FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH...

53
FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK

Transcript of FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH...

Page 1: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

FISIOLOGI SEL & OTOT

OLEH:

NINING WIDYAH KUSNANIK

Page 2: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

SEL-SEL SEBAGAI SATUAN HIDUP TUBUH

� Dasar satuan hidup tubuh adalah sel, dantiap-tiap organ sebenarnya merupakankumpulan banyak sel yang tidak sama, yang bersama-sama digabungkan oleh strukturpenyokong intersel.

� Misalnya sel darah merah jumlahnya 25 trilyun, dan masih ada 50 trilyun sel lain dalam tubuh yang seluruhnya mengandungsekitar 75 trilyun sel.

Page 3: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

CAIRAN EKSTRASEL –LINGKUNGAN INTERNA

� 56% tubuh manusia dewasa adalah cairan.� Sebagian besar cairan terdapat di dalam sel yang

disebut cairan intrasel.� 1/3 cairan terletak di luar sel yang disebut cairanekstrasel.

� Semua kehidupan sel pada hakekatnya mempunyailingkungan yang sama, cairan ekstrasel seringdisebut lingkungan interna tubuh.

� Sel tubuh mampu untuk hidup, tumbuh, danmelakukan fungsi-fungsi khususnya selama tersediakonsentrasi oksigen, glukosa, berbagai ion, asamamino, dan asam lemak yang sesuai dalamlingkungan interna.

Page 4: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Perbedaan Antara CairanEkstrasel dan Intrasel

� Cairan ekstrasel mengandung ion natrium, klorida, dan bikarbonat dalam jumlah besar, serta zat giziuntuk sel seperti oksigen, glukosa, asam lemak, asam amino.

� Cairan ekstrasel juga mengandung karbondioksidayang ditranspor dari sel ke paru-paru untukdiekskresikan, dan produk sel lain yang ditranspor keginjal untuk dieksresikan.

� Cairan intrasel mengandung ion kalium, magnesium, dan fosfat dalam jumlah besar sebagaiganti ion natrium dan klorida yang ditemukan dalamcairan ekstrasel.

Page 5: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

HOMEOSTASIS

� Homeostasis: memperlihatkan keadaanstatik atau konstan dalam lingkungan interna.

� Pada hakekatnya semua organ dan jaringantubuh melakukan fungsi yang membantumempertahankan keadaan konstan.

� Misalnya paru-paru menyediakan oksigen kecairan ekstrasel untuk mengganti secarakontinyu oksigen yang digunakan sel; ginjalmempertahankan konsentrasi ion yang konstan; usus menyediakan zat gizi.

Page 6: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Pengaturan Fungsi Tubuh

� Sistem Saraf

- Sistem saraf terdiri dari tiga bagian besar: bagiansensoris, susunan saraf pusat (bagian integrasi) danbagian motoris.

- Reseptor sensoris mengenali keadaan tubuh ataukeadaan sekitarnya.

- Misalnya reseptor yang terdapat di seluruh kulitmemberitahu seseorang setiap kali suatu obyekmenyertainya pada satu titik. Mata adalah organ sensoris yang memberikan bayangan visual daerahsekitarnya. Telinga juga merupakan organ sensoris.

Page 7: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Pengaturan Fungsi Tubuh- Susunan saraf pusat terdiri dari otak dan medula

spinalis.- Otak dapat menyimpan keterangan, membentuk

pemikiran, menciptakan keinginan, dan menentukanreaksi-reaksi yang harus dilakukan tubuh sebagairespon atau penginderaan.

- Isyarat-isyarat yang sesuai kemudian disalurkan kebagian motoris sistem saraf untuk melaksanakankeinginan seseorang.

- Sebagian besar sistem saraf adalah sistem otonom. Sistem ini bekerja di bawah kesadaran danmengendalikan banyak fungsi organ-organ dalam, termasuk kerja jantung, pergerakan saluranpencernaan, dan sekresi berbagai kelenjar.

