LKM Sistem Otot [PDF]

Citation preview

ALIVIA SALSABILA AGUSTIN 180341617583 OFFERING B



LEMBAR KEGIATAN MAHASISWA



DENGAN BERDISKUSI DAN MEMBACA PUSTAKA KERJAKAN SEMUA SOAL DI BAWAH INI! 1.



Jelaskan protein (kontraktil) yang menyusun otot!



2



Teori kontraksi otot yang diterima pada saat ini adalah teori pergeseran filament (sliding filament theory)? Jelaskan bagaimana prosesnya! Jelaskan kontraksi sel otot mengikuti fenomena “all or none” sedangkan kontraksi



3



otot rangka tidak demikian! 4 5



6



Jelaskan peranan ATP dan fosfagen dalam kontraksi otot! a. Jelaskan perbedaan struktur otot polos dan otot lurik b



Apa yang dimaksud dengan twich contraction, gelombang sumasi dan tenatus?



a



Prinsip “all or none “ selain dikenal pada pembentukan potensial aksi sel saraf juga juga pada kontraksi sel otot. Jelaskan prinsip “all or none disertai grafik pada ael otot lurik.



b



Jaringan otot (biasa disebut otot) tidak mengikuti prinsip “all or none tetapi mengikuti kontraksi bertingkat. Jelaskan disertai gambar



7



8



a



Jelaskan perbedaan struktur otot polos dan otot lurik



b



Apa yang dimaksud dengan motor unit? Berikan penjelasan!



c



Apa yang dimaksud dengan twich contraction, gelombang sumasi dan tenatus?



a



Jelaskan perbedaan antara otot rangka, otot polos unit tunggal, otot polos unit jamak dan otot jantung



b



Jelaskan mengapa otot jantung tidak mudah lelah seperti otot rangka.



JAWABAN



1. Satu serat otot mengandung seribu atau lebih myofibril yang menempati sebagian besar ruang intraseluler, dengan meninggalkan sedikit celah untuk sitosol dan organel lain. Setiap myofibril terdiri dari beberapa jenis protein kontraktil yaitu, myosin dan aktin. Myosin adalah protein penggerak yang memiliki kemampuan untuk mewujudkan gerakan. Berbagai isoform myosin terdapat dapa jenis otot yang berlainan dan berperan dalam menentukan kecepatan kontraksi otot tersebut. Setiap molekul myosin terdiri dari rantai protein yang saling terjalin, membentuk ekor yang Panjang, dilengkapi dengan sepasang kepala. Ekornya menyerupai batang yang kaku, namun sepasang kepala myosin yang menonjol tersebut memiliki persendian yang lentur didaerah perlekatan kepala myosin dengan batang ekor. Daerah perlekatan ini memungkinkan kepala myosin berputar pada titik perlekatannya. Setiap kepala myosin memiliki dua rantai protein sebuah rantai berat dan sebuah rantai ringan. Protein rantai berat merupakan daerah motoric yang mengikat ATP dan menggunakan energi dari ikatan fosfat energi tinggi ATP untuk mewujudkan gerakan. Karena daerah motoric ini bekerja sebagai enzim, ia dianggap sebagai myosin ATPase. Rantai berat ini juga memiliki situs untuk mengikat aktin. Pada otot rangka, sekitar 250 molekul myosin bergabung untuk membentuk filamen tebal. Setiap filamen tebal ditata sedemikian rupa sehingga kepala myosin berkerumun pada kedua ujung filamen, dan bagian tengahnya merupakan kumpulan ekor myosin. Aktin adalah protein yang membentuk filamen tipis pada serat otot. Satu molekul aktin adalah sebuah protein globuler. Umumnya, beberapa molekul aktin-G berpolimerasi membentuk rantai atau filamen, disebut aktin-F. pada otot rangka, dua polimer aktin-F terjalin Bersama bagaikan dua untai manik- manik membentuk filamen tipis pada myofibril.



2. Teori ini menjelaskan, aktin dan myosin dengan Panjang yang tetap tumpeng tindih bergeser satu dengan yang lainnya melalui proses yang membutuhkan energi dan menghasilkan kontraksi otot. Ketika otot berkontraksi, filamen tebal dan tipis saling bergeser satu dengan yang lainnya. Saat sarkomer memendek, lempeng Z pada sarkomer akan saling memendek Pita I dan zona H daerah yang tidak terdapat tumpeng tindih antara aktin dan myosin sewaktu berelaksasi hamper tidak terlihat. Meskipun terjadi pemendekan sarkomer, Panjang pita A tetp tidak berubah.



