Sistem Muscular - UMY

Sistem Muscular

1. Jaringan Otot Skelet2. Jaringan Otot Jantung3. Jaringan Otot Polos

Menggerakkan skeleton Striated Light and dark protein bands (striation) Voluntary, bekerja secara sadar Bekerja secara sadar, dikontrol oleh neuron – bagian dari sistem saraf somatik

Beberapa dari otot skeletal bekerja subconcious utk beberapa kondisi, ct:▪ otot diafragma

▪ Mempertahankan posisi tubuh

Membentuk sebagian besar dinding jantung Striated Involuntary Peacemaker untuk menginisiasi kontraksi Autorhytmic Hormon dan neurotransmitter akan

mempengaruhi Heart Rate dengan mempercepat atau memperlambat peacemaker

Lokasi di dinding struktur organ internal, ct: pembuluh darah, airways, sebagian besar organ di abdominopelvic cavity, sistem digesti

Ditemukan juga dikulit, dekat dengan folikel rambut

Nonstriated→smooth Involuntary Diregulasi oleh neuron autoritmik

(involuntary) dan hormon

1. Menghasilkan pergerakan

2. Menstabilkan posisi tubuh

3. Menyimpan dan mengirimkan substansi ke seluruh tubuh

4. Menghasilkan panas

1. Electrical exitability▪ Muscle action potentials:

▪ Autorhytmic▪ Chemical stimuly (neurotransmitter, hormon, lokal PH)

2. Contractility▪ Kemampuan jaringan otot untuk berkontraksi setelah

distimulasi oleh potensial aksi 3. Extensibility

▪ Mampu utk streching, within limits, without damage▪ Otot polos kemampuan strechingnya paling tinggi

4. Elasticity▪ Kemampuan otot untuk kembali ke bentuk semula

Otot skeletal tersusun oleh ratusan s.d ribuan sel yang disebut sebagai muscle fibers.

Disebut muscle fibers karena berbentuk elongated (memanjang)

Terdiri dari jaringan connectivus

▪ Melindungi dan mengelilingi jaringan otot

▪ Terdapat jalur persyarafan, pembuluh darah, jaringan limfatik yang masuk dan keluar otot

Pada jaringan subcutan terdapat adiposa berperan mencegah kehilangan panas dan melindungi otot dari trauma

Jaringan connectivus irreguler yang mengelilingi otot dan organ lain

Fascia membungkus otot yang mempunyai fungsi yang sama

Fascia memungkinkan gerakan bebas dari otot: sebagai tempat persyarafan, pembuluh darah dan limfatik dan memenuhi ruangan antar otot.

Epimisium (terluar)▪ jaringan connectivus irregguler▪ Melingkari otot

Perimisium▪ Lapisan padat▪ jaringan connectivus irregguler▪ 10-100 muscle fibers →membentuk fascicles

Endomisium▪ Bagian inferior▪ Membatasi satu muscle fiber▪ Serat reticular

Epimisium, perimisium dan endomisium selanjutnya akan melekat pada otot rangka seperti tulang atau otot lain.

Otot skeletal disuplai dengan baik oleh saraf dan pembuluh darah

Pada umumnya terdapat arteri dan vena pada otot skelet

Neuron akan menstimulasi otot skeletal untuk berkontraksi disebut sebagai somatic motor neuron

Setiap motor neuron berbentuk benang axon yang terbentang dari otak atau spinal cord ke kelompok muscle fiber

Jaringan otot terdapat banyak pembuluh darah yang disebut pembuluh kapiler

Pembuluh kapiler akan mensuplai oksigen dan nutrien serta menghilangkan panas dan produk buangan hasil metabolisme

Pada saat kontraksi muscle fiber akan mensintesis dan menggunakan ATP

Diameter 10-100µm Panjang 10 cm, ada yang mencapai 30 cm berkembang sejak embrionik berasal dari

gabungan ratusan atau lebih sel mesodermal yang disebut myoblast

Setiap muscle fiber yang matur mempunyai seratus atau lebih nuklei

Jumlah dari skeletal muscle fiber sudah terbentuk sebelum lahir

Merupakan plasma membran sel otot Nuklei dari sceletal muscle fiber melekat

pada sarkolema Invaginasi sarkolema →transverse (T) tubule

(terowongan dari pusat muscle fiber pada setiap muscle fiber)

Potensial aksi otot berjalan sepanjang sarkolema melalui T tubule, menyebar secara cepat ke muscle fiber

Sitoplasma muscle fiber Sarkoplasma terdapat substansi glikogen Terdapat myoglobin (protein berwarna merah) Myoglobin hanya terdapat di otot Myoglobin mengikat oksigen yang kemudian

berdifusi ke cairan interstitial pada muscle fiber Myoglobin melepaskan oksigen yang

dibutuhkan oleh mitokondria untuk produksi ATP

Mitokondria terletak strategis pada muscle fiber yang dekat dengan protein kontraktil

Organela kontraktil pada otot skeletal Striated Cairan berupa kantung disebut sarkoplasmik

retikulum, mengelilingi myofibril Sarkoplasmik retikulum sama dengan

retikulum endoplasma pada sel nonmuscular

Protein terkecil pada myofibril disebut sebagai filament/myofilament

Myofilament tersusun atas dua protein:

