STRUKTUR - KERJA OTOT

Struktur Otot Lurik

Struktur otot lurik adalah sebagai berikut :

1. Empal otot atau ventrikel otot dengan membran pembungkusnya disebut fasia superfasialis tersusun atas banyak berkas otot
2. Berkas otot dengan membran pembungkusnya disebut fasia propria tersusun atas banyak serabut otot atau serat otot atau sel otot
3. Serat otot atau sel otot tersusun atas banyak miofibril

Struktur Sel Otot

Bagian-bagian sel otot adalah :

1. Sarkolema, merupakan membran plasma sel otot
2. Sarkoplasma, merupakan sitoplasma sel otot
3. Retikulum sarkoplasma, merupakan retikulum endoplasma sel otot
4. Nukleus, jumlahnya banyak dan terletak di sepanjang tepi sel otot

Sarkolemma

• Sarkolemma adalah selaput pembungkus otot yang tersusun ganda (double membrane), yakni selaput luar ( 40 angstrom) Ruang antara ( 20 angstrom ) dan Selaput dalam (setebal 40 Angstrom)
  
• Selaput luar mirip membrane basal epitel yang dibalut serabut retikuler. Selaput dalam (plasmalemma) terdiri dari dua lapis protein yang ditengahnya diisi lemak (lipid).
  
• Secara umum sarkolema bersifat transparan, kenyal dan resisten terhadap asam dan alkali.
  
• Serabut-serabut otot kerangka yang bergabung membentuk berkas serabut otot primer disebut fasikulus, yang dibalut oleh jaringan ikat kolagen pekat (endomisium).
  
• Ada 5 sel utama yang dijumpai dalam fasikulus yaitu: serabut otot, sel endotel, perisit, fibroblast dan miosatelit.

Sarkoplasma adalah sitoplasma Otot

• Sarkoplasma (Cytoplasmic matrix) mengandung: Organoida, a.l.: mitokondria (sarcosomes) - ribosom- Apparatus golgi - myofibril -Endoplasmik retikulum
• Selain itu terdapat pula enzim sitokrom oksidatif. Mitokondria terdapat berbatasan dengan sarkolema dan dekat inti di antara myofibril.
• Sarkoplasmik retikulum bersifat agranuler (Smooth ER.), karena ribosom pada otot kerangka terdapat bebas dari matriks. Sisterna pada sarkolasmik retikulum terjalin pararel dengan myofibril, yang pada interval tertentu membentuk pertemuan dengan jalinan transversal, disebut triade.
• Penelitian pada otot salamander (Amblistoma punctatum) , triade ini terdapat mengitari garis Z (Zwischenschreibe). Pada hewan lain dan manusia tiap sarkomer memiliki dua triade di daerah pertemuan garis A (anisotrop) dan garis I (isotrop). Organoida ini berfungsi menyalurkan impuls dari permukaan otot kerangka ke dalam serabut yang lebih dalam letaknya.
  

Struktur Miofibril

Muifibril tersusun atas banyak miofilamen. Miofilamen tersusun atas filamen tipis dan filamen tebal.

1. Filamen tipis tersusun atas tiga protein yaitu aktin, tropomiosin dan troponin. Aktin merupakan protein struktural utam penyusun filamen tipus yang terdiri dari dua untai helix (spiral). Molekul aktin memiliki tempat aktif untuk berikatan dengan jembatan silang miosin. Tropomiosin merupakan protein berbentuk seperti benang yang terletak di sepanjang untai heliks aktin dan menutupi tempat-tempat aktif aktin yang berikatan dengan jembatan silang. Troponin merupakan kompleks protein yang terdiri atas tiga protein yaitu troponin I (mengikat aktin), troponin T (mengikat tropomiosin) dan troponin C mengikat ion kalsium (Ca²⁺)
   
2. Filamen tebal terdiri dari benang-benang protein miosin. Setiap filamen miosin membentuk sebuah kepala yang menonjol di salah satu ujung. Satu susunan filamen miosin memiliki memiliki kepala-kepala yang menonjol di berbagai tempat di kedua ujung. Kepala-kepala molekul miosin membentuk jembatan silang. Setiap setiap jembatan silang memiliki memiliki dua tempat penting yaitu tempat mengikat aktin dan temat enzim ATPase miosin.

