Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
-
Upload
agus-supriono -
Category
Documents
-
view
228 -
download
0
Transcript of Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 1/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
1
OLEH :OLEH :Dr. GATOT SUGIHARTODr. GATOT SUGIHARTO
BAGIAN ILMU FAALBAGIAN ILMU FAALFAKULTAS KEDOKTERANFAKULTAS KEDOKTERANUNIVERSITAS WIJAYA KUSUMA SURABAYAUNIVERSITAS WIJAYA KUSUMA SURABAYA
2002/20032002/2003
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
2
PENDAHULUANPENDAHULUAN•• 50% BB BERASAL DARI OTOT50% BB BERASAL DARI OTOT
•• FUNGSI OTOTFUNGSI OTOT GERAKANGERAKAN – – GERAK TULANG & SENDIGERAK TULANG & SENDI
– – PERISTALTIK USUSPERISTALTIK USUS
– – KONTRAKSI JANTUNGKONTRAKSI JANTUNG
•• PEMBAGIAN OTOT BERDASARKAN FUNGSIPEMBAGIAN OTOT BERDASARKAN FUNGSI& ANATOMI :& ANATOMI : – – Otot skelet, rangka (skeletal muscle)Otot skelet, rangka (skeletal muscle) 40% BB40% BB
– – Otot jantung (cardiac muscle)Otot jantung (cardiac muscle)
– – Otot polos (smooth muscle)Otot polos (smooth muscle)
•• PEMBAGIAN OTOT BERDASARKAN LIGHTPEMBAGIAN OTOT BERDASARKAN LIGHTMICROGRAPH :MICROGRAPH : – – Bergaris (striated)Bergaris (striated) otototot skelet & jantungskelet & jantung
– – Tidak bergarisTidak bergaris otototot polospolos
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 2/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
3
OTOT SKELET/RANGKAOTOT SKELET/RANGKA
•• SatuanSatuan--satuansatuan kontraktilkontraktil otototot dibungkusdibungkus o/ o/ jaringan jaringankonektif konektif ygyg bersifatbersifat elastiselastis – – OtotOtot (kelompok(kelompok fascicle)fascicle) epimysiumepimysium
– – FascicleFascicle perimysiumperimysium – – MuscleMuscle fiberfiber (MF)(MF) endomysiumendomysium
•• SelaputSelaput--22 pembungkuspembungkus otototot tsbtsb merupmerup.. 11 kesatuankesatuanshgshg ‘force’‘force’ padapada MFMF disampaikandisampaikan scrscr efisienefisien keketendontendon
•• MYOFIBRILMYOFIBRIL adlhadlh satuansatuan kontraktilkontraktil otototot terkecilterkecildibungkusdibungkus o/ o/ sarkolemasarkolema :: – – MempunyaiMempunyai strukturstruktur ZZ line,line, A,A, I,I, HH bandband
– – PanjangPanjang myofibrilmyofibril antaraantara 22 ZZ lineline sarcomeresarcomere – – TerdiriTerdiridaridari myofilamenmyofilamen ::
•• ActinActin(thin(thinfilamen)filamen) :: Tropomyosin,Tropomyosin, TroponinTroponin && GG actinactin•• MyosinMyosin (thick(thick filamen)filamen) :: HeadHead && tailtail
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
4
JARINGAN OTOT & PEMBUNGKUSNYAJARINGAN OTOT & PEMBUNGKUSNYA
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 3/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
5
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
6
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 4/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
7
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
8
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 5/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
9
THICK FILAMENTHICK FILAMEN
•• TerdiriTerdiri >> 200200 molekulmolekul myosinmyosin•• MyosinMyosin tersusuntersusun daridari 66 rantairantai polipeptida,polipeptida, dgdg
BMBM ±± 480480..000000,, panjangpanjang 11,,66 µµm,m, bagbagtengahnyatengahnya tanpatanpa crosscross--bridgebridge ((00,,22 µµm)m) – – 22 heavyheavy chainchain == heavyheavy meromyosinmeromyosin ((±± 200200..000000),),
membentukmembentuk doubledouble helixhelix dgdg globulglobul diujungnyadiujungnya(head)(head) ygyg mengandungmengandung ATPaseATPase
– – 44 lightlight chainchain == lightlight meromyosinmeromyosin ((±± 2020..000000),),masingmasing--22 adaada 22 pdpd tiaptiap headhead u/ u/ kontrolkontrol gerakgerakheadhead
•• CrossCross--bridgebridge terdiriterdiri daridari headhead ++ armarm daridari
heavyheavy chain,chain, membentukmembentuk engselengsel (hinges),(hinges),berputarberputar 12001200 daridari crosscross--bridgebridge terdekatnyaterdekatnya
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
10
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 6/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
11
THIN FILAMENTHIN FILAMENMempunyai 3 komponen dg panjang 1 µµmm ::
•• ActinActin :: – – AdaAda 22 rantairantai FF--actinactin salingsaling melingkar,melingkar, 11 rotasirotasi tiaptiap
1010 nmnm
– – FF--actinactin terdiriterdiri daridari 1313 molekulmolekul GG--actinactin (BM(BM 44..200200))tiaptiap rotasirotasi
– – TiapTiap molekulmolekul GG--actinactin merupmerup.. ActiveActive sitesite && meme--ngandungngandung ADPADP
•• TropomyosinTropomyosin :: – – PanjangPanjang 4040 nm,nm, (BM(BM 7070..000000)) padapada keadaankeadaan istiisti--
rahatrahat menutupimenutupi ±± 77 activeactive sitesite daridari GG--actinactin
•• TroponinTroponin :: adaada 33 subsub unitunit
– – TnTn II afinitasafinitas tinggitinggi thdthd actinactin – – TnTn TT afinitasafinitas tinggitinggi thdthd tropomyosintropomyosin
– – TnTn CC afinitasafinitas tinggitinggi thdthd ionion CaCa22++
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
12
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 7/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
13
•• Suatu peristiwa dimana potensial aksiSuatu peristiwa dimana potensial aksi
(PA) pada permukaan membran MF(PA) pada permukaan membran MF
menimbulkan kontraksimenimbulkan kontraksi
Ada 4 langkah :Ada 4 langkah :
1. Propagasi / perambatan PA ke dalam T1. Propagasi / perambatan PA ke dalam T
tubule & pelepasan Ca2+ dari terminaltubule & pelepasan Ca2+ dari terminal
cisternacisterna
2. Pengaktifan protein otot kontraktil oleh2. Pengaktifan protein otot kontraktil oleh
Ca2+Ca2+
3. Penghasilan tenaga oleh protein3. Penghasilan tenaga oleh protein
kontraktil shg terjadi keregangankontraktil shg terjadi keregangan4. Relaksasi otot4. Relaksasi otot