Page 8: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Pengaturan Fungsi Tubuh

� Sistem Pengaturan Hormon- Tubuh terdapat 8 kelenjar endokrin utama yang

mensekresi zat kimia yang dinamakan hormon.- Hormon ditranspor dalam cairan ekstrasel ke seluruh

bagian tubuh untuk membantu mengatur fungsi.- Misalnya hormon tiroid meningkatkan kecepatan

hampir semua reaksi-reaksi kimia dalam semua sel. Dengan cara ini hormon tiroid membantu mengaturaktivitas tubuh. Juga insulin mengendalikanmetabolisme glukosa, hormon korteks adrenal mengendalikan metabolisme ion dan protein, danhormon paratiroid mengendalikan metabolismetulang.

Page 9: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Pengaturan Fungsi Tubuh

� Hormon adalah suatu sistempengaturan yang melengkapi sistemsaraf.

� Sistem saraf pada umumnyamengatur kecepatan aktivitas otot dansekresi dalam tubuh.

� Sistem hormon terutama mengaturfungsi metabolisme.

Page 10: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

SEL DAN FUNGSINYA

� Dua bagian utama sel adalah inti dansitoplasma.

� Inti dipisahkan dari sitoplasma olehmembran inti, dan sitoplasma dipisahkandari cairan sekitarnya oleh membran sel.

� Berbagai zat yang membentuk sel secarakeseluruhan dinamakan protoplasma.

� Protoplasma terdiri atas lima senyawa dasar: air, elektrolit, protein, lipid, dankarbohidrat.

Page 11: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Struktur Fisik Sel

� Sel bukan hanya merupakan suatu kantongcairan, enzim dan zat kimia, namun jugamengandung struktur fisik yang sangatterorganisasi yang disebut organel.

� Misalnya tanpa salah satu organel‘mitokondria’ >95% energi yang disediakansel akan terhenti dengan segera.

� Beberapa organel sel yang penting adalahmembran sel, membran inti, retikulumendoplasma, mitokondria, dan lisosom.

Page 12: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Gambar Struktur Sel

Page 13: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Struktur Membran Sel

� Pada hakekatnya semua struktur fisik sel dibatasioleh membran yang terutama terdiri dari lipid danprotein.

� Lipid merupakan suatu sawar yang mencegahgerakan bebas air dan senyawa larut air dari saturuangan sel ke lainnya.

� Sedangkan molekul protein memotong kontinuitassawar lipid sehingga memberikan jalan untuklewatnya berbagai senyawa melalui membran inti.

� Berbagai membran meliputi: membran sel, membraninti, membran retikulum endoplasma, dan membranmitokondria, lisosom, kompleks Golgi, dsb.

Page 14: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Struktur Membran Sel� Membran Sel

- Membran sel yang meliputi seluruh sel, merupakanstruktur elastis yang sangat tipis.

- Membran sel seluruhnya terdiri dari protein dan lipid (55% protein, 25% fosfolipid, 13% kolesterol, 4% lipid lain, dan 3% karbohidrat).

� Sawar Lipid Membran Sel

- Struktur dasar membran sel adalah lipid berlapisganda yang merupakan selaput tipis lipid.Lipidberlapis ganda adalah lipid cairan, bukan padat yang terdiri dari fosfolipid dan kolesterol.

Page 15: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Gambar Struktur Membran Sel

Page 16: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Struktur Membran Sel

� Protein Membran Sel- Massa globulin yang terapung pada lipid

berlapis ganda merupakan protein sel yang sebagian besar adalah glikoprotein.

- Terdapat dua jenis protein: protein integralyang menonjol ke dalam sel dan protein perifer yang hanya melekat pada permukaanmembran dan tidak menembus membran.

- Sebagian dari protein integral bekerja sebagaienzim, sedangkan protein perifer hampirseluruhnya berfungsi sebagai enzim.

Page 17: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Struktur Membran Sel� Karbohidrat Membran

- Terdapat pada bagian luar membran, merupakanbagian ‘gliko’ dari glikoprotein yang menonjol.