• Di dalam sebuah miofibril, filamen aktin dan miosin sejajar dan tersusun berdampingan.
  
• Filamen aktin dan miosin saling tumpang tindih tersusun menurut pola tertentu sehingga menghasilkan pandangan garis-garis seran lintang.
• Masing-masig satuan pola berulang yang disebut daerah sarkomer dan setiap sarkomer dipisahkan oleh dua garis Z. Sarkomer merupakan unit fungsional otot ragka karena mampu berkontraksi.
  
• Garis Z merupakan tempat menempelnya filamen-filamen ak tin.
  
• Filamen-filamen miosin dengan kepalanya yang menonjol terletak diantara filamen aktin, tidak menempel pada garis Z.
  
• Daerah terang disebut pita I (isotrop), hanya memiliki filamen tipis (filamen aktin), daerah gelap disebut pita A (anisotrop) memiliki filamen tipis dan tebal (miosin).
  
• Pita I dibagi dua oleh garis Z dan pita A dibagi dua oleh zona H. Pada zona H hanya terdapat filamen tebal (miosin).

Untuk lebih jelas uraian ini perhatikan

• Sekali lagi dengan mikroskop cahaya myofibril tampak memiliki
  

1. bagian cerah (cakram I)
   
2. bagian gelap (caktam A),
   

• Bila menggunakan pewarnaan hematoksilin besi (Heidenheia). Inilah yang memberikan aspek bergaris melintang baik pada otot kerangka maupun otot jantung. Garis melintang ini dapat diamati pada:

1. Otot kerangka yang masih hidup
2. Otot segar tanpa menggunakan pewarnaan
3. Otot setelah mengalami fiksasi dan di warnai

• Pada satu serabut otot kerangka terdapat ribuan myofibril, sedangkan tiap myofibril memiliki ratusan myofilamen yang bersifat submikroskopis.

Myofilamen terdiri dari 2 macam yaitu:

1. Filament Miosin

• Sering disebut filament kasar (coarse filaments), berdiameter 100 Angstrom dan panjangnya 1,5 µ. Filamen ini membentuk daerah A atau cakram A.
  
• Filamen ini tersusun pararel dan berenang bebas dalam matriks.
  
• Bagian tengah agak tebal dari bagian tepi. Fungsi dari myosin adalah sebagai enzim katalisator yang berperanan memecah ATP menjadi ADP + energi, dan energi ini digunakan untuk kontraksi.

2. Filamen Aktin

• Panjangnya 1µ dan diameternya 50 Angstrom, terpancang antara 2 garis Z.
  
• Bagian tengahnya langsing dan elastis.
  
• Filamen ini membentuk cakram I, meskipun sebagian masuk ke dalam cakram A.
  
• Aktin dan myosin tersusun sejajar dengan sumbu memanjang serabut otot skelet.

• Pada sediaan histologi yang baik selain cakram I dan A, tampak pula garis Z dan H bahkan garis M. dan Garis Z (Zwischenschreibe) atau intermediate disc: yang Berupa garis tipis dan gelap yang membagi cakram I sama rata.
  
• Daerah antara 2 garis Z disebut “sarkomer” yang panjangnya sekitar 1,5µ.

§ Garis H (Helleschreibe):

Terdapat dalam cakram A. Merupakan bagian agak cerah di kanan-kiri garis M, yang bebas dari unsur aktin.

§ Garis M (Mittelschreibe):

Terdapat di tengah-tengah cakram A, suatu garis yang disusun oleh bagian tengah filamen myosin yang menebal.

Jadi dalam 1 sarkomer terdapat garis-garis Z-I-A-H-M-H-A-I-Z (tepatnya interval antara 2 garis Z, 1 pita A, dan ½ dari 2 garis I). OK

Gambar serat otot lurik

Mekanisme kerja oto rangka

• Metode pergeseran filamen dijelaskan melalui mekanisme kontraksi pencampuran aktin dan miosin membentuk kompleks akto-miosin yang dipengaruhi oleh ATP.
  
