Kontraksi Otot Kontraksi Otot JantungJantung

Departemen Biokimia FK Departemen Biokimia FK USUUSU

OTOTOTOT

Merupakan jaringan tunggal Merupakan jaringan tunggal terbesar terbesar

Bekerja menarik Bekerja menarik dilawan oleh dilawan oleh daya kerja otot lain atau gaya berat daya kerja otot lain atau gaya berat

Macam (tipe) : striated, non striated Macam (tipe) : striated, non striated dan cardiac.dan cardiac.

Sebagai transducer biokimia Sebagai transducer biokimia merubah energi kimia menjadi merubah energi kimia menjadi energi mekanik energi mekanik

OTOTOTOT

Syarat : Syarat :

1. Ada supply energi 1. Ada supply energi

2. Ada cara pengaturan aktivitas2. Ada cara pengaturan aktivitas

3. Ada hubungan dengan operator3. Ada hubungan dengan operator

4. Dapat kembali ke keadaan semula4. Dapat kembali ke keadaan semula

STRUKTURSTRUKTUR SECARASECARA MIKROSKOPISMIKROSKOPIS

Striated muscleStriated muscle Terdiri dari sel serabut otot berinti banyakTerdiri dari sel serabut otot berinti banyak Dikelilingi membran plasma Dikelilingi membran plasma sarkolemma sarkolemma SarkoplasmaSarkoplasma yang kaya kreatin fosfat, yang kaya kreatin fosfat,

glikogen, ATP dan enzim – enzim glikolisisglikogen, ATP dan enzim – enzim glikolisis Terdapat miofibril Terdapat miofibril tersusun paralel tersusun paralel

dalam sarkoplasmadalam sarkoplasma

MIOFIBRILMIOFIBRIL

Miofibril dengan mikroskop Miofibril dengan mikroskop elektron :elektron :

- pita A (gelap) dan pita I (terang )- pita A (gelap) dan pita I (terang )

- zona H (bahagian tengah pita A) - zona H (bahagian tengah pita A) kurang padatkurang padat

- Garis Z (membagi pita I) - Garis Z (membagi pita I) sangat sangat padatpadat

- Sarkomer (regio antara dua garis - Sarkomer (regio antara dua garis Z) Z)

unit fungsional ototunit fungsional otot

MIOFIBRILMIOFIBRIL

Miofibril pada potongan melintang Miofibril pada potongan melintang

dibentuk dua filamen dibentuk dua filamen longitudinal :longitudinal :

- filamen tebal (pita A; >>> protein - filamen tebal (pita A; >>> protein miosin)miosin)

- filamen tipis (pita I s/d pita A; - filamen tipis (pita I s/d pita A; >>> protein aktin, tropomiosin >>> protein aktin, tropomiosin dan troponin)dan troponin)

PROTEIN OTOTPROTEIN OTOT

Berperan pada gerakan tingkat organBerperan pada gerakan tingkat organ > 20% massa fibril otot> 20% massa fibril otot G Aktin : globuler, dengan adanya ion G Aktin : globuler, dengan adanya ion

MgMg2+2+ polimerisasi menjadi aktin-F polimerisasi menjadi aktin-F TropomiosinTropomiosin : fibrosa, terdiri dari : fibrosa, terdiri dari

dua rantai yang terikat pada aktin-Fdua rantai yang terikat pada aktin-F

PROTEIN OTOTPROTEIN OTOT

TroponinTroponin : terdiri dari tiga : terdiri dari tiga polipeptida terpisah polipeptida terpisah

(tp I, tp C, tp T )(tp I, tp C, tp T )

MiosinMiosin : membentuk 55% protein otot : membentuk 55% protein otot

- Molekul heksamer asimetrik - Molekul heksamer asimetrik sepasang rantai berat (H-chain) dan sepasang rantai berat (H-chain) dan dua pasang rantai ringan (L-chain).dua pasang rantai ringan (L-chain).

- Mempunyai ekor fibrosa yang - Mempunyai ekor fibrosa yang terdiri dari dua heliks yang membelit terdiri dari dua heliks yang membelit masing-masing dgn kepala globulermasing-masing dgn kepala globuler

PROTEIN OTOTPROTEIN OTOT

- - Myosin mengikat aktin membentuk Myosin mengikat aktin membentuk actomyosin (actin-myosin)di sini actomyosin (actin-myosin)di sini aktivitas ATPase meningkat.aktivitas ATPase meningkat.

- Dengan tripsin - Dengan tripsin dua fragmen dua fragmen meromiosin (LMM dan HMM)meromiosin (LMM dan HMM)

- Heavy meromiosin : larut, terikat Heavy meromiosin : larut, terikat pada aktin-F dan aktivitas ATP-ase pada aktin-F dan aktivitas ATP-ase + + dengan papain dengan papain dua sub dua sub fragmen (S1 dan S2)fragmen (S1 dan S2)

FUNGSI MOLEKULER OTOTFUNGSI MOLEKULER OTOT Siklus kontraksi otot :pengikatan dan pele Siklus kontraksi otot :pengikatan dan pele

pasan kepala miosin dengan filamen aktinpasan kepala miosin dengan filamen aktin Relaksasi : kepala miosin menghidrolisa Relaksasi : kepala miosin menghidrolisa

ATP ATP ADP + Pi ADP + Pi Kontraksi : kepala miosin ber-rotasi Kontraksi : kepala miosin ber-rotasi

menjangkau aktin-F menjangkau aktin-F pelepasan produk pelepasan produk hidrolisa ATP (power stroke) hidrolisa ATP (power stroke) ekor ekor miosin menarik aktin kearah sarkomer miosin menarik aktin kearah sarkomer filamen aktin melewati filamen miosin filamen aktin melewati filamen miosin ““slidingsliding filament model” filament model”Molekul ATP baru akan terikat pada Molekul ATP baru akan terikat pada kepala miosin kepala miosin aktin-F dilepas aktin-F dilepas relaksasi.relaksasi.

Peran CaPeran Ca++++

Kontraksi pada otot bergarisKontraksi pada otot bergaris

Eksitasi sarkomer Eksitasi sarkomer Ca Ca 2+ 2+ masuk masuk sarkoplasma (dengan carrier sarkoplasma (dengan carrier kalsequestrin) kalsequestrin) tp C. 4 Ca tp C. 4 Ca ikatan ikatan troponin – tropomiosin – aktin F troponin – tropomiosin – aktin F berubah berubah active site aktin-F active site aktin-F terbuka terbuka miosin mengikat aktin miosin mengikat aktin kontraksikontraksi

METABOLISME ATP OTOTMETABOLISME ATP OTOT

ATP dibentuk melalui proses :ATP dibentuk melalui proses : Anaerobic GlikolisisAnaerobic Glikolisis Glikogen Glikogen glikogenolisis glikogenolisis glukosa glukosa

glikolisis glikolisis asam Piruvat asam Piruvat ATP ATP Kreatin fosfatKreatin fosfat Dibentuk saat otot relaksasi Dibentuk saat otot relaksasi ~p + ~p +

ADP ADP ATP ATP Fosforilasi oksidatifFosforilasi oksidatif

- sumber energi utama : gula - sumber energi utama : gula darah dan free darah dan free fatty acids. fatty acids.

Pada Maraton : metabolisme aerobikPada Maraton : metabolisme aerobik