- Berfungsi sebagai reseptor untuk mengikat hormonseperti insulin yang merangsang aktivitas spesifikdalam sel.

� Membran Inti

- Merupakan dua membran yang satu mengelilingilainnya dan diantaranya terdapat ruangan lebar.

- Tiap membran hampir identik dengan membran sel, mempunyai struktur dasar lipid berlapis gandadengan protein globular terapung pada cairan lipid.

Page 18: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Struktur Membran Sel

� Retikulum Endoplasma

- Sitoplasma mengandung struktur berupa jala-jalakontinyu yang membentuk membran lipid berlapisganda – protein yang dinamakan retikulumendoplasma.

� Ribosom dan Retikulum Granular

- Banyak partikel granular kecil yang melekat padapermukaan luar retikulum endoplasma yang disebutribosom. Bila terdapat ribosom retikulum seringdisebut retikulum endoplasma granular. Ribosomterdiri dari asam ribonukleat yang berfungsi dalamsintesis protein dalam sel.

Page 19: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Struktur Membran Sel

� Retikulum Endoplasma Agranular

- Bagian retikulum endoplasma yang tidak berkaitandengan ribosom dinamakan retikulum endoplasmaagranular atau halus; yang berfungsi untuk sintesiszat lipid dan pada banyak proses enzimatik sel.

� Kompleks Golgi

- Mempunyai membran yang sama dengan retikulumendoplasma agranular, biasanya terdiri dari empatatau lebih tumpukan lapisan vesikel yang tipis danrata dan terletak dekat nukleus. Kompleks ini lebihmenonjol dalam sel sekresi yang terletak pada sisi seltempat senyawa sekresi yang akan didorong keluar.

Page 20: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Sitoplasma dan Organelnya

� Sitoplasma terisi oleh partikel dan organel kecil danbesar yang tersebar. Bagian cairan yang jernih darisitoplasma disebut hialoplasma yang mengandungprotein yang terlarut, elektrolit, glukosa, dan dalamjumlah sedikit fosfolipid, kolesterol, dan asam lemakteresterifikasi.

� Diantara partikel-partikel besar yang tersebar dalamsitoplasma adalah butir-butir lemak netral, granulaglikogen, ribosom, granula sekresi, dan dua organelyang sangat penting yaitu mitokondria danlisosom

Page 21: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Sitoplasma dan Organelnya� Mitokondria

- Mitokondria dinamakan ‘pusat tenaga’ bagi selkarena menyaring energi dari zat gizi dan oksigendan selanjutnya menyediakan sebagian besar energiyang diperlukan semua bagian sel untuk melakukanfungsi sel.

- Jumlah mitokondria dalam setiap sel berbeda daribeberapa puluh sampai beribu-ribu tergantung padajumlah energi yang diperlukan oleh setiap sel.

- Mitokondria dikonsentrasikan pada bagian sel yang bertanggungjawab atas sebagian besar metabolismeenerginya.

Page 22: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Sitoplasma dan Organelnya

- Mitokondria terdiri dari dua lapisan membran lipid dua lapis-protein: membran luar dan membrandalam.

- Banyak lipatan ke dalam pada membran dalammembentuk rak tempat melekat enzim-enzimoksidatik sel.

- Rongga dalam mitokondria terisi oleh matriks agar-agar yang mengandung banyak enzim terlarut yang penting untuk menyaring energi dari zat gizi.

- Enzim ini bekerja dalam hubungannya dengan rakuntuk menyebabkan oksidasi zat gizi, karena itumembentuk karbondioksida dan air.

Page 23: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Sitoplasma dan Organelnya- Energi yang dilepaskan digunakan untuk sintesis zat-

zat berenergi tinggi yang dinamakan adenosintrifosfat (ATP) yang kemudian ditranspor ke luarmitokondria dan berdifusi ke seluruh sel untukmelepaskan energinya bilamana diperlukan untukmelakukan fungsi sel.

