Mekanisme Kontraksi Otot dan Anatomi Vola Manus
Harristi Friasari Adiati
102013029
Kelompok E10
Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana
Email:
[email protected]
Abstrak
Otot adalah sebuah jaringan konektif dalam tubuh yang tugas utamanya kontraksi. Kontraksi otot digunakan untuk memindahkan bagian-bagian tubuh & substansi dalam tubuh.
Ada tiga macam otot secara umum yaitu oto lurik, otot polos, dan juga otot jantung.
Otot manusia bekerja dengan cara berkontraksi sehingga otot akan memendek, mengeras dan bagian tengahnya menggelembung (membesar). Karena memendek maka tulang yang dilekati oleh otot tersebut akan tertarik atau terangkat. Kontraksi satu macam otot hanya mampu untuk menggerakkan tulang kesatu arah tertentu. Agar tulang dapat kembali ke posisi semula, otot tersebut harus mengadakan relaksasi dan tulang harus ditarik ke posisi semula. Untuk itu harus ada otot lain yang berkontraksi yang merupakan kebalikan dari kerja otot pertama. Jadi, untuk menggerakkan tulang dari satu posisi ke posisi yang lain, kemudian kembali ke posisi semula diperlukan paling sedikit dua macam otot dengan kerja yang berbeda.
Kata kunci: otot, kontraksi, anatomi manus.
Abstract
Muscle is a connective tissue in the body whose primary job contraction. Muscle contraction is used to move the body parts and substances in the body.
There are three types of muscles in general, namely bibs striated, smooth muscle, and cardiac muscle.
Human muscles work by contraction so the muscle will shorten, hardened and bulging middle (enlarged). Due to the shortened bone clung to by the muscle would be interested or lifted. One type of muscle contraction is only able to move the bones of unity given direction. In order for the bone to return to its original position, the muscle relaxation and bone must be held to be pulled into position. For that there must be other muscles to contract which is the opposite of the first muscle work. So, to move the bones from one position to another, then back to the starting position required at least two kinds of muscles to work differently.
Keywords: muscle, contraction, manus anatomy.
PENDAHULUAN
Latar belakang
Tubuh manusia dapat digerakkan karena dikendalikan oleh sistem syaraf pusat. Namun, pergerakan yang dilakukan tubuh (secara somatik) tidak dapat terjadi begitu saja. Harus ada rangsangan ataupun perintah. Setelah ada rangsangan, barulah tangan atau kaki dapat bergerak sesuai yang kita inginkan. Akibatnya, kita bisa melakukan kegiatan menulis, menari, berjalan, dan sebagainya. Gerakan yang dilakukan oleh tubuh kita juga bukan karena tulang saja yang bergerak. Tulang dapat bergerak karena adanya otot. Otot yang menempel pada tulang-tulang, dan membantu pergerakan. Sehingga kita dapat bergerak dengan leluasa.
ANATOMI
Gambar 1. Anatomi tangan.1
OTOT
Otot merupakan alat gerak aktif karena kemampuan berkontraksi . otot memendek jika sedang berkontraksi dan memanjang jika berelaksasi. Kontraksi otot terjadi jika otot sedang melakukan kegiatan , sedangkan relaksasi otot terjadi jika otot sedang beristirahat.
Dengan demikian otot memiliki 3 karakter, yaitu:
· Kontraksibilitas, yaitu kemampuan otot untuk memendek dan lebih pendek dari ukuran semula, hal ini teriadi jika otot sedang melakukan kegiatan.
· Ektensibilitas, yaitu kemampuan otot untuk memanjang dan lebih panjang dari ukuran semula.
· Elastisitas, yaitu kemampuan otot untuk kembali pada ukuran semula.
