PENDAHULUAN

1.1 DASAR TEORI

Otot membentuk kelompok jaringan terbesar di tubuh, menghasilkan sekitar separuh dari berat tubuh. Meskipun ketiga jenis otot secara structural dan fungsional berbeda, namun dapat di klasifikasikan berdasarkan karakteristik umumnya. Pertama, otot dikategorisasikan sebagai lurik atau serat-lintang (otot rangka dan otot jantung) atau polos (otot polos), bergantung pada ada tidaknya pita terang gelap bergantian, atau garis-garis, jika otot dilihat di bawah mikroskop cahaya. Kedua, otot dapat dikelompokkan sebagai volunteer (otot rangka) atau involunteer (otot jantung dan otot polos), tergantung dari apa otot tersebut disarafi oleh system saraf somatic dan berada di bawah kontrol kesadaran, atau disarafi oleh system saraf otonom dan tidak berada di bawah control kesadaran.

Otot rangka dirangsang untuk berkontraksi melalui pengeluaran asetil kolin ( Ach) di neuromuscular  junction antara ujung-ujung akhir neuron motorik dan sel otot. Salah satu ciri menonjol otot rangka adalah banyaknya nukleus di sel otot, banyaknya mikokondria karena tingginya kebutuhan energy suatu jaringan seaktif otot rangka. Ciri struktural yang paling menonjol pada serat otot rangka adalah banyaknya neofibril. Setiap neofibril terdiri dari susunan teratur unsur-unsur sitoskeleton yang sangat terorganisasi yaitu filamen tebal dan filamen tipis. Filamen tebal adalah susunan khusus dari protein miosin. Dalam filamen tebal tersebut, terdapat pita gelap ( anisotrop ) atau lebih dikenal dengan pita A. Didaerah yang lebih terang di dalam bagian tengah pita A, terdapat filamen-filamen tipis yang tidak bertemu dikenal sebagai zona H. Pita terang ( isotorp I) hanya berisi filamen tipis. Garis tengah setiap pita I yang memadat terlihat sebuah garis Z vertikal. Daerah antara dua garis Z disebut Sarkomer.

Eksitasi suatu serat otot rangka oleh neuron motoriknya menimbulkan kontraksi melalui serangkaian kejadian yang menyebabkan filament-filamen tipis bergeser saling mendekat di antara filament tebal. Mekanisme pergeseran filament pada kontraksi otot ini, diaktifkan oleh pelepasan Ca2+

dari kantung lateral reticulum sarkoplasma. Pelepasan kalsium terjadi sebagai respon terhadap peyebaran potensial aksi serat otot ke dalam bagian sentral serat melalui tubulus T. Ca2+ yang dibebaskan kemudian berikatan dengan kompleks troponin-tropomiosin filament tipis, sedikit mereposisi kompleks untuk menjalankan tempat pengikatan jembatan silang aktin. Setelah aktin yang terpajan tersebut berikatan dengan jembatan silang myosin, interaksi molecular Antara aktin dan myosin membebaskan energy di dalam kepala myosin yang disimpan sebelum penguraian ATP oleh ATPase myosin. Energy ini digunakan untuk menjalankan kayuhan bertenaga jembatan silang. Dengan penambahan molekul ATP segar ke jembatan silang myosin, myosin dan aktin terlepas, jembatan silang kembali ke bentuknya semula dan sikulus diulang.

Gradasi kontraksi otot keseluruhan dapat dilakukan dengan (1) mengubah-ubah jumlah serat otot yang berkontraksi di dalam otot dan (2) mengubah-ubah tegangan yang dibentuk oleh setiap serat yang berkontraksi. Semakin banyak jumlah serat otot yang aktif, semakin besar tegangan otot keseluruhan. Jumlah serat yang berkontraksi bergantung pada :

1. Ukuran otot (jumlah serat otot yang ada)2. Tingkat rekrutmen unit motoric (berapa banyak neuron motoric yang mensyarafi otot yang aktif)3. Ukuran masing-masing unit motoric

Juga, semakin besar tegangan yang dibentuk oleh setiap serat yang berkontraksi, semakin kuat kontraksi otot keseluruhan. Dua factor yang mempengaruhi tegangan serat adalah (1) frekuensi rangsangan, yang menentukan tingkat penjumlahan kedut; dan (2) panjang serat sebelum awitan kontraksi.

