KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami sehingga tugas paper ini dapat terselesaikan. Makalah ini berisikan tentang informasi mengenai Sistem Syaraf Pusat (SSP) khususnya tentang sel otot dan mekanisme kerja sel otot.Ucapan Terima kasih kepada Dosen Pengampu untuk mata Kuliah Sistem Syaraf, ibu Drg. Nursiah. Kami menyadari bahwa paper ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak.

Akhir kata, kami sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah berperan serta dalam penyusunan makalah ini dari awal sampai akhir. Semoga Allah SWT senantiasa meridhai segala usaha kita. Amin.

Palembang, Februari 2015

PenulisSEL OTOT DAN MEKANISME KERJA SEL OTOTA. Definisi

Otot merupakan alat gerak aktif karena kemampuan berkontraksi. Otot memendek jika sedang berkontraksi dan memanjang jika berelaksasi. Kontraksi otot terjadi jika otot sedang melakukan kegiatan, sedangkan relaksasi otot terjadi jika otot sedang beristirahat.

B. Anatomi Sel otot

Secara makroskopis gumpalan otot memiliki ujung-ujung otot yang disebut tendon. Di antara dua tendon terdapat bagian pusat otot yang yang disebut belli.

Ujung otot (tendon) yang melekat pada tulang-tulang yang posisinya tetap atau sedikit bergerak saat otot berkontraksi disebut origo

Ujung otot (tendon) yang melekat pada tulang-tulang yang mengalami perubahan posisi saat otot berkontraksi disebut insersio.

C. Jenis Jenis Sel Otot

1. Sel Otot Lurik (Skeletal Muscle) Otot luriksering disebut juga otot rangka karena biasanya melekat pada rangka (tulang). Otot lurik merupakan alat gerak utama. Bergaris (Striated)

Sel-sel otot lurik berbentuk silinder memanjang dengan banyak inti yang terletak di bagian tepi sarkoplasmanya. Jika dilihat dengan mikroskop, otot ini tampak berlurik karena adanya daerah gelap dan daerah terang Otot lurik berkontraksi cepat dan kuat, tetapi cepat mengalami kelelahan. Otot lurik bekerja dikendalikan oleh kemauan kita (volunter).2. Sel otot Polos (Smooth Muscle) Protoplasmanya tersusun atas myofibril yang homogen licin Tidak mempunyai garis-garis melintang sehingga terlihat polos (Unstriated) Otot-otot ini terdapat di alat-alat viscera dalam seperti ventrikulus, usus, kandung kemih, pembuluh darah Otot polos berkontraksi lambat, tetapi tidak cepat lelah. Kerja otot polos di luar kemauan kita (involunter). Berbentuk pipih seperti dengan satu inti (mononukleus) terletak di tengah sel

3. Sel otot Jantung(Cardiac Muscle) Bentuknya menyerupai otot serat lintang Di dalam sel protoplsmanya terdapat serabut-serabut melintang yang bercabang-cabang Kerja otot polos di luar kemauan kita (involunter). Setiap sel berinti satu atau dua yang terletak di bagian tengah sarkoplasmanya Kontraksi otot jantung cepat, kuat, dan tidak mudah lelah. Kerja otot jantung juga di luar kemauan kita (involunter).

D. Macam Otot Berdasarkan Macam Gerakan yang Ditimbulkana) otot fleksor, yaitu otot yang menyebabkan gerak fleksi (menekuknya bagian tubuh), misalnya siku dan lutut;

b) otot ekstensor, yaitu otot yang menyebabkan gerak ekstensi (melu-rusnya bagian tubuh), misalnya siku dan lutut yang tadinya menekuk menjadi lurus kembali;

c) otot adduktor, yaitu otot yang menyebabkan gerak adduksi (gerak anggota tubuh mendekati sumbu tubuh);

d) otot abduktor, yaitu otot yang menyebabkan gerak abduksi (gerak anggota tubuh menjauhi sumbu tubuh);

e) otot rotator, yaitu adalah otot yang menyebabkan gerak rotasi (gerak memutar), contohnya gerakan kepala berputar ke kiri dan ke kanan;

f) otot supinator, yaitu otot yang menyebabkan gerak supinasi (gerak telapak tangan membuka);

g) otot pronator, yaitu otot yang menyebabkan gerak pronasi (gerak telapak tangan menelungkup);

h) otot depresor, yaitu otot yang menyebabkan gerak depresi, contohnya gerak turunnya rahang bawah pada saat mengunyah makanan;

i) otot elevator, yaitu otot yang menyebabkan gerak elevasi, contohnya gerak naiknya rahang bawah pada saat mengunyah makanan.