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
14
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 8/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
15
1. Potensial aksi dihantarkan motoneuron sampai keujungnya pada serabut otot
2. Pada tiap end plate disekresi neurotransmiter
acetylcholin (200-300 vesikel)3. Acetylcholin membuka ribuan Ach-gate protein
chanels pada end plate (post sinaptic) membran
4. Ion Na+ berdifusi melalui chanel tsb, lalu msk keserabut otot sampai menimbulkan PA
5. PA dihantarkan ke slrh arah pada membran MF,msk lewat T-tubule
6. Pada triad PA T-tubule membuka voltage gate Ca2+
channels pada terminal cistern dan SR
7 Ion Ca2+ berdifusi dari SR (tempat penyim-panannya) msk ke myofibril
8. Ca2+ membuat kekuatan timbul antara actin &myosin
9. Sesaat kmd Ca2+ dipompa kembali ke dlm SR
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
16
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 9/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
17
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
18
• Otot berkontraksi akibat terjadi pemendekan panjang
sarcomere, yg ditimbulkan o/ pergeseran filament actin &myosin sliding mechanism
Tahapan Sliding Mechanism :1. Sblm kontraksi, kepala myosin mengikat ATP dan langsung
mengaktivasi ATPase u/ memecah ATP ADP + Pi2. Kepala myosin bergeraklurus ke filamen actin
3. Bila komplek Troponin-tropomyosin digeser krn masuknyaCa2+ , terjadilah ikatan antara kepala myosin dg active site
4. Ikatan kepala-active site menyebabkan POWER STROKE,yaitu gerakan kepala melalui hinges myosin menuju ke ekor
5. Akibat power stroke maka filament aktin bergerak kepertengahansarcomere
6. ADP + Pi dilepas dari kepala, kmd mengikat molekul ATP baru ikatan kepala & active site lepas
7. ATP baru dipecah dan energinya dipakai ke u/ mengembalikankepala ke posisi lurusDst terjadi berulang-2 sampai actin menarik Z disk mendekat ke
filament tebal atau sampai otot tdk mampu lagi kontraksi krnadanya beban yg terlalu berat
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 10/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
19
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
20
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 11/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
21
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
22
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 12/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
23
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
24
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 13/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
25
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
26
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 14/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
27
Setelah PA berakhir pd membran otot, terjadiperistiwa :
• Ca2+ ditranspor kembali ke dalam SRsecara aktif
• Ca2+ ditranspor scr aktif ke dlm cairanekstrasel
• Konsentrasi Ca2+ dlm sarkoplasma cepatkembali normal
• Ion-ion Ca2+ lepas dari troponin C
• Troponin kembali ke posisi semula
• Aktif site pada aktin kembali ditutup oleh
tropomyosin
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
28
•• KekuatanKekuatan kontraksikontraksi otototot skeletskelet ditentukanditentukan oleholeh ::
– – FrekwensiFrekwensi && intensitasintensitas rangsanganrangsangan – – SuhuSuhu && panjangpanjang awalawal
– – AdanyaAdanya bebanbeban langsung/tdklangsung/tdk langsunglangsung
FREKWENSIFREKWENSI RANGSANGANRANGSANGAN OTOTOTOT ::
•• ApabilaApabila otototot didi beriberi rangsanganrangsangan tunggal,tunggal, makamaka dihadiha--silkansilkan “twitch”“twitch” ygyg dapatdapat dibuatdibuat grafiknyagrafiknya myogrammyogram
•• MyogramMyogram dibagidibagi menjadimenjadi tigatiga bagianbagian – – FaseFase latenlaten ((22 ms),ms), antaraantara rangsanganrangsangan && kontraksikontraksi – – FaseFase kontraksikontraksi -- selamaselama crosscross--bridgebridge cyclingcycling
– – FaseFase relaksasirelaksasi -- tensitensi otototot kembalikembali sepertiseperti semulasemula
•• LamanyaLamanya twitchtwitch tergantungtergantung padapada macammacam--22 otototot:: – – OtotOtot matamata 1010 msms
– – GastrocnemiusGastrocnemius 4040 msms
– – SoleusSoleus ll0000 msms
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 15/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
29
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
30
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 16/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
31
• Kekuatan kontraksi dpt ↑, akibat ↑ frekuensirangsangan supra ambang, hal ini dikrnkan :
– Lamanya active site ↑, krn tingginya konsentrasiCa2+ sitoplasma
– Ca2+ dilepas o/ SR tiap kali PA lewat & membukavoltage gates Ca2+ channels
– Terjadi balance antara pelepasan & penyerapanCa2+ o/ SR, shg konsentrasi Ca2+ tetap 10-5 mMol/l
• ↑ kekuatan otot krn rangsang berulang-2disebut Summation (temporal summation)
Bila frekuensi lbh ditingkatkan lagi :
• Twitch satu dg lainnya akan menyatu, terjadisumasi, bentuk gerigi berkurang, lamanya
gelombang menurun (tetani bergerigi) & kmdgelombang menghilang menjadi lurus (tetanilurus)
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
32
ApabilaApabila suatusuatu rangsanganrangsangan diberikandiberikan berulangberulang--
22,, sblmsblm fasefase relaksasirelaksasi selesai,selesai, makamaka kemungkemung--kinankinan ygyg akanakan terjaditerjadi ::
•• WaveWave summationsummation (sumasi(sumasi gelombang)gelombang) – – ContohContoh :: twitchtwitch 2020 ms,ms, frekuensifrekuensi >> 5050HzHz
– – SebelumSebelum fasefase relaksasirelaksasi selesaiselesai dirangsangdirangsang lagilagi
– – KekuatanKekuatan kontraksikontraksi berikutnyaberikutnya meningkat,meningkat, dstdst
