BAB I
PENDAHULUAN
I. LANDASAN TEORIA. SISTEM SARAF
Sistem saraf adalah serangkaian organ yang kompleks dan
berkesinambungan serta terdiri terutama dari jaringan saraf. Dalam
mekanisme sistem saraf, lingkungan internal dan stimulus eksternal
dipantau dan diatur. Kemampuan khusus seperti iritabilitas, atau
sensitivitas terhadap stimulus, dan konduktivitas, atau kemampuan
untuk mentransmisi suatu respons terhadap stimulasi, diatur oleh
sistem saraf dalam tiga cara utama :
1. Input sensorik. Sistem saraf menerima sensasi atau stimulus
melalui reseptor, yang terletak di tubuh baik eksternal (reseptor
somatik) maupun internal (reseptor viseral).2. Aktivitas
integratif. Reseptor mengubah stimulus menjadi impuls listrik yang
menjalar di sepanjang saraf sampai ke otak dan medulla spinalis,
yang kemudian akan menginterpretasi dan mengintegrasi stimulus,
sehingga respons terhadap informasi bisa terjadi.3. Output motorik.
Impuls dari otak dan medulla spinalis memperoleh respons yang
sesuai dari otot dan kelenjar tubuh, yang disebut sebagai
efektor.
Organisasi struktural sistem saraf
1. Sistem saraf pusat (SSP) terdiri dari otak dan medulla
spinalis yang dilindungi tulang kranium dan kanal vertebral.
2. Sistem saraf perifer meliputi seluruh jaringan saraf lain
dalam tubuh. Sistem ini terdiri dari saraf kranial dan saraf spinal
yang menghubungkan otak dan medulla spinalis dengan reseptor dan
efektor. Secara fungsional, sistem saraf perifer terbagi menjadi
sistem aferen dan sistem eferen.
a. Saraf aferen (sensorik) mentransmisi informasi dari reseptor
sensorik ke SSP.
b. Saraf eferen (volunter) mentransmisi informasi dari SSP ke
otot dan kelenjar. Sistem eferen dari sistem saraf perifer memiliki
dua subdivisi.
i. Divisi somatik (volunter) berkaitan dengan perubahan
lingkungan eksternal dan pembentukan respons motorik volunter pada
otot rangka.
ii. Divisi otonom (involunter) mengendalikan seluruh respons
involunter pada otot polos, otot jantung, dan kelenjar dengan cara
mentransmisi impuls saraf melalui dua jalur.
Saraf simpatis berasal dari area toraks dan lumbal pada medulla
spinalis.
Saraf parasimpatis berasal dari area otak dan sakral pada
medulla spinalis.B. OTOT RANGKA
Otot rangka adalah otot lurik, volunter, dan melekat pada
rangka.
1. Serabut otot sangat panjang, sampai 30cm, berbentuk
silindris, dengan lebar berkisar antara 10 mikron sampai 100
mikron.
2. Setiap serabut memiliki banyak inti yang tersusun di bagian
perifer.
3. Kontraksi cepat dan kaku.
Karakeristik kontraksi otot rangka.
Banyak informasi mengenai kontraksi otot didapat dari preparat
saraf-otot di laboratorium, biasanya berasal dari otot
gastrocnemius seekor katak dengan saraf motoriknya masih melekat.
Salah satu ujung saraf tersebut kaku dan ujung lainnya dapat
digerakkan, serta melekat pada alat perekat (miogram) yang meraba
dan memberikan gambaran mengenai perubahan panjang otot. Elektoda
langsung diinsersi ke dalam otot dan stimulus diberikan untuk
memperlihatkan karakteristik dasar dari kontraksi.
1. Respons otot tergradasi. Keseluruhan otot merespons dalam
gaya yang bergradasi terhadap frekuensi dan intensitas impuls saraf
ke unit motorik.