- Mitokondria mengadakan replikasi sendiri, berartibahwa satu mitokondria dapat membentukmitokondria kedua, ketiga dst bilamana dibutuhkandalam sel untuk menambah jumlah ATP.

Page 24: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

SERABUT OTOT RANGKA� 40% tubuh terdiri atas otot rangka dan 5-

10% lainnya otot polos atau otot jantung.

� Serabut otot rangka dalam tubuh dibentukdari sejumlah serabut-serabut otot dengandiameter 10-80 mikron.

� Sebaliknya masing-masing serat ini terdiridari banyak sub unit yang lebih kecil.

Page 25: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

SARKOLEMA

� Sarkolema adalah membran sel serabut otot, akantetapi sarkolema terdiri atas membran sel yang asliyaitu membran plasma dan satu lapisan tipispolisakarida yang sama dengan lapisanmembran basalis di sekitar kapiler-kapiler darah, fibril kolagen yang tipis juga terdapat pada lapisanluar sarkolema.

� Pada ujung-ujung serabut otot, lapisan permukaansarkolema ini bersatu dengan serabut-serabut tendo, yang selanjutnya terkumpul dalam berkas yang membentuk tendo otot, dan kemudian melekatpada tulang.

Page 26: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Miofibril; Filamen Aktin danMiosin

� Tiap-tiap serabut otot mengandung beratus-ratusdan beberapa ribu miofibril.

� Tiap miofibril terletak berdampingan sekitar 1500 filamen miosin dan 3000 filamen aktin yang merupakan molekul protein polimer besar yang bertanggung jawab untuk kontraksi otot.

� Filamen yang tebal adalah miosin dan filamen tipisadalah aktin.

� Filamen aktin dan miosin sebagian saling bertautandan menyebabkan miofibril secara bergantianmempunyai pita terang dan gelap.

Page 27: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Miofibril; Filamen Aktin danMiosin

� Pita-pita terang yang hanya mengandung filamenaktin disebut Pita I.

� Pita-pita gelap yang mengandung filamen miosinserta ujung-ujung filamen aktin tempat ujung-ujungini tumpang tindih dengan miosin disebut Pita A.

� Penonjolan kecil dari sisi filamen miosin disebutjembatan penyeberang, yang menonjol daripermukaan sepanjang filamen miosin kecuali bagiantengahnya.

� Terdapat interaksi antara jembatan penyeberang danfilamen aktin yang menyebabkan kontraksi.

Page 28: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Miofibril; Filamen Aktin danMiosin

� Filamen aktin melekat pada garis yang disebutmembran Zat atau cakram Z, dan filamen meluaspada sisi-sisi membran Z untuk saling bertautandengan filamen miosin.

� Membran Z juga berjalan dari miofibril ke miofibril, melekatkan miofibril satu sama lainnya melaluiserabut otot.

� Bagian miofibril (seluruh serabut otot) yang terletakantara dua membran Z yang berurutan disebutsarkomer, yang dapat menimbulkan daya kontraksiyang terbesar.

Page 29: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

SARKOPLASMA

� Miofibril dalam serabut otot terpendam dalam matriksyang disebut sarkoplasma, terdiri atas unsur-unsurumum intrasel.

� Cairan sarkoplasma mengandung kalium, magnesium, fosfat, enzim protein dalam jumlahbesar. Juga terdapat mitokondria dalam jumlahbanyak yang terletak antara dan sejajar denganmiofribril, suatu keadaan yang menunjukkankebutuhan besar miofibril yang kontraktil akan ATPyang banyak sekali dibentuk oleh mitokondria.

Page 30: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem
Page 31: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Retikulum Sarkoplasma

� Dalam sarkoplasma juga terdapat banyakretikulum endoplasma, yang dalam serabutotot disebut retikulum sarkoplasma.

� Jenis otot yang yang mempunyai kontraksilebih cepat mempunyai retikulumsarkoplasma yang banyak, menunjukkanbahwa struktur ini penting dalammenyebabkan kontraksi otot yang cepat.