▪ Thick filament

▪ Thin filament

Filamen tebal dan tipis berkorelasi langsung dengan kontraksi otot

Satu basic unit fungsional myofibril Z disc memisahkan dari 1 sarcomere ke

sarcomere yang lain Satu sarcomere terbentang dari Z disc ke Z

disc

Myofibril terbentuk dari 3 protein: 1. Kontraktil

▪ Memberikan tekanan pada saat kontraksi 2. regulatory protein

▪ Menghentikan dan memulai kontraksi 3. Struktural protein

▪ Menjaga filamen tebal dan tipis proper alignmet

▪ Memberikan elastisitas dan ekstensibilitas miofibril

▪ Menghubungkan miofibril ke sarkolema dan matix ekstraseluler

1. Myosin▪ Komponen utama dari thick filament▪ Fungsi sebagai protein motor▪ Protein motor akan merubah energi kimia ATP

menjadi energi mekanik▪ Berbentuk seperti tongkat golf: myosin head dan

myosin tail 2. Actin

▪ Komponen utama dari thin filament▪ Setiap molekul actin terdapat myosin binding site,

dimana kepala myosin akan menempel

Tropomyosin dan troponin Merupakan bagian dari thin filament Ketika otot relaksasi myosin dihalangi

berlekatan dengan aktin karena tropomyosin menutupi myosin-binding site aktin.

Berkontribusi dalam alignment, stability, elasticity,dan extensibility myofibril.

Struktural protein seperti: titin, α-actinin, myomesin, nebulin, dystrophin

Panjang thick filament dan thin filament sama pada saat kontraksi dan relaksasi

Otot skeletal menjadi lebih pendek pada saat kontraksi karena terjadi sliding filament antara thick filament dan thin filament

Kontraksi otot terjadi karena kepala miosin berlekatan dan berjalan sepanjang thin filament disepanjang M-line

Pada saat thin filament menyelip kedalam dan bertemu pada pusat sarcomere, disc Z mendekat, sarcomere memendek

Pada saat kontraksi panjang thick filament dan thin filament tidak berubah

Pada saat kontraksi, retikulum sarkoplasmik melepaskan ion kalsium (Ca 2+) ke sarkoplasma

Ca berikatan dengan troponin Troponin akan menggerakkan tropomyosin

menjauhi myosin binding site . Ketika binding site “free” siklus kontraksi

akan menyebabkan mulainya sliding filament.

Siklus kontraksi terdiri dari 4 step

1. Hidrolisis ATP 2. Melekatnya myosin ke aktin untuk

membentuk cross-bridges 3. Power stroke 4. Lepasnya myosin dari aktin

Kepala myosin mengandung ATP-binding site dan ATP-ase (enzim yang menghidrolisis ATP menjadi ADP dan Phosphat)

Hidrolisis ini akan memberikan energi pada kepala myosin

Energi pada kepala myosin yang berlekatan dengan myosin binding site di aktin dan melepaskan phospat

Ketika myosin berlekatan pada aktin pada saat kontraksi disebut sebagai cross bridge

Setelah cross bride maka akan terjadi power stroke

Melepaskan ADP Terjadi sliding filament

Pada akhir power stroke, myosin masih berlekatan dengan aktin sampai ada ikatan molekul ATP lain.

Pada saat ATP berikatan dengan ATP binding site pada kepala myosin maka kepala myosin lepas dari aktin

Exercise induce muscle damage → DOMS (Delayed Onset Muscle Soreness)

Muncul 24 -72 jam setelah exercise Muscle fever/inflamation Sweeling Stiffness Tenderness Temporary reduction in strenght of the affected

muscles Elevated creatin kinase signaling muscle tissue

damage

Neuron yang merangsang otot skeletal untuk berkontraksi adalah somatic motor neuron.

Masing-masing somatic motor neuron mempunyai perpanjangan akson yang terbentang dari otak atau spinal cord ke kelompok skeletal muscle fibers.

Muscle fiber akan berkontraksi sebagai respon satu atau lebih potensial aksi yang berpropaganda sepanjang sarcolema dan melalui T tubulus

Potensial aksi akan tercapai pada neuromuscular junction (NMJ)

NMJ merupakan sinaps antara somatic motor neuron dan skeletal muscle fiber

Sebagian besar sinaps mempunyai celah kecil disebut synaptic cleft, memisahkan antara dua sel.

Karena dua sel tidak berdekatan secara fisik maka sehingga PA tidak bisa “jump the gap” dari satu sel ke sel yang lain → sehingga dalam berkomunikasi menggunakan neurotransmitter

Pada NMJ (akhir motor neuron) disebut axon terminal terdapat cluster synaptic end bulb.

Synaptic end bulb terdapat ratusan kantung yang disebut sebagai synaptic vesicles.

Didalam synaptic vesicles terdapat ribuan molekul asetilkholin (ACh) yang merupakan neurotransmitter yang dilepaskan pada saat NMJ.

1. Pelepasan Ach. 2. Aktivasi reseptor Ach. 3. Menghasilkan PA otot. 4. Terminasi aktifitas Ach. Jika terdapat impuls saraf lagi maka step 2

dan 3 akan terulang kembali

Isotonik Isometrik Isokinetik

Tension Sama Fluktuasi Fluktuasi

Length Konsentrikmemendek

Sama Semakinmemanjang

Eksentrikmemanjang

Energy Fluktuasi Fluktuasi sama

1. Jelaskan tentang anatomi dan struktur otot jantung?

2. Bagaimanakah mekanisme kontraksi pada otot jantung?

3. Jelaskan tentang anatomi dan struktur otot polos?

4. Bagaimanakah regenerasi jaringan otot? 5. Bagaimanakah aging dan jaringan otot? 6. Jelaskan tentang exercise dan jaringan otot

skeletal?