Otot tersusun atas dua macam filamen dasar, yaitu filament aktin dan filament miosin. Filamen aktin tipis dan filament miosin tebal. Kedua filamen ini menyusun miofibril. Miofibril menyusun serabut otot dan serabut otot-serabut otot menyusun satu otot.2
Secara mikroskopis, otot memiliki jaringan yang dibedakan menjadi beberapa jenis. Tiga jenis jaringan otot dapat dibedakan berdasarkan bentuk dan fungsi masing-masing. Otot rangka terbentuk dari sekumpulan sel yang panjang, silinder, dan multinukleus yang terlihat adanya seran lintang. Kontraksinya cepat, bertenaga, dan biasanya dibawah kesadaran. Hal ini disebabkan dari interaksi filamen tipis aktin dan filamen tebal miosin dimana konfigurasi molekulnya membiarkan mereka menyelip satu sama lain. Kekuatan menyelip itu dihasilkan dari interaksi yang lemah di dalam jembatan antara aktin dan miosin.Otot polos terdapat pada saluran pencernaan, saluran perkemihan, dan pembuluh darah. Otot ini dipersarafi oleh sistem saraf otonom dan kontraksinya tidak di bawah control keinginan. Otot jantung juga memiliki seran lintang dan berbentuk memanjang, bercabang dan terbentang paralel satu sama lain. Di batas antar serat disebut diskus interkalaris, struktur ini ditemukan hanya di otot jantung. Kontraksi dari otot jantung tidak disadari, kuat, dan berirama. Otot jantung terdiri dari sel fusiform yang tidak menunjukkan garis melintang. Proses kontraksinya lambat dan tidak disadari.2
Dalam otot lurik terdapat bagian-bagian penting. Di dalam sarkoplasma terdapat miofibril yang tersusun atas protein. Miofibril terbentuk dari 2 filamen yaitu gelap (pita A) dimana mengandung miosin dan terang (pita I) yang mengandung aktin, troponin, dan tropomiosin. Di dalam pita A terdapat bagian yang kurang gelap disebut Hzone, sedangkan di tengah-tengah pita I terdapat garis yaitu garis Z.3
HISTOLOGI4
Otot pada falang termasuk otot lurik. Otot lurik disebut juga otot rangka atau otot seran lintang. Otot ini bekerja di bawah kesadaran. Pada otot lurik, fibril-fibrilnya mempunvai jalur-jalur melintang gelap (anisotrop) dan terang (isotrop) yang tersusun berselang-selang. Sel-selnya berbentuk silindris dan mempunyai banyak inti. Otot rangka dapat berkontraksi dengan cepat dan mempunyai periode istirahat berkali - kali. Otot rangka ini memiliki kumpulan serabut yang dibungkus oleh fasia super fasialis. Otot rangka diikat oleh serabut otot yang merupakan sel tunggal yang besar yang dibentuk dari penggabungan banyak sel tunggal selama perkembangannya. Kebanyakan pada sitoplasma terdiri dari myofibril yang merupakan serabut silindris dari 2 tipe filamen : filamen tebal myosin (d = 15 nm) dan filamen tipis aktin (d = 7 nm). Setiap myofibril diatur sebagai ikatan unit kontraktil yang disebut sarkomer yang berperan pada kenampakan garis dari otot rangka dan jantung.
Gambar 2. Otot rangka.2
Gabungan otot berbentuk kumparan dan terdiri dari bagian:
1. Ventrikel(empal), merupakan bagian tengah yang menggembung.
2. Urat otot (tendon), merupakan kedua ujung yang mengecil. Urat otot (tendon) tersusun dari jaringan ikat dan bersifat keras serta liat.
Berdasarkan cara melekatnya pada tulang, tendon dibedakan menjadi:
1. Origo merupakan tendon yang melekat pada tulang yang tidak berubah kedudukannya ketika otot berkontraksi.
2. Insersio merupakan tendon yang melekat pada tulang yang bergerak ketika otot berkontraksi.
Otot yang dilatih terus menerus akan membesar atau mengalami hipertrofi. Sebaliknya jika otot tidak digunakan (tidak ada aktivitas) akan menjadi kisut atau mengalami atrofi.
