Slide 1

dr. Imran, SpS, M.Kes1Fisiologi MuskuloskeletalDr.dr. Imran, SpS, M.Kes

Dengan Ilmu Hidup Jadi Lebih berguna & IndahLOGO

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes2Pendahuluan

Otot dapat dirangsang secara kimiawi, listrik dan mekanik untuk membang-kitkan potensial aksiBerbeda dengan neuron, otot mempunyai kemampuan kontraktil yang diperankan oleh protein aktin dan miosinAda 3 jenis otot:Otot rangkaOtot jantungOtot polos

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes31. Otot RangkaCiri-ciri:Sel berukuran panjangNukleus multipelTerlihat serat serat otot (otot lurik)Bersifat volunter

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes4Morfologi Otot Rangka

Otot Fasikulus (Bundle of fibres) Serat Otot (Muscle Fibres) Miofibril Miofilamen Filamen tebal / tipis (Aktin/ Miosin dll)Satu serat otot dibungkus oleh Sarko-lemma di dalamnya banyak terdapat miofibril-miofibril.Setiap miofibril tersusun oleh miofilamen (filamen tebal & tipis)Retikulum sarkoplasmik dengan akhiran sisternanya menyelubungi setiap miofibril.Sistem T (invaginasi sakolemma) mem-bentuk hubungan dengan miofibril-miofibril antara pita A dan pita I dalam setiap sarkomerSarkomer adalah unit terkecil dari sistem kontraksi otot

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes5Sarkomer

Setiap 1 sarkomer dibatasi oleh garis Z (unit terkecil sistem kontraksi otot) Filamen tebal (miosin) membentuk pita A (di tengahnya terdapat pita H) Filamen tipis (aktin) membentuk pita IZ lineZ line

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes6Mekanisme Kontraktil tergantung kepada:Protein miosin-II (BM 460.000)Aktin (BM 43.000)Tropomiosin (70.000) Troponin (BM 18.000-35.000):Troponin ITroponin TTroponin CATPIon Ca2+

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes7Filemen Tebal & Tipis

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes8Miofilamen

Susunan filamen-filamen tipis (aktin) dan tebal (miosin)Hubungan aktin dan miosin membentuk garis M Pergeseran aktin pada miosin sela-ma kontraksi menyebabkan garis Z bergerak saling mendekat.

Filamen tipis

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes9Hubungan Saraf-Otot (Neuromuscular Junction)

LOGOSinaps (Sel Saraf Otot)dr. Imran, SpS, M.Kes10

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes11Hubungan Saraf-Otot (Neuromuscular Junction)

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes12Sistem SarkotubulerFibril-fibril otot dikelilingi oleh struktur:Sistem Sarkotubuler (Sistem T), berbentuk tubulus dan Retikulum SarkoplasmikBagian ujung dari Retikulum sarkoplasmik berbentuk agak melebar disebut Sisterna ter-minalisSistem T berfungsi untuk meng-hantarkan potensial aksi dengan kecepatan tinggi dari membran sel ke seluruh fibril otot.

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes13Kompleks Distrofin-GlikoproteinDistrofin (BM 427.000) menghu-bungkan filamen tipis aktin dengan protein transmembran -Distrogli-kan ( -DG) di sarkoplasma dan ke laminin oleh -Distroglikan (-DG)

Protein-protein ini bergabung dengan kompleks glikoprotein transmembran (,,, dan -Sakoglikan)

Kompleks distrofin-glikoprotein ini menyokong kekuatan struktural fibril otot.

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes14Tahapan Kontraksi OtotImpuls neuron motorikPelepasan neurotransmitter (asetilkholin) ke end-plate motorikPengikatan asetilkholin oleh reseptor asetilkholin nikotinikPeningkatan konduktans Na+ dan K+ di membran end-plateTercetus potensial aksi di serat-serat ototPenyebaran depolarisasi ke dalam tubulus TPelepasan Ca2+ dari sisterna terminal retikulum sarkoplasmik dan difusi Ca2+ ke filamen tebal dan filamen tipisPengikatan Ca oleh troponin C membuka tempat pengikatan miosin di molekul aktinPembentukan ikatan silang (cross linkage) antara aktin dan miosin dan pergeseran filamen tipis pada filamen tebal, menyebabkan pemendekan (kontraksi otot)

