|
RANGSANGAN
|
|
GERAK
|
|
SARAF SENSORIK
|
|
NA dan CA masuk
|
|
Kontraksi otot
|
|
SARAF PUSAT
|
|
SARAF MOTORIK
|
|
REFLEK DI MEDULA SPINALIS
|
|
NORMAL DI OTAK
|
|
Membuka kanal asetilkolin
|
|
MENGELUARKAN Ach
|
|
Ke tulang dan sendi
|
|
Merangsang filamen aktin miotisn
|
STEP 7
1.
Bagaimana mekanisme gerak?
Proses Kontraksi Otot secara Normal
Otot rangka kita mengalami kontraksi saat
terdapat adanya kekuatan menarik antara filamen aktin-miosin. Proses tersebut
diawali dengan adanya suatu potensial aksi yang berjalan di sepanjang sebuah
saraf motorik sampai ke ujungnya pada serabut otot. Di setiap ujung, saraf akan
menyekresi substansi neurotransmiter, yaitu asetilkolin, dalam jumlah sedikit.
Asetilkolin bekerja pada area setempat pada membran serabut otot untuk membuka
banyak “kanal bergerbang asetilkolin” melalui molekul-molekul protein yang terapung
pada membran. Terbukanya kanal bergerbang asetilkolin memungkinkan sejumlah
besar ion natrium untuk berdifusi ke bagian dalam membran serabut otot.
Peristiwa ini akan menimbulkan potensial aksi pada membran. Potensial aksi akan
berjalan di sepanjang membran serabut otot dengan cara yang sama seperti
potensial aksi berjalan di sepanjang membran serabut saraf. Potensial aksi ini
akan menimbulkan depolarisasi membran otot dan banyak aliran listrik potensial
aksi mengalir melalui pusat serabut otot. Di sini potensial aksi menyebabkan
retikulum sarkoplasma melepaskan sejumlah besar ion kalsium, yang telah
tersimpan dalam retikulum ini. Ion-ion kalsium menimbulkan kekuatan menarik
antara filamen aktin dan miosin yang menyebabkan kedua filamen tersebut bergeser
satu sama lain, dan akan menghasilkan proses kontraksi. Setelah kurang dari
satu detik, ion kalsium dipompa kembali ke dalam retikulum sarkoplasma oleh
pompa membran Ca++, dan ion-ion ini tetap disimpan dalam retikulum sarkoplasma
sampai potensial aksi otot yang baru datang lagi; pengeluaran ion kalsium dari
miofibril akan menyebabkan kontraksi otot terhenti.
(Guyton dan Hall, 2007)
Mekanisme umum Kontraksi Otot
Timbul dan berakhirnya
kontraksi otot terjadi dalam ururtasn tapah-tahap
berikut:
1.
Suatu potensial aksi berjalan
di sepanjang sebuah saraf motorik samapi ke ujungnya pada serabut otot.
2.
Di setiap ujuang, saraf
menyekresi substansi neurotransmitter, yaitu asetilkolin, dalam jumlah sedikit.
3.
Asetilkolin berkerja ada area
setempat pada membrane serabut otot 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 membrane serabut otot. Peristiwa ini akan menimbulkan suatu potensial
aksi pada membrane.
5.
Potensial aksi akan berjalan
di sepanjang membrane serabut otot dengan cara yang sama seperti potansial aksi
berjalan di sepanjang membran serabut saraf.
6.
Potensial aksi akan menimbulkan
depolarisasi membrane otot, dan banyak aliran listrik potensial aksi mengalir
melalui pusat serabuat otot. Di sini, potensial aksi menyebabkan reticulum
sarkoplasma melepaskan sejumlah besar ion kalsium, yang telah tersimpan di
dalam reticulum ini.
7.
Ion-ion kalsium menimbulkan
kekuatan menarik antara filament aktin dan myosin, yang menyebabkan kedua
filament tersebut bergesar satu sama lain, dan menghasilkan proses kontraksi.
8.
Setelah kurang dari 1 detik,
ion kalsium dipompa kembali ke dalam reticulum sarkoplasma oleh pompa membrane
Ca++, dan ion-ion ini tetap disimpan dalam reticulum sampai potansial aksi otot
yang baru dating lagi; pengeluaran ion kalsium dari myofibril akan menyebabkan
kontraksi otot terhenti.
(Guyton,
2008)
2.
Apakah serabut otot cepat dan serabut otot
lambat berhubungan ,jika iya,bagaimana mekanismenya?
Sebuah otot akan
berkontraksi sangat cepat bila kontraksi
penuh kira-kira 0,1
detik untuk rata-rata
bobot. Keadaan ini menyebabkan amplitudo
menjadi maksimal, dimana
dipengaruhi juga oleh voltase yang digunakan, tetapi bila
diberi beban kecepatan kontraksi menurun secara progesif dan amplitudo juga
menurun. Apabila beban meningkat sampai dengan kekuatan maksimum yang digunakan
otot tersebut, maka kecepatan kotraksinya menjadi nol dan tidak terjadi
kontraksi sama sekali, walaupun dilakukan pengaktifan pada serabut otot.
(Arthur Guyton , 1995)
1.
Perbedaan otot cepat
& otot lambat
Otot
cepat à lebih
besar, akibat adanya kontraksi yang lebih besar (adanya kandungan protein yg
besar)
lebih pucat (adanya myoglobin
lebih sedikit)
Jumlah
retikulum sarkoplasma yaitu cairan yg terdapat diantara myofibril (untuk
mempercepat kontraksi otot dgn cara melepaska ion ion kalsium) lebih banyak.
Cadangan lemah
lebih sedikit
Suplai darah
& mitokondria lebih sedikit karena tidak terlalu banyak melakukan reaksi
oksidatif
Otot
lambat à otot lebih
kecil, dipersarafi oleh saraf-saraf yg lebih kecil
Cadangan
lemak lebih banyak
(Arthur Guyton , 2008)
3.
Berapa jumlah ATP yang digunakan otot untuk
berkontraksi?
Katahanan otot sebagian besar
bergantung pada dukungan nutrisi terhadap otot, terlebih kandungan glikogen
yang tersimpan dalam otot sebelum periode latihan. Seorang yang diet tinggi
karbohidrat menyimpan lebih banyak glikogen dalam otot daripada seseorang yang
diet campuran maupun diet tinggi lemak
(Guyton, 1995).
Sistem metabolik bersifat sangat
penting untuk memahami batasan aktivitas fisik. Sistem ini adalah :
1.
Sistem
fosfagen
Sumber energi untuk kontraksi
otot adalah adenosin trifosfat (ATP). Yang memiliki rumus :
Adenosin-PO3-PO3-PO3-. Ikatan yang melekatkan dua fosfat radikal terakhir
adalah ikatan fosfat berenergi tinggi. Setiap ikatan menyimpan 7300 kalori
energi per mol ATP di bawah kondisi standar. Pemindahan fosfat pertama mengubah
ATP menjadi adenosin difosfat (ADP), dan pemindahan fosfat yang kedua mengubah
ADP menjadi adenosin monofosfat (AMP). Jumlah ATP di dalam otot hanya cukup
untuk mempertahankan daya otot yang maksimal kira-kira 3 detik.
Fosfokreatin (keratin fosfat)
adalah senyawa kimia yang mempunyai ikatan fosfat berenergi tinggi, dengan
rumus : kreatin -PO3-. Senyawa ini dapat dihancurkan menjadi keratin dan ion
fosfat, melepaskan energi dalam jumlah
besar. Kebanyakan sel otot mempunyai fosfokreatin 2 atau 4 kali lebih banyak
dibanding ATP. Gabungan dari sel ATP dan sel fosfokreatin disebut sistem energi
fosfagen, dapat menyediakan daya otot maksimal selama 8-10 detik.
2. Sistem Glikogen-asam laktat
Glikogen dalam otot dapat
dipecah menjadi glukosa. Tahap awal ini disebut glikolisis, tanpa oksigen
(metabolisme anaerobik). Molekul glukosa dipecah menjadi dua molekul asam
piruvat, dan energi dilepas untuk membentuk 4 molekul ATP. Asam piruvat masuk
ke mitokondria sel otot dan bereaksi dengan oksigen untuk membentuk lebih
banyak ATP. Bila terdapat oksigen yang cukup untuk melangsungkan kedua tahap
metabolisme glukosa ini, sebagian besar asam piruvat diubah menjadi asam
laktat, yang berdifusi keluar sel otot masuk ke cairan interstisial dan darah.
3.
Sistem Aerobik
Sistem aerobik berarti oksidasi
dari bahan makanan di dalam mitokondria untuk menghasilkan energi. Bahan
makanan tersebut yaitu glukosa, asam lemak, dan asam amino. Membandingkan suplai
energi dari mekanisme aerobik dengan suplai energi yang dihasilkan dari sistem
glikogen-asam laktat dan sistem fosfagen, kecepatan pembentukan daya maksimum
yang relatif dalam hal pembentukan ATP per menit sebagai berikut :
M
ATP/menit
Sistem fosfagen 4
Sistem glikogen-asam laktat 2,5
Sistem aerobik
1
(Guyton, 1995).
Terdapat tiga jalur biokimiayang
menyediakan ATP untuk kontraksi otot, yaitu
:
1. Pemindahan fosfat berenergi
tinggi dari keratin fosfat simpanan ke ADP, yang merypakan sumber pertama ATP
pada permulaan olahraga.
2. Fosforilasi oksidatif, yang
secara efisien mengekstrasi sejumlah besar ATP dari molekul nutrient jika
tersedia cukup O2 untuk menunjang sistem ini.
3. Glikolisis, yang dapat
mensintesis ATP walaupun tidak tersedia O2 tetapi menggunakan banyak glikogen
dan dalam prosesnya menghasilkan asam laktat.
(Sherwood, 2001)
Terdapat 3 jenis serat otot
rangka berdasarkan perbedaan dalam hidrolisis dan sintesis ATP sebagai berikut
:
1. Serat oksidatif-lambat (tipe
I)
2. Serat oksidatif-cepat (tipe
II)
3. Serat glikolifik-cepat (tipe
III)
Dua perbedaan utama antara
jenis-jenis serat serabut adalah kontraksi (lambat atau cepat) dan jenis
perangkat enzimatik yang terutama mereka gunakan untuk membentuk ATP.
Kontraksi kuat otot yang
berlangsung lama mengakibatkan keadaan yang dikenal sebagai kelelahan otot,
yang diakibatkan ketidakmampuan proses kontraksi dan metabolisme
serabut-serabut otot untuk melanjutkan suplai pengeluaran kerja yang sama.
Hambatan aliran darah yang menuju ke otot yang sedang berkontraksi mengakibatkan
kelelahan otot hampir sempurna dalam waktu kurang dari satu menit karena
kehilangan suplai gizi dengan nyata.
(Guyton, 1995)
Sistem energi yang digunakan dalam berbagai jenis olahraga,
antara lain :
·
Sistem fosfagen : lari cepat 100m, angkat berat,
menyelam, lari cepat dalam sepak bola.
·
Sistem fosfagen dan sistem glikogen-asam laktat : lari cepat 200m, basket, baseball,
lari cepat dalam hockey ice.
·
Sistem glikogen-asam laktat : lari cepat 400m, berenang 100m, tenis,
sepak bola.
·
Sistem glikogen-asam laktat dan sistem aerobik : lari cepat 800m, berenang 200m,
sepatu es 1500m, bertinju, mendayung 2000m, lari 1500m, lari 1mil, berenang
400m.
·
Sistem aerobik : bersepatu es 10.000m, cross country
skiing, marathon, jogging.
(Guyton, 1995)
Otot menggunakan sejumlah besar
lemak sebagai energi dalam bentuk asam lemak dan asam asetoasetat dan lebih
sedikit menggunakan protein dalam bentuk asam amino. Kebanyakan energi didapat
dari karbohidrat selama beberapa detik pertama kerja fisik, tetapi saat timbul
kelelahan, 60-80% energi lebih banyak didapat dari lemak daripada karbohidrat.
Jika tersedia glikogen otot dan glukosa darah, merupakan pilihan bahan energi
untuk aktivitas otot yang hebat.
Bersamaan dengan peningkatan
kekuatan otot akibat latihan, didapat perkiraan peningkatan persentasi massa
otot yang sebanding, disebut hipertrofi otot. Perubahan yang terjadi di serat
otot yang hipertrofi meliputi :
1. Peningkatan jumlah miofibril,
sebanding dengan derajat hipertrofi.