•• TetaniTetani bergerigibergerigi :: sumasisumasi gelombang,gelombang, dimanadimanarangsanganrangsangan datangdatang padapada awalawal fasefase relaksasirelaksasi
•• TetaniTetani luruslurus – – FrekwensiFrekwensi rangsanganrangsangan cukupcukup tinggitinggi
– – FaseFase relaksasirelaksasi tidaktidak terjaditerjadi – – KonsentrasiKonsentrasi Ca2+ dlmdlm sarkoplasmasarkoplasma tetaptetap tinggitinggi
•• HampirHampir semuasemua kontraksikontraksi alamialami merupakanmerupakanTetaniTetani luruslurus
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 17/66
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 18/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
35
FENOMENA TREPPE (TANGGA)FENOMENA TREPPE (TANGGA)
FenomenaFenomena iniini munculmuncul apaapa--bilabila otototot dirangsangdirangsang stlhstlhfasefase relaksasirelaksasi barubaru selesele--saisai
•• TerlihatTerlihat selamaselama 3030 s/ds/d 5050rangsanganrangsangan pertamapertama
•• KonsentrasiKonsentrasi CaCa22++ sarkosarko--plasmaplasma meningkatmeningkat juga juga
•• PompaPompa CaCa22++ didi SRSR tidaktidakmampumampu kembalikankembalikan sese--muamua akhirnyaakhirnya kekuatankekuatankonstankonstan sebesarsebesar 2525%%
kekuatankekuatan tetanitetani luruslurus
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
36
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 19/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
37
• Penyebab : bakteri clotridium tetani
• Berkembang biak dlm jaringan dg O2 rendah
• Toksinnya merangsang motoneuron & fiber ototrangka
• Masa inkubasi biasanya < 2 minggu
• Gejala pusing, otot nyeri, sulit menelan
• Spasme otot secara luas 2 s/d 10 hari stlh gejalapertama. Kejang otot wajah Risus sardonicus,otot punggung Ophitotonus, otot masetter Trismus
• Mortality rate (angka kematian) 40-60%
• Toksin dpt dinetralisir o/ human tetanus immuneglobulin
• Pencegahan imunisasi : – Aktif : Tetanus Toksoid
– Pasif : Anti Tetanus Serum / Human Imunne Globulin
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
38
U/ dpt berfungsi normal otot membutuhkan :
• Cadangan enersi intrasel yg cukup• Suplai darah yg normal
• Konsentrasi oksigen dlm darah yg normal
Fiber otot rangka disebut lelah bila tdk dptberkontraksi lagi, walaupun terus menerusdirangsang. Penyebab bervariasi tergantung tingkatakfivitas otot
• Setelah aktivitas berat & singkat misal lari 100 msebabnya : – Mungkin kehabisan ATP & CP
– Mungkin ↓ pH oleh karena asam laktat
• Setelah aktivitas sedang yang berkepanjangan misallari marathon di mana kebutuhan ATP disediakanmitokondria – Kehabisan cadangan glikogen, lipid & asam amino
– Mungkin kerusakan SR yang mengganggu pengaturanCa2+
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 20/662
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
39
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
40
RECOVERY PERIOD (FASE PEMULIHAN)
• Fase pemulihan adlh s/ keadaan dimana MFkembali ke kondisi normal – Beberapa jam stlh aktivitas sedang
– Beberapa hari stlh aktivitas berat & lama
• Dlm keadaan normal protein kontraktil drmyofilamen akan diganti tiap 2 mg
• Pada waktu MF berkontraksi – Cadangan enersi digunakan
– Panas dilepaskan
– Asam laktat dibentuk
• Selama fase pemulihan – Asam laktat dihabiskan
– Pemulihan kekurangan oksigen (02 debt)
– Produksi panas pemulihan (recovery heat)
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 21/662
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
41
PRESTASI OTOT ( MUSCLE PERFORMANCE )PRESTASI OTOT ( MUSCLE PERFORMANCE )
Dinilai berdasarkan• Power gaya mak-
simum sbh otot
• Endurance lamanya
otot bertahan u/ aktivi-
tas tertentu
Dua faktor utama yg me-
nentukan performance
– Tipe MF di dlm otot
– Training / latihan
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
42
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 22/662
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
43
Sifat kontraksi dpt dipelajari dlm keadaan :Sifat kontraksi dpt dipelajari dlm keadaan :
•• Isometrik : panjang otot tetap, perubahanIsometrik : panjang otot tetap, perubahan
kekuatan kontraksi diukurkekuatan kontraksi diukur
•• Isotonik : kekuatan otot tetap, perubahanIsotonik : kekuatan otot tetap, perubahan
panjang otot diukurpanjang otot diukur
Kontraksi Isometrik :Kontraksi Isometrik :
•• Ada 3 faktor yg mempengaruhi kekuatanAda 3 faktor yg mempengaruhi kekuatan
kontraksi isometric :kontraksi isometric :
1. Intensitas rangsangan1. Intensitas rangsangan
2. Panjang otot2. Panjang otot
3. Frekuensi rangsangan3. Frekuensi rangsangan
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
44
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 23/662
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
45
•• KekuatanKekuatan kontraksikontraksi ≈≈ jumlah jumlah fiberfiber otototot ygyg aktif aktif •• MotorMotor UnitUnit (MU)=(MU)= semuasemua fiberfiber otototot ygyg diinervasidiinervasi /diken /diken--dalikandalikan o/ o/ 11 MotorneuronMotorneuron (MN)(MN) – – KebanyakanKebanyakan MNMN mengontrolmengontrol ratusanratusan s/ds/d ribuanribuan MFMF
– – BesarnyaBesarnya MUMU menentukanmenentukan halusnyahalusnya kontrolkontrol gerakangerakan MUMU otototot matamatahanyahanya mengendalikanmengendalikan 22--33 MFMF
kontrolkontrol akurat/preciseakurat/precise
– – U/ U/ otototot ygyg mempertahankanmempertahankan posisiposisi tbhtbh 11 motorneuronmotorneuron menginervasimenginervasi ±±10001000 MFMF
– – MFMF daridari tiaptiap MUMU bercampurbercampur dgdg MFMF daridari MUMU lainlain
•• DalamDalam melakukanmelakukan gerakangerakan tertentutertentu – – SejumlahSejumlah MNMN tertentutertentu didi dlmdlm SSPSSP dirangsangdirangsang – – YgYg plgplg kecilkecil diaktifkandiaktifkan lbhlbh duludulu disusuldisusul ygyg lbhlbh besarbesar
– – RecruitmentRecruitment
peningkatanpeningkatan jumlah jumlah MUMU akfif akfif (sumasi(sumasi multimulti MU)MU)
