Biokimia Dasar Sistem Muskuloskeletal PDF

K10. Biokimia dasar sistem Muskuloskeletal otot, sendi, dan tulang Ellen Maida, S.Si., M.Biomed Semoga teman-teman mengerti, klo ngga ngerti yo kita senasib berartii, telen ae pokok ee Kalau untuk bagian dari tulang,...

K10. Biokimia dasar sistem Muskuloskeletal otot, sendi, dan tulang Ellen Maida, S.Si., M.Biomed Semoga teman-teman mengerti, klo ngga ngerti yo kita senasib berartii, telen ae pokok ee Kalau untuk bagian dari tulang, yang dibahas adalah tulangnya, daging, patof dan persendian, Untuk tulang ada matriks organik dan anorganik. Tulang terdiri dari 80% penyusun organik, 65% mineral yang terdiri dari hidroksiapatit, air 10 %. Struktur organik lainnya terdiri dari MES, terutama kolagen dan kemudian dilanjutkan protein-protein lainnya. Ca bisa diganti oleh magnesium, lithium atau semacamnya. Komponen Organik Protein Matriks: Komponen utama dari matriks organik tulang adalah kolagen tipe 1. Kolagen ini memberikan kekuatan dan fleksibilitas  pada tulang. Non-Kolagen Protein (NCP): Selain kolagen, terdapat protein lain seperti osteocalcin, osteonektin, dll. Protein-protein ini memiliki peran penting dalam mineralisasi tulang, adhesi sel, dan proses remodeling tulang. Komponen Anorganik Mineral: Sebagian besar komponen anorganik tulang adalah mineral, terutama kalsium dan fosfor yang membentuk hidroksiapatit. Mineral ini memberikan kekuatan dan kekakuan pada tulang. Air: Selain mineral, tulang juga mengandung sejumlah kecil air. Manusia memiliki sedikit zat radioaktif dalam tubuh, terutama mineral yang terakumulasi di tulang. Zat radioaktif ini dapat digunakan untuk menentukan usia tulang atau fosil. Tulang pada orang dewasa jumlahnya 205, pada bayi berjumlah sekitar 215-220. Kenapa pada orang dewasa berkurang jumlah tulangnya? Karena tulang mengalami osifikasi, jadi terdapat tulang yang menyatu. Osifikasi adalah proses pembentukan tulang pada manusia dan mamalia. Proses ini melibatkan deposisi kalsium karbonat. Juga terdapat jaringan ikat yang ikut berperan penting dalam menahan mineral yang terdeposit pada tulang. Proses mineralisasi tulang dimulai dengan partikel mineral yang melekat atau tertanam di dalam jaringan kolagen yang disebut kalsifikasi. Kalsifikasi adalah proses utama dalam pembentukan tulang. Kalsium adalah mineral yang paling banyak didepositkan selama proses ini. Mineral utama yang terbentuk pada tulang adalah hidroksiapatit. Hidroksiapatit merupakan kombinasi dari ion kalsium (Ca2+) dan fosfat. Selain kalsium dan fosfat, mineral lain seperti magnesium (Mg) juga dapat ditemukan dalam tulang. Paparan radioaktif pada fosil dapat digunakan untuk mengukur usia fosil. Kandungan zat radioaktif tertentu dalam fosil dapat memberikan petunjuk tentang kapan makhluk hidup itu hidup. Fosil terbentuk dari proses jutaan tahun yang lalu dengan tekanan tinggi, dan terdeposit kalsium tetapi kebanyakan adalah kalsium karbonat. Kalau dijilat lidahnya nempel, itu tulang karena komposisi dari tulang ada kolagen, kolagen kalau dapat mois akan menempel. Proses mineralisasi tulang dimulai dari sel pembentuk tulang (osteoblas) yang menghasilkan kolagen. Kolagen ini kemudian membentuk matriks organik tulang. Selanjutnya, mineral-mineral seperti kalