(15April) Faal Otot Rangka DMS - Bu Nurfitri

FAAL OTOT RANGKA

Nurfitri Bustamam, SSi, MKes, MPdKed.

Learning objectives

1. Describe microanatomy of skeletal muscle fibers.

2. Explain the key steps of contraction & relaxation of skeletal muscle.

3. Identify the components of neuromuscular junction & summarize the events involved in the neural control of skeletal muscle.

4. Describe the mechanisms by which muscle fibers obtain the energy to power contraction.

5. Describe factors which influenced in muscle performance.

6. Explain peripheral & central motor control of body movement.

Nurfitri B 2

Nurfitri B 3

Jenis Otot Skelet Otot Polos O. Jantung

Lokasi Melekat pd

rangka

Saluran reproduksi,

cerna, napas &

vaskuler

Dinding

jantung

Pengendalian volunter involunter involunter

Kemampuan

Kontraksi

terkecil terbesar diantaranya

Kecepatan tercepat terlambat diantaranya

Nurfitri B 4

Nurfitri B 5

Nurfitri B 6

Nurfitri B 7

Kontraksi Otot Rangka

mendayung: attach-swivel-detach

Attach: - troponin mengikat Ca2+

- miosin menjadi charge

- ATPase aktif

Detach: kepala miosin ditempeli ATP

Fungsi ion Ca2+:

1. menarik tropomiosin ke lateral

2. membuat kepala miosin mjd charge

3. membuat ATPase mjd aktif

Nurfitri B 8

Kontraksi Otot Rangka

Nurfitri B 9

Relaksasi

1. Tidak ada lagi rangsang saraf

2. Tersedia cukup ATP untuk melepaskan ikatan aktin-miosin & memasukkan Ca2+ ke retikulum endoplasmik.

Nurfitri B 10

Nurfitri B 11

Nurfitri B 12

Nurfitri B 13

Mechanism I of contraction in

Smooth Muscle

Action Potential of Sceletal Muscle

Nurfitri B 14

Summation of Contraction

Nurfitri B 15

Action Potential of Cardiac Muscle

Nurfitri B 16

Can tetanus type of contraction occur in cardiac muscle?

Action potential in the plasma membrane of a skeletal muscle fiber is the signal that trigger contraction.

How action potential initiated?

Nurfitri B 17

Neuromuscular Junction

Nurfitri B 18

Nurfitri B 19

Nurfitri B 20

Nurfitri B 21

Sifat-sifat listrik otot rangka

1 sel otot rangka taat hukum All or None

1 berkas otot tdd byk serat otot & memiliki ambang berlainan, sehingga makin besar rangsang, makin besar jawaban (kontraksi yg ditimbulkan sampai batas tertentu).

Nurfitri B 22

Nurfitri B 23

Sumber Energi

Oxygen Debt

Setelah kerja berat butuh O2 untuk:

Asam laktat piruvat

Membentuk cadangan ATP

Resintesis fosfokreatin

Nurfitri B 24

Nurfitri B 25

Keadaan yg mempengaruhi fungsi otot

Kelelahan (fatigue):

Muscular: ATP & asam laktat

Neuromuscular: sintesis ACh

Central/psychological

Atrofi otot: sel otot mengecil, cad ATP, fosfoprotein, cad glikogen

disuse

denervation

Hipertofi otot

Kontraktur/kram kerja berat & mendadak atau di tempat dingin perlu pemanasan

Faktor yg mempengaruhi kekuatan kontraksi:

suhu

panjang awal

pembebanan

cara perangsangan (langsung/tdk langsung)

Nurfitri B 26

Nurfitri B 27

Pengaruh Panjang Awal Otot

Nurfitri B 28

Kontraksi Otot

Isometrik: kontraksi yang tidak menyebabkan pemendekan otot.

Isotonik: kontraksi yang menyebabkan pemendekan otot

Nurfitri B 29

REFLEX & VOLUNTARY CONTROL OF POSTURE & MOVEMENT

Nurfitri B 30

Nurfitri Bustamam 31

Reseptor Regang

Effect of various Conditions on Muscle Spindle discharge


Muscle Strecth Reflex

Golgi tendon organs


Inverse Strecth Reflex (Autogenic Inhibition)

Stimulus: regangan sangat kuat

Respons: relaksasi otot

Ambang reseptor golgi < ambang muscle spindle

Nurfitri B 38


Crossed Extensor Reflex Coupled With Withdrawal Reflex

Withdrawal reflex, which causes flexion of injured extremity to withdraw from painful stimulus

Crossed extensor reflex, which extends opposite limb to support full weight of body


Inervasi reciprocal: withdrawal reflex

Inervasi resiprokal: stimulasi suatu otot bersamaan dg inhibisi otot antagonisnya.

Withdrawal reflex (spinal reflex) dpt dipengaruhi oleh otak, misalnya rela ditusuk untuk diambil darah.


TONUS OTOT tahanan otot terhadap regangan

Tonus otot meningkat jika frekuensi impuls neuron motorik gama meningkat (hipertonus) dan menurun (hipotonus) jika tjd sebaliknya.

Jika kegiatan eksitasi formatio retikularis yg disalurkan melalui traktus retikulospinalis ke neuron motorik gama meningkat, tonus otot akan meningkat. Sebaliknya akan tjd jika kegiatan eksitasi formatio retikularis menurun.

Dalam keadaan hipertonus, refleks regang otot lebih mudah dibangkitkan (hiperefleksia) karena muscle spindle dalam keadaan peka. Dalam keadaan hipotonus, terjadi hiporefleksia.


Pengendalian Kegiatan Neuron Motorik Gama

Neuron motorik gama selalu mendapat impuls eksitasi/ inhibisi dari formatio retikularis di midbrain.

Impuls eksitasi utk mengatur kegiatan n.motorik gama dlm respons penyesuaian posisi tubuh terhadap gravitasi dan mengantisipasi panjang otot pada setiap tahap gerakan.

Impuls eksitasi tsb dihantarkan melalui tractus retikulospinalis & dikendalikan oleh impuls inhibisi dari korteks serebri.

Formatio retikularis mendapat asupan informasi dari serebelum, basal ganglia, dan korteks motorik serebri.

A characteristic of states in which increased motor neuron discharge is present is clonus (occurence of regular, repetitive, rhythmic contractions of a muscle subjected to sudden, maintained stretch).

Nurfitri B 45


Areas in the cat brain where stimulation produces fascilitation (plus sign) or inhibition (minus signs) of strecth reflexes

Keterangan:

1. Motor cortex

2. Basal ganglia

3. Cerebellum

4. Reticular inhibitory area

5. Reticular facilatory area

6. Vestibular nuclei


Peripheral motor control system


Informasi proprioseptif dari otot, tendo sendi dan reseptor dihantarkan mll traktus serebralis ke serebelum. Dg demikian serebelum setiap saat mendapat informasi mengenai perubahan panjang otot, tegangan (kontraksi) otot, posisi otot & sendi.

Informasi sensorik yg selalu berubah itu dipadukan serebelum dg informasi yg diperoleh dari korteks motorik & ganglia basalis utk menghasilkan asupan yg tepat utk formasio retikularis ke n. motorik gama. Dg demikian kepekaan muscle spindle & ambang berbagai refleks regang yg mendasari ketepatan gerak motorik dpt dikendalikan sesuai kebutuhan


Motor System

Lower Motor neuron (LMN):

- Neuron motor yg langsung menginervasi otot rangka. Kerusakan LMN menyebabkan paralisis flacid, atrofi otot, hypotonia, dan hyporeflexia /arefleksia

Upper Motor Neuron (UMN):

- neuron motor yg menginervasi LMN (neuron di traktus corticospinal yg menginervasi neuron motor di medula spinalis). Kerusakan UMN menyebabkan spasticity, hypertonia, hyperactive stretch reflexes, Babinski sign positive

Nurfitri B 50

Bentuk- bentuk gerakan

Gerakan volunter.

Penyesuaian sikap tubuh utk mendapatkan gerak yg stabil.

Koordinasi gerak berbagai otot untuk mendapatkan gerakan halus & tepat.

Pusat-pusat Motorik

Korteks serebri

Ganglia basal

Formatio retikularis

Serebelum

Medula spinalis

Gambaran di korteks motorik yg mempresentasikan otot-otot tertentu yg digerakan oleh bag. korteks tertentu homonkulus motorik

Motot unit: satu neuron motor + serat otot yg dipersarafi.

Nurfitri B 53

Control of Voluntary Movement


Nurfitri B 55

Ventral corticospinal tract & medial descending brain stem pathways (tectospinal, reticulospinal, vestibulospinal tracts) regulate proximal muscle & posture.

Lateral corticospinal & rubrospinal tracts control distal limb muscles for fine motor control & skilled voluntary movements.

Nurfitri B 57

Nurfitri B 58

Nurfitri B 59

Basal Ganglia

Caudate nucleus

Putamen

Globus pallidus

Subthalamic nucleus

Substansia nigra

Nurfitri B 60

Basal Ganglia Disease

Huntingtone Disease Parkinson

Loss of GABA-ergic pathway to globus pallidus hyperkinetic choreiform movement, speech become slurred & incomprehension, dementia progresif

Dopaminergic neuron & dopamine receptors are steady loss with age in basal ganglia

Nurfitri B 61

Nurfitri B 62

Documents

(15April) Faal Otot Rangka DMS - Bu Nurfitri