– – KekuatanKekuatan maksimalmaksimal terjaditerjadi bilabila semuasemua MUMU berkontraksiberkontraksi bersamabersama--samasama tetanitetani luruslurus
– – PadaPada kontraksikontraksi berkepanjanganberkepanjangan MUMU diaktifkandiaktifkan bergantianbergantian
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
46
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 24/662
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
47
•• JumlahJumlah MUMU ygyg terangsangterangsang sgtsgt memmem--
pengaruhipengaruhi kekuatankekuatan kontraksikontraksi
merupmerup.. salahsalah satusatu caracara sistemsistem otototot u/ u/
↑↑ kekuatankekuatan kontraksikontraksi MultipleMultipleFiberFiber summationsummation (Spatial(Spatial summasumma--
tion)tion)
•• CaraCara lainlain u/ u/ ↑↑ kekuatankekuatan kontraksikontraksi
adalahadalah meningkatkanmeningkatkan frekuensifrekuensi
rangsanganrangsangan
FrequencyFrequency SummaSumma--tiontion / / TetanizationTetanization (Temporal(Temporal sumsum--
mation)mation)
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
48
• Pada kontraksi isotonic, otot hrs mengangkat
beban, stlh kontraksi dimulai disebut
AFTERLOAD (>< PRELOAD)
• Sebenarnya kontraksi isotonic pada awalnya
dimulai dg kontraksi isometric sesaat, baru
kmd menjadi afterload, penyebabnya
– Energi awal dipakai u/ meregang series elastic
component (SEE)
– Stlh SEE teregang, kekuatan = afterload, shg otot
mulai memendek
– Selama pemendekan terjadi, panjang SEE tetap,
‘velocity of shortening’ juga tetap
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 25/662
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
49
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
50
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 26/662
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
51
BAGAIMANA ↑ AFTERLOAD MEMPENGA-RUHI KONTRAKSI :
• Lamanya bag. Isometric bertambah, krn SEEhrs diregang lbh byk (lbh lama), sblm kom-ponen kontraktil mempunyai kekuatan cukupmengatasi afterload
• Jarak pemendekan otot berkurang, krn feno-mena length tension relationships. Di luar pan-
jang optimal sarcomere 2,0 – 2,2 µm, makakekuatan otot akan berkurang, hingga s/ saatkekuatan sarcomere tdk mampu melampauibeban after load pemendekan otot terhenti
• Kecepatan pemendekan (load-velocity relation-
ships) otot juga berkurang. Kekuatan maxterjadi bila afterload = 0
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
52
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 27/662
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
53
HUB. PANJANG & GAYA OTOT
• Pada fiber otot (MF): – Kekuatan kontraksi ≈ jumlah interaksi cross-bridge
– Jumlah interaksi cross-bridge ≈ tumpang tindihaktin-myosin
• Panjangnya sarcomere pada saat mulai kontraksi – Panjang filamen tebal sependek-pendeknya < 1,6 µm
– Ujung myosin berhadapan / bersentuhan dengan Z line
– Kepala myosin tdk dpt berputar – Kekuatan tidak dihasilkan
• Panjang sarcomere 1,6 s/d 2,1 µm – Ujung filamen tipis bersentuhan/tumpang tindih pada M
line – Pengikatan kepala myosin pada active site terganggu
– Kekuatan di bawah maksimal
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
54
•• Normal Resting Length 2,1 s/d 2,2Normal Resting Length 2,1 s/d 2,2 µµmm optimaloptimal
– – Tumpang tindih antara aktin & myosin maksimalTumpang tindih antara aktin & myosin maksimal – – Jumlah crossJumlah cross--bridges yang maksimal dapat dibentukbridges yang maksimal dapat dibentuk – – Kekuatan tertinggi dihasilkanKekuatan tertinggi dihasilkan
•• Panjang sarcomere 2,2 s/d 3,6Panjang sarcomere 2,2 s/d 3,6 µµmm – – Semakin panjang makin sedikit zona tumpang tindihSemakin panjang makin sedikit zona tumpang tindih – – Semakin kecil jumlah interaksi crossSemakin kecil jumlah interaksi cross--bridgesbridges
– – Kekuatan semakin menurunKekuatan semakin menurun
•• Panjang sarcomerePanjang sarcomere >> 3,63,6 µµmm – – Tidak lagi ada overlap antara filamen tebal & tipisTidak lagi ada overlap antara filamen tebal & tipis
– – Tidak ada lagi interaksi crossTidak ada lagi interaksi cross--bridgesbridges
– – Kekuatan tidak dihasilkanKekuatan tidak dihasilkan
•• Normal length sarcomere dlm tubuh 75 s/d 130 %Normal length sarcomere dlm tubuh 75 s/d 130 %
OptimalOptimal – – Pada kegiatan seperti berjalan, otot berkontraksi &Pada kegiatan seperti berjalan, otot berkontraksi &
relaksasi secara siklikrelaksasi secara siklik
– – FiberFiber--fiber otot diregang pd paniang mendekati idealfiber otot diregang pd paniang mendekati idealbaru dirangsang u/ berkontraksibaru dirangsang u/ berkontraksi
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 28/662
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
55
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
56
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 29/662
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
57
PENGATURAN AKTIVITASPENGATURAN AKTIVITAS
OTOT SKELETOTOT SKELET
• Lamanya kontraksi tergantung lamanyarangsangan pada NMJ (Neuro MuscularJungtion)
• Ach (achetylcolin) yg dilepas o/ PA (potensialaksi) tunggal cepat
diinaktifkan o/ AChE(achetylcolin Esterase)
• Lamanya perubahan permeabilitas SR (sar-coplasmic reticulum) terhadap Ca2+ singkat
• Kelangsungan kontraksi membutuhkan PA
frekwensi tinggi• Menyebabkan konsentrasi Ca2+ dlm sarko-
plama tinggi
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
58
RELAKSASI OTOT
•• StlhStlh kontraksikontraksi MFMF kembalikembali keke resting resting lengthlength secarasecarapasif,pasif, halhal iniini disebabkandisebabkan :: – – GayaGaya elastiselastis
– – KontrakslKontraksl otototot ygyg berlawananberlawanan
– – GravitasiGravitasi
11.. GAYAGAYA ELASTISELASTIS
•• StrukturStruktur--22 intrasel,intrasel, fiberfiber--22 ekstraselekstrasel daridari endomysium,endomysium,perimysium,perimysium, epimysiumepimysium && tendontendon bersifatbersifat elastiselastis