OTOT PADA VOLA MANUS6
Otot-otot pada vola manus terdiri atas:
Mm. Lumbricales
Origo: jari II dan III pada sisi lateral urat M. Flexor digitorium profundus. Jari IV dan V pada sisi lateral urat M. Flexor digitorium profundus
Insertio: apponeurosis dorsalis jari II-V
Mm. Interossei volares (3 buah)
Origo: yang pertama pada sisi medial os metacarpalia II. Yang kedua dan ketiga pada sis lateral ossa metacarpalia IV dan V
Insertio: yang pertama pada sisi medial basis phalanx pertama jari II dan aponeurosis dorsalis jari II. Yang kedia dan ketiga pada sisi lateral basis phalanx pertama jari IV dan V dan aponeurosis dorsalis jari IV dan V
Mm. Interossei dorsales (4 buah)
Origo: pada sisi-sisi yang berhadapan pada ossa metacarpalia
Insertio: yang pertama dan kedua pada pinggir lateral phalanx jari II dan III. Yang ketiga dan keempat pada pinggir mediaal phalanx pertama jari III dan IV dan pada aponeurosis dorsalisnya.
Gambar 3. Otot Pada Manus.7
SENDI PADA VOLA MANUS5
Sedi karpal: permukaan persendian antara tulang-tulang karpal adalah ceper dan halus.permukaan ceper ini dengan mudah bergeser dan membentuk persendian meluncur anatara berbagai tulang itu.
Gambar 4. Sendi Pada Falang.5
Sendi karpometacarpal: sendi yang terbentuk antara sisi distal baris bawah tulang karpal. Sendi karpometakarpal ibu jari, yaitu sendi pelana, sendir intermetakarpal dibentuk antara basis tulang-tulang metakarpal, permukaan persendian lateral membentuk sendi datar atau sendi meluncur antar tulang-tulang ini.
Sendi metakarpo-falangeal: gerakan fleksi,ekstensi, aabduksi, aduksi berlangsung pada sendi ini.
Sendi interfalangeal: sendi engsel. Sendi ini dibentuk oleh lepala falang proksimal yang diterima dalam permukaan persendian di atas basis falang distal. Gerakannya fleksi dan ekstensi.
KONTRAKSI OTOT3
Kontraksi otot rangka digerakkan oleh impuls syaraf yang merangsang pelepasan Ca2+ dari retikulum sarkoplasmik (jaringan khusus membran internal yang mirip dengan retikulum endoplasma yang menyimpan ion Ca2+ dengan konsentrasi yang tinggi). Pelepasan Ca2+ dari retikulum sarkoplasmik meningkatkan konsentrasi Ca2+ di sitosol kira-kira dari 10-7 menjadi 10-5 M. Berikut kerja retikulum sarkoplasma mengatur kadar ion Ca2+ intraselular dalam otot rangka :
Dalam sarkoplasma otot yang tengah istirahat, kontraksi ion Ca2+ adalah 10-7-10-8 mol/L. Keadaan istirahat tercapai karena ion Ca2+ dipompakan ke dalam retikulum sarkoplasma lewat kerja sistem pengangkutan aktif yang dinamakan Ca2+ ATPase yang memulai relaksasi. Retikulum sarkoplasma merupakan jalinan kantong membran yang halus. Di dalam tretikulum sarkoplasma, ion Ca2+ terikat pada protein pengikat Ca2+ yang spesifik yang disebut kalsekuestrin. Sarkomer dikelilingi oleh membran yang dapat tereksitasi (sistem tubulus T) yang tersusun dari saluran transversal (T) yang berhubungan erat dengan retikulum sarkoplasma.
Ketika membran sarkomer tereksitasi oleh impuls syaraf, sinyal yang ditimbulkan disalurkan ke dalam sistem tubulus T dan saluran pelepasan ion Ca2+ dalam retikulum sarkoplasma di sekitarnya akan membuka dengan cepat serta melepaskan ion Ca2+ ke dalam sarkoplasma dari retikulum sarkoplasma. Konsentrasi ion Ca2+ dalam sarkoplasma meningkat dengan cepat hingga 10-5 mol/L. Tempat pengikatan Ca2+ pada TpC dalam filamen tipis dengan cepat diduduki oleh Ca2+. Kompleks TpC- 4 Ca2+ berinteraksi dengan TpI dan TpT untuk mengubah interaksinya dengan tropomyosin ini. Jadi, tropomyosin ini hanya keluar dari jalannya atau mengubah bentuk F aktin sehingga kepala myosin ADP-Pi dapat berinteraksi dengan F aktin untuk mengawali siklus kontraksi.