Sumasi gelombang adalah gabungan kedutan akibat stimulasi
berulang. Jika stimulus diberikan secara berturut-turut dengan
cepat sehingga kontraksi kedua pada otot dimulai sebelum kontraksi
pertama selesai, maka kedua kontraksi dipadukan untuk menghasilkan
kontraksi yang lebih besar dan lebih lama.
Kontraksi tetani. Jika frekuensi stimulus meningkat melebihi
batas relaksasi otot, maka kontraksi akan bergabung menjadi
kontraksi yang panjang dan kuat. Kontraksi tetani penting dan
sering terjadi dalam gerakan otot yang biasa.
2. Tonus. Otot rangka dalam tubuh selalu dalam keadaan
berkontraksi sebagian yang disebut tonus otot. Impuls saraf dari
medulla spinalis menjalar ke serabut otot untuk mempertahankan
keadaan kontraksi tetani pada sekitar 10% serabut otot dengan dasar
yang tetap berotasi.
Keterangan : Rangsangan subliminal : rangsangan dengan
intensitas lebih kecil dari nilai ambang (treshold) yang hanya
mengakibatkan terjadinya respon berupa potensial lokal.
Rangsangan liminal : rangsangan terkecil yang sudah dapat
menimbulkan potensial aksi, oleh karena rangsangan tersebut
mencapai nilai ambang.
Rangsangan supraliminal : rangsangan yang intensitasnya melebihi
liminal, tapi responnya juga menimbulkan potensial aksi yang sama
besar dengan potensial aksi akibat rangsangan liminal (mengikuti
hukum all or none). Rangsangan submaksimal : rangsangan dengan
intensitas lebih rendah dari rangsangan maksimal tapi dapat
mengaktifkan hampir semua sel saraf.
Rangsangan maksimal : rangsangan terkecil yang dapat
mengaktifkan semua serat saraf untuk menimbulkan potensial aksi
maksimal.
Rangsangan supramaksimal : rangsangan dengan intensitas lebih
tinggi dari rangsangan maksimal tetapi kekuatan yang dihasilkan
sama dengan rangsangan maksimal.II. RUMUSAN MASALAH
a. Bagaimana kepekaan saraf perifer (nervus ischiadicus) ?b.
Bagaimana kontraksi otot tetani (musculus gastrocnemius)?c.
Bagaimana pengaruh pembebanan terhadap kekuatan kontraksi otot dan
kerja otot (musculus gastroenemius) ?III. TUJUAN
a. Mempelajari dan mengetahui kepekaan saraf perifer (nervus
ischiadicus).b. Mempelajari dan mengetahui kontraksi otot tetani
(musculus gastrocnemius).c. Mengetahui pengaruh pembebanan terhadap
kekuatan kontraksi otot dan kerja otot (musculus gastroenemius)
?BAB IIMETODE KERJAI. Sarana KerjaAlat dan Bahan yang digunakan :
Statif + alat penulis + skrup penyangga
Tempat beban + beban
Papan fiksasi + jarum fiksasi
Alat penusuk
Kimograf
Kertas grafik
Stimulator listrik
Larutan ringer
Pipet
Benang
Katak
II. Prosedur Kerja1. Preparasi Katak
Untuk membuat sediaan perifer(nervus ischiadic us) dan otot
rangka (musculus gastrrocnemius) dari hewan katak diperlukan 4
tahapan dengan rincian langkah-langkah sebagai berikut :
a) Merusak Otak dan Medula Spinalis
Tujuannya agar hewan coba(katak) tidak lagi merasa sakit.
Disamping itu juga untuk menghilangkan pengaruh susunan saraf pusat
yang dapat mengganggu jalannya percobaan.
Langkah-langkah yang dilakukan untuk merusak otak dan medula
spinalis adalah :
1. Peganglah katak dengan tangan kiri sedemikian rupa, jari
telunjuk diletakkan di bagian punggung.
