SISTEM MUSKULAR

FISIOLOGI VETERINER

FAKULTAS KEDOKTERAM HEWAN

This Photo by Unknown Author is licensed under CC BY-SA

PENDAHULUAN

• Elemen struktural dari jaringan otot adalah sel otot (bentuknya lonjong/memanjang → sabut otot) dan memiliki kemampuan berkontraksi

• Otot → bahasa yunani : sarkos

• Kemampuan kontraksi otot : kemampuan kerja untuk lokomosi, sekresi dari glandula, pergerakan darah melalui sistem kardiovaskuler, dan pergerakan material di dalam saluran pencernaan

FUNGSI OTOT

• Produce movement: Skeletal muscles for locomotion and manipulation, cardiac muscle responsible for moving blood throughout system, smooth muscles to squeeze and propel substances through hollow organs and tracts.

• Maintain posture: Some muscles are continuously activated to enable us to remain erect or seated.

• Stabilizing joints: Pull on bones to maintain articulating surfaces.

• Generating heat: Tissue most responsible for maintiang body temperature.

KARAKTERISTIK

• Excitability: Ability to receive and respond to a stimulus.

• Contractility: Ability to shorten forcibly when stimulated. Sets muscles apart from other tissues.

• Extensibility: Ability of muscle to be stretched or extended.

• Elasticity: Ability to return to original length after being stretched or after contracting

♦ Origin - closest to body or more stationary bone

♦ Insertion - more distal or mobile attachment

♦ Joint - flexible connection where two bones meet

♦ Flexor - muscle that bring bones closer together

♦ Extensor - muscle that move bones away from each other

♦ Flexor-extensors pairs are called antagonistic muscle group

Otot berikatan dengan tulang melalui TENDO

KLASIFIKASI JARINGAN OTOT

Otot polos

Otot skelet

Otot jantung

OTOT SKELET Disebut sebagai..

• OTOT BERGARIS/LURIK: memiliki garis-garis melintang gelap dan terang

• OTOT SKELET: berfungsi menggerakkan anggota gerak dan melekat pada tulang (skletal)

• VOLUNTARY MUSCLE: pergerakannya dapat dikendalikan secara sadar

Otot lurik

• Sabut otot:• Diameter 5-100 μm• Multiple nuclei (fusion of embryonic

mononucleated myoblasts (muscle cell precursors))

• Terdapat garis gelap-terang• Dibungkus sarkolema• Masing-masing diinervasi oleh satu

motor neuron• Kontraksi:

• Cepat, • kuat dan• biasanya dapat dikendalkan secara

sadar

• Gerakan merupakan hasil dari kontraksiotot lurik pada sendi yang bisabergerak/berpindah

PERGERAKAN TUBUH

STRUKTUR OTOT SKELET

• Sarkolema: plasma membran pembungkus sabut otot

• Endomisium : jaringan ikat pembungkus antar sabut otot → jar. Ikat kolagen longgar

• Perimisium : jaringan ikat pembukus fasikulus otot

• Epimisium: jaringan ikat pembungkus otot →jaringan ikat kolagen padat

OTOT SKELET

STRUKTUR OTOT SKELET

• Diskus I (zona terang) terpisah dengan diskusA (zona gelap)

• Z line berupa striasi padat dalam diskus I

• Sarkomer adalah unit kontraksi otot yang mengandung myofilamen antara Z line

Myofibri:

– Myofilamen halus (aktin)

– Myofilamen kasar (myosin)

• Diskus I hanya mengandung filamen tipis (aktin)

• Diskus A mengandung filamen tipis (aktin) dan filamen tebal (myosin)

• Filamen aktin mulai dari line Z hingga diskus A• Celah antara ujung filamen aktin di dalam

diskus A disebut diskus H

PROTEINS COMPOUND

Striated muscle filaments contain several proteins; the four main proteins are actin, tropomyosin, troponin, and myosin.

Thin filaments are composed of the first three proteins, whereas thick filaments consist primarily of myosin.