Perubahan ini sesuai denga pergeseran filamen aktin tipis sepanjang filamen myosin tebal pada saat filamen aktin bergerak menuju garis M pada bagian tengah sarkomer. Teori ini menyatakan tegangan yang timbul didalam otot berbanding lurus dengan jumlah jembatan silang bergaya tinggi yang dibentuk antara filament tebal dan tipis. 3. Kontraksi sel otot mengikuti fenomena “all or none” karena apabila suatu sel otot diberikan stimulusdiatas ambang ataupun ambang, maka sel otot akan berkontraksi penuh. Tetapi sebaliknya apabila stimulus yang mengenai sel otot berada dibawah ambang/ subminimal maka sel otot tidak akan berkontraksi sama sekali. Stimulus bawah ambang dapat menimbulkan respon kontraksi dengan syarat diberikan secara berkali-kali dengan rentang waktu yang cepat (sumasi stimulus). Prinsip all or none tidak dapat berlaku pada kontraksi otot rangka karena pada sel otot makin kuat stimulus yang diberikan maka kekuatan kontraksinya tetap, sedangkan pada jaringan otot makin kuat stimulus yang diberikan maka makin kuat pula kekuatan kontraksinya. Hal ini terkait dengan adanya unit-unit motorik pada jaringan otot, dimana setiap unit motorik (serabut saraf motorik) tunggal akan bercabang > 100 cabang kecil yang masing-masing cabang akan mensyarafi sel otot. 4. ATP berfungsi sebagai sumber energi siap pakai. Energi ATP akan dibebaskan melalui reaksi yang dikatalisis oleh enzim ATP-ase. Reaksinya: ATP  ADP + H3PO4 + energi untuk kontraksi + energi panas Pada proses ini selain energi untuk kontraksi, dihasilkan juga energi panas pada saat terjadi aktivitas otot, suhu tubuh akan meningkat. Fosfagen merupakan senyawa lain yang berenergi tinggi yang tersimpan di dalam otot. Fosfogen dapat berupa fosfokeratin, fosforilarginin, fosforiltaurosiamin, fosforilglikosianin, atau fosforilambrisin. Apabila persediaan ATP dalam otot menipis, misalnya pada saat olahraga dalam waktu lama, maka keadaan dapat diatasi dengan jalan merombak fosfagen. Fosfagen akan memberikan gugus fosfatnya kepada ADP untuk resintesis ATP. Contoh reaksi pada fosfokeratin: Fosfokeratin + ADP  kreatin + ATP



5. a. Tabel perbedaan otot polus dan otot lurik Perbandingan



Otot Polos



Otot Lurik



Kecepatan kontraksi



Paling lambat



Paling cepat



Kuat kontraksi kedut serat tunggal



Bertahap



Tidak bertahap



Lokasi



Membentuk



dinding Melekat pada tulang



berongga dan saluran Morfologi jaringan



Pemicu kontraksi



Inti tunggal, serat kecil Berinti



banyak,



serat



berbentuk kumparan



silindris berukuran besar



Rangsangan



Membutuhkan ACH dari saraf motorik



Penataan serat



Tidak bersarkomer



Bersarkomer



Pengaturan saraf untuk kontraksi



Saraf otonom



Saraf motorik somatik



Pengaturan hormon pada kontraksi



Banyak hormon



Tidak ada



Penampakan di bawah mikroskop cahaya



Gambaran polos



Gambaran lurik



Protein serat



Aktin,



miosin, Aktin,



tropomyosin Struktur interna



Tidak



ada



miosin,



troponin,



dan tropomiosin tubulus-t, Tubulus-t



retikulum sarkoplasma



dan



retikulum



sarkoplasma



b. Twich contraction 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 akibatstimulus saraf dan hormon. Kurva kontraksi tunggal berbentuk kurva normal yang terdiridari periode kontraksi dan periode relaksasi. Bila stimulus kedua diberikan pada ototsetelah otot relaksasi, maka akan terjadi kontraksi tunggal kedua dengankekuatan yangsama dengan kontraksi tunggal pertama. Gelombang sumasi adalah getaran serat otot yang meningkat selaras dengan pengulangan potensial aksiSumasi merupakan hasil penjumlahan kontraksi 2 jalan, yaitu sumasi unit motor berganda dan sumasi gelombang. Sumasi unit motor berganda (Multiple Motor Unit Summation) terjadi apabila lebih banyak unit motor yang dirangsang untuk berkontraksi secara stimultan pada otot. Oleh karena itu, semakin banyak serabut otot dan berkas-berkasnya yang berkontraksi dan menghasilkan kekuatanyang lebih besar di dalam otot secara keseluruhan. Sedangkan tetanus/tetanikadalah potensial aksi yang terus merangsang serat otot berulang-ulang dengan jarak waktu yang singkat, relaksasi di antara kontraksi semakin berkurang sampai serat otot