Dua tipe primer kontraksi otot-isometric (panjang tetap) dan isotonic (tegangan tetap) bergantung pada hubungan Antara tegangan otot dan beban. Beban adalah gaya yang melawan kontraksi, yaitu, berat suatu benda yang sedang diangkat. (1) jika tegangan lebih kecil dari pada beban, maka otot tidak dapat memendek dan mengangkat benda tetapi panjangnya konstan dan menghasilkan kontraksi isometric. (2) pada kontraksi isotonic, tegangan melebihi beban sehingga otot dapat memendek dan mengangkat benda, mempertahankan tegangan yang tetap sepanjang periode pemendekan.

1

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEKUATAN KONTRAKSI OTOT

1. SuhuSuhu meningkat suhu atau semakin menurun maka akan menyebabkan reaksi enzimatik terganggu dan terjadi denaturasi protein, hal ini menyebabkan kekuatan kontraksi menurun. Bila kekuatan kontraksi menurun terjadi peningkatan masa laten, masa kontraksi & masa relaksasi pada mekanomiogram.

2. Initial LengthPanjang otot sebelum berkontraksi juga mempengaruhi kekuatan kontraksi otot. Untuk setiap serat otot terdapat panjang optimal yang pada panjang tersebut dapat dicapai gaya maksimum pada kontraksi tetanus berikutnya. Hubungan panjang-ketegangan ini dapat dijelaskan oleh mekanisme pengglinciran filament pada kontraksi otot.

3. Jenis Pembebanana. Pembebanan langsung, beban diberikan langsung pada ujung otot yg bebas .Otot di

regang sebelum berkontraksib. Pembebanan tak langsung, Beban diberikan pada ujung otot yg terfiksasi dengan

penumpu. Otot tidak diregang sebelum berkontraksi

4. Cara Perangsangana. Rangsang langsung, rangsang langsung pd otot tidak melalui syaraf motoriknya. Serat

otot yang berkontraksi adalah serat otot yg secara mekanik langsung dipengaruhi oleh stimulator.

b. Rangsang tak langsung, perangsangan otot melalui syaraf motoriknya Semua serat otot dengan ambang rangsang terendah dalam 1 motor unit akan berkontraksi.

Berbagai faktor mempengaruhi tingkat ketegangan yang dapat dihasilkan. Faktor-faktor tersebut mencakup :1.Frekuensi rangsangan2.Panjang serat pada permulaan kontraksi3.Tingkat kelelahan4.Ketebalan serat

2

II PELAKSANAAN PRAKTIKUM

PRAKTIKUM FISIOLOGI : OTOT RANGKA 1

2.1 Tujuan Praktikum:

1. Membuat sediaan otot katak sesuai dengan petunjuk umum praktikum2. Menggunakan alat stimulator induksi sehingga dapat merangsang sediaan otot dengan

berbagai macam kekuatan arus tunggal buka dan arus tunggal tutup serta mencatat saat pemberian rangsangan dengan menggunakan sinyal magnit.

3. Membuat pencatatan kontraksi otot (Mekanimiogram) pada kimograf dan memfiksasikannya.4. Merangsang otot katak dengan beberapa macam kekuatan rangsangan yakni rangsangan:

a. Bawah Rangsang (sub Treshold)b. Ambang (Treshold)c. Submaksimald. Supramaksimal

5. Menarik kesimpulan dari hasil latihan ini tentang pengaruh kekuatan rangsang terhadap kekuatan kontraksi otot.

2.2 Alat dan binatang percobaan:

1. Kimograf + Kertas + Perekat2. Statip + Klem + Pencatat otot + Klem femur + Batang Kuningan3. 2 buah sinyal magnit:

a. 1 untuk mencatat waktub. 1 untuk mencatat tanda rangsang

4. Stimulator induksi + Elektroda perangsang + Sakelar + Kawat-kawat listrik5. Papan fuksasi + Jarum pentul + Penusuk katak + katak6. Benang + Kapas + Gelang arloji7. Botol plastic berisi larutan Ringer + Pipet + Waskom kecil