Myosin and actin together represent 55% of the total protein of striated muscle.

PROTEINS COMPOUND

Mekanisme umum kontraksi otot

1. Potensial Aksi menjalar sepanjang sarafmotorik hingga ke ujung serat otot, dan saraf tersebut mengeluarkan sejumlahkecil bahan neurotransmiter (Misal : Asetilkolin)

2. Asetilkolin bekerja pada suatu daerahmembran otot untuk membuka salurangerbang astilkolin, yang memungkinkanion Natrium mengalir ke dalam seratotot

Herlina Pratiwi, drh., M.Si 16

3. Potensial aksi berjalan di sepanjang membran serat otot, menyebabkan retikulum sarkoplasma membebaskan ion kalsium yang telah tersimpan di retikulum ke dalam miofibril

4. Ion kalsium memicu gaya-gaya tarik antara filamen aktin dan miosin, menyebabkan keduanya saling bergeser (sliding); ini adalah proses kontraksi

5. Setelah sepersekian detik ion kalsium dipompa kembali ke dalam retikulum sarkoplasma→kontraksi berhenti

Herlina Pratiwi, drh., M.Si 17

❑ Sarcoplasmic reticulumberupa jala sisterna dan tubulus yang terdapat sepanjang myofibril

❑ Kebanyakan tubulus teriorientasi longitudinal terhadap myofibril

❑ Tiap tubulus adalah invaginasi sarkolema yang merupakan bagian dari sistem tubulus tranversal (T tubular system)

KONTRAKSI• Selama kontraksi, diskus I memendek, dan diskus H

menghilang, dan terbentuk lah garis tebal yaitu M line di daerah diskus H

Jenis kontraksi

❑Isotonic - changes in muscle length while tension remains constant

❑Isometric - muscle length held constant during muscle contraction❑Concentric - muscle shortens❑Eccentric - muscle lengthens

Rel

aksa

siO

tot

❑Tidak ada potensial aksi

❑Asetilkolin mengalamidegradasiPompa Ca2+-ATPase mengembalikan Ca2+ kelateral sacs (SR)

❑Troponin-tropomyosin complex kembali pada posisi bloking

❑Actin and myosin tidaklagi berikatan

kontraksi

Relaksasi

MUSCLE CONTRACTION MECHANISM ??

Herlina Pratiwi, drh., M.Si 28

MACAM-MACAM SERABUT OTOT

• Secara makros, otot skelet tampak tidak homogen

• Perbedaan warna tampak jelas antar spesies dan antar otot di spesies yang sama

• Perbedaan warna mulai dari warna merah terang, merah sedang, hingga warna pucat

Berdasarkan karakteristik melalui teknik histochemical, ada 3 tipe serabut otot

Tipe I Tipe II

Tipe IIa Tipe IIb

kontraksi lambat, oksidatif

Kontraksi cepat, oksidatif-glikolitik

Kontraksi cepat, glikolitik

OTOT POLOS

o Small spindle shaped cells with one centrally located nucleus.

o Usually organized into sheets of closely apposed fibers.

o Lacks structured neuromuscular junctions, but have varicosities.

o Contraction: slow, synchronized because of gap junctions.

o May also have pacemaker cell.

o Contracts and relaxes more slowly than straited muscle.

o Uses less energy to produce tension.

o Slow to fatigue.

Disebut sebgai

• OTOT POLOS: tidak mempunyai garis-garis melintang

• INVOLUNTARY MUSCLE: kontraksi di luar kesadaran

• VISCERAL MUSCLE: pada umumnya terdapat pada dinding organ dalam

TIGA JENIS FILAMEN

• Thick myosin filaments♦ Longer than those in skeletal muscle

• Thin actin filaments♦ Lack troponin

• Intermediate filaments♦ Do not directly take part in muscle contraction♦ Cytoskeletal framework

• Otot polos berkontraksi lambat, namun konstraksi berlangsunglama sehingga tahan lelah

• Selama kontraksi, sel menjadimemendek, sehingga sel tampakmenebal dan terpluntir