Peningkatan konsentrasi ion Ca2+ memberi sinyal kontraksi otot melalui gerakan prekursor protein yang terikat pada filamen aktin : tropomyosin dan troponin. Tropomyosin adalah protein serabut yang terikat di sepanjang alur filamen aktin. Pada otot lurik, tiap molekul tropomyosin terikat pada troponin yang merupakan komplek 3 polipeptida: troponin C (mengikat Ca2+), troponin I (inhibitor), dan troponin T (mengikat tropomyosin). Ketika konsentrasi Ca2+ rendah, kompleks troponin dengan tropomyosin menghalangi kontraksi aktin dan myosin sehingga otot tidak berkontraksi. Pada konsentrasi ion Ca2+ tinggi, Ca2+ terikat pada troponin C menggeser posisi kompleks dengan mengganti posisi inhibisi dan mengakibatkan proses kontraksi terjadi.
Secara umum mekanisme kontraksi otot dimulai dan berakhir dengan tahap-tahap sebagai berikut. 8,9
Suatu potensial aksi berjalan di sepanjang sebuah saraf motorik sampai ke ujungnya pada serabut otot. Tibanya impuls saraf pada pertautan neuromuskular mengakibatkan dilepaskannya substansi neurotransmitter berupa asetilkolin dalam jumlah sedikit di setiap ujung saraf.
Asetilkolin bekerja pada area setempat pada membran serabut otot untuk membuka banyak kanal "bergerbang asetilkolin" melalui molekul-molekul protein yang terapung pada membran.
Perubahan permeabilitas membran yang mengelilingi serabut otot mengakibatkan terbukanya kanal bergerbang asetilkolin sehing memungkinkan sejumlah besar ion natrium untuk berdifusi ke bagian dalam membran serabut otot. Peristiwa ini akan menimbulkan potensial aksi pada membran.
Potensial aksi akan berjalan di sepanjang membran serabut otot dengan cara yang sama seperti potensial aksi berjalan di sepanjang membran serabut saraf sehingga menimbulkan depolarisasi membran otot. Potensial aksi pada akhirnya menyebabkan lepasnya sejumlah besar ion kalsium yang tersimpan di dalam retikulum sarkoplasma.
Ion-ion kalsium menimbulkan kekuatan menarik antara filamen aktin dan miosin sehingga kedua filamen bergeser satu sama lain menghasilkan proses kontraksi. Setelah kurang dari satu detik, ion kalsium dipompa kembali ke dalam retikulum sarkoplasma dan ion-ion ini tetap tersimpan hingga potensial aksi otot yang baru datang lagi. Pelepasan ion kalsium dari miofibril menyebabkan otot berhenti berkontraksi.
RELAKSASI OTOT3
Relaksasi terjadi kalau :
a. Konsentrasi Ca2+ menurun hingga di bawah 10-7 mol/L sebagai akibat dari pelepasannya kembali ke dalam retikulum sarkoplasma oleh Ca2+ ATPase.
b. TpC- 4 Ca2+ kehilangan Ca2+
c. Troponin lewat interaksinya dengan tropomyosin menghambat interaksi selanjutnya kepala myosin- F aktin.
d. Dengan adanya ATP kepala myosin terlepas dari F aktin.
Dengan demikian ion Ca2+ mengendalikan kontraksi otot lewat mekanisme alosterik yang diantarai di dalam otot oleh TpC, TpI, TpT, tropomyosin dan F aktin.