2. Tekanlah jari telunjuk saudara agar kepala katak sedikit
merunduk, sehingga terdapat lekukan antara cranium dan columna
vertebralis.
3. Tusukkan jarum penusuk pada lekukan tersebut dimana sela
interspinalis lebar. Kemudian arahkan jarum ke dalam rongga
tengkorak dan gerakan kian kemari untuk merusak otak katak. Setelah
itu pindahkan arah jarum ke jurusan medula spinalis. Putarkan jarum
ke arah yang berlainan untuk merusak medula spinalis. Tanda bahwa
jarum masuk ke dlam rongga dan merusak medula spinalis adalah
kekejangan dari kedua otot kaki katak.
b) Membuat Sediaan Musculus Gastrocnemius
Setelah tindakan merusak otak dan medula spinalis selesai,
selanjutnya membuat sediaan musculus gastrocnemius dengan
langkah-langkah sebagai berikut :
1. Guntinglah kulit tungkai bawah kanan melingkar setinggi
pergelangan kaki.
2. Angkatlah kulit yang telah lepas ke atas dengan pinset.
3. Pisahkan tendon achilles dari jaringan sekitarnya dengan alat
tumpul. Tendon achilles jangan di potong dulu.
4. Ikatlah tendon achilles dengan benang yang telah disediakan
berupa ikatan mati yang kuat pada insertionya. Kemudian potonglah
tendon achilles tersebut pada bagian distal dari ikatan benang
tersebut.
5. Bebaskan musculus gastrocnemius dari jaringan sekitarnya
sampai mendekati persendian lutut ( jaringan memotong musculus
gastrocnemius).
6. Pasanglah ikatan benang yang kuat pada tulang tibia,fibula
serta otot-otot yang melekat pada tulang tersebut (kecuali musculus
gastrocnemius) kira-kiea 5 mm dibawah lutut.
7. Potonglah tulang-tulang tibia,fibula serta otot-otot yang
melekat pada tulang tersebut di bawah ikatan benang.
8. Kembalikan kulit tadi ke bawah sehingga menutupi kembali
otot-otot gastrocnemius untuk melindunginya agar tidak kering.
9. Basahi sediaan ini setiap kali dengan larutan ringer.c)
Membuat Sediaan Nervus Ischiadicus
1. Letakkan katak pada posisi tertelungkup, guntinglah kulit
memanjang pada bagian paha belakang kanan sehingga ototnya
terlihat.
2. Carilah nervus ishiadicus dengan cara memisahkan otot-otot
pada daerah paha belakang menggunakan alat tumpul. Hati-hati jangan
merusak pembuluh darah yang berjalan bersama-sama nervus
ischiadicus.
3. Buatlah simpul longgar pada nervus ischiadicus dan kembalikan
nervus tersebut diantara otot-otot.d) Mempersiapkan Sediaan Nervus
Inchiadicus dan Musculus Gastrocnemius untuk Percobaan
Selanjutnya
1. Letakkan katak tertelungkup pada papn katak
2. Fiksir kaki kanan, dengan lutut pada tepi bawah papan
sehingga nantinya musculus gastocnemius dapat tergantung bebas.
3. Fiksir ketiga kaki yang kain, sehingga paha kanan dalam
posisi tegak lurus untuk memudahkan pemasangan electrode
perangsang.
4. Hubungkan tali pada ujung tendon achilles dengan penulis.
5. Aturlah posisi penulis, tanda rangsang dan tanda waktu
sehingga percobaan dapat berlangsung dengan benar.2. Kepekaan Saraf
Perifer
Untuk mempelajari dan mengetahui kepekaan saraf perifer, lakukan
langkah berikut :
1. Siapkan sediaan nervus ischiadicus dan musculus gastrocnemius
(langkah 1.1)
2. Berikan rangsangan tunggal (dengan menggunakan elektroda
stimulator listrik) pada nervus ischiadicus dimulaii dengan
intensitas ransangan yang paling kecil, selanjutnya secara bertahap
besar intensitas rangsangan dinaikkan dengan interval waktu 30
detik, setiap kali menambah intensitas rangsangan,drum kimograf
diputar sekitar 0,5 cm supaya gambaran alat penulis pada kertas
kimograf tidak tumpang tindih.