Page 32: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Mekanisme Molekular Kontraksi Otot

� Mekanisme “Sliding” padaKontraksi.

� Keadaan sarkomer yang relaksasi (atas) dan keadaankontraksi (bawah).

� Pada keadaan relaksasi, ujung-ujung filamen aktinyang berasal dari duamembran Z yang berurutansatu sama lain hampir tidaktumpang tindih, sedangkanpada saat yang sama filamenmiosin mengadakantumpang tindih sempurna.

Page 33: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Mekanisme Molekular Kontraksi Otot

� Sebaliknya pada keadaan kontraksi, filamen-filamenaktin ini tertarik ke dalam di antara filamen miosinsehingga satu sama lain tumpang tindih.

� Membran Z juga tertarik oleh filamen aktin sampai keujung-ujung filamen miosin.

� Filamen aktin dapat ditarik bersama-sama demikiankuatnya sehingga ujung-ujung filamen miosinsebenarnya melengkung waktu kontraksi yang sangatkuat.

� Jadi kontraksi oto terjadi karena mekanisme “Sliding Filamen”

Page 34: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Sifat Molekular Filamen-FilamenKontraktil� Filamen Miosin - Filamen miosin terdiri dari

200 molekul miosin denganberat masing-masingmolekul 490.000.

- Bagian A melukiskan masing-masing molekul.

- Bagian B melukiskansusunan susunan molekul-molekul untuk membentukfilamen miosin sertainteraksinya dengan duafilamen aktin.

Page 35: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Filamen Miosin

� Molekul misoin terdiri atas dua bagian: meromiosinringan dan meromiosin berat.

� Meromiosin ringan terdiri atas dua utas peptida yang satu sama lainnya saling melilit dalam suatu heliks.

� Meromisoin berat terdiri atas dua bagian yaitu helikskembar yang sama seperti pada meromiosin ringandan, kepala yang terletak pada ujung heliks kembar.

� Kepala itu sendiri terdiri atas dua massa protein globular.

Page 36: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Filamen Miosin

� Molekul miosin sangat fleksibel pada dua tempat, perbatasan antara meromiosin ringan danmeromiosin berat serta antara bedan meromiosinberat dan kepala. Kedua daerah tersebut dinamakanengsel.

� Badan filamen miosin terdiri dari utas meromiosinringan yang sejajar.

� Bagian meromiosin berat dari molekul miosinmenonjol dari semua sisi filamen miosin.

� Penonjolan tersebut membentuk jembatan-penyeberang.

Page 37: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Filamen Miosin

� Kepala jembatan-penyeberang terletak aposisidengan filamen aktin, sedangkan bagian batangjembatan-penyeberang bertindak sebagai lenganyang memungkinkan kepala meluas jauh ke luar daribadan filamen miosin atau terletak dekat denganbadan.

� Lengan jembatan-penyeberang menyebar ke arahkedua ujung filamen dan menjauhi pusat filamen.

� Panjang total filamen miosin 1,6 mikron, dan 200 molekul miosin memungkinkan pembentukan 100 pasang jembatan-penyeberang; 50 pasang pada tiapujung filamen miosin.

Page 38: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Filamen Aktin

� Terdiri atas tiga unsur: aktin, tropomiosin, dantroponin.

� Tulang punggung filamen aktin adalah molekulprotein F-aktin berutas ganda. Kedua utas melilitdalam suatu heliks seperti molekul miosin tetapidengan putaran lengkap tiap 70 nanometer.

� Tiap utas heliks ganda F-aktin terdiri atas polimerisasimolekul G-aktin, masing-masing mempunyai beratmolekul 47.000. Terdapat 13 molekul dalam tiapputaran tiap utas heliks.

Page 39: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Filamen Aktin

� Tiap molekul G-aktin melekat satu molekul ADP, yang diduga merupakan “active site” filamen aktindimana jembatan-penyeberang filamen miosin salingmengadakan interaksi untuk menyebabkankontraksi otot.

