. Apa yang dimaksud dengan berat maksimal? Jawaban : Besar berat benda
maksimum yang mampu diangkat oleh otot lengan, jika berat benda melebihi
berat maksimal, maka otot lengan tidak dapat mengangkat beban tersebut.
4. Hitunglah kerja sediaan otot pada setiap pembebanan yg saudara berikan,
P.II.2.9. Bagaimana saudara menghitung besar kerja sediaan otot?
Jawaban :
5. Simpulkan pengaruh beban kerja terhadap otot.
Jawaban semakain besar beban kerja yang diberikan semakin besar kontraksi
yang dihasilkan oleh otot.
*kendala : kelompok kami belum mendapatkan kesempatan untuk melakukan praktikum
pada bagian ini
III. Pengaruh regangan terhadap kekuatan kerutan otot ekstensor dan fleksor pada
manusia
A. Mengukur kekuatan kerutan otot ekstensor
1. Suruh o.p duduk dipinggir meja alat tersebut dengan membelakangi timbangan
dan dengan tungkai bawahnya tergantung secara bebas
2. Pasanglah ban kulit pada salah satu pergelangan kaki dan hubungkanlah ban kulit
tersebut, dengan kawat baja yg dapat menarik timbangan melalui katrol
3. Suruhlah o.p meluruskan tungkainya sekuat tenaga dan catatlah kekuatan kerutan
otot ekstensor untuk tiap-tiap sikap berikut ini :
a. Duduk tegak
b. Duduk sambil membungkukkan badan sejauh-jauhnya
c. Berbaring telentang
B. Mengukur kekuatan kerutan otot fleksor
1. Suruhlah o.p duduk dipinggir meja alat tersebut dengan menghadapi timbangan
dan dengan tungkai bawah tergantung secara bebas
9
MxMA = RxRA
2. Pasanglah ban kulit seperti pada A.2
Suruhlah o.p membengkokkan tungkainya sekuat tenaga dan catatlah kekuatan
kerutan otot fleksor untuk tiap-tiap sikap seperti pada A.3
P.II.2.10. Apakah terdapat perbedaan kekuatan kerutan otot ekstensor dan fleksor
pada sikap tersebut? Jawaban : ada, pada setiap posisi duduk terdapat
perbedaan kekuatan kerutan otot ekstensor dan fleksor, karena posisi
awal,mempengaruhi kerutan otot fleksor dan ekstensor.
HASIL PRAKTIKUM
OP ♂ pria Posisi Kanan Kiri
Fleksor
(hadap timbangan)
Tegak lurus 35 35
Menunduk 35 30
Berbaring 40 30
Ekstensor
(belakangi timbangan)
Tegak lurus 50 45
Menunduk 49 45
Berbaring 55 55
Tabel 2.1. Perbedaan kekuatan kontraksi otot yang dihasilkan antara berbagai posisi duduk
saat gerak fleksor dan ekstensor (pria)
Grafik 2.1. Perbedaan kekuatan kontraksi otot yang dihasilkan antara berbagai posisi duduk
saat gerak fleksor dan ekstensor (pria)
10
OP ♀ wanita Posisi Kanan Kiri
Fleksor
(hadap timbangan)
Tegak lurus 15 14
Menunduk 16 13
Berbaring 12 11
Ekstensor
(belakangi timbangan)
Tegak lurus 25 15
Menunduk 17 15
Berbaring 20 20
Tabel 2.2. Perbedaan kekuatan kontraksi otot yang dihasilkan antara berbagai posisi duduk
saat gerak fleksor dan ekstensor (wanita)
Grafik 2.2. Perbedaan kekuatan kontraksi otot yang dihasilkan antara berbagai posisi duduk
saat gerak fleksor dan ekstensor (wanita)
Pembahasan
Posisi fleksor
Posisi fleksor yang menghasilkan gaya terbesar adalah pada posisi duduk tegak, karena
posisi duduk tegak membuat otot fleksor dapat bekerja secara maksimal.
Posisi ekstensor
Pada posisi ekstensor posisi yang menghasilkan gaya terbesar adalah pada posisi
berbaring, posisi berbaring ini membantu otot ekstensor untuk menghasilkan gaya yang
besar.
Kesimpulan
Pada setiap otot Fleksor maupun Ekstensor memiliki posisi awal optimal masing-masing,
pada berbagai posisi dihasilkan besar gaya yang berbeda-beda.
11
DAFTAR PUSTAKA
⌨ Buku Penuntun Praktikum Mahasiswa Blok Muskuloskeletal .2011.Jakarta:Fakultas
Kedokteran Universitas Yarsi.
⌨ Sherwood, Lauralee.Human Physiology From Cells to Systems 5 th ed .2004
12