• Miosin merupakan produk, dan proses tersebut mempunyai ikatan dengan ATP.
  
• Selanjutnya ATP yang terikat dengan miosin terhidrolisis membentuk kompleks miosin ADP-Pi dan akan berikatan dengan aktin.
  
• Selanjutnya tahap relaksasi konformasional kompleks aktin, miosin, ADP-pi secara bertahap melepaskan ikatan dengan Pi dan ADP, proses terkait dan terlepasnya aktin menghasilkan gaya fektorial.
• Otot akan berkontraksi jika mendapatl rangsangan motorik dari pusat motorik (otak ).
  
• Antara otot dan saraf otot dan saraf akan membentuk sambungan yang disebut sinapsis neuromuskulus dimana ujung saraf motorik melekat pada serabut otot.
  

Langkah-langkah kontraksi otot :

1. Jika rangsang sampai pada ujung saraf motorik, maka ujung saraf motorik akan melepaskan neurotransmiter (pemindah rangsang ke sel berikutnya) yang berupa asetil kolin keserabut otot melalui celah sinapsis
2. Asetilkolin menyebabkan retikulum sarkoplasma melepaskan ion Ca²⁺ masuk kedalam sarkoplasma otot
3. Ion Ca²⁺ yang dilepaskan di ikat oleh unit troponin C yang menyebabkan kompleks troponin-miosin secara fisik bergeser kesamping, membuka tempat pengikatan jembatan silang aktin.
4. Dengan terbentuknya tempat pengikatn jembatan silang aktin menyebabkan terbentuknya jembatan silang antara kepala miosin dan filamen aktin dan menyebabkan serabut otot menjadi lebih pendek (zona Z dan H menjadi pendek dan juga sarkomer menjadi lebih pendek) dan otot berkontraksi.

Untuk berkontraksi ini otot memerlukan energi yang berasal dari ATP dan kreatin pospat.

• Pada saat kontraksi ATP terurai menjadi ADP+posfat+energi dan ADP menjadi AMP+posfat +energi.
  
• Pemecahan zat tersebut dalam keadaan anaerob.
  
• Energi pembentukan ATP berasal dari pemecahan glikogen atau gula yang dilarutkan menjadi laktasidogen yang kemudian dipecah menjadi asam laktat dan glukosa secara aerob.

Langkah relaksasi otot:

1. Tidak adanya ion kalsium di dalam sarkoplasma. Ion Ca²⁺ dibebaskan oleh unit troponin C. Ion Ca²⁺ dipompa kembali kedalam retikulum sarkoplasma dengan transporatktif
2. Komplek troponin-tropomiosin bergeser kembali keposisinya menutupi tempat pengikatan jembatan silang aktin sehingga aktin dan miosin tidak lagi berikatan di jembatan silang
3. Filamen tipis bergeser kembali keposisi istirahat dan terjadi proses relaksasi.

• Penimbunan asam laktat (hasil pemecahan asam piruvat dalam keadaan anaerob) dalam otot menyebabkan kelelahan dan pegal linu, dan jika otot tidak mampu berkontraksi lagi maka akan terjadi kejang otot atau kram.
  

Gangguan pada otot antara lain

1. Tetanus (akibat racun Clostrodium tetani)
2. Kram
3. Atrofi
4. Hypertrofi
5. dll
   

Berdasarkan cara kerjanya, otot dibedakan menjadi dua sebagai berikut.