2.3 TATA KERJA

Hubungan antara kekuatan rangsang dan tinggi mekanomiogram akibat kerutan otot

1. Pasanglah semua alat sesuai dengan gambar2. Buatlah sediaan otot menurut petunjuk umum. Sebelum digunakan, bungkuslah sediaan otot

tersebut dengan kapas yang dibasahi dengan larutan Ringer dan letakanlah digelas arloji3. Pasanglah sediaan otot sesuai dengan gambar

P.II.I.I Manakah yang harus diselesaikan lebih dahuku, pemasangan alat atau pembuatan sediaan otot?Jawab : Pemasangan Alat

4. Dengan tromol tetap diam, otot dirangsang sehingga terdapat suatu kelarutan.P.II.I.2 Bila hasil pencatatan kotraksi otot sangat kecil, bagaimana memperbesarkannya?Jawab : Meningkatkan voltaseP.II.I.3 Bila hanya sebagian kontraksi yang tercatat, apa yang harus diperhatikan/diperbaiki?Jawab : Memperhatikan pemberian larutan Ringer dan posisi elektroda perangsang

5. Pencatatan selalu dilakukan pada tromol yang diam. Berilah waktu istirahat selama 15 detik tiap perangsangan. Putarlah tromol sepanjang ½ cm pada tiap kali sesudah pemberian rangsang tutup dan 2 cm pada tiap kali sesudah rangsang buka.P.II.I.4 Mengapa harus diberi waktu untuk istirahat?Jawab : Agar otot dapat relaksasi dahulu sebelum di beri perangsangan berikutnya sehingga perangsangan dapat akurat dan tidak terjadi Tetanus Sempurna

6. Rangsanglah sediaan otot dengan rangsang tutup dan rangsang buka berturut-turut dengan kekuatan rangsang yang setiap kali diperbesar 0.5 volt, sehingga didapatkan mekaniomogram sebagai hasil perangsangan bawah ambang, ambang, submaksimal, maksimal, supramaksimal.P.II.I.5 Apa yang disebut rangsang bawah ambang (Subtreshold)?Jawab : Rangsangan yang diberikan kepada otot akan tetapi belum mampu menimbulkan kontraksi

3

P.II.I.6 Mengapa efek fisiologis arus buka lebih besar daripada arus tetap walaupun voltase sama?Jawab : Karena arus buka langsung merangsang otot menuju serat-seratnya, arus tetap tidak demikianP.II.I.7 Bagaimana kita dapat mebedakan rangsangan maksimal dengan supramaksimal?Jawab : Rangsangan maksimal didapat pada saat adanya peningkatan pada perangsangan dan tercapai ketingian maksimal dalam kontraksi. Rangsangan supramaksimal didapat ketika sudah tidak ada perubahan ketinggian pada saat penambahan voltase

PRAKTIKUM 2 : OTOT RANGKA II

2.4 Tujuan Praktikum:

1. Merangsang sediaan otot katak dengan arus faradic dengan berbagai kekuatan rangsang2. Membebani sediaan otot katak dengan cara pembebanan langsung dan tidak langsung3. Mendemonstrasikan hubungan antara panjang awal otot dengan kekuatan kontraksi4. Menghitung kerja sediaan otot katak5. Mendemonstrasikan hubungan antara pembebanan dengan kerja otot6. Mengukur kekuatan kontraksi otot ekstensor dan fleksor manusia dalam berbagai sikap tubuh

2.5 Alat dan bahan yang diperlukan:

1. Kimograf + Kertas + Perekat2. Statip + Klem + Pencatat otot + Klem femur + Batang Kuningan3. Stimulator induksi + Elektroda perangsang + Sakelar + Kawat-kawat listrik4. Papan fuksasi + Jarum pentul + Penusuk katak + katak5. Beban-beban dengan penggantungnya6. Benang + Kapas + Gelang arloji7. Botol plastic berisi larutan Ringer + Pipet + Waskom kecil + Gelas beker8. Dinamometer