2. Peningkatan enzim-enzim
mitokondria sampai 120%.
3. Peningkatan komponen sistem
metabolism fosfagen, termasuk ATP dan fosfokreatin sebanyak 60-80%.
4. Peningkatan cadangan glikogen
50%.
5. Peningkatan cadangan
trigliserida 75-100%.
(Guyton, 1995)
4.
Karakteristik otot?
a.
KONTRAKTIBILITAS Þ kemampuan untuk memendek
b. EKSTENSIBILITAS Þ kemampuan untuk memanjang
c. ELASTISITAS Þ kemampuan untuk kembali ke
ukuran semula setelah memendek atau memanjang
5.
Jenis otot?
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)
6.
Komponen otot?
Anatomi Fisiologi Otot Rangka
Sebuah sel otot rangka,
yang dikenal sebagai serat otto, berukuran relatif besar, memanjang, dan
berbentuk seperti silinder dengan garis tengah berukuran 10-100 mikrometer dan
panjang sampai 750000 mikrometer. Sebuah otot rangka terdiri dari sejumlah
serat otot yang terletak sejajar satu sama lain dan disatukan oleh jaringan ikat.
Serat-serat
tersebut menjulur di
seluruh panjang otot. Selama perkembangan masa mudigah, serat-serat otot rangka
yang besar dibentuk melalui fusi banyak sel kecil; dengan demikian, salah satu
ciri menonjol adanya banyak nucleus di sebuah sel oto. Gambaran lain adalah
banyaknya mitokondria, organel penghasil energi, seperti yang dapat diduga
karena tingginya kebutuhan energi suatu jaringan seaktif otot rangka.
(Sherwood, 2001)
Ciri structural yang
paling menonjol pada serat otot rangaka adalah adanya
banyak myofibril. Unsur-unsur kontraktil
khusus ini, yang membentuk 80% dari
volume serat otot,
adalah struktur intrasel berbentuk silindris dengan garis tengah 1 mikrometer
yang terentang ke seluruh panjang serat otot. Setiap myofibril terdiri dari susunan
teratur unsure-unsur sitoskeleton yang sangat terorganisasi-filamen tebal dan
tipis. Filamen tebal, yang bergaris tengah 12-18nm dan panjang 1,6mikrometer,
adalah susunan khusus dari protein myosin, sedangkan filament tipis, yang
bergaris tengah 5-8nm dan panjang 1 mikrometer, keduanya teruatama dibentuk oleh
protein aktin.
Otot utuhàotot seratàmyofibrilàfilament tebal&tipis (myosin&aktin)
(Sherwood, 2001)
Aktin
Molekul aktin terdiri
dari dua jenis,yaitu (1) aktin-G,dan (2)aktif-F.Aktin-G merupakan protein
globular dengan berat molekul 42.000.Pada aktin-G terdapat tempat melekat molekul
lainnya,molekul myosin,tropomiosin,troponin I dan ATP. Aktin-F merupakan
protein fibrous yang berfungsi sebagai kerangka dari fllamen aktin.
Tropomiosin
Molekul tropomiosin
terdiri dari dua rantai helikx yang masin-masing mempunyai
berat molekul 35.000. Molekul ini berhubungan
dengan aktin-F,dan berjalan seperti spiral mengelilingi aktin-F. Dalam keadaan
istirahat molekul tropomiosin terletak pada bagian atas filament aktin yang
aktif.Hal inilah yang mencegah interaksi antara molekul aktin dan myosin
sehingga tidak terjadi kontraksi.
Troponin
Troponin terdiri atas 3
jenis protein,yaitu:
1.Troponin-T (TN-T)
2.Troponin-C (TN-C)
3.Troponin-I (TN-I)
Setiap troponin terikat
dengan tropomiosin kompleks.
Miosin
Filamen myosin terdiri
dari lebih 200 molekul myosin dengan berat molekul
480.000.Molekul myosin
terdiri dari 6 rantai polipeptida yang terdiri dari 2 rantai berat (heavy
chains) dan 4 rantai ringan (light chains). Rantai berat ini akan membentuk
kepala myosin (myosin head) yang akan berinteraksi dengan aktin, serta
melakukan hidrolisis ATP. Rantai ringan membentuk kepala myosin membantu
mengatur kontraksi otot.