• Otot sinergis, yaitu otot yang saling menduung. Contoh: otot bisep dan otot lengan bawah (pronator) yang terdiri otot pronator kuadratus dan otot pronator teres. Ketiga otot ini sama-sama berkontraksi ke satu arah sehingga lengan bawah dapat diigerakkan memutar.
• Otot antagonis, yaitu otot yang bekerja secara berlawanan. Contoh: mekanisme kerja otot bisep dan trisep dapat membengkokkan dan meluruskan siku

<!--[if gte mso 9]> Normal 0 false false false EN-US X-NONE X-NONE MicrosoftInternetExplorer4

KEMAMPUAN GERAK OTOT

1. Kontraktibilitas, kemampuan otot melakukan perubahan menjadi lebih pendek dari ukuran semula
2. Ekstensibilitas, kemampuan otot melakukan perubahan menjadi lebih panjang dari ukuran semula
3. Elastisitas, kemampuan otot kembali pada ukuran semula setelah mengalami kontraksi dan ekstensi
4. Exitabilitas, kemampuan otot merespon rangsang

JENIS TULANG

Jenis dan Fungsi Tulang pada Manusia

Menurut jenisnya tulang pada manusia dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:

a. Tulang Rawan(Kartilago)

• Tulang rawan merupakan jaringan penyokong tersusun secara khusus yang dibentuk oleh Chondrogen
• Chondrogen meliputi Chondroblast dan chondrosit  atau  sel-sel tulang rawan Chondrosit dibentuk oleh Chndroblast
• Kartilago dengan ruang antar sel tulang rawan banyak mengandung serat kolagen dan matriks ekstracelluler tang elastis (CONDRIN) berupa  zat perekat dan sedikit zat kapur, bersifat lentur.
• Matriks ini baik warna dan komposisinya bisa digunakan untuk pengelompokan jenis Tulang rawan  

• Tulang rawan banyak terdapat pada

1. Pada ujung ujung tulang yang muda ( Cakra Epifisa)
2. Penyusun ruang antar tulang yang berupa sendi sehingga terjadi mobilitas
3. Penyusun tulang pada anak kecil
4. pada orang dewasa terdapat pada ujung tulang rusuk, laring, trakea, bronkus, hidung, telinga, antara ruas-ruas tulang belakang.permukaan persendian
5. kerangka janin ketika di kandungan

• Mengapa bila anak-anak mengalami patah tulang, cepat menyambung kembali?

• Hal ini dikarenakan pada anak-anak masih banyak memiliki tulang rawan, sehingga bila patah mudah menyambung kembali serta pada anak anak jaringan nya tentu sangat meristematis / muda

Proses perubahan tulang rawan menjadi tulang keras, disebut osifikasi.

• Skema diagram pengerasan endochondral. (A, B) sel Mesenchymal mengembun dan membedakan ke dalam kondrosit untuk membentuk model tulang rawan tulang.
• (C) kondrosit di tengah poros mengalami hipertrofi penyusutan dan apoptosis ketika mereka berubah dan mengisikan dgn mineral matriks ekstraseluler mereka.
• Kematian mereka memungkinkan pembuluh darah masuk.
• (D, E) Pembuluh darah membawa osteoblast, yang mengikat tulang deposit merosot matriks tulang rawan dan matriks.
• (FH) Pembentukan tulang dan pertumbuhan terdiri dari susunan sel tulang yang terus berkembang biak, hipertrofi, dan mineralizing kondrosit.
• Pusat osifikasi sekunder juga bentuk sebagai pembuluh darah masukkan di dekat ujung tulang.

Berdasarkan bahan pembentuknya, tulang dibagi menjadi 2 jenis yakni

1. tulang sejati/ keras (osteon)
2. tulang rawan/kartilago (cartilage).

• Tulang rawan bersifat lentur, tersusun atas sel-sel tulang rawan (kondrosit) yang mensekresikan matriks (kondrin) berupa hialin atau kolagen. 
• Tulang rawan pada anak anak berasal dari mesenkim dengan kandungan kondrosit lebih banyak dari kondrin.
• Sebaliknya, pada orang dewasa kondrin lebih banyak dan rawan ini berasal dari selaput tulang rawan (perikondrium) yang banyak mengandung kondroblas (pembentuk kondrosit).

