Fisiologi Muskuloskeletal 2, 2012

download Fisiologi Muskuloskeletal 2, 2012

of 26

description

fisiologi muskuloskletal

Transcript of Fisiologi Muskuloskeletal 2, 2012

FISIOLOGI MUSKULOSKELETAL 2

dr. Robitah AsfurDepartemen FisiologiFK.UMSUFISIOLOGI MUSKULOSKELETAL 2Otot menjadi komponen terbesar pd tubuh manusia dgn sifat : iritabilitas, konduktivitas, kontraktilitas dan elastisitas

Kontraktilitas ~ filamen kontraktil (aktin dan miosin)

Fungsi: pergerakan (alat gerak aktif) pemeliharaan postur tubuh produksi panas

Macam : otot rangka/lurik/skeletal muscle otot polos/visceral muscle otot jantung /cardiac muscle

Karakteristik dan Fungsi Otot1. Otot rangka : yang digunakan terutama untuk gerakkan volunter2. Otot polos : ditemukan didinding pembuluh darah, saluran udara, kandung kemih, rahim dan saluran pencernaan3. Otot jantungAda 3 Jenis Sel Otot :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 mengakibatkan 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.(Seeley, et al., 2004).

Otot mempunyai 4 fungsi utama yaitu :

Dlm sel otot tdp ratusan miofibril yg tersusun sejajar & homogen.

Miofibril miofilamen tebal (filamen miosin) dan tipis (filamen aktin) tersusun sejajar namun tidak homogen, memberikan gambaran pita gelap dan terang.

Pita gelap = pita A, ditempati filamen tebal dan tipis. Di bagian tengah pita A terdapat bagian agak terang (zona H) ditempati filamen tebal.

Pita terang (pita I) ditempati filamen tipis saja, ditengahnya terdapat garis tipis berbentuk Z (garis Z).

Bagian miofibril yg dibatasi 2 garis Z disebut sarkomer.

Struktur mikroskopis Sel Otot Skeletal

Filamen tebal tdr atas molekul-molekul miosin, merupakan batang pipih tersusun atas dua benang peptida saling berpilin, diujungnya terdapat 2 bulatan (bagian kepala), disebut jembatan silang miosin.

Suatu mol miosin terdiri dari meromiosin ringan (bagian tangkai) dan meromiosin berat (bagian leher dan kepala).

Pada bagian kepala mengandung enzim ATP-ase dan tempat perlekatan dengan aktin. ATPase ini akan menhidrolisis ATP ADP + Pi + Energi.

Pelepasan kepala miosin dari aktin juga memerlukan energi ATP. Bila tidak ada ATP baru, maka kepala miosin tidak dapat terlepas dari aktin.

Struktur Filamen tebal (filamen miosin)Setiap filamen tipis tersusun atas 2 filamen aktin (aktin F) saling terpilin membentuk spiral ganda, tropomiosin, dan troponin.

Molekul aktin berbentuk bulat (aktin G), asimetris, dan mengandung tempat perlekatan miosin (miosin binding site).

Tropomiosin berupa 2 benang berpilin ganda, terletak disisi luar antara benang aktin, fungsinya menutup tempat perlekatan miosin pada saat otot relaksasi.

Troponin merupakan kompleks 3 subunit: subunit T melekat erat pada tropomiosin, subunit C berfungsi mengikat Ca2+, dan subunit I berfungsi menghambat interaksi antara aktin dan miosin.

Setiap molekul tropomiosin menutupi 7 molekul aktin G, akan dibatasi oleh 1 kompleks troponin.

Struktur Filamen tipis (filamen Aktin)

Otot berkontraksi bila filamen tipis (aktin) digeser oleh jembatan silang miosin.Kontraksi otot dimulai dari datangnya impuls pada sel otot yang dirambatkan pada sarkolemma.Impuls yang merambat sampai tubulus T akan merangsang dilepaskannya Ion Ca (Ca2+) dari RS ke dalam sarkoplasma. Ca2+ ditangkap oleh troponin sub-unit TnC.Tropomiosin bergeser, sehingga tempat lekat miosin pada aktin terbuka.Terbukanya tempat lekat miosin pada aktin, menyebabkan interaksi jembatan silang miosin dengan aktin aktomiosin.

Teori Pergeseran Filamen (Sliding Filament Theory)Dengan menggunakan energi ATP, kepala miosin (jembatan silang miosin) mengangguk sampai sekitar 90 derajat, sehingga menggeser satu aktin G

Bila ada ATP baru masuk ke jembatan silang miosin, maka kepala miosin terlepas dari aktin G pertama dan melekat pada aktin G kedua, kepala miosin mengangguk lagi ATP baru masuk jembatan silang terlepas miosin melekat pada aktin G ketiga mengangguk, begitu berulang-ulang, sehingga filamen aktin bergeser ke tengah sarkomer otot berkontraksi.