(Guyton, 2008)
7.
Penyakit yang terjadi pada tulang dan otot?
Otot :
Cedera
Tulang :
RA
osteophorosis
Polio
Skoliosis , lordosis dan kifosis???
Normalnya gimana? Curvatura fisiolois
kemudian penjelasan patologinya???
8.
Macam macam gerak?
Jenis gerak otot :
Antagonis (berlawanan)
·
ekstensor - fleksor :
meluruskan - membengkokan
·
abduktor - adduktor : menjauhkan
- mendekatkan
·
depresor - elevator : ke
bawah - ke atas
·
supinator - pronator :
menengadah - menelungkup
Sinergis (bersamaan)
·
Otot pronator teres dan
pronator kuardratus pada lengan bawah.
9.
Jenis kontraksi otot?
1.
Kontraksi Isometric
Kontraksi isometric (iso berarti tetap, metric berarti jarak)
adalah kontraksi dimana otot-otot tidak memanjang atau memendek sehingga tidak
tampak suatu gerakan yang nyata tetapi didalam otot ada tegangan dan semua
tenaga yang dikeluarkan dalam otot akan diubah menjadi panas. Kontraksi
demikian disebut juga kontraksi statis (static contraction). Contoh gerakan
isometric, misalnya latihan mendorong tembok seolah hendak merobohkannya.
2. Kontraksi Isotonic
Kontraksi isotonic adalah tipe kontraksi yang disebabkan memanjang
atau memendeknya otot-otot. Dalam kontraksi ini tampak terjadi suatu gerakan
dalam anggota-anggota tubuh. Tipe kontraksi ini disebut juga dengan dynamic
contraction. Contohnya saat latihan menggunakan barbell.
3. Kontraksi Isokonetik
Kontraksi isokinetik juga bersifat konsentrik, artinya saat
berkontraksi otot memendek. Tetapi tyegangan yang timbul karena memendeknya
otot dengan kecepatan (kinetic) yang tetap adalah maksimal pada semua sudut
persendian. Kontraksi isokinetik ini banyak ditemui pada beberapa cabang
olahraga, misalnya gerakan lengan pada renang gaya bebas.
4. Kontraksi Eksentrik
Kontraksi eksentrik biasanya terjadi pemendekan atau panjang
otot tetap. Akan tetapi adakalanya ada perpanjangan otot pada waktu kontraksi
10.
Mengapa pada seseorang bisa terjadi kelelahan
otot?
Terdapat tiga jalur biokimiayang
menyediakan ATP untuk kontraksi otot, yaitu
:
1. Pemindahan fosfat berenergi
tinggi dari keratin fosfat simpanan ke ADP, yang merypakan sumber pertama ATP
pada permulaan olahraga.
2. Fosforilasi oksidatif, yang
secara efisien mengekstrasi sejumlah besar ATP dari molekul nutrient jika
tersedia cukup O2 untuk menunjang sistem ini.
3. Glikolisis, yang dapat
mensintesis ATP walaupun tidak tersedia O2 tetapi menggunakan banyak glikogen
dan dalam prosesnya menghasilkan asam laktat.
(Sherwood, 2001)
Terdapat 3 jenis serat otot
rangka berdasarkan perbedaan dalam hidrolisis dan sintesis ATP sebagai berikut
:
1. Serat oksidatif-lambat (tipe
I)
2. Serat oksidatif-cepat (tipe II)
3. Serat glikolifik-cepat (tipe
III)
Dua perbedaan utama antara
jenis-jenis serat serabut adalah kontraksi (lambat atau cepat) dan jenis
perangkat enzimatik yang terutama mereka gunakan untuk membentuk ATP.
Kontraksi kuat otot yang berlangsung lama
mengakibatkan keadaan yang dikenal sebagai kelelahan otot,
yang diakibatkan ketidakmampuan
proses kontraksi dan metabolisme serabut-serabut otot
untuk melanjutkan suplai pengeluaran kerja yang sama. Hambatan aliran darah
yang menuju ke otot yang sedang berkontraksi mengakibatkan kelelahan otot
hampir sempurna dalam waktu kurang dari satu menit karena kehilangan suplai gizi dengan
nyata.
(Guyton, 1995)
0 komen:
Posting Komentar