2.6 TATA KERJA

I. Pengaruh panjang awal (Initial Length) otot katak terhadap kekuatan kerutan1. Pasanglah semua alat sesuai dengan gambar2. Buatlah sediaan otot menurut petunjuk umum. Sebelum digunakan, bungkuslah sediaan otot

tersebut dengan kapas yang dibasahi dengan larutan Ringer dan letakanlah digelas arloji3. Pasanglah sediaan otot sesuai dengan gambar

P.II.2.I Manakah yang harus diselesaikan lebih dahuku, pemasangan alat atau pembuatan sediaan otot?- Pemasangan Alat

4. Bebanilah otot dengan beban seberat 20 gram. Kendorkan sekrup penumpu sehingga terjadi pembebanan langsung. Dengan memutar tromol, buatlah garis panjang 10 cm dan tulislah: “garis dasar 20” pada ujung akhir garis tersebutP.II.2.2 Apa yang dimaksud dengan pembebanan langsung?- Pembebanan yang diberikan pada otot bebas dimana sudah di regangkan sebelumnya.

5. Angkatlah seluruh pembebanan sehingga otot kembali ke panjang semula. Buatlah sekali garis sepanjang 10 cm tepat diatas garis yang pertama dan tulislah garis dasar 0 pada ujung akhir garis tersebutP.II.2.1 Mengapa setelah beban diangkat otot kembali ke panjang semula? - Karena otot mempunyai system Equilibrium Length sehingga dapat kembali ke posisi semula

6. Gantunglah lagi beban 20 gram dan dengan sekrup penumpu kembalikanlah ujung pencatat otot ke garis dasar 0, sehingga terjadi pembebanan tidak langsungP.II.2.4 apa yang dimaksud dengan pembebanan tidak langsung?- Pembebanan yang diberikan kepada otot yang terfiksasi pada penumpu dan tidak di regangkan sebelumnya

4

7. Dengan melakukan pencatatan pada awal garis dasar 0 carilah kekuatan rangsang faradic maksimal. Rangsangan diberikan paling lama 1 detik. Berilah waktu istirahat 30 detik sesudah setiap rangsang.P.II.2.5 Mengapa harus diberi waktu untuk istirahat?- Agar ada waktu pada sel otot untuk kembali mengisi ATP pada sel dan tidak terjadi Tetanus sempurnaP.II.2.6 Apa yang dimaksud dengan rangsangan faradic maksimal?- Faradic maksimal adalah suatu arus langsung yang mengganggu atau mempengaruhi atau menginduksi suatu zat durasi pendek sehingga zat tersebut dapat mencapai batas tertinggi untuk terinduksi maksimal

8. Gunakan selalu kekuatan rangsang faradic maksimal sub.6 untuk perangsangan selanjutnya9. Putarlah tromol sejauh 1 cm setiap kali sesudah perangsangan. Carilah besar pembebanan

yang pada perangsangan menghasilkan mekanomiogram setinggi 1 cm. Untuk percobaan selanjutnya tetap digunakan beban ini.

10. Putarlah tromol sejauh 2 cm dan catatlah sekali lagi mekanomiogram yang terakhir11. Putarlah tromol sejauh 1 cm dan kemudian turunkanlah ujung pencatat otot sehingga terletak

tepat ditengah-tengah antara garis dasar 20 dan garis dasar 0 (gunakan sekrup penumpu). Putarlah lagi tromol sejauh 1 cm dan ulangilah perangsangan dan pencatatan.P.II.2.7 Apa yang kita harapkan terjadi akibat tindakan tersebut?- untuk membuktikan apakah panjang awal berpengaruh terhadap kontraksi otot.