� “Active site” pada dua utas heliks ganda F-aktinberurutan, mengakibatkan jarak setiap “active site”yang terdapat pada semua filamen aktin kira-kira 2,7 nanometer.

Page 40: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Karakteristik Filamen Aktin-Miosin

� Filamen aktin dan miosin sangat mirip satu denganlainnya dan memiliki karakteristik tertentu yaitu:

- Dipengaruhi oleh jenis stimuli yang sama.

- Menimbulkan potensi aksi segera setelah distimuli.

- Memiliki kemampuan untuk mempertahankan tonus otot.

- Akan atrofi apabila kurang aktif.

- Akan hipertrofi sebagai akibat dari kerja atau latihanyang ditingkatkan.

Page 41: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Utas Tropomiosin

� Filamen aktin juga mengandung utas protein tambahan yang merupakan polimer molekultropomiosin, tiap-tiap molekul mempunyaiberat molekul 70.000.

� Tiap utas tropomiosin terikat longgar ke utasF-aktin, dalam keadaan istirahat secara fisikmenutupi “active site” utas aktin, sehinggatidak terjadi interaksi antara aktin dan miosinuntuk menimbulkan kontraksi.

Page 42: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Troponin dan Peranannya DalamKontraksi Otot

� Yang melekat tiap molekul tropomiosin kira-kira didua pertiga panjang filamen aktin merupakankompleks tiga molekul protein globular yang disebuttroponin.

� Salah satu dari protein globular mempunyai afinitaskuat terhadap aktin, yang lain terhadap tropomiosindan yang ketiga terhadap ion kalsium.

� Kompleks ini melekatkan tropomiosin ke aktin.

� Afinitas kuat troponin terhadap ion kalsium dianggapsebagai pemulai proses kontraksi.

Page 43: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Fungsi Otot

� Otot mempunyai tiga fungsi utama:- Fungsi gerak- Fungsi dalam pemeliharaan postur tubuh- Fungsi sebagai penghasil panas tubuh

Otot merupakan alat atau ‘mesin’ bagi tubuh, energiyang tersimpan secara kimiawi diubah menjadi kerjamekanik.

Dalam kaitan ini jumlah kerja mekanik yang dilakukan, menentukan sejumlah energi yang harus dirubah dariyang tersimpan secara kimiawi.

Page 44: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Morfologi Otot Skelet

� Komposisi bahan kimia dalam otot skelet terdiri atas75% air, 20% protein, dan sisanya yang 5% terdiridari garam inorganik, dan zat lainnya termasuk fosfatberenergi tinggi, asam laktat, mineral-mineral sepertikalsium, magnesium dan pospor, bermacam-macamenzim dan pigmen, ion-ion sodium, potassium, khlorida, asam amino, lemak dan karbohidrat.

� Sebagian besar kandungan protein terdiri atasfilamen miosin, filamen aktin dan troponin denganperbandingan 52:23:15, dan sekitar 700 miligrammioglobin pada 100 gram jaringan otot.

Page 45: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Morfologi Otot Skelet

� Fungsi utama otot skelet adalah melakukan kontraksisebagai dasar gerakan tubuh.

� Aktivitas kurang lebih 600 otot skelet terdapatdiberbagai bagian tubuh dan dikoordinasi olehsusunan saraf sehingga membentuk gerakan posisitubuh yang tepat dan harmonis.

� Di dalam sistem neuromuskuler, kerja otot-ototselama kontraksi menghasilkan perubahan-perubahan kimiawi disatu sisi, disisi yang lain energi, kerja dan panas yang dihasilkan harus seimbang.

Page 46: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Struktur Komposisi JaringanOtot Skelet� Setiap serabut otot dikelilingi oleh sarkolema yang

merupakan membran sel serabut otot.� Pada ujung serabut, sarkolema akan bersatu dengan

serabut tendo yang akan membentuk tendo ototyang melekat pada tulang.

� Setiap serabut otot terdiri atas beberapa miofibril, dan setiap miofibril terdiri atas filamen miosin danfilamen aktin.