E. Fungsi Sel OtotOtot mempunyai 4 fungsi utama yaitu, kontraktilitas, eksitabilitas, ekstensibilitas dan elastisitas.1) Contractility (kontraktilitas) adalah kemampuan otot untuk memendek dengan kekuatan tertentu. Ketika otot berkontraksi, hal tersebut menyebabkan pergerakan struktur internal otot (filamen otot) dan akan menngakibatkan tekanan pada organ dan pembuluh darah.2) Excitability (eksitabilitas) adalah kemampuan otot untuk merespon stimulus, dimana umumnya otot, khususnya otot rangka berkontraksi sebagai akibat stimulasi oleh saraf. Otot polos dan jantung dapat berkontraksi tanpa stimulus luar, tetapi keduanya juga berkontraksi akibat stimulus saraf dan hormon.3) Extensibility (ekstensibilitas) adalah dapat meregang pada panjang tertentu dengan derajat tertentu.\4) Elasticity (elastisitas) adalah kemampuan otot untuk kembali ke kondisi semula setelah melakukan proses meregang.F. Mekanisme Kerja Sel OtotOtot tersusun atas dua macam filamen dasar, yaitu filament aktin filament miosin. Filamen aktin tipis dan filament miosin tebal. Kedua filamen ini menyusun miofibril. Miofibril menyusun serabut otot dan serabut otot menyusun satu otot.Panjang otot yang berkontraksi akan lebih pendek dari pada panjang awalnya saat otot sedang rileks. Pemendekkan dilihat sebagai konsekuensi dari pemendekan sarkomer.

Pada saat pemendekan berlangsung, panjang filament tebal dan tipis tetap dan tidak berubah (dengan melihat tetapnya lebar lurik A dan jarak disk Z sampai ujung Zona H) namun Lurik I dan Zona H mengalami reduksi yang sama besarnya. Hugh Huxley, Jean Hanson, Andrew Huxley dan R.Nierdergerke tahun 1954 menyarankan model pergeseran filament (Sliding Filament), yaitu gaya kontraksi otot dihasilkan oleh suatu proses yang membuat beberapa set filament tebal dan tipis dan dapat bergeser antar sesamanya.