12. Putarlah tromol sejauh 1 cm dan turunkanlah ujung pencatat otot sampai garis dasar 20, putar tromol lagi sejauh 1 cm dan ulangilah sekali lagi perangsangan dan pencatatan

II. Pengaruh beban terhadap kerja otot.1. Buatlah garis dasar 0 yang baru sepanjang mungkin.2. Dengan menggunakan kekuatan rangsang sebesar ad.I.6 buatlah menanomiogram pada

tromol yang diam. Pencatatan selalu dimulai pada garis dasar 0 dengan mengatur sekrup penumpu.

3. Ulangi perangsangan dan pencatatan, dimulai denan pembebanan 1- gram, sehingga dicapai beban maksimal. Setiap kali setelaj pecatatatn, putarlah tromol sepanjang 1 cm dan berilah otot istiraha selama 30 detik.P.II.2.8 Apa yang dimaksud dengan beban maksimal?- beban terbesar yang diberikan yang dapat membuat pencacatan kimograf yang paling tinggi

4. Hitunglah kerja sediaan otot pada setiap pembebanan yang saudara berikanP.II.2.9 Bagaimana saudara menghitung besar kerja sediaan otot?

  W  =  F  .  S  W  =  ( m . g )  . S

Keterangan :       W = Hasil Kerja (Joule)                                m = massa beban (kg)       F   = Beban yang diterima oleh otot (N)       g  = gaya gravitasi (m/s2)       S   = Jarak peregangan otot (m)

5. Simpulkan pengaruh beban terhadap kerja otot.

III. Pengaruh regangan terhadap kekuatan kerutan otot ekstensor dan fleksor pada manusia.Untuk latihan ini disediakan sebuah alat dynamometer yang ada dasarnya terdiri atas meja dan timbangan pegas untuk mengukur kekuatan kerutan otot fleksor dan ekstensor pada manusia. Oleh karena hanya ada satu alat saja, maka alat tersebut harus dipakai secara bergilir per regu meja.

A. Mengukur kekuatan kerutan otot ekstensor.1. Suruh o.p duduk dipinggir meja alat tersebut dengan membelakangi timbangan dan dengan

tungkai bawahnya tergantung secara bebas.2. Pasanglah ban kulit pada salah satu pergelangan kaki dan hubungkanlah ban kulit tersebut

dengan kawat baja yang dapat menarik timbangan melalui katrol3. Suruhlah o.p melururskan tungkainya sekuat tenaga dan catatlah kekuatan kerutan otot

ekstensor untuk tiap-tiap sikap berikut ini:

5

a. Duduk tegakb. Duduk sambil mengbungkukan badan sejauh-jauhnyac. Berbaring telentang

B. Mengukur kekuatan kerutan otot fleksor.1. Suruhlah o.p duduk dipinggir meja alat tersebut dengan menghadapi timbangan dan dengan

tungkai bawah tergantung secara bebas.2. Pasanglah ban kulit seperti pada A.23. Suruhlah o.p membengkokan tungkainya sekuat tenaga dan catatlah kekuatan kerutan

fleksor untuk tiap-tiap sikap seperto pada A.3

P.II.2.10 Apakah terdapat perbedaan kekuatan kerutan ekstensor dan otot fleksor pada sikap tesebut?

- ada karena sikap duduk, nunduk, dan tidur memberikan tegangan kontraksi otot yang berbeda

Kendala praktikum :

Alat yang digunakan terbatas Alat dan otot yang digunakan pada saat praktikum tidak diganti sehingga mengurangi keakuratan

menghitung Ketidakakuratan dalam menentukan waktu istirahat sebelum kontraksi selanjutnya

I. HASIL PRAKTIKUM

Tabel data

HASIL PENGAMATAN PRAKTIKUM I :

Voltase (V) Hasil (mm)

30x0,1 = 3 55

35x0,1 = 3,5 50

40x0,1 = 4 65

45x0,1 = 4,5 68

50x0,1 = 5 70

HASIL PENGAMATAN PRAKTIKUM II :

Kekuatan kerutan otot ekstensor

Sikap I (kg) II(kg) III(kg)

Duduk tegak 12 17 17

Duduk sambil membungkukkan badan sejauh-jauhnya 11 13 13

Berbaring telentang 18 15 19

Kekuatan kerutan otot fleksor

6

Sikap I(kg) II(kg) III(kg)