•• FiberFiber--22 ekstraselekstrasel ituitu disebutdisebut series series elasticelastic elementelement / / com com-- ponent ponent
•• SaatSaat MFMF berkontraksi,berkontraksi, fiberfiber ekstraselekstrasel tsbtsb diregangkandiregangkan
•• SebagianSebagian gayagaya kontraksikontraksi MFMF digunakandigunakan u/ u/ gayagaya regangregangtsbtsb
•• BilaBila kontraksikontraksi selesaiselesai SEESEE kembalikembali keke dimensidimensi semulasemula
•• SebagianSebagian enersienersi keregangankeregangan SEESEE dikembalikandikembalikan MFkembali ke panjang semula
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 30/663
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
59
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
60
2. KONTRAKSI OTOT BERLAWANAN, misalnya2. KONTRAKSI OTOT BERLAWANAN, misalnya
biceps brachii & triceps brachii, otot fleksor &biceps brachii & triceps brachii, otot fleksor &ekstensor, otot pronator & supinatorekstensor, otot pronator & supinator
3. GRAVITASI, misalnya3. GRAVITASI, misalnya – – Stlh kontraksi biceps brachiiStlh kontraksi biceps brachii
– – Dikontrol kontraksi triceps brachiiDikontrol kontraksi triceps brachii
PANJANG, GAYA, KECEPATANPANJANG, GAYA, KECEPATANKONTRAKSI OTOTKONTRAKSI OTOT
•• HUB PANJANGHUB PANJANG--GAYA ORGAN OTOTGAYA ORGAN OTOT – – Lebih rumit dibandingkan pada MF o/ krn SEELebih rumit dibandingkan pada MF o/ krn SEE
– – Untuk memanjang otot SEE hrs diregangUntuk memanjang otot SEE hrs diregang – – Perlawanan SEE terhadap keregangan disebutPerlawanan SEE terhadap keregangan disebut
gaya pasif gaya pasif
– – Gaya pasif meningkat dgn pemanjangan ototGaya pasif meningkat dgn pemanjangan otot
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 31/663
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
61
• Gaya yang diukur waktu otot dirangsangmerupakan penjumlahan : – Gayapasif pd resting length tsb
– Gayaaktif yg dihasilkan myofibril-2• Umumnya panjang otot sesuai dengan gaya aktif
tertinggi
KECEPATAN KONTRAKS1 ORGAN OTOT
• Kecepatan kontraksi ≈ 1/perlawanan (beban)
• Bila beban < gaya maksimal kontraksi isotonisconcentric
• Bila beban ↑ mendekati gaya maksimal lebihpelan
• Bila beban gaya = gaya maksimal kontraksi
isometrik• Bila beban > gaya maksimal kontraksi isotoniseccentric
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
62
Arti : “Stiff as a board “ = kaku spt papanSetelah org meninggal, sirkulasi berhenti shg :
1. Otot skelet kekurangan nutrien & oksigen
2. Fiber otot skelet kehabisan ATP dlm bbrp jam
3. SR tdk lagi memompa Ca2+ dari sarkoplasma
4. Ca2+ berdifusi dari CES & SR ke dlm sarko-plasma
5. Konsentrasi Ca2+ dlm sarkoplasma naik
6. Ca2+ mengikat diri pada troponin C
7. Tropomyosin bergeser membuka aktif site8. Terjadi ikatan antara kepala myosin & aktin
9. Ikatan tersebut tdk dpt lepas tanpa ATP
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 32/663
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
63
• Keadaan RIGOR MOR-
TIS berlangsung 15 s/d
25 jam, kemudian :
• Enzim lizosim dilepas
akibat outolisis
• Lizosim menghancur-
kan myofilamen
• Kecepatannya tergan-
tung suhu lingkungan
O/ ahli Med Forensik dpt dijadikanO/ ahli Med Forensik dpt dijadikandasar perkiraan "time of death"dasar perkiraan "time of death"
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
64
Hypertrophy : bertambahnya ukuran & berat
Muscle hypertrophy disebabkan :
1. Fiber hypertrophy : terjadi sbg penyesuaian
– Kontraksi dg kekuatan maksimal/submax
– Keregangan otot selama kontraksi
Proses :
– Sintesis protein myofilemen lbh cepat drpd proses
katabolisme
– Penambahan jumlah filamen tebal 7 tipis
– Myofibril baru terbentuk & memisahkan diri dari
yg lama
– Enzyme-2 penyedia energi terutama glikolisis ↑
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 33/663
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
65
2. Penambahan sarcomere, terjadi padaujung otot bila diregang trs
melampaui batas optimum3. Hyperplasia : penambahan jumlah
MF
– Kekuatan kontraksi hrs ekstrim
– Penambahan hanya beberapa % saja
– Pembelahan/pemecahan linear dari MFyg hypertrophy
• Atrophy >< hypertrophy
• Denervation atrophy : bisa pulih asalblm > dari 3 bln
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
66
• Bila otot berkontraksi & memindah-
kan beban, maka diperlukan sumber
energi agar otot dpt melakukan kerja
• Sumber energi berasal dari hidrolisa
ATP ADP + Pi
• Fenn Efect : ↑ jumlah hidrolisir ATP
sebanding dg bertambahnya kerja
otot
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 34/663
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
67
• Kebutuhan otot berkontraksi thd ATP luar biasabesarnya – Setiap filamen tebal memecahkan ± 2.500 molekul ATP/s
(selama kontraksi)
– Setiap MF mengandung ± 15 milyar filamen tebal
– Suatu organ otot kecil pun mengandung ribuan fiber otot
• Konsentrasi ATP dlm MF ± 4 mmol/L. hanya cukupu/ kontraksi 1 – 2 detik dlm keaadaan normal tdkmungkin menyediakan ATP cukup sblm kontraksi,
• Kenyataan MF dlm keadaan istirahat : – Mengandung ATP & senyawa enersi tinggi lainnya
– Mempertahankan kontraksi s/d ATP lain dibentuk
– Selama kontraksi pembentukan ATP = penggunaan ATP
• Akan tetapi ADP difosforilisasi kmbl ATP hanya
dlm < 1 detik
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
68
DUA PROSES PEMBENTUKAN ATP
• Aerobic metabolism dlm mitokondria
• Anaerobic metabolism (glikolisis) dlm sitoplasma
AEROBIC METABOLISM
• Menyediakan 95% kebutuhan ATP dlm selistirahat
• O2, ADP, ion fosfat & asam lemak mskmitokondria
• Asam lemak msk siklus TCA
• Atom carbon dioksidasi menjadi CO2
• Atom hidrogen + oksigen membenfuk H2O
• Tiap molekul msk siklus TCA menghasilkan17 molekul ATP
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 35/663
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
69
ANAEROBICANAEROBIC METABOLISMMETABOLISM (tanpa(tanpa OO22))