LOGOTahapan Kontraksi Ototdr. Imran, SpS, M.Kes15

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes16Kontraksi Otot

Proses pemicuan kontraksi otot oleh depolarisasi disebut Proses Pasangan Eksitasi-kontraksi.Potensial aksi dihantarkan ke dalam serat otot oleh sistem TImpuls ini memicu pelepasan Ca+ dari sisterna terminal yang akan diikat oleh troponin C sehingga terjadi kontraksi otot.Pada saat kontraksi otot: Terjadi pergeseran kepala miosin berikatan dengan aktin dengan adanya ATPJarak antara garis Z mendekat Daerah H menyempit/menghilang

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes17Kontraksi Otot

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes18Tahapan Relaksasi OtotCa2+ dipompakan kembali ke dalam retikulum sarkoplamikCa2+ terlepas dari troponinInteraksi aktin dan miosin terhenti

ATP menyediakan energi untuk kontraksi dan relaksasi otot.

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes19Jenis Kontraksi OtotKontraksi Isotonik (konsentrik)Kontraksi dengan pemendekan ototPanjang otot berkurangUntuk mengangkat beban

Kontraksi Isometrik Kontraksi tanpa pemendekan ototUkuran dan panjang otot tetap

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes20Sifat Kontraksi Otot Mekanisme kontraksi tidak mempunyai masa refrakterRangsangan yang berulang menyebabkan penggiatan tambahan elemen kontraktil sehingga terjadi peningkatan kontraksi Sumasi (penjumlahan) kontraksiRangsangan yang berulang dan cepat sebelum terjadi relaksasi otot menimbulkan kontraksi yang terus menerus Tetanus (kontraksi tetanik)Bila serangkaian rangsang maksimal diberikan pada otot rangka dengan frekuensi yang tepat di bawah frekuensi tetani akan terjadi peningkatan tegangan otot fenomena ini disebut Treppe (tangga). Hal ini juga terjadi pada otot jantung.

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes21Jenis Serat Otot RangkaTipe I (Otot Merah)Otot tampak lebih gelapRespon lambat (masa laten panjang)Beradaptasi pada kontaksi yang lama & lambatBerfungsi mempertahankan sikap tubuh

Tipe II (Otot Putih)Otot tampak lebih terangRespon cepat (masa laten singkat)Mempunyai durasi kontraksi kedutan yang singkatBerfungsi untuk gerakan halus dan terampil

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes22Klasifikasi Jenis Serat Otot RangkaTipe ITipe IINama lainLambat, oksidatif, merahCepat, glikolitik, putihKecepatan isoenzim miosin ATP aseLambatCepatKemampuan pemompaan Ca2+ dari retikulum sarkoplasmikSedang TinggiDiameterSedangBesarKapasitas glikolitikSedangTinggiKapasitas oksidatif (berhubungan dengan kandungan mitokondria, kepadatan kapiler & mioglobin)TinggiRendah

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes23Sumber energi & MetabolismeOtot berfungsi mengubah energi kimia menjadi kerja mekanikSumber energi utamanya adalah:ATP yang diperoleh dari hasil metabolisme lemak dan karbohidratSenyawa fosfat (Fosforilkreatin) mengalami hidrolisis menjadi ATPGlikolisis aerobikDengan adanya O2; penguraian glukosa/glikogen menjadi CO2 dan H20 menghasilkan energi yang besar untuk pembentukan ATP Glikolisis anaerobikKeadaan tanpa O2; terjadi penumpukan laktatEnergi yang dihasilkan sedikitHutang OksigenBila serat otot kehabisan ATP dan fosforilkreatin;Terjadi kekakuan yang hebat disebut : kaku otot. Bila terjadi setelah kematian disebut Rigor mortis Hampir semua kepala miosin terfiksasi ke aktin.

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes24

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes25Pembentukan Panas di Otot Panas saat istirahat (resting heat) Panas awal (initial heat)Panas aktifasi (activation heat)Panas pemendekan (shortening heat) Panas pemulihan (recovery heat) Panas relaksasi (relaxation heat)

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes26Pengaruh DenervasiDalam keadaan normal otot berkontraksi bila ada rangsangan dari saraf motorikKerusakan persarafan (denervasi) motorik, menyebabkan: Otot atropiKepekaan otot meningkat terhadap asetilkholin (hipersensitif denervasi)Timbul kontraksi halus dan tidak beraturan (fibrilasi)Timbul kontraksi yang kasar (fasikulasi)

