Eksitasi Otot Rangka , Pengahantaran Neuromuskular , Gabungan Eksitasi-KOntraksi,

Penghantaran Impuls dari Saraf ke Serat Otot Rangka : Hubungan Neuromuskular

Serat otot rangka dipersarafi oleh serat saraf besar dan myelin yg berasal dari motoneuro besar pada kornu anterior dari medulla spinalis Tiap-tiap serat saraf bercabang beberapa kali dan merangsang dari tiga sampai beberapa ratus serat otot rangka ujung-ujung saraf membuat suatu sambungan yg disebut sambungan neuromuskular, ketika serat otot mendekati pertengahan serat, dan potensial aksi di dalam serat menjalar dlm 2 arah menuju ujung-ujung serat otot

Penghantaran Impuls dari Saraf ke Serat Otot Rangka : Hubungan Neuromuskular Serat saraf akan bercabang pada ujungnya untuk membentuk suatu kompleks terminal cabang saraf, yang berinvaginasi ke dalam serat otot tetapi terletak di luar membran plasma serat otot lempeng akhir motorik (motor end plate) Invaginasi membran disebut parit sinaps atau palung sinaps, dan ruangan antara terminal dan membran serat disebut celah sinaps.

Celah sinaps lebarnya 20-30 nanometer dan terisi oleh suatu lamina basalis, yang merupakan lapisan tipis dgn serat retikular seperti busa yg dapat dilalui oleh cairan ekstraseluler scr difusi

Penghantaran Impuls dari Saraf ke Serat Otot Rangka : Hubungan Neuromuskular Pada bagian dasar parit terdapat banyak lipatan kecil membran otot yg disebut celah subneural, yang sangat memperluas perm.daerah tempat transmitter bekerja. Pada terminal akson banyak terdapat mitokondria, untuk menyediakan energi, terutama dalam pembentukan bhn transmiter perangsang, yakni asetilkolin.

Asetilkolin akan merangsang serat otot. Asetilkolin disintesis di dalam sitoplasma bagian.terminal. Matriks lamina basalis dilekati oleh sejumlah besar enzim asetilkolinesterase, yang mampu merusak asetilkolin. Sekresi Asetilkolin oleh Terminal Saraf Bila potensial aksi menyebar ke seluruh terminal saraf, maka saluran kalsium bergerbang voltase (suatu struktur yang terdiri dari dense bar dengan pertikel protein di setiap sisinya, yg dpt menembus membran) akan terbuka dan sejumlah besar ion kalsium berdifusi ke dlm terminal. Ion2 kalsium diduga menarik vesikel asetilkolin ke membran saraf yg berdekatan dgn dense bar.

Beberapa vesikel akan bersatu dgn membran saraf dan mengeluarkan asetilkolinnya ke dalam celah sinaptik melalui proses eksositosis Reseptor Asetikolin Tdpt banyak reseptor asetilkolin dalam membran otot. Resepto asetilkolin sbnrnya mrpk saluran ion bergerbang asetilkolin, yg terletak hampir seluruhnya mendekati mulut dr celah subneural yg terletak tepat di bwh daerah dense bar. Setiap reseptor mrpk kompleks protein besar yg memiliki BM 275.000. Kompleks ini tdr dr 5 protein subunit : dua protein alfa, dan satu protein beta, delta dan gamma.

Reseptor Asetilkolin Saluran asetilkolin yang terbuka memiliki diameter sekitar 0,65 nanometer, yg memungkinkan seluruh ion positif yg penting, seperti natrium, kalium dan kalsium dpt bergerak masuk. Sebaliknya ion negatif, seperti ion klorida tidak dapat lewat karena di dalam mulut saluran terdapat muatan negatif yang kuat. Efek utama dari pembukaan saluran asetilkolin adalah membuat sejumlah besar ion natrium masuk ke dalam serat sehingga terbawa sejumlah besar muatan positif, kemudian menyebabkan terjadi perubahan potensial setempat pada membran serat otot yang disebut potensial lempeng akhir.