•• GlikolisisGlikolisis pemepemecahancahan glukosaglukosa asamasampyruvatpyruvat (AP)(AP) – – SumberSumber ATPATP daridari kebanyakankebanyakan kontraksikontraksi otototot
rangkarangka (bukan(bukan saatsaat istirahat)istirahat)
– – CadanganCadangan glikogenglikogen smpsmp 11,,55%% beratberat MFMF rangkarangka
– – SaatSaat MFMF kekurangankekurangan ATPATP && CP,CP, glikogenglikogen didi--pecahpecah o/ o/ enzimenzim
– – TiapTiap molekulmolekul glukosaglukosa menghasilkanmenghasilkan 22 molekulmolekulATPATP && APAP
– – EfisiensinyaEfisiensinya hanyahanya 22/ /1717 efisiensiefisiensi aerobicaerobic metameta--bolismbolism
– – TetapiTetapi sgtsgt pentingpenting kalaukalau penyediaanpenyediaan oksigenoksigenterbatasterbatas
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
70
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 36/663
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
71
Sumber energi refosforilasi ATP :
1. Fosfocreatine (direct phosphorilation) : kuantitasnya 5x ATP, dpt mempertahankan kontraksi 7 – 15 s
2. Glikogen yg tersimpan pd otot, dihidrolisir Piruvicacid & lactid Acid + Energi (anaerobic glycolysis)
• Glikolisis sgt penting krn – Dpt berlangsung tnp O2
– Kecepatan pembentukan ATP ± 2,5 x proses oksidasi
• Energi hasil glikolisis terkumpul dlm MF & hny dptmempertahankan kontraksi ± ½ - 1 menit
3. Metabolisme Oksidatif (Oxidative phosphorylation) pengikatan O2 dg bhn makanan sel u/ menghasilkanATP
– > 95 % energi otot berasal dari sini
– Menghasilkan energi u/ berberapa jam aktivitas – Sumber : karbohidrat, lemak (terbyk), protein
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
72
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 37/663
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
73
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
74
POLA PRODUKSI & PENGGUNAAN ENERGI, tergan-
tung pada tingkat aktivitas otot & mobilisasisumber cadangan enersi : – Otot dalam keadaan istirahat
– Tingkat aktivitas sedang
– Tingkat aktivitas berat
DALAM KEADAAN ISTIRAHAT
• Kebutuhan ATP rendah & penyediaan O2 >dari cukup
• Asam lemak & glukosa msk kedlm MF
• Asam lemak dihidrolisir di dlm mitokondria• Mitokondria menghasilkan kelebihan ATP
• Belum ada proses Glikolisis
• ATP dipakai ↑ cadangan CP & glikogen
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 38/663
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
75
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
76
AKTIVITASAKTIVITAS SEDANGSEDANG
•• KebutuhanKebutuhan ATPATP ↑,↑, disediakandisediakan o/ o/ mitokonmitokon--driadria
•• TerjadiTerjadi ↑↑ kkecepatanecepatan produksiproduksi ATPATP o/ o/ mimi--tokondriatokondria
•• ↑↑ kkecepatanecepatan konsumsikonsumsi && difusidifusi oksigenoksigen mshmshcukupcukup
•• SemuaSemua ATPATP ygyg diproduksidiproduksi digunakandigunakan MFMF
•• MetabolismeMetabolisme aerobikaerobik APAP sumbersumber ATPATP utamautama
•• APAP disediakandisediakan daridari glukosaglukosa o/ o/ glikolisisglikolisis•• Lipid/asamLipid/asam aminoamino dipakaidipakai bilabila cadangancadangan
glikogenglikogen habishabis
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 39/663
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
77
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
78
AKTIVITAS BERAT
Kebutuhan ATP sgt besar & produksi ATP pdmitokondria mencapai puncak
• Difusi oksigen ke dlm MF tdk cukup
• Mitokondria hanya menyediakan 1/3 kebutu-han ATP, 2/3 nya disediakan o/ glikolisis
• Produksi AP > penggunaannya o/ mitokondria
• ↑ konsentrasi AP dlm sarkoplasma
• AP
asam laktat o/ lactate dehydrogenase
(LDH)• Asam laktat ion H + ion laktat, shg pH ↓
• Fungsi enzim-enzim berubah
MF tdk dptberkontraksi terus
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 40/664
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
79
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
80
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 41/664
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
81
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
82
• Bila otot kontraksi & memindahkan beban,
maka otot tsb dikatakan melakukan kerja(work) energi dr otot ditransfer ke beban
• W = F x s, dimana – W = kerja (work) = joule = kg.m2.s-2
– F = Gaya = Newton = kg.m.s2
– S = jarak perpindahan beban = m
Sumber energi u/ melakukan kerja didpt drreaksi-2 kimia selama kontraksi ATPkmd dipakai u/ :
1. Cross-bridge cycling = walk along/rachettheory of contraction
2. Memompa Ca 2+ kmb dr sarkoplasma ke SR
3. Na+K+ pump pada sarcolemma
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 42/664
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
83
EFISIENSI KONTRAKSI OTOT =
Kerja yg dihasilkan
Energi yg dihabiskan
• Efisiensi yg rendah di krnkan :
– ± 50 % energi mak. dipakai u/ sintesa ATP
– Hanya 40 -45 % ATP dikonversi mjd energi
• Efisiensi dpt dicapai bila Velocity of
Shortening 30 % dari max
– Bila terlalu pelan maintanance heat ↑
– Bila terlalu cepat energi terpakai u/
mengatasi gaya perlawanan dlm otot sendiri
= < 20-25 % (sisa u/ Panas)
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
84
CADANGANCADANGAN ATPATP && CREATINECREATINE PHOSPHOS--PHATEPHATE (CP)(CP)
•• FungsiFungsi utamautama ATPATP ialahialah mentransfermentransfer enersienersipadapada CPCP
•• DalamDalam keadaankeadaan istirahatistirahat MFMF rangkarangkamembentukmembentuk lbhlbh bykbyk ATPATP drpddrpd kebutuhankebutuhan
•• SelamaSelama kontraksikontraksi berlangsungberlangsung :: – – SetiapSetiap myosinmyosin crosscross--bridgebridge menghidrolisirmenghidrolisir ATPATP ADPADP ++ PP
– – EnersiEnersi ygyg tersimpantersimpan dlmdlm CPCP digunakandigunakan sehinggasehinggaADPADP ATPATP
– – EnzimEnzim fasilitatorfasilitator creatinecreatine phosphokinasephosphokinase (CPK(CPK /CK) /CK)
•• ApabilaApabila MFMF dirusakdirusak CPKCPK berdifusiberdifusi keke dlmdlmsirkulasisirkulasi