Pada keadaan istirahat, kepala miosin dihambat untuk berikatan dengan molekul aktin karena adanya dua protein lain pada filamen tipis yaitu tropomiosin dan troponin. Tanpa adanya miosin yang berikatan dengan aktin, energi dari ATP pada kepala miosin tidak dapat dilepaskan dan jembatan silang tidak dapat berayun sehingga otot tidak dapat berkontraksi. 7,8
SUMBER ENERGI3,10
Kreatin fosfat (CP).
Senyawa berenergi tinggi lainnya, merupakan sumber energi yang langsung tersedia untuk memperbaharui ATP dari ADP.
(CP + ADP ----> ATP + kreatin)
a. CP memungkinkan kontraksi otot tetap berlangsung saat ATP tambahan dibentuk melalui metabolisme glukosa secara anaerob dan aerob
b. CP menyediakan energi untuk sekitar 100 kontraksi dan harus disintesis ulang dengan cara memprodukai lebih banyak ATP (ATP+kreatin----> ADP +CP)
c. ATP tambahan terbentuk dari metabolisme glukosa dan asam lemak melalui reaksi aerob dan anaerob.
2. Reaksi anaerob (jalur glikolisis)
a. Otot dapat berkontraksi secara singkat tanpa memakai oksigen dengan menggunakan ATP yang dihasilkan melalui glikolisis anaerob, langkah pertama dalam inspirasi selular.
b. Glikolisis berlangsung dalam sarkoplasma, tidak memerlukan oksigen, dan melibatkan pengubahan satu molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat.
c. Glikolisis anaerob berlangsung cepat tetapi tidak efisien karena hanya menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa. Glikolisis dapat memenuhi kebutuhan ATP untuk kontraksi otot dalam waktu singkat jika persediaan oksigen tidak mencukupi.
d. Pembentukan asam laktat dalam glikolisis anaerob
(1) Tanpa oksigen, asam piruvat diubah menjadi asam laktat
(2) Jika aktivitas yang dilakukan sedang dan singkat, persediaan oksigen yang adekuat akan menghalang di akumulasi asam laktat
(3) Asam laktat berdifusi keluar dari otot dan dibawa ke hati untuk disintesis ulang menjadi glukosa
3. Reaksi aerob (memakai oksigen)
a. Saaat aktivitas berlangsung, asam piruvat yang terbentuk melalui glikolisis anaerob mengalir ke mitokondria sarkoplasma untuk mausk dalam siklus asam sitrat (trikarboksilat) untuk oksidasi
b. Jika ada oksigen, glukosa terurai dengan sempurna menjadi karbon dioksida, air, dan energi (ATP)
c. Reaksi aerob berlangsung lambat tetapi efisien, menghasilkan energi sampai 36 mol ATP per mol glukosa
Metabolisme Tulang10
Pertumbuhan dan metabolisme tulang dipengaruhi oleh sejumlah mineral dan hormon yang meliputi sebagai berikut:
Kalsium dan fosfor
Jumlah kalsium (Ca) dalam tulang 99% dan fosfor 90%. Konsentrasi kalsium dan fosfor mempunyai ikatan yang erat. Jika kadar Ca meningkat, jumlah fosfor berubah. Keseimbangan kalsium dan fosfor dipertahankan oleh kalsitonin dan hormon paratiroid (PTH).
Kalsitonin
Diproduksi oleh kelenjar tiroid dan menurunkan konsentrasi Ca serum. Jika jumlah kalsitonin meningkat di atas normal, kalsitonin menghambat absorpsi kalsium dan fosfor dalam tulang serta meningkatkan eksresi kalsium dan fosfor melalui urine sehingga dibutuhkan Ca dan fosfor.
Vitamin D
Terkandung dalam lemak hewan, minyak ikan, dan mentega. Tubuh manusia juga dapat menghasilkan vitamin D. Sinar ultraviolet sinar matahari dapat mengubah ergosterol pada kulit menjadi vitamin D. Vitamin D diperlukan agar kalsium dan fosfor dapat diabsorpsi dari usus dan digunakan tubuh. Defisiensi vitamin dapat diabsorpsi dari usus dan digunakan tubuh. Defisiensi vitamin D mengakibatkan defisit mineralisasi, deformitas, patah tulang, penyakit rikets pada anak-anak, dan osteomalasia pada orang dewasa.