Bila impuls berhenti, maka Ca2+ ditarik masuk ke RS lagi, aktin bergeser ke posisi istirahat otot relaksasi tropomiosin kembali menutup tempat lekat miosin pd aktin.

Kontraksi tunggal = satu bentuk kontraksi otot akibat dari 1 stimulus yang dikenakan pada otot. Kurva kontraksi tunggal berbentuk kurva normal yg terdiri dari periode kontraksi dan periode relaksasi. Bila stimulus kedua diberikan pada otot setelah otot relaksasi, maka akan terjadi kontraksi tunggal kedua.

Kontraksi sumasi = satu bentuk kontraksi otot yang dihasilkan dari pemberian >1stimulus kepada otot, dimana stimulus kedua diberikan pada periode relaksasi. Stimulus kedua ini akan menghasilkan puncak kontraksi kedua di atas puncak kontraksi pertama.

Kontraksi tetanus = suatu bentuk kontraksi otot terus menerus yang dihasilkan dari pemberian stimuli dengan sangat cepat sehingga otot tidak ada kesempatan relaksasi di antara dua stimuli.

Treppe atau Stair-case phenomenon = fenomena dimana kemampuan kontraksi otot yang semakin meningkat akibat dari pemberian stimuli satu-dua kali per detik dengan kekuatan stimuli yang konstan.

Otot polos M. Unit memiliki sifat gabungan antara otot lurik dan otot polos S. Unit. memiliki unit-unit yg terpisah ~ spt unit motor otot lurik/skeletal bersifat neurogenik respon kontraktil potensial depolarisasi bertingkat kekuatan kontraksi dipengaruhi jmlh unit yang terstimulasi, kecepatan stimulasi dan hormon+obat yg bersirkulasi

Contoh: dinding pemb.darah besar, otot lensa, otot iris, sal. Udara besar paru, dan otot folikel rambut.

Otot Polos Unit Jamak (Multiple Unit)otot polos visceral mempunyai sistem electrical junction ~ unit kelistrikan dan mekanik (sinsitium fungsional) aktivitas miogenik self excitable ~ saraf otonom) potensial istirahat tdk konstan

Otot Polos Unit Tunggal (Single Unit)

Mekanisme kontraksi otot polos mirip seperti pada otot rangka (pergeseran filamen). Perbedaannya terletak pada mekanisme pengaturan kontraksi oleh Ca2+. Pada otot rangka aktin diatur oleh interaksi Ca2+ dengan troponin, pada otot polos aktin diatur oleh interaksi Ca2+ dgn kalmodulin.

Kompleks kalmodulin-Ca2+ mengaktifkan miosin rantai ringan kinase untuk memfosforilasi rantai ringan miosin.

Rantai ringan miosin yang telah difoforilasi ini akan memulai siklus jembatan silang sampai terjadi kontraksi.

Siklus jembatan silang miosin ini akan tetap berlangsung selama Ca2+ masih tersedia dalam mioplasma.

Bila Ca2+ ditarik ke RS dan ke CES, maka otot akan mengalami relaksasi.

Kontraksi otot Polos

ATP, fosfokreatin, fosforilarginin, fosforiltaurosiamin, fosforilglikosianin, dan fosforilambrisin menjadi sumber energi pd kontraksi otot.

Fosfokreatin + ADP (kreatin fosfokinase) Kreatin + ATP

Glukosa -------- > C3H6O3 + energi u/ resintesis fosfokreatin

Jk As. Laktat, ADP, AMP meningkat, maka:2 ADP (miokinase + Mg2+ ) ATP + AMP

Peranan ATP dan Fosfagen Pada Kontraksi OtotMemiliki sifat gabungan otot skeletal + otot polos memiliki electrical junction ~ diskus interkalaris Tubulus T lebih luas dari otot skeletal self excitable ~ saraf otonom potensial aksi durasi puncak potensial panjang sblm repolarisasi

Question: Mengapa Otot Jantung Tdk Mudah Lelah????? (krn memiliki periode refraktori yg lebih panjang dibandingkan pd otot yang lain = duration of refracter period is similar with contraction period).

Otot JantungSifat kontraksi sel otot >< kontraksi ototSel otot rangka dan sel otot jantung berkontraksi menurut prinsip all or none (~ stimulus batas ambang dan atas ambang), sedangkan kontraksi otot tidak mengikuti all or none . ???? pd sel otot makin kuat stimulus kekuatan kontraksi tetap, but pd otot makin kuat stimulus makin kuat kontraksinya.

(stimulus bawah ambang dpt menyebabkan kontraksi jika diberi berkali-kali/penjumlahan stimulus/sumasi).

Macam-macam kontraksi OtotKontraksi tunggal (single contraction= twitch contraction))Kontraksi sumasi (penjumlahan kontraksi)Tetanus tidak sempurna.Tetanus sempurna.Stair-case phenomenon = treppeFatigueKontraksi IsotonikKontraksi Isometrik

Sifat dan Macam-macam Kontraksi

TERIMA KASIH