Potensial lempeng akhir kemudian menimbulkan suatu potensial aksi pd membran otot lalu menyebabkan kontraksi otot Penghancuran Asetilkolin

Asetilkolin dihancurkan dgn 2 cara : Sebagian besar asetilkolin akan dihancurkan oleh enzim asetilkolinesterase yang terlekat pada bagian.lamina basalis, yaitu suatu lapisan seperti busa dari jaringan ikat halus yang mengisi ruang sinaptik antara terminal presinaptik dan nmembran otot postsinaptik. Sejumlah kecil asetilkolin lainnya akan berdifusi keluar dari ruang sinaptik dan kemudian tidak lagi tersedia utk bekerja membran serat otot Potensial Lempeng Akhir dan Perangsangan Serat Otot Rangka Ion2 natrium yg tiba2 masuk ke dalam serat otot ketika sal.asetilkolin terbuka akan menyebabkan potensial membran internal dlm daerah setempat dr lempeng akhir meningkat ke arah positif sebesar 50-75 milivolt potensial lempeng akhir Potensial lempeng akhir kemudian menimbulkan potensial aksi dlm serat otot.Biologi Molekular Pembentukan dan Pelepasan Asetilkolin

Vesikel kecil, kira2 40 nanometer, dibentuk oleh aparatus Golgi dalam badan sel motoneuron pada medulla spinalis. Vesikel ini kemudian diangkut oleh aliran aksoplasma melalui inti akson dr badan sel pusat pd medulla spinalis yg terletak di ujung serat saraf. Kira2 300.000 vesikel2 kecil ini berkumpul di bagian terminal saraf dari sebuah lempeng akhir otot rangka1. Asetilkolin disintesis di dalam sitosol serat saraf terminal

2. Dalam keadaan istirahat, terkadang vesikel bersatu degnan membran perm.terminal dan melepaskan asetilkolin ke dalam parit sinaps lempeng akhir miniatur Biologi Molekular Pembentukan dan Pelepasan Asetilkolin3. Bila suatu potensial aksi tiba pd terminal saraf, akan membuka banyak saluran kalsium dalam membran terminal sehingga konsentrasi ion kalsium pd terminal meningkat sktr 100 kali lipat. Kemudian terjadi peningkatan laju penggabungan vesikel asetilkolin dgn membran terminal kira2 10.000 kali lipat. Ketika masing-masing bergabung, kmdn perm.luarnya robek melewati membran sel eksositosis asetilkolin ke dalam celah sinaps.

Asetilkolin kemudian diuraikan oleh enzim asetilkolinesterase menjadi ion asetat dan kolin, dan kolin secara aktif diabsorbsi ke terminal saraf untuk digunakan kembali dalam pembentukan asetilkolin yang baru. Seluruh rangkaian ini terjadi dlm waktu 5-10 milidetik Biologi Molekular Pembentukan dan Pelepasan Asetilkolin4. Vesikel kemudian ditarik kembali dari membran saraf melalui endositosis. Dalam waktu beberapa detik sesudah potensial aksi selesai, pd membran saraf terminal muncul terowongan berlapis yang disebabkan oleh adanya protein kontraktil dari sitosol, khususnya protein klatrin. Dalam waktu kira-kira 20 detik, protein-protein berkontraksi dan menyebabkan terowongan melepaskan diri ke bag.dalam membran, jadi membentuk vesikel baru. Dalam waktu beberapa detik kemudian asetilkolin ditransfer ke dalam vesikel ini, dan selanjutnya siap utk msk ke dalam siklus pelepasan asetilkolin yg baru.Obat-obat yang Mempengaruhi Penghantaran pada Sambungan Neuromuskular

Obat-obat yang merangsang serat otot melalui kerja mirip asetilkolin : metakolin, karbakol, nikotin dll. Tetapi obat-obat ini tidak dapat dirusak oleh asetilkoliensterase atau dirusak sangat lambat.

Obat-obat yang menghambat penghantaran pada sambungan neuromuskular : obat-obat kurariform. Obat-obat ini dapat mencegah masuknya impuls dari lempeng akhir ke dlm otot dgn cara bersaing degnan asetilkolin dalam menduduki reseptor asetilkolin.

Obat-obat yang merangsang sambungan neuromuskular dgn cara inaktivasi asetilkolinesterase : neostigmin, fisostigmin dan diisopropil fluorofosfat. dapat menimbulkan spasme otot Miastenia Gravis : Menyebabkan kelumpuhan akibat ketidakmampuan sambungan neuromuskular untuk menghantarkan sinyal dr serat saraf ke serat otot. Terjadi kira2 1 dari 20.000 orang Terdapat anggapan mrpk penyakit autoimun karena pada penderita ini terbentuk antibodi yang melawan saluran ion teraktivasi asetilkolin miliknya sendiri. Bila cukup parah, penderita dapat meninggal karena paralisis otot pernapasan Biasanya dapat disembuhkan degnan pemberian neostigmin atau obat-obat antikolinesterase lainnya.Potensial Aksi Otot

Potensial membran istirahat : kira2 -80 sampai -90 milivolt pd serat otot rangka. Sama seperti yg tdpt pd serat saraf besar bermyelin Lamanya potensial aksi : 1 sampai 5 milidetik pada otot rangka, kira2 5x lbh lama drpd saraf besar bermyelin Kecepatan penghantaran : 3 sampai 5 meter/ detik, kira2 1/8 kecepatan penghantaran pada serat saraf besar bermyelin yg merangsang otot rangka.Eksitasi - Kontraksi