Duduk tegak 9 10 8

Duduk sambil membungkukkan badan sejauh-jauhnya 13 10 11

Berbaring telentang 3 2.5 3

Gambar dan hasil analisai. Praktikum I

Diskusi Pada saat pengamatan, pada tegangan 1V dan 2V otot tidak mengalami kontraksi atau ransang bawah ambang (subtreshold) sehingga kami memulai pengamatan dengan tegangan 3V. Otot katak mengalami kontraksi pada saat voltase dinaikan menjadi 3V (treshold). Namun ketika tegangan dinaikkan menjadi 3,5V kontraksi menjadi menurun hal ini disebabkan otot tidak direlaksasi dahulu sebelum di beri perangsangan berikutnya sehingga perangsangan tidak akurat. Ketika dinaikkan menjadi 4V kontraksi ototpun meningkat, begitu pula saat tegangan pada 4,5V dan 5V terjadi rangsangan maksimal pada saat tercapai ketingian maksimal dalam kontraksi.

ii. Praktikum II

DISKUSIPanjang otot sebelum berkontraksi juga mempengaruhi kekuatan kontraksi otot. Untuk setiap serat otot terdapat panjang optimal yang pada panjang tersebut dapat dicapai gaya maksimum. Pada pengamatan kekuatan kerutan otot ekstensor, gaya maksimum diperoleh pada saat posisi berbaring. Ini disebabkan karena pada saat berbaring, terbentuk panjang yang optimal. Posisi yang kekuatan kerutannya paling sedikit adalah duduk membungkuk. Hal ini dikarenakan gerakan duduk membungkuk yang cenderung mendekati tubuh (fleksi) sehingga akan sedikit menggunakan otot-otot ekstensor. Sedangan pada fleksor, gaya maksimum di capai saat posisi duduk sambil membungkukkan badan sejauh-jauhnya yang berarti mendekati sumbu tubuh. Posisi yang kekuatan kerutannya paling sedikit adalah berbaring telentang. Hal ini dikarenakan gerakan berbaring telentang yang cenderung menjauhi tubuh (ekstensi) sehingga akan sedikit menggunakan otot fleksor.

7

II. KESIMPULAN Kesimpulan Praktikum I :

Kekutan otot rangka mempunyai ambang tersendiri untuk berkontraksi. Ambang itu tersendiri mempunyai nilai maksimum dan minimum. Kotraksi dari otot dapat diatur dengan peningkatan / penurunan arus yang diberikan. Apabila arus yang diberikan dibawah nilai minimum (subtreshold) maka tidak akan terjadi kontraksi. Namun, bila diberikan melewati batas maksimum (maksimal) maka tidak ada ada peningkatan kontraksi. Berbagai faktor mempengaruhi tingkat ketegangan yang dapat dihasilkan. Faktor-faktor tersebut mencakup :1. Frekuensi rangsangan2. Panjang serat pada permulaan kontraksi3. Tingkat kelelahan4. Ketebalan serat

Kesimpulan Praktikum II :

Kekuatan kerutan pada otot ekstensor paling tinggi ketika tubuh OP dalam kondisi berbaring telentang. Hal ini dikarenakan, otot ekstensor adalah otot-otot yang melakukan ekstensi (medekat ke lateral atau arah luar, ‘terbuka’). Pada posisi berbaring telentang otot-otot banyak melakukan ekstensi sehingga kekuatan kerutan otot-otot ekstensor pun lebih besar. Kekuatan kerutan pada otot fleksor paling tinggi ketika tubuh OP dalam kondisi duduk membungkuk. Hal ini dikarenakan, otot fleksor adalah otot-otot yang melakukan fleksi (mendekat kearah tubuh atau medial, ‘merapat’). Pada posisi duduk membungkuk otot-otot banyak melakukan fleksi. Sehingga kekuatan kerutan otot-otot fleksor pun lebih besar.

8

DAFTAR PUSTAKA

Sherwood L. (2012). Dari Sel ke Sistem. Fisiologi Manusia. Edisi 6. Jakarta:EGC

9