� Mekanisme kerja otot tergantung dari interaksi keduaprotein kontraktil ini.

� Filamen miosin dengan berat molekul 480.000 Kilo Dalton dan filamen aktin dengan berat molekul70.000 Kilo Dalton.

Page 47: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Struktur Komposisi JaringanOtot Skelet� Bila dilihat dengan mikroskop elektron masing-

masing terlihat sebagai filamen tebal (thick filament) dan filamen tipis (thin filament).

� Posisi filamen miosin dan aktin berselang seling satusama lainnya sehingga memberikan gambaran pita terang dan gelap bila dilihat di bawah mikroskop.

� Pita terang merupakan filamen aktin disebut Pita I(I band) karena memberi gambaran isotropikdengan pemberian cahaya.

� Pita gelap adalah filamen miosin disebut Pita A (A band) karena memberi gambaran anisotropik padapemberian cahaya.

Page 48: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Struktur Komposisi JaringanOtot Skelet� Pada bagian tengah filamen aktin terdapat Garis Z

(Z line) yang merupakan protein filamentous yang berbeda dengan aktin dan miosin.

� Antara dua Garis Z terdapat sarkomer yang merupakan unit fungsional dari miofibril.

� Dalam keadaan normal, panjang maksimal sarkomeradalah 2 µm. Pada panjang ini, filamen aktin danmiosin akan tumpang tindih (overlapping) satusama lainnya.

� Di bagian tengah Pita A terdapat Pita H (H band) yang merupakan daerah dimana pada keadaanrelaksasi aktin tidak tumpang tindih dengan miosin.

Page 49: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Struktur Komposisi JaringanOtot Skelet

� Jadi pada keadaan kontraksi Pita H tidak tampak.

� Di bagian tengah Pita H terdapat Garis M (M line) yang dibentuk oleh miosin pd bagian tengah Pita H.

� Miofibril berada di dalam sarkoplasma yang komposisinya sama dengan komposisi cairan intrasel.

� Sarkoplasma mengandung banyak ion K, Mg, Fosfat, dan enzim-enzim. Juga terdapat mitokondria dalamjumlah besar yang terletak diantara miofibril.

� Pada mitokondria inilah dibentuk ATP sebagaisumber energi kontraksi otot.

Page 50: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Mekanisme Kontraksi Otot

� Teori Sliding Filament dikemukakan olehH.E.Huxley yang kemudian dikembangkan menjaditeori “Cross-bridges”, kepala dari miosinmembentuk cross bridges dengan aktin monomer.

� Pada saat kontraksi cross bridges pertama-tama akanmenempel pada filamen aktin dan menariknya kearah tengah dari Pita A, kemudian terlepas darifilamen aktin sebelum kembali bergerak ke posisisemula.

� Mekanismenya seperti roda bergigi yang bergerak kesatu arah maka disebut “Ratchet Theory”.

Page 51: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Mekanisme Kontraksi Otot

� Cross bridges terdiri atas kepala globular dari miosindan disokong oleh ekor alfa-helikal (alpha-helical tail) yang terletak rata-rata dalam posisi sejajardisepanjang punggung dari filamen miosin dimanamereka melekat.

� Semua cross bidges yang terletak pada bagiansetengah dari Pita A mempunyai polaritas atauorientasi yang sama dan berlawanan denganpolaritas cross bridges yang terletak pada setengahdari Pita A bagian lainnya. Sehingga pada saatkontraksi cross bridges pada kedua bagian ini akanmenarik filamen aktin ke arah tengah dari Pita A.

Page 52: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Model Filamen Tipis dan FilamenTebal

Page 53: FISIOLOGI SEL & OTOT - Kunjung Ashadi Official Site · FISIOLOGI SEL & OTOT OLEH: NINING WIDYAH KUSNANIK. SEL-SEL SEBAGAI SATUAN ... tulang. PengaturanFungsiTubuh Hormonadalahsuatusistem

Mekanisme Kontraksi OtotMenurut Teori Sliding Filament