Proses Kontraksi Otot RangkaPada tahun 1955, Hansen dan Huxly, mengemukakan teori sliding filaments (filamen yang bergeser) pada otot lurik. Mereka menyatakan bahwa saat otot kontraksi tidak terjadi pemendekan filamen, namun hanya pergeseran filamen-filamen. Melalui pengamatan dengan menggunakan mikroskop elektron dan difraksi sinar X, Hansen dan Huxly menemukan dua set filamen, yaitu aktin dan miosin. Aktin dan miosin tersebut bergeser sehingga otot dapat memendek dan memanjang saat otot berkontraksi dan berelaksasi. Filamen tersebut terdapat di dalam sarkomer. Sarkomer terdapat dalam sel otot. Jumlah filamen dalam satu sarkomer dapat mencapai ratusan hingga ribuan filamen, bergantung jenis ototnya. Filamen-filamen tersebut membangun 80% massa sarkomer. Transmisi impuls dari saraf ke otot rangka melalui sinapsis neuro muscular. Otot rangka diinervasi oleh serabut saraf yang bermielin yang asalnya sebagian besar dari medula spinata akhir dari saraf membuat hubungan dengan otot lewat sinapsis neuro muscular. Sinap akso muscarini terjadi penghantaran rangsang dari serabut saraf ke otot. Dimana neuro transmiternya berupa asetil kolin yang akan ditangkap oleh reseptornya pada membran sel otot. Kemudian akan timbul potensial aksi disepanjang membran otot yang akan menyebabkan kontraksi otot. Terdapat tubulus T(transverse tubulus) yang merupakan suatu kanal yang masuk ke sel otot, yang berada di samping miofibril. Potensial aksi pada membran sel otot akan mencapai miofibril melalui tubulus T. Disekitar miofibril terdapat retikulum sarkoplasmik yang mengitari miofibril. Ketika potensial aksi mencapai retikulum sarkoplasmik maka menyebabkan pompa Ca2+ dari retikulum sarkoplasmik ke miofibril. Miofibril tersusun dari komponen aktin dan miosin. Filamen aktin tanpa kehadiran kompleks tropomiosin-tropomin akan berikatan kuat dengan miosin jika ada magnesium dan ATP. Pada kenyataanya terdapat kompleks tropomin-tropomiosin yang menutup sisi aktif pada aktin sehingga tidak terjadi ikatan antara aktin dan miosin.Sebelum kontraksi dimulai kepala dari miosin berikatan dengan ATP. ATPase pada kepala miosin secara cepat akan memecah ATP menjadi ADP dan Pi. Pada tahap ini konformasi dari kepala miosin akan bergerak ke depan tegak lurus terhadap aktin, tanpa berikatan dengan aktin. Selanjutnya sekresi ion kalsium dari retikulum sarkoplasmik dalam jumlah besar sebagai respon dari potensial aksi. Ion kalsium akan berikatan dengan troponin, dimana troponin pada tahap selanjutnya akan menggerakkan tropomiosin menjauhi sisi aktif dari aktin. Kemudian kepala miosin akan berikatan dengan aktin pada sisi aktif itu. Ikatan antara kepala miosin dan sisi aktif aktin menyebabkan perubahan konformasi dari kepala miosin, menyebabkan kepala miosin menarik filamen aktin bergerak ke arah garis M. Terjadi overlaping antara filamen aktin yang menyebabkan pemendekan pada zona H dan zona I zona A tetap. Ketika kepala miosin bergerak miring menuju garis M terjadi pelepasan ADP and Pi. Hal ini akan menyediakan sisi ikatan baru untuk ATP. Ikatan ATP dengan kepala miosin akan menyebabkan lepasnya ikatan antara kepala miosin dengan aktin. Setelah kepala lepas dari aktin molekul ATP baru yang terikat tadi akan dipecah menjadi ADP dan Pi. Kemudian kepala miosin akan berikatan dengan sisi aktif aktin yang baru. Proses ini akan berlangsung lagi dan lagi sampai aktin tertarik sampai garis M.Bila tidak ada rangsangan, maka tidak ada pembebasan Ca2+, tidak ada perlekatan aktin myosin sehingga otot tetap beristirahat. Jembatan silang saling menganggur, dengan menggunakan energy dari pemecahan ATP, ADP dan Pi dibebaskan ke luar jembatan silang. Bila jembatan silang menerima ATP baru maka jembatan silang akan terlepas dari aktin, dan kembali ke posisi semula.