Tulang rawan terdiri dari tiga tipe berdasarkan warna dan substansi yang ada di matriks ( sela) yaitu:

1. Tulang rawan hialin, tulang yang berwarna putih sedikit kebiru-biruan, mengandung serat-serat kolagen dan chondrosit. Tulang rawan hialin dapat kita temukan pada laring, trakea, bronkus, ujung-ujung tulang panjang, tulang rusuk bagian depan, cuping hidung dan rangka janin.
2. Tulang rawan elastis, tulang yang mengandung serabut-serabut elastis. Tulang rawan elastis dapat kita temukan pada daun telinga, tuba eustachii (pada telinga) dan laring.
3. Tulang rawan fibrosa, tulang yang mengandung banyak sekali bundel-bundel serat kolagen sehingga tulang rawan fibrosa sangat kuat dan lebih kaku. Tulang ini dapat kita temukan pada discus diantara tulang vertebrae dan pada simfisis pubis diantara 2 tulang pubis

Perbedaan klasik lainnya yang bisa digunakan dari tiga jenis jaringan kartilago diatas yaitu 

• Pada jaringan kartilago hialin selalu ditutupi oleh perichondrium (lapisan jaringan ikat kolagen padat), yang tidak memiliki pembuluh darah dan saraf dan relatif mobile. 
• Pada tulang rawan Elastin mirip jaringan hialin yaitu memiliki serat elastis berlimpah dalam matriks, ditambah banyak serat kolagen tipis. Selanjutnya, sel-sel tulang rawan memiliki akumulasi lebih tinggi dari glikogen dan lemak. 
• Dan pada kartilago fibrosa, juga disebut fibrocartilage, memiliki serat kolagen dan tidak seperti dua lainnya, perichondrium tidak ditemukan sebagai pembungkus .

• Tulang rawan pada orang dewasa antara lain terdapat pada cincin batang tenggorokan dan daun telinga.

Tulang Keras(Osteon)

• Tulang keras / Tulang sejati dibentuk oleh sel pembentuk tulang (osteoblas)ruang antar sel tulang keras banyak mengandung zat kapur, sedikit zat perekat, bersifat keras.
• Zat kapur tersebut dalam bentuk kalsium karbonat ( CaCO₃ ) dan kalsium fosfat ( Ca( PO₄ )2) yang diperoleh atau dibawa oleh darah.
• Dalam tulang keras terdapat saluran havers yang didalamnya terdapat pembuluh darah yang berfungsi mengatur kehidupan sel tulang.
• Tulang keras berfungsi untuk menyusun sistem rangka.
• Tulang keras / sejati (osteon) tersusun atas sel tulang sejati (osteosit).
• Tulang pada vertebrata berfungsi sebagai pamberi bentuk tubuh, melindungi organ-organ vital, tempat melekatnya otot-otot, sebagai tempat pembentukan sel-sel darah, dan sebagai alat gerak pasif.
• Tulang berfungsi membentuk tubuh karena sifat tulang yang keras dan tidak dapat berubah bentuk.
• Contoh tulang yang berfungsi sebagai pelindung organ vital adalah tengkorak yang berfungsi melindungi otak dan tulang rusuk melindungi paru-paru dan jantung

Proses Penulangan (Osifikasi)

• Rangka pada manusia mulai terbentuk lengkap pada akhir bulan kedua, atau awal bulan ketiga dari kehamilan.
• Semua rangka tersebut masih dalam bentuk kartilago.
• Rangka ini berasal dari jaringan ikat embrional atau mesenkim.
• Setelah kartilago terbentuk, rongga yang ada di tengahnya akan segera berisi sel-sel pembentuk tulang atau osteoblast.
• Sel-sel ini juga menempati jaringan pengikat di sekeliling rongga.
• Sel-sel tulang terbentuk secara konsentris, artinya pembentukannya bermula dariarah dalam terus keluar mengelilingi pusat.
• Setiap satuan sel-sel tulang akan melingkari suatu pembuluh darah dan serabut saraf, membentuk satu sistem yang disebut sistem Havers.
• Di antara sel-sel tulang terdapat zat sela atau matriks yang tersusun atas senyawa protein.
• Pembuluh darah dari sistem Havers ini bercabang-cabang menuju ke matriks, mengangkut zat fosfor, dan pengerasan tulang ini dinamakan osifikasi atau penulangan.
• Bila matriks tulang berongga, maka akan membentuk tulang spons.
• Bilamatriksnya padat dan rapat, maka akan terbentuk tulang kompak atau tulang keras.