3. Perhatikan apa yang tergambar oleh penulis pada kertas
kimograf.
Dengan melihat hasil yang tergambar pada kertas
kimograf,tentukan besar :
i. Rangsangan subliminal
ii. Rangsangan liminal
iii. Rangsangan supraliminal
iv. Rangsangan submaksimal
v. Rangsangan maksimal
vi. Rangsangan supramaksimal3. Pengaruh Pembebanan Terhadap
Kekuatan Kontraksi dan Kerja Otot Rangka
Pembebanan pada otot dapat dbagi menjadi 2, yaitu :
Pembebanan yang diberikan pada saat otot kontraksi (after
loaded)
Pembebanan yang diberikan sebelum otot kontraksi
(preloaded)Kontraksi Preloaded
Tahapan dalam mengamati kontraksi preloaded sebagai berikut:
1. Longgarkan sekrup penyangga yang menyangga penulis sehingga
musculus gastroenemius secara langsung menahan tempat beban.
Aturlah letak penulis sehingga posisinya horizontal.
2. Rangsanglah nervus ischiadicus dengan rangsangan tunggal
maksimal.3. Beri beban 10 gram, putar kimograf 0,5 cm, kembalikan
penulis pada posisi horizontal, kemudian beri rangsangan tunggal
maksimal lagi.
4. Ulangi tindakan diatas dengan setiap kali menambah beban 10
gram, sehingga otot tidak dapat mengangkat beban lagi.
5. Dari hasil gambaran penulis pada kertas kimograf:
a. Hitunglah kerja otot (W) untuk setiap pembebananKerja otot =
beban x pemendekan otot
b. Buatlah grafik yang menggambarkan hubungan antara besar beban
(pada absis) dengan besar kerja otot (pada ordinat).
c. Berikan penjelasan dan kesimpulan tentang grafik
tersebut.
d. Bandingkan dan beri penjelasan mengenai perbedaan antara
grafik pada kontraaksi after loaded dengan kontraksi preload.
4. Kontraksi TetaniUntuk mempelajari dan mengetahui kontraksi
tetani, lakukan langkah-langkah sebagai berikut:
1. Berikan rangsangan maksimal secara beruntun (multiple maximal
stimulus, successive maximal stimulus) dimulai dengan frekuensi
rendah selama 3-5 detik, selanjutnya secara terhadap frekuensi
rangsangan ditingkatkan dengan interval waktu sekitar 60 detik
(untuk memberi istirahat yang cukup bagi otot) sampai terjadi
complete tetanic contraction (kontraksi tetani lurus).
2. Perhatikan apa yang tergambar oleh penulis pada kertas
kimograf, dengan melihat hasil yang tergambar pada kertas kimograf,
catatlah masing-masing data frekuensi rangsangan dan gambar grafik
kontraksi yang dihasilkan, selanjutnya masukkan data tersebut pada
tabel data yang tersedia.