Filamen-filamen aktin terdiri dari suatu protein (BM= 43.000) yang berbentuk bola (globular) dan disebutaktin G.Molekul-molekul aktin G ini tersusun seperti untaian mutiara, bersama-sama membentuk suatu filament aktin F (serat), yang membentukdouble helixdengan suatu puntiran tiap 36 nm. Alur pilinan ganda ini merupakan struktur dasar dari filamen-filamen aktin.Protein-protein pengatur tertentu berikatan pada filament-filamen aktin. Protein-protein tersebut adalahtropomiosin(bergelung melingkar satu sama lain), merupakanmolekul protein dengan panjang 40 nm, terletak dalam alur yang terbentuk antara kedua untaian filamen aktin F. Protein lainnya adalahtroponinyang terletap pada kedua ujung tropomiosin. Ada 3 sub unit troponi:troponin I,troponin T, dan troponin Proses kontraksi Otot PolosKontraksi otot polos seperti pada otot rangka dan jantung, sangat tergantung pada konsentrasi Ca2+ interseluler. Perbedaannya terletak pada mekanisme pengaturan kontraksi oleh Ca2+ troponin, maka sebagai penggantinya, Ca2+ mengaktifkan otot polos dengan pengaturan rantai myosin (myosin-linked regulation). Myosin otot polos dapat berinteraksi dengan aktin jika myosin rantai ringan difosforilasi. Ion Ca2+ mengatur fosforilasi myosin rantai ringan secara tidak langsung dengan jalan berkombinasi dengan protein pengikat Ca2+ (kalmodulin). Kompleks kalmodulin- Ca2+ mengaktifkan myosin rantai ringan kinase, yang memfosforilasi myosin rantai ringan kemudian memulai kontraksi dan memelihara siklus jembatan silang terus berjalan selama Ca2+ masih tersedia. Karena system tubulus T yang terorganisasi seperti pada otot rangka tidak ada, dan reticulum sarkoplasma biasanya sangat kurang luas, maka hubungan eksitasi-kontraksi pada otot polos juga agak berbeda dengan otot rangka. Ion Ca2+ yang mengaktifkan kontraksi otot sebagian besar berasal dari cairan ekstraseluler, sedangkan dari reticulum sarkoplasma hanya sedikit. Depolarisasi pada sarkolema menyebabkan permeabilitasnya terhadap Ca2+ meningkat, sehingga Ca2+ berdifusi masuk ke sarkoplasma (mengikuti gradient konsentrasi) untuk memulai kontraksi. Kontraksi berakhir bila Ca2+ dikeluarkan dari sarkoplasma dengan memompa kembali Ca2+ keluar sel. Ada beberapa sel otot polos yang reticulum sarkoplasmanya membentuk tautan bercelah dengan sarkoplasmanya.Otot polos dapat diaktifkan secara spontan oleh saraf, hormone, dan pada beberapa kasus oleh regangan otot. semua sumber eksitasi aktif umumnya meningkatkan konsentrasi Ca2+ intraseluler.Peranan Ion Kalsium Dalam Kontraksi Otot RangkaSetiap ujung akson saraf motor akan berakhir pada sel otot. Persambungan (sinapsis) antara ujung akson dengan sel otot ini dikenal sebagai cawanujung motor atau persambunga saraf otot. Bila implus saraf sampai pada ujung akson saraf motor, ia akan memicu pembebasan asetilkolin, yaitu suatu neurontransmitter pada ujung prasinapsis saraf motor. Asetilkolin akan menyebar ke celah sinapsis, kemudian akan melekat pada reseptor yang terdapat pada membrane subsinapsis. Interaksi antara asetilkolin dengan reseptor yang menyebabkan peningkatan permeabillitas membrane sel otot (sarkolema). Depolarisasi ini akan dirambatkan sebagai implus sepanjang sarkolema. Implus yang melalui T tubulus akan menyebabkan ion Ca2+ yang tersimpan dalam reticulum sarkoplasma dibebaskan ke dalam sitoplasma. Ca2+ yang tersebar dalam sitoplasma tersebut kemudian melekat pada troponin (subunit TnC). Akibat dari melekatnya Ca2+ pada troponin ini, maka tropomiosin akan bergeser, sehingga tempat perlekatan myosin pada aktin terbuka. Dengan terbentuknya tempat perlekatan myosin ini maka jembatan silang myosin akan melekat pada aktin (terbentuk aktomiosin). Melalui siklus jembatan silang berkali-kali (50-100 kali), maka akan terjadilah proses kontraksi. Kontraksi akan berakhir apabila Ca2+ yang melekat pada troponin secara aktif ditarik kembali ke dalam reticulum sarkoplasma. Ca2+ dari troponin akan menyebabkan molekul tropomiosin menutup kembali semua tempat perlekatan myosin pada filament aktin, dan otot kembali relaksasi.

DAFTAR PUSTAKA

1. Ganong WF. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi 22. Jakarta :EGC, 20082. Guyton and Hall. Buku Ajar Fisiologi kedokteran. Edisi 12.Saunders. Elsevier. 2014

TUGAS paper

Perkuliahan ke-3 mengenai otot dan mekanisme kerja sel otot

Dibuat oleh:

Dewi Pujiana ( NIM. 04112681419027)

BKU : Fisiologi

Dosen Pengampu : Drg. Nursiah Nasution,M.Kes

Mata Kuliah : Sistem Syaraf Pusat

PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU BIOMEDIK

FAKULTAS KEDOKTERAN UNSRI

2015

Tugas Perkuliahan ke-3/sel otot dan mekanisme kerja otot/dewi pujiana/drg.Nursiah,M.Kes/Biomedik 2015Page 0