mencapai kontraksi maksimal. Terdapat dua jenis kontraksi tetanik yaitu kontraksi tetanik tidak berfusi, terbentuk ketika kecepatan rangsang tidak maksimal dan otot masih sempat berelaksasi sedikit di antara rangsang. Kontraksi tetanik sempurna atau berfusi, terbentuk ketika kecepatan rangsang cukup tinggi sehingga serat otot tidak sempat berelaksasi. Bahkan, otot mencapai tegangan maksimal dan tetap berada pada



keadaan ini. Gambar (Kontraksi sumasi dan kontraksi tetanus) 6. a. Semua sel otot berkontraksi menurut prinsip “all or none”, artinya apabila suatu suatu sel otot diberi stimulus yang cukup kuat (stimulus ambang/minimal atau ambang/sumpraminimal) , maka sel otot akan berkontraksi dengan kekuatan kontraksi yang penuh, sedangkan stimulus bawah ambang (subminimal) tidak akan menghasilkan kontraksi sama sekali. Stimulus bawah ambang dapat menimbulkan kontraksi apabila diberikan dengan cara penjumlahan (sumasi), artinya beberapa stimulus bawah ambang bila dikenakan pada otot berkali-kali dengan cepat, maka otot akan berkontraksi.



b. Jaringan otot atau kontraksi otot tidak mengikuti prinsip “all or none” , artinya otot akan berkontraksi lebih kuat apabila stimulus yang mengenainya kuat, dan berkontraksi lebih lemah bila stimulus yang mengenainya lebih lemah. Keadaan ini dapat dijelaskan sebagai berikut: setiap jaringan otot disarafi oleh beberapa saraf motor. Setiap serabut saraf motor tunggal akan bercabang-cabang menjadi kurang lebih 100 cabang kecil-kecil. Masing-masing cabang kecil ini akan berakhir pada satu sel otot. Ujung saraf yang melekat pada sel otot ini dikenal dengan nama motor endplate atau myoneural junction. Jadi satu serabut saraf motor akan mensarafi kurang lebih 100 sel otot. Satu serabut saraf motor tunggal, bersama dengan sel-sel otot yang disarafi disebut unit motor.



Bila suatu saraf motor diaktifkan, maka semua sel-sel otot yang disarafi akan berkontraksi secara simultan. Makin banyak saraf motor yang diaktifkan, maka makin banyak sel-sel otot yang berkontraksi. Dengan kata lain, bahwa makin kuat stimulus yang mengenai saraf motor, maka makin banyak unit motor yang diaktifkan, sehingga otot akan berkontraksi semakin kuat. Kontraksi otot demikian disebut kontraksi bertingkat (grading contraction).



7. a. Tabel perbedaan otot polus dan otot lurik Perbandingan



Otot Polos



Otot Lurik



Kecepatan kontraksi



Paling lambat



Paling cepat



Kuat kontraksi kedut serat tunggal



Bertahap



Tidak bertahap



Lokasi



Membentuk



dinding Melekat pada tulang



berongga dan saluran Morfologi jaringan



Pemicu kontraksi



Inti tunggal, serat kecil Berinti



banyak,



serat



berbentuk kumparan



silindris berukuran besar



Rangsangan



Membutuhkan ACH dari saraf motorik



Penataan serat



Tidak bersarkomer



Bersarkomer



Pengaturan saraf untuk kontraksi



Saraf otonom



Saraf motorik somatik



Pengaturan hormon pada kontraksi



Banyak hormon



Tidak ada



Penampakan di bawah mikroskop cahaya



Gambaran polos



Gambaran lurik



Protein serat



Aktin,



miosin, Aktin,



tropomyosin Struktur interna



Tidak



ada



miosin,



troponin,



dan tropomiosin tubulus-t, Tubulus-t



retikulum sarkoplasma



dan



retikulum



sarkoplasma



b. Motor unit merupakan sebuah motoneuron bersama dengan axon dan seluruh serabutotot yang diinervasinya yang berfungsi menghantarkan rangsangan dari pusat saraf menujuorgan efektor seperti otot. Selain menghantarkan rangsangan ke otot, sel saraf motorik jugamenghantarkan pesan ke sel tubuh untuk mempersiapkan proses pembakaran energi yangdibutuhkan saat otot bekerja. Pada saat mengangkat beban berat, sel saraf motorik memerintahkan sel tubuh untuk memproduksi energi lebih