BAB IIIHASIL PRAKTIKUMKepekaan Saraf Perifer
(nervus ischiadicus)
Rangsangan (volt)Kontraksi (cm)
0,050
0,100
0,150
0,202,7
0,254,5
0,52
1,04,8
1,55
2,04,8
2,54,3
54,5
105,2
154,4
204,4
254,1
Tabel I. Data Kepekaan Saraf Perifer
Keterangan :
Besar rangsangan subliminal
= 0,15 volt
Besar rangsangan liminal
= 0,20 volt
Besar rangsangan supraliminal= 0,25 volt
Besar rangsangan submaksimal= 5 volt
Besar rangsangan maksimal
= 10 volt
Besar rangsangan supramaksimal= 15 volt
Tabel II. Data Kontraksi After Loaded
Kontraksi After Loaded
(musculus gastrocnemius)
Beban
(gram)Kontraksi
(cm)Kerja
(joule)
10 gram1,9 cm10
20 gram0 cm0
30 gram0 cm0
Tabel III. Data Kontraksi Preloaded
Kontraksi preloaded
(musculus gastrocnemius)
Beban
(gram)Kontraksi
(cm)Kerja
(joule)
10 gram1,2 cm12
20 gram0 cm0
30 gram0 cm0
Tabel IV. Data Kontraksi Rangsangan Berbagai Frekuensi
Kontraksi Sumasi-Kontraksi Tetani
Frekuensi Rangsangan (kali/detik)Kontraksi sumasi
(+/-)Kontraksi tetani
(+/-)
0.2 x/detik+-
0.4 x/detik+-
0.8 x/detik+-
1 x/detik+-
2 x/detik+-
3 x/detik+-
4 x/detik+-
5 x/detik+-
6 x/detik+-
7 x/detik-+
8 x/detik-+
9 x/detik-+
10 x/detik-+
25 x/detik-+
50 x/detik-+
100 x/detik-+
BAB IVPEMBAHASAN
I. Kepekaan Rangsangan pada Saraf Perifer (nervus
ischiadicus)Kepekaan saraf perifer berhubungan dengan potensial
aksi dari stimulus yang diubah menjadi impuls. Potensial aksi baru
akan terbentuk jika rangsangan sama atau di atas ambang. Rangsangan
subliminal : rangsangan dengan intensitas lebih kecil dari nilai
ambang (treshold) yang hanya mengakibatkan terjadinya respon berupa
potensial lokal.Dari hasil praktikum kami, besar rangsangan ini
adalah 0,15 volt dan tidak terjadi kontraksi. Rangsangan liminal :
rangsangan terkecil yang sudah dapat menimbulkan potensial aksi,
oleh karena rangsangan tersebut mencapai nilai ambang.Dari hasil
praktikum kami, besar rangsangan ini adalah 0,20 volt dan terjadi
kontraksi sebesar 2,7cm. Rangsangan supraliminal : rangsangan yang
intensitasnya melebihi liminal, tapi responnya juga menimbulkan
potensial aksi yang sama besar dengan potensial aksi akibat
rangsangan liminal (mengikuti hukum all or none).Dari hasil
praktikum kami, besar rangsangan ini adalah 0,25 volt sehingga
terjadi kontraksi sebesar 4,5cm dan kontraksi dari rangsangan ini
lebih besar dari rangsangan liminal.
Rangsangan submaksimal : rangsangan dengan intensitas lebih
rendah dari rangsangan maksimal tapi dapat mengaktifkan hampir
semua sel saraf.Dari hasil praktikum kami, besar rangsangan ini
adalah 5 volt, kontraksi sebesar 4,5cm. Rangsangan maksimal :
rangsangan terkecil yang dapat mengaktifkan semua serat saraf untuk
menimbulkan potensial aksi maksimal.Dari hasil praktikum kami,
besar rangsangan ini adalah 10 volt,dan mengalami kontraksi sebesar
5,2cm . Kontraksi yang terjadi lebih besar daripada rangsangan
submaksimal. Rangsangan supramaksimal : rangsangan dengan
intensitas lebih tinggi dari rangsangan maksimal tetapi kekuatan
yang dihasilkan sama dengan rangsangan maksimal.Dari hasil
praktikum kami, besar rangsangan ini adalah 15 volt,kontraksi
sebesar 4,4cm.
