Muscle Physiology

(muskuloskeletal)

Muscle Tissue• Skeletal Muscle• Cardiac Muscle• Smooth Muscle

Skeletal Muscle

• Long cylindrical cells• Bbrp nucleus tiap

sel• Striated/bergaris• Voluntary/sadar• Rapid contractions

Cardiac Muscle

• sel bercabang• 1 or 2 nukleus per sel • Striated• Involuntary• Medium speed

contractions

Smooth Muscle

• Fusiform cells• 1 nukleus per sel• Nonstriated• Involuntary• Slow, wave-like

contractionsPenyusun organ visceral

Microanatomy of Skeletal Muscle

sel otot = serabut otot yg mengandungmyofibril

• Tiap serabut otot terdiri dari ribuan myofibril

• Tiap myofibril terdapat 1500 filamen meosin dan 3000 filamen aktin

• Tiap filamen meosin terdiri dari molekul meosin BM 33.200 dan molekul aktin BM 70.000

• Dengan mikroskup cahaya : nampak gambaran gelap terang kepadatan relatif dan ada bagian yang tumpah tindih dr aktin dan miosin

Pita cahaya I • Terdiri filamen aktin saja (nampak terang)• Sifat terhadap cahaya yg terpolarisasi

(berkas cahaya yg datang dipancarkan ke semua jurusan krn kepadatan sama)

I band

Pita A• Terletak dimana aktin dan meosin

tumpang tindih (shg nampak gelap)• Sifat anisotropik (cahaya dipancarkan

tdk merata)

A band

Sarkomer• Terbentuk oleh 2 garis Z (protein

nonkontraktil) atau sebuah pita A dan 2 belahan pita I

Sarkoplasma• Sitoplasma sel2 otot• Terdapat retikulum sarkopasma agranuler

Z line Z line

H band

Filamen meosinTediri 2 utas peptid yg satu sama lainnya saling melilit dalam suatu heliks yg ujungnya membntuk kepala.

Filamen aktinTerdiri 3 unsur : troponin, tropomeosin, aktin

• Active site : suatu molekul ADP dimana filamen meosin saling mengadakan interaksi dgn filamen aktin shg terjadi kontraksi otot

• Tropomeosin : merupakan protein yg akan “menutupi” active site shg tdk terjadi kontraksi

• Troponin : akan berikatan dgn Ca utk permulaan kontraksi

H Band

Ilustrasi sarkomer

Sarcomere Relaxed

Pita I nampak lebih lebar

Sarcomere Partially Contracted

Pita I lebih pendek

Sarcomere Completely Contracted

Kontraksi yg sempurna menyebabkan pita H tidak nampak, pita I pendek sekali

Ilustrasi relaksasi dan kontraksi otot

Terlihat bahwa filamen meosin tidak berubah, yg bergerak adalah aktin

Teori kontraksi otot:• Ion Ca akan aktifkan

filamen aktin• Kepala meosin akan

terikat pd active site filamen aktin, akan dihasilkan energi

• Kepala jadi miring ke pertengahan meosin (disebut power stroke)

• Kmdn secara otomatis kepala dilepaskan dr active site kembali tegak lurus

• Kmdn berikatan dgn active site berikutnya, kmdn miring (power stroke) sehingga filamen aktin bergerak

• Begitu seterusnya langkah demi langkah tarik filamen aktin ke pertengahan meosin

Binding Site Tropomyosin

Troponin

Ion Ca

Myosin

Neuromuscular Junction

Retikulum sarkoplama simpan Ca, mitokondria hasilkan ATP utk kontraksi

Mikroanatomi otot skelet

Asetilkolin dilepaskan dari ujung saraf motorik

Mekanisme umum kontraksi otot• Potensial aksi berjalan di

sepanjang saraf motorik sampai ujungnya pada saraf otot

• Pada setiap ujung saraf mensekresi neurotransmitter (y.i asetilkolin) dlm jumlah sedikit.

• Asetilkolin bekerja pd membran serabt otot dan akan membuka saluran bergerbang asetilkolin

• Terbukanya saluran asetilkolin memungkinkan ion Na mengalir ke bag. dalam membran serabut otot pada titik terminal saraf sehingga timbul potensial aksi dalm serabut otot.

• Potensial aksi berjalan di sepanjang membran serabut otot shg sbabkan retikulum sarkoplasma lepaskan ion Ca.

• ion Ca akan berikatan dgn troponin utk memulai terjadi kontraksi

• Kepala meosin berikatan dgn active site dan terjadi power stroke (lihat teori kontraksi !!)

• Setelah kurang dr 1 detik ion Ca dipompa ke dalam retikulum endoplasma (disimpan sampai potensial aksi yang baru datang lagi) sehingga kontraksi berhenti

Motor UnitAll the muscle cells controlled by one

nerve cell

Muscle Fatique/kelelahan otot

• Tidak adanya oksigen sehingga ATP yg dihasilkan sedikit

• Respirasi anaerob menyebabkan terbentuk asam laktat (terasa pegal)

Muscle Atrophy

• Mengecilnya ukuran otot • Dapat disebabkan karena : 1. Immobilization2. Loss of neural stimulation

Muscle Hypertrophy

• Peningkatan ukuran sel otot • Banyak kapiler • Banyak mitochondria• Dapat disebabkan karena :

– Sering latihan– Steroid hormones

Steroid Hormones

• Stimulate muscle growth and hypertrophy

Muscle Tonus

• Tightness of a muscle• Some fibers always contracted

Tetany

• Sustained contraction of a muscle• Result of a rapid succession of nerve

impulses

THE END