Contoh Tulang sejati adalah

• tulang paha
• tulang lengan
• tulang betis
• tulang selangka

Bentuk Tulang

Menurut bentuknya tulang terbagi 3 macam, yaitu:

1. Tulang pipa
2. Tulang Pipih
3. Tulang pendek

Tulang Pipa

• Bentuknya bulat, panjang dan tengahnya berongga
• Contohnya :

1. tulang paha
2. tulang lengan atas
3. tulang jari tangan

Berfungsi sebagai tempat pembentukan sel darah merah

Bagian-Bagian Tulang Pipa

1. Epifise: bagian ujung tulang yang terdiri atas tulang rawan.
2. Diafise: bagian tengah yang memanjang dan di pusatnya terdapat rongga berisi sumsum tulang. Rongga ini terbentuk karena aktivitas osteoblas atau perombak sel-sel tulang.
3. Cakraepifise: bagian sempit di antara epifise dan diafise. Bagian ini terdiri atas tulang rawan yang kaya osteoblas. Pada orang dewasa yang tidak tumbuh meninggi lagi, bagian ini sudah menulang semua.

2. Tulang pipih

Bentuknya pipih ( gepeng )

Contohnya:

- tulang belikat
- tulang dada
- tulang rusuk

Berfungsi sebagai tempat pembentukan sel darah merah dan sel darah putih

3. Tulang pendek

• Bentuknya pendek dan bulat
• Contohnya:

1. ruas-ruas tulang belakang
2. tulang pergelangan tangan
3. tulang pergelangan kaki

Berfungsi sebagai tempat pembentukan sel darah merah dan sel darah putih
Contoh tulang sejati ( tulang keras) sebagai anggota gerak ( Limb) atau dalam Osteologi disnut Rangka Apendikular yaitu

Limb (anggota gerak)

• Anggota gerak terdiri dari anggota gerak atas (tangan) dan anggota gerak bawah (tungkai). Rangka anggota gerak atas terdiri dari tulang-tulang anggota gerak atas yakni:

1. bagian atas yang membentuk sendi peluru dengan tulang belikat.
2. bagian bawah yang membentuk sendi engsel dengan tulang hasta dan tulang pengumpil
   
3. Tulang hasta yang membentuk tulang lengan bawah.
4. Tulang pangkal tangan yang merupakan rangka pergelangan tangan. Tulang pangkal tangan ini berjumlah 8 buah
5. Tulang tapak tangan berjumlah 5 buah.
6. Tulang ruas-ruas jari tangan sebanyak 14 buah. Antara ruas satu dengan yang lain dihubungkan dengan sendi engsel sehingga bisa ditekuk dan digerak-gerakkan.

Rangka anggota gerak bawah terdiri dari tulang-tulang tungkai yaitu:

1. Tulang paha yang pada bagian atasnya membentuk seperti tombol dan membentuk sendi peluru dengan tulang panggul.
2. Tulang kering, ukurannya besar dan kuat membentuk sendi engsel dengan tulang paha serta mempunyai tonjolan pada ujung bagian bawahnya yang disebut dengan mata kaki dalam.
3. Tulang betis, terdapat di belakang tulang kering. Pada bagian bawah tulang terdapat mata kaki luar. Tulang betis berfungsi sebagai tempat melekatnya otot kaki.
4. Tempurung lutut (patella) merupakan bagian dari tungkai.
5. Tulang pangkal kaki, berjumlah 7 buah. Tulang pangkal kaki ini antara satu dengan lainnya dihubungkan oleh jaringan pengikat yang membentuk suatu susunan. Tulang yang terbesar berguna untuk tulang loncat dan tulang tumit.
6. Tulang tapak kaki, sebanyak 5 buah membentuk telapak kaki.
7. Tulang ruas-ruas jari kaki, tersusun dari 14 ruas tulang.