II. Kontraksi Otot rangka (musculus gastrocnemius) Kontraksi
otot After LoadedBerdasarkan hasil praktikum yang kami lakukan
dapat terlihat bahwa peningkatan pembeban (dari 10 gr sampai 30 gr)
yang dilakukan pada otot yang berkontraksi meyebabkan pemendekan
kontraksi otot. Kontraksi otot yang pertama kali dihasilkan akibat
dari pembebanan 10 gr adalah 1,9cm dan besar dari kontraksi yang
dihasilkan terus menurun sampai otot tidak sanggup lagi untuk
berkontraksi yaitu pada pembebanan 30 gr. Semakin berat beban yang
diberikan,kontraksi musculus gastrocnemius katak semakin
pendek,sehingga kerja yang dihasilkan otot semakin kecil nilainya.
Kontraksi otot pre loaded
Berdasarkan hasil praktikum yang kami lakukan dapat terlihat
bahwa otot katak langsung tidak dapat berkontraksi pada pembebanan
10 gr. Besar kerja yang dilakukan otot pada kontraksi after loaded
lebih besar daripada kerja otot yang dilakukan pada kontraksi pre
loaded. Pada kontraksi after loaded otot katak mampu menghasilkan
kerja. Sedangkan pada kontraksi pre loaded tidak terjadi kerja otot
karena kontraksi otot tidak terjadi. III. Kontraksi Somasi dan
Kontraksi TetaniKontraksi sumasi terjadi apabila frekuensi
ransangan kurang dari frekuensi rangsangan pada kontraksi tetani.
Kontraksi tetani sendiri terjadi apabila frekuensi ransangan
terlalu cepat sehingga otot tidak sempat berelaksasi.
Berdasarkan hasil yang kami peroleh, kontraksi otot rangka yang
dialami katak di awali dengan kontraksi otot tetani kemudian
dilanjutkan dengan kontraksi otot sumasi. Pada kimograf kontraksi
tetani di gambarkan berupa garis lurus,sedangkan sumasi berupa
gelombang.
BAB VKESIMPULAN
Dari hasil praktikum yang telah kami lakukan, kami mendapat
kesimpulan yaitu : Kontraksi pada afterloaded lebih besar daripada
preloaded karena pada afterloaded sebelumnya diberikan kontraksi
(gerak otot berkontraksi/tidak renggang). Sedangkan pada preloaded
otot diberi daya listrik dan beban sebelum otot berkontraksi.
Frekuensi rangsangan yang begitu tinggi tanpa adanya relaksasi
menyebabkan otot mengalami kontraksi tetani.
Besar kerja otot pada kontraksi preloaded lebih besar dari pada
besar kerja otot pada kontraksi afterloaded, hal ini dikarenakan
pada kontraksi preloaded otot terlebih dahulu mengalami peregangan
sebelum berkontraksi.
DAFTAR PUSTAKAArthur C, Guyton., Hall, John.E., 2006, Textbook
of Medical Physiology, eleventh edition. Sloane Ethel, 2003,
Anatomy and Physiology an Easy Learner, EGC: Jakarta
Anatomi Fisiologi Manusia | SARAF PERIFER dan OTOT RANGKA1
_1443590697.xlsChart1
19
0
0
GRAFIK PENGARUH BEBAN TERHADAP KERJA OTOT
GRAFIK PENGARUH BEBAN TERHADAP KERJA OTOT( Kontraksi After
Loaded )
Sheet1
GRAFIK PENGARUH BEBAN TERHADAP KERJA OTOTkerja ototSeries 3
1019200
2004.42
3001.83
Category 44.52.85
To resize chart data range, drag lower right corner of
range.
_1443544626.xlsChart1
12
0
0
GRAFIK PENGARUH BEBAN TERHADAP KERJA OTOT
Kerja otot ( joule )
GRAFIK PENGARUH BEBAN TERHADAP KERJA OTOT( Kontraksi
Preloaded)
Sheet1
GRAFIK PENGARUH BEBAN TERHADAP KERJA OTOTkerja ototSeries 3
1012200
2004.42
3001.83
Category 44.52.85
To resize chart data range, drag lower right corner of
range.