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes27Unit MotorikSetiap akson neuron motorik spinal mempersarafi otot rangkaujung saraf tersebut bercabang-cabang mempersarafi sekelompok serat otot disebut Unit motorik.Jumlah serat otot pada satu unit motorik bervariasiOtot untuk gerakan halus, bertahap dan tepat (mis; pada tangan dan bola mata) terdapat 3-6 serat otot perunit motorikOtot besar (mis; otot tungkai,punggung) terdapat 120-165 serat otot perunit motorik.Penggiatan unit motorik dipelajari dengan menggunakan alat elektromiografi (EMG)

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes28Penyakit OtotDistrofi otot Duchenne akibat kelainan genetik terkait kromosom X, mutasi gen distrofin

Distrofi otot Becker akibat mutasi genetik distrofin

Miopati metabolik (sindrome McArdle) mutasi gen yang mengkode enzim-enzim yang terlibat dalam metabolisme KH, lemak dan protein

Miotonia kelainan gen pada kromosom 7,17 & 19 waktu relaksasi otot menjadi lebih panjang

Perkembangan otot embriogenik memerlukan miogenin, merupakan faktor transkripsi untuk merangsang fibroblast sel-sel otot.

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes292. Otot JantungCiri-ciri: Sel bercabangNukleusnya tunggal dan terdapat di tengahTerlihat serat-serat otot (mirip otot rangka)Bersifat involunter

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes30MorfologiGaris lintang otot jantung sama dengan otot rangkaTerdapat garis-garis ZSel nya bercabang Terdapat diskus interkalatus yang selalu terbentuk di garis ZDiskus interkalatus memperkuat ikatan antar serat dan selGap junction menghubungkan sel-sel yang berse-belahan dan berfungsi menyalurkan impuls listrik dari satu serat ke serat lain

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes31Sifat ListrikPotensial membran istirahat sel otot jantung mammalia kira-kira -90 mVPerangsangan menimbulkan potensial aksiDepolarisasi terjadi dgn cepat (overshoot, 2 mdt) dan diikuti oleh dataran (plateau, 200 mdt) sebelum potensial membran kembali ke potensial membran istirahat.Pada perekaman ekstrasel, poten-sial aksi miokardium terekam sbg suatu gelombang tajam dan satu gelombang pengiring yg mirip gelombang T pd EKG.

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes32Depolarisasi & RepolarisasiDepolarisasi (Fase 0): Saluran Na+ terbuka Na+ masuk ke dalam selRepolarisasi(Fase 1): Repolarisasi cepat : Saluran Na+ tertutup Na+ dipompa kembali ke luar sel(Fase 2): Repolarisasi lambat (Plateau) karena pembukaan saluran Ca2+ lambat dan lama(Fase 3): Repolarisasi akhir(Fase 4): Potensial membran istirahat

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes33Sifat MekanisRespon KontraktilTerjadi segera setelah mulai depolarisasi dan berlangsung + 1.5x lamanya potensial aksiPeran Ca2+ dalam proses eksitasi-kontraksi = otot rangkaPelepasan Ca2+ dari retikulum sarkoplasmik dipicu oleh aktifasi saluran dihidropiridin sistem T (bukan depolarisasi)Selama fase 2 sampai fase 3 (potensial mencapai -50mV) otot jantung tidak dapat dirangsang Masa refrakter absolut, sehingga tidak pernah terjadi tetani

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes34Sifat MekanisIsoformOtot jantung secara umum lambat Kegiatan ATP-ase nya relatif rendahTergantung kepada metabolisme oksidatif (terus menerus butuh O2)Jantung manusia mengandung isoform dan filamen tebal miosin ( dan MHC)

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes35Hubungan Antara Panjang & Tegangan Serat OtotHukum Starling;Panjang awal serat otot jantung ditentukan oleh besarnya isi diatolik jantung dan tekanan yang dihasilkan dalam ventrikel proporsional dengan tegangan total yang terbentuk

Kekuatan kontraksi otot jantung meningkat karena pengaruh katekolamin Efek inotropik positif

Otot jantung bisa mengalami hipertrofi bila terus-menerus diberi beban (mis; hipertensi) berlanjut menjadi kardiomiopati.

LOGOdr. Imran, SpS, M.Kes36MetabolismeJantung mendapat pasokan darah yang sangat besarMemiliki banyak mitokondria, Mengandung banyak mioglobin (pigmen otot yang menyimpan O2)Dalam keadaan normal energi yang dihasilkan melalui metabolisme anaerob