Mekanika Kontraksi Otot_2

Mekanika Kontraksi Otot Rangka

• Otot rangka berfungsi untuk pergerakan tubuh, memelihara postur, pernapasan, komunikasi, dan regulasi berbagai organ.
• Kontraksi otot melibatkan interaksi antara aktin dan miosin.
• Locomotion adalah pergerakan, baik jalan di tempat maupun maju.

Sifat-Sifat Otot

• Rangsangan: kemampuan otot untuk bereaksi terhadap rangsangan.
• Kontraktilitas: kemampuan otot untuk memendek dan menghasilkan gaya tarik.
• Ekstensibilitas: kemampuan otot untuk memanjang.
• Elastisitas: kemampuan otot untuk kembali ke ukuran semula setelah diregangkan.
• Konduktivitas: kemampuan otot untuk menghantarkan impuls.
• Eksitabilitas: kemampuan otot untuk merespons rangsangan.

Jenis-Jenis Otot

• Otot rangka: melekat pada tulang, menyebabkan pergerakan sadar; menyusun 40% dari berat badan.
• Otot polos: membentuk dinding organ dalam, bertugas mengatur gerakan tak sadar.
• Otot jantung: bertugas memompa darah, berkarakteristik autoritmik, kerja tak sadar.

Jaringan Ikat

• Epimisium: jaringan ikat yang mengelilingi seluruh otot.
• Perimisium: jaringan ikat di sekitar setiap bundel serat otot (fasikel).
• Endomisium: jaringan ikat yang mengelilingi serat otot individu.

Fungsi Jaringan Ikat

• Memisahkan otot dari jaringan dan organ sekitarnya.
• Menghubungkan otot dengan jaringan ikat lainnya.
• Mengandung pembuluh darah dan saraf untuk menyuplai nutrisi dan kontrol.

Pasokan Saraf dan Pembuluh Darah

• Persarafan otot diperlukan untuk berkontraksi.
• Persarafan yang kompleks memungkinkan kontrol dan koordinasi gerakan.
• Pembuluh darah memasok nutrisi dan oksigen.
• Sirkulasi darah yang memadai penting untuk metabolisme.

Tipe Jaringan Otot

• Otot rangka: serat panjang, silindris, berinti banyak, dengan garis lintang yang jelas.
• Otot polos: serat berulir panjang, berinti tunggal, dengan garis lintang yang kurang jelas.
• Otot jantung: bercabang, berinti tunggal, dengan sambungan antarsel (diskus interkalaris), unik untuk jantung saja.

Mikroanatomi Otot Skelet

• Sarkolema: membran sel otot.
• Sarkoplasma: sitoplasma sel otot.
• Miofibril: struktur silinder protein dalam serat otot.
• Filamen aktin (tipis) dan miosin (tebal): miofilamen yang berinteraksi selama kontraksi.
• Sarkomer: unit fungsional dasar dari miofibril.
• Tubulus-T: perluasan membran sarkolema yang memanjang ke dalam sarkoplasma.
• Retikulum sarkoplasma (SR): menyimpan dan melepaskan ion kalsium.

Mekanisme Pergeseran Filamen

• Filamen aktin dan miosin saling bergeser untuk memendekkan sarkomer selama kontraksi.
• Energi dari hidrolisis ATP menggerakkan siklus jembatan silang.
• Ion kalsium mengaktifkan tempat ikatan aktin untuk miosin.

Kontraksi Otot Skelet

• Rangsangan saraf memicu potensial aksi di sarkolema.
• Potensial aksi mentransmisikan depolarisasi melalui tubulus-T, memicu pelepasan ion kalsium.
• Ion kalsium menyebabkan ekspos tempat ikatan aktin.
• Kepala miosin mengikat aktin, menarik filamen tipis, memendekkan sarkomer selama "pukulan kuat", dan melepaskan aktin.
• Siklus berulang untuk mempertahankan kontraksi.
• Ketika rangsangan berhenti, ion kalsium dipompa kembali ke retikulum sarkoplasma.
• Tropomiosin menutup tempat pengikatan aktin kembali, dan otot rileks lagi.

Persimpangan Neuromuskular

• Persimpangan sinaptik antara neuron motorik dan serat otot.
• Asetilkolin (ACh) melepaskan impuls dari neuron motorik untuk menginduksi kontraksi otot.
• Asetilkolinesterase menghancurkan ACh sehingga kontraksi terhenti.

Potensial Aksi

• Depolarisasi sel otot.
• Pertukaran ion Na + dan K + melintasi membran plasma sel otot.
• Proses berkelanjutan ini menyebar di sepanjang serat otot.

Peran Ion Kalsium

• Kalsium melepaskan kontrol terhadap tropomiosin.
• Hal ini memungkinkan interaksi aktin dan miosin.
• Hal ini menyebabkan kepala miosin mengikat aktin.

Jenis Serat Otot

• Serat otot cepat dan lambat berbeda dalam sumber ATP, kapasitas aerob/anaerob, warna, diameter, dan potensi kelelahan.
• Jenis serat otot menunjukkan adaptasi terhadap aktivitas fisik spesifik.

Unit Motorik

• Neuron dan serat otot yang diinervasinya.
• Berbagai ukuran menunjukkan kebutuhan untuk kontraksi.
• Rekrutmen unit motorik diperlukan untuk kontrol gerakan yang lebih kuat.

Potensial Aksi: Depolarisasi dan Pembangkitan Potensial Aksi

• Terjadi masuknya ion Na+ ke dalam serat otot, menyebabkan perubahan potensial membran.
• Terjadi penyebaran depolarisasi ke seluruh sarkolema.
• Dengan demikian, potensial aksi menyebar sepanjang sarkolema dan merangsang pelepasan ion kalsium.

Potensial Aksi: Repolarisasi

• Terjadi keluarnya ion K+ dari sel otot.
• Hal ini mengembalikan potensial membran ke keadaan istirahat.
• Serat otot kembali siap untuk dirangsang.

Kopling Eksitasi-Kontraksi

• Transmisi potensial aksi ke komponen kontraktil.
• Pelepasan ion kalsium, yang mengaktifkan interaksi aktin-miosin.
• Siklus jembatan silang dan kontraksi otot.

Jenis Serat Otot (lanjutan)

• Serat otot lambat (tipe I) beradaptasi dengan aktivitas fisik berkepanjangan.
• Serat otot cepat (tipe II) beradaptasi dengan pengeluaran energi cepat dan berjangka pendek.

Mekanisme Kontrol Motorik

• Berbagai bagian otak dan medula spinalis kontrol.
• Input sensorik dan kontrol berkelanjutan.
• Kerusakan otak atau medula spinalis dapat mengganggu kontrol motorik.

Ringkasan Kontraksi Otot

• Rangkuman dan ringkasan kontraksi otot skeletal.

Frekuensi dan Kekuatan Stimulasi

• Menggambar dan menerangkan hubungan keduanya.

Denyiutan Otot

• Denyutan adalah respons otot terhadap rangsangan tunggal.
• Periode laten, berkontraksi, dan rileks.

Respons Otot terhadap Rangsangan yang Bervariasi

• Sumasi dan tetanus.
• Pelepasan glisin dan relaksasi otot.

Spindel Otot

• Struktur sensorik yang memantau perubahan panjang otot.
• Memberikan input sensorik ke medula spinalis.
• Refleks regang, atau refleks tendon patela.