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 43/664
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
85
ATP + CreatineATP + Creatine ↔↔ ADP + CPADP + CP
Arah reaksi : IstirahatArah reaksi : Istirahat , Kontraksi, Kontraksi
Beberapa Sumber Cadangan Enersi dlm MFBeberapa Sumber Cadangan Enersi dlm MF
BENTUK ATP CP GLIKOGEN
REAKSI ATP ADP+P CP+ADP
ATP+C GLIKOLISIS
(an)
mMol 3 20 100
Σ TWITCH 10 70 670
LAMA *) 2S 15S 130S
*) KONTRAKSI TETANI ISOMETRIC (KTI)*) KONTRAKSI TETANI ISOMETRIC (KTI)
Sedangkan dg respirasi aerobic :- Mendukung sampai 12.000 twitch
- Mempertahankan KTI selama 2.400 s
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
86
PELEPASAN PANASPELEPASAN PANAS•• PadaPada reaksireaksi katalitikkatalitik sptspt glikolisis,glikolisis, MFMF
menggunakanmenggunakan hanyahanya sebagiansebagian enersienersi
ygyg dilepasdilepas
– – 4242%% padapada MFMF istirahatistirahat dgdg aerobicaerobic
metabolismmetabolism
– – 3030%% padapada MFMF akfif akfif beratberat dgdg anaerobicanaerobic
metabolismmetabolism
– – SisanyaSisanya u/ u/ menghangatkanmenghangatkan sarkoplasma,sarkoplasma,cairancairan interstisialinterstisial && drh,drh, ↑↑ suhusuhu tubuhtubuh && ↑↑
pelepasanpelepasan panaspanas
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 44/664
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
87
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
88
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 45/664
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
89
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
90
STRUKTUR NMJ
• Axon terminal (dari alpa motoneuron) bi-asanya bercabang dekat MF, dimana 1 ca-bang menginervasi 1 fiber
• Axon terminal terbenam dlm lekukan/in-vaginasi permukaan MF yg disebut Sy-naptic gutter, bagian saraf ini disebut endplate & dilapisi o/ presynaptic membrane
• Permukaan dlm synaptic gutter ( dilapisimembran post synaptic) berlekuk-2 (jung-
tional folds) u/ memperluas permukaan• Celah antara pre & post synaptic mem-
brane disebut Synaptic cleft berisi ACh-Ease u/ menghidrolisir Ach.
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 46/664
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
91
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
92
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 47/664
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
93
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
94
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 48/664
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
95
PELEPASAN NEUROTRANSMITER
• Ketika PA sampai ke Presynaptic ter-
minal, terjd depolarisasi membuka
Ca2+ channels disekitar dense bar.
• Ca2+ berdifusi masuk sesuai gradien
(konsentrasi Ca ↑ 100 x) vesikel
melekat pd ‘attachment site’ pd slh 1
dense bar
• Vesikel melebur dg presynaptic M. isinya
ditumpahkan (proses exocytosis ) masukcelah synaptic
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
96
• Proses : 200-300 vesikel berisi masing-25.000-10.000 mol Ach dilepas selamaexocytosis
• Ach diikat o/ reseptor pada post synaptic M. depolarisasi membran end plate dari -90mV (RMP)
-40 mV , Perisitiwa ini disebut End Plate Potential (EPP)
• EPP menyebabkan membran MF menujutreshold. EPP tdk dirambatkan tapi hanyamenstimuli PA pada Sarkolemma di sekitar
End Plate• Vesikel baru dibentuk melalui proses
endositosis
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 49/664
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
97
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
98
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 50/665
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
99
PENGIKATAN Ach PADA RESEPTOR
• Bila Ach di ikat o/ binding site 2
subunit α bentuk protein berubah
membentuk channel ditengah reseptor
• Channels yg terbuka memungkinkan
Na+ msk sel & K+ keluar sel
• Krn gradien Na+ > K+ Na+ influk >
K+ efluk Potensial membran
berubah depolarisasi membran
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
100
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 51/665
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
101
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
102
SIFAT-2 END PLATE :• Tdk memiliki Voltage-gated Na+K+ channels
• Semua protein pd membran EP adalah AChreseptor
• EPP menyebabkan depolarisasi membransekitar EP
• Bila potensial mencapai treshold terjadilahimpuls
• Umumnya membran memiliki treshold -60mV
• PA yg timbul dirambatkan sepanjang sarko-lemma propagasi
• Selanjutnya terjd kontraksi otot
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 52/665
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
103
•• PAPA padapada tiaptiap MUMU selaluselalu menyebabkanmenyebabkankontraksikontraksi padapada semuasemua MFMF ygyg
diinervasinyadiinervasinya•• ApabilaApabila dirangsangdirangsang dgdg frekuensifrekuensi ↑↑
((100100x/s)x/s) selamaselama bebrapabebrapa menitmenit vesikelvesikelAChACh menurunmenurun EPPEPP menurunmenurun depolarisasidepolarisasi tdktdk terbentukterbentuk otototot juga jugamengalamimengalami fatiquefatique (jrg(jrg padapada keadaankeadaannormal,normal, kecualikecuali krnkrn penyakit)penyakit)
•• AchAch disintesadisintesa dlmdlm presynapticpresynaptic memmem--
branbran terminalterminal && didi releaserelease secarasecaraExocitosisExocitosis
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
104
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 53/665
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
105
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
106
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 54/665
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
107
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
108
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 55/665