Utk menimbulkan kontraksi, arus listrik dr potensial aksi harus menembus ke sekitar

semua miofibril yg terpisah. Hal ini terjadi melalui penyebaran potensial aksi sepanjang tubulus transversa (tubulus T) yg menembus seluruh jalan melalui serat otot dari satu sisi ke sisi lain Kemudian potensial aksi tubulus T menyebabkan retikulum sarkoplasmik melepaskan ion2 kalsium ke semua miofibril dan menimbulkan kontraksi

Eksitasi-Kontraksi

Setelah ion-ion kalsium dikeluarkan dari tubulus sarkoplasmik dan telah berdifusi ke miofibril, kontraksi otot akan terus berlangsung selama konsentrasi ion kalsium dalam cairan miofibril tetap tinggi. Sebuah pompa kalsium yg terus menerus aktif, yang terletak pada dinding retikulum sarkoplasmik, akan memompa ion-ion kalsium keluar dari miofibril kembali ke dalam retikulum sarkoplasmik. Sehingga, konsentrasi ion kalsium dlm miofibril tetap pada derajat sangat rendah, kecuali sesaat setelah potensial aksi.PELEPASAN ION-ION KALSIUM OLEH RETICULUM SARKOPLASMA

Bagaimana Struktur Otot rangka Struktur otot rangka adalah sedikit berbeda dari dua jenis utama lain dari otot, otot jantung dan polos. Juga disebut otot lurik, otot rangka memiliki penampilan bergaris karena dua protein tumpang tindih yang memungkinkan otot untuk berkontraksi dengan cepat. Sel silinder memanjang, yang juga disebut serat otot, juga membentuk struktur otot rangka. Setiap sel otot rangka mengandung beberapa ratus inti, yang bertentangan dengan inti tunggal ditemukan dalam sel-sel jenis otot lain. Serat otot memiliki membran serta filamen disebut miofibril, struktur yang sangat penting untuk fungsi kontraktil mereka. Tiga jenis jaringan otot, termasuk otot rangka, jantung, dan polos, membentuk sistem otot manusia. Otot rangka merupakan jenis otot yang paling melimpah, karena mereka menutupi dan memberikan gerakan untuk seluruh kerangka tubuh manusia. Ini memiliki dua nama alternatif: otot lurik, karena penampilan lintas bergaris mereka, dan otot sadar karena pikiran sadar dapa mengontrol tindakan mereka. serat Otot berkontraksi dengan cepat karena kehadiran myofibrils, atau filamen kecil yang berisi dua protein yang tumpang tindih yang disebut aktin dan myosin. Seperti yang terlihat di bawah mikroskop, pita gelap dibentuk oleh tumpang tindih myosin pita cahaya dibentuk oleh aktin, mengakibatkan munculnya struktur bergaris otot rangka. Kontraksi otot dimungkinkan sebagian besar oleh reaksi kimia antara myosin dan aktin, dan dikendalikan oleh aksi ion kalsium dan dua protein lain yang bekerja sama disebut troponin dan tropomyosin. Ketika ion kalsium dilepaskan dari retikulum sarkoplasma dari otot rangka kemudian menggabungkan dengan troponin, reaksi kimia, sehingga kontraksi otot, terjadi. Pelepasan ion kalsium memicu troponin untuk mengubah posisi, menyebabkan tropomyosin yang akan menjauh, membuat jalan bagi myosin untuk bisa mencapai dan berinteraksi dengan aktin. Ketika ion kalsium tetap disimpan dalam retikulum sarkoplasma, tidak ada kontraksi otot terjadi dan dengan demikian otot dikatakan istirahat atau dalam keadaan santai. Struktur otot rangka juga terdiri dari duasistem membran yang disebut plasma atau membran sel dan retikulum sarkoplasma,yang keduanya terlibat dalam proses kontraksi. Setiap serat otot dikelilingi oleh membran sel, yang memiliki ekstensi seperti tabung disebut tubulus transversal. Transmisi impuls listrik yang mengaktifkan kontraksi terjadi melalui tubulus transversal yang memperpanjang jauh ke dalam serat otot. Sementara itu, retikulum sarkoplasma, terletak di dalam serat otot, melepaskan kalsium selama kontraksi otot dan menyimpan kalsium selama relaksasi otot.Sebuah pola karakteristik yang disebut triad terbentuk karena retikulum sarkoplasma terletak sangat dekat tubulus transversal.