banyak untuk proses kontraksi otot dan relaksasi otot. Jika sel saraf menyampaikan perintah sesuai dengan perintah otak dan sel tubuh melaksanakan perintah tersebut, maka kebutuhan energi saat mengangkat beban berat akan terpenuhi. c.Twich contraction 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 akibatstimulus saraf dan hormon. Kurva kontraksi tunggal berbentuk kurva normal yang terdiridari periode kontraksi dan periode relaksasi. Bila stimulus kedua diberikan pada ototsetelah otot relaksasi, maka akan terjadi kontraksi tunggal kedua dengankekuatan yangsama dengan kontraksi tunggal pertama. Gelombang sumasi adalah getaran serat otot yang meningkat selaras dengan pengulangan potensial aksi Sumasi merupakan hasil penjumlahan kontraksi 2 jalan, yaitu sumasi unit motor berganda dan sumasi gelombang. Sumasi unit motor berganda (Multiple Motor Unit Summation) terjadi apabila lebih banyak unit motor yang dirangsang untuk berkontraksi secara stimultan pada otot. Oleh karena itu, semakin banyak serabut otot dan berkas-berkasnya yang berkontraksi dan menghasilkan kekuatanyang lebih besar di dalam otot secara keseluruhan. Sedangkan tetanus/tetanik adalah potensial aksi yang terus merangsang serat otot berulang-ulang dengan jarak waktu yang singkat, relaksasi di antara kontraksi semakin berkurang sampai serat otot mencapai kontraksi maksimal. Terdapat dua jenis kontraksi tetanik yaitu kontraksi tetanik tidak berfusi, terbentuk ketika kecepatan rangsang tidak maksimal dan otot masih sempat berelaksasi sedikit di antara rangsang. Kontraksi tetanik sempurna atau berfusi, terbentuk ketika kecepatan rangsang cukup tinggi sehingga serat otot tidak sempat berelaksasi. Bahkan, otot mencapai tegangan maksimal dan tetap berada pada keadaan ini.



Gambar (Kontraksi sumasi dan kontraksi tetanus)



8. a. Tabel perbedaan otot Rangka, Otot polos unit tunggal, Otot polos unit jamak, Otot jantung



Karakteristik



Otot Rangka



Otot Polos unit Otot polos unit Otot jantung Tunggal



Letak



Melekat



jamak



pada Dinding



tulang



organ Pembuluh darah Hanya



berongga saluran



di besar,



kemih



di



saluran jantung.



cerna, napas



reproduksi,



ada



halus,



dan mata, dan folikel serta rambut.



dipembuluh darah halus. Fungsi



Pergerakan tubuh Pergerakan isi di Bervariasi sesuai Memompa darah relatif



terhadap dalam



lingkungan



organ struktur



yang keluar



berongga



terlibat



jantung



dari



eksternal Mekanisme



Mekanisme



Mekanisme



Mekanisme



Mekanisme



kontraksi



pergeseran



pergeseran



pergeseran



pergeseran



filamen



filamen



filamen



filamen



Persarafan



Sistem



saraf Sistem



somatik Tingkat control



saraf Sistem



autonom



autonom



saraf Sistem



saraf



autonom



Di bawah control Di bawah control Di bawah control Di bawah control volunter,juga



involunter



involunter



involunter



Peran rangsangan Memulai



Memodifikasi



Memulai



Memodifikasi



saraf



kontraksi;



kontraksi;



membentuk



meningkatkan



berperan



gradasi



atau



gradasi



dipengarhi kontrol



oleh bawah



sadar



dapat kontraksi;



kontraksi;



dapat



dalam meningkatkan atau



menghambat;



menghambat;



berperan



berperan



dalam



gradasi Inisiasi kontraksi



Neurogenik



dalam



gradasi



Miogenik



Neurogenik



Miogenik



potensial pemacu



(potensial



dan



pemacu)



potensial



gelombangIambat)



a. Karena pada otot jantung bekerja diluar kesadaran manusia dan pada otot jantung juga mempunyai kelimpahan mitokondria. Mitokondria adalah pembangkit bahan bakar untuk sel. Mereka mengambil nutrisi dan menghasilkan adenosine triphosphate, atau ATP, yang merupakan sumber energi kimia untuk otot.