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
109
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
110
• S/ gangguan imunobiologis pd NMJdimana terjadi blokade reseptor Achhanya ± 30 % Ach bekerja pada reseptor
• Gejala : gangguan gerak otot-2 dimulaidr mata (ptosis, mdh lelah, diplopia), ototmenelan, sulit bicara, otot extr atas,tungkai
• Tes prostigmin/neostigmin(anticholinesterase) +, bila otot kuatkmbl
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 56/665
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
111
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
112
• Bentuk spindel shaped/gelendong, p: 30-200µm, Ø 5-10, mempunyai 1 inti di tengah
Terdapat pd sbg-an bsr ‘hollow/visceral
organ’ :
• Integumentary : pili errector muscle
• CV : artery & vein wall
• Respiratory : bronchial tree
• Digestive : stoomach, intestine, gall bladder
wall, ect• Urinary : Ureter wall, urinary bladder
• Reproductive : Uterus, tuba, V. defferent
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 57/665
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
113
STRUKTUR OTOT POLOS (OP)
• Tdk memiliki T-tubules, myofibril,sarcomere, SR tdk berkembang nonstriated muscles
• Thick filament menyebar dlm sarko-plasma, thin filament melekat ke densebodies yg dihub-kan dg dense bodies lainmelalui intermediate filament
• Dense boides yg melekat pd sarkolemaberfungsi sbg jangkar saat kontraksibentuk otot memendek & sdkt memutar
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
114
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 58/665
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
115
• Sumber Ca2+ dari ECF, msk ke dlm sel
berikatan dg calmodulin (s/ Ca binding
protein)
• Calmodulin-Ca komplek menaktivasi
Myosin light kinase u/ memecah ATP &
mengawali kontraksi
• Filament tebal & tipis tdk terorganisasi
spt otot sklelet tdk ada ‘Length-
tension relationship dpt
memanjang/memndek tnp perubahantonus yg berarti sifatsifat plasticityplasticity
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
116
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 59/665
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
117
• Inervasi OP berasal dr serat post ganglionikotonom
Berdasarkan inervasisnya OP dibedakan :• Multiunit Smooth Muscles (Errector pili
muscle, male reproductive tract, Cilliarymuscle)
– Inervasi mirip otot skelet, kontraksi sgttergantung rangsang sarat, & bukan krnlocal stimuli
• Viceral Smooth Muscles (GI trract, uterus,Urinary tract)
– MF satu dg lain saling berhimpitan,masing-2 berhubungan melalui gap
jungtions impuls listrik dpt disebarkanke sel-2 sekitarnya
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
118
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 60/666
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
119
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
120
• Viceral S.M mdh dipengarui localstimuli : chemicals substance, hor-
mone, O2-CO2, streching, dll
• Tanpa rangsang saraf memiliki
Basic Slow Wave Rhythm (gel
pace maker) bila mencapai nilai
ambang timbul PA (> 35 mV)
spontan• Bentuk PA bisa spike/plateau
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 61/666
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
121
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
122
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 62/666
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
123
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
124
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 63/666
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
125
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
126
•• Uk relative kecilUk relative kecil Ø 10Ø 10--2020 µµm, panjang 50m, panjang 50 --100100
µµm, memiliki 1/> sel terletak di tengahm, memiliki 1/> sel terletak di tengah
•• Striated appearance, T tubule pendek tapiStriated appearance, T tubule pendek tapi
lebar, dekat dg Z line, tdk ada triadlebar, dekat dg Z line, tdk ada triad
•• Terminal cisterna tdk berkembang, PATerminal cisterna tdk berkembang, PA
tergantung Ca release dari SR & ECFtergantung Ca release dari SR & ECF
memlalui sarkolemamemlalui sarkolema
•• Sgt mengandalkan Aerobic metabolism, bnykSgt mengandalkan Aerobic metabolism, bnyk
mitokondria dan myoglobin, cadangan energymitokondria dan myoglobin, cadangan energy
terutama dari glikogen & lipidterutama dari glikogen & lipid•• Sel otot 1 dg lainya dihub dg intercalatedSel otot 1 dg lainya dihub dg intercalated
discsdiscs
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 64/666
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
127
INTERCALATED DISCS (ID)
• 2 sel otot jtg, berhub 1 dg lain melalui gap
jungtions & desmosome hub ini menstabil-kan sel & memungkinkan molekul kcl & ionberpindah dr 1 sel ke sel lain
• Sbh PA dpt dg mudah menjalar ke sel diseki-tarnya lewat ID
• Myofibril dari 2 sel berdampingan saling me-lekat erat pada membran di ID kontraksisgt effisien
• Seolah-olah semua otot jantung adalah 1 kesa-tuan (mechanically, chemically, electrically)
Cardiac muscle is a fungtional syncitium
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
128
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 65/666
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
129
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
130
• Otot jtg berkontraksi tnp rangsang
saraf otomatisasi, ritme diatur oleh
pacemaker (SA node-AV Node)
• Pace maker dpt berubah akibat
pengaruh inervasi saraf otonom
• Kontraksi otot jtg 10 X lbh lama
dibanding otot Skelet
• Bentuk PA sedemikian rupa fase
refrakter tdk memungkinkanterjadinya sumasi / tetani
8/18/2019 Sistem Otot _ NMJ (Lecture Version) [Compatibility Mode]
http://slidepdf.com/reader/full/sistem-otot-nmj-lecture-version-compatibility-mode 66/66
KULIAH SISTEM MUSCULAR
Dr. Gatot Sugiharto
131