Hormon paratiroid (PTH)
Pada saat kadar Ca menurun, sekresi PTH meningkat dan menstimulasi tulang untuk meningkatkan aktivitas osteoblastik dan menyumbangkan kalsium ke darah. Jika kadar Ca meningkatkan sekresi PTH diminimalkan, hormon tersebut mengurangi eksresi Ca di ginjal dan memfasilitasi absorpsinya dari usus halus. Hal ini untuk mempertahankan suplai Ca di tulang. Respons ini merupakan contoh umpan-balik sistem loop yang terjadi dalam sistem endokrin.
Hormon pertumbuhan
Hormon pertumbuhan yang bertanggung jawab meningkatkan panjang tulang dan menentukan jumlah matriks tulang dibentuk sebelum masa pubertas. Sekresi yang meningkat selama masa kanak-kanak menghasilkan gigantisme dan menurunnya sekresi menghasilkan dwarfisme. Pada orang dewasa, peningkatan tersebut menyebabkan akromegali yang ditandai oleh kelainan bentuk tulang dan jaringan lemak.12
Glukokortikoid
Hormon glukokortikoid mengatur metabolisme protein. Pada saat dibutuhkan, hormon dapat meningkatkan atau menurunkan katabolisme untuk mengurangi atau mengintensifkan matriks organik di tulang dan membantu dalam pengaturan kalsium di intestinum dan absorpsi fosfor.
Hormon seksual:
Estrogen menstimulasi aktivitas osteoblastik dan cenderung menghambat peran hormon paratiroid. Jumlah esterogen menurun saat menopause sehingga penurunan kadar kalsium pada tulang dalam waktu lama menyebabkan osteoporosis.
Androgen, seperti testosteron, meningkatkan anabolisme dan massa tulang.
KESIMPULAN
Otot khususnya otot lurik dapat berkontaksi karena pengaruh suatu rangsangan melalui saraf. rangsangan yang tiba ke sel otot akan mempengaruhi suatu zat (asetilkolin) yang peka terhadap rangsangan. Asetilkolin adalah zat pemindah rangsangan yang dihasilkan pada bagian ujung saraf. Ion kalsium menyebabkan protein otot, yaitu aktin dan miosin berikatan membentuk aktomiosin sehingga terjadilah kontraksi. Namun, otot khususnya lurik, bekerja secara sadar dan dipengaruhi oleh rangsang sehingga otot ini tidak dapat berkontraksi secara terus menerus. Sehingga diperlukan adanya relaksasi. Relaksasi terjadi ketika ion kalsium masuk kembali ke dalam plasma sel, sehingga menyebabkan lepasnya pelekatan aktin dan miosin sehingga otot melemas.
DAFTAR PUSTAKA
Diunduh dari http://4.bp.blogspot.com/_-x4oGiQWiUA/TMPp92ZHSdI/AAAAAAAAAD4/cC86EhRWM-M/s1600/anatomy_of_the_hand.jpg, 22 Maret 2014.
Mescher AL. Junqueira's basic histology. Twelfth Edition. United States: McGraw-Hill Companies; 2010.
Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: EGC; 1994.h. 119-22.
Pearce EC. Anatomi dan fisiologi untuk paramedis. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama; 2009.h. 112-5.
Salim D. Buku ajar anatomy: myology. Jakarta: Universitas Kristen Krida Wacana; 2013.h. 23
Corwin EJ. Buku saku patofisiologi. Edisi 3. Jakarta: EGC; 2009.h. 314-5.
Faiz O, Moffat D. At a glance anatomi. Jakarta: Penerbit Erlangga; 2004.
Guyton AC, Hall JE. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi ke-11. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2006.h.74-747.
Thomson H. Oklusi. Edisi ke-2. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2007.h.56-7.
Bloom, Fawcett. Buku ajar histologi. Jakarta: EGC; 2002.
2