• No T tubules, loose network of sarcoplasmic reticulum

• No myofibrils or sarcomeres, therefore nonstriated

• Thick filaments scattered throughout sarcoplasm

• Thin filaments attached to dense bodies - dense bodies firmlyattached to sarcolemma

• Smooth muscle lacks troponin• Uses calmodulin instead of

troponin• Adjacent smooth muscle cells are

bound together at dense bodies and transmit contractile forces from celL

• Connective tissue never unite to form tendons

PERBEDAAN STRUKTUR DENGAN OTOT LURIK

Stimulasiototpolos oleh Ca2+

Kontraksi ototpolos:

• Kalsium penting untuk aktivasi dan mempertahankan kontraksi otot polos

• Keluar masuk ion kalsium berkaitan dengan SER dan caveolae

KONTRAKSI OTOT POLOS

❑Single-unit smooth muscle orunitary smooth muscle -visceral smooth muscle▸ Electrically connected via gap junctions▸Myogenic with pacemakerpotentials

* Multi-unit smooth muscle▸ Not electrically linked▸ Selective activation of muscle fibers

▸ Neurogenic

Otot polos berdasarkan tipestimulus:

• Innervasi dilakukan oleh syaraf otonom

• Walaupun stimulasi saraf dapat menginisiasi kontraksi otot polos, namun tidak semua sel otot polos diinervasi

• Penyebaran eksitasi melalui nexi/nexuses (gap-junction), distorsi sel dapat ditransferkan ke sel terdekat

Multy unit fiber• Otot polos vaskular mempunyai innervasi yang tinggi,

nexi tidak teramati.

• Otot berkontraksi akibat stimulus neurotransmitter

SINGLE UNIT FIBER

• Otot polos visceral mempunyai innervasi lebih sedikit

• Otot polos ini memiliki kontraksi yang ritmis dan kekuatan teratur

• Terdapat pacemaker sel di massa jaringan otot polos

• Kontraksi otot polos dapatdistimulasi dan dihentikanmelalui hormon (contohpada GI tract, hormon saatestrus, kebuntingan dan kelahiran)

• Epinephrine memilikipengaruh ke otot polos

Terdapat pada:

• Ototo polos adalah komponen di dinding organ tubuler yang berperan dalam memberi tekananpergerakan organ

• Otot polos juga terdapat pada organ tidak berongga contoh di mata, kapsula lien dan limfoglandula

• Otot polos pada pembuluh darahberfungsi untuk menjaga tekanandarah

OTOT JANTUNG

Ada 6 ciri khusus pada otot jantung:

1. Serabut otot jantung memilikicabang

2. Jaringan ikat yang mengelilingi tiapserabut otot jantung tampakmenyolok

3. Nukleus sel otot jantung terletakditengah dan dikelilingi oleh zona sitoplasma tercat pucat yang disebutperinuclear halo/ halo perinukleus

4. Sitoplasma sel otot jantung mengandung myofilamen sehingga tampak striasi

5. Striasi tidak sejelas otot skelet6. Terdapat diskus interkalatus (pita tercat gelap, jelas

dan terorientasi melintang) sebagai batas akhir antar serabut otot jantung

Struktur mirip otot skelet namun kerjanya secara tidak sadar

• Memiliki diskus interkalatussebagai titik pertemuan dan perlekatan antara serabut ototjantung yang berdekatan

• Diskus interkalatus tersusun atasjunctional compleks antara diskus Z terakhir yaitu desmosom, gap junctions dan fasciae adhrentes

• Area dari kumpulan filamenmerupakan tempat terikatnyafilamen aktin denganplasmalemma

• Fascia adherentes mirip pada jaringan epitel namun irregulerdan diskontinu dan mengikat antarsel bersamaan secara mekanik• Desmosome adalah tempat

perlekatan antar sel• Sel otot jantung juga memiliki

nexi/gap junction

• Adanya sel pacemakermenyebabkan detak jantung yang dapat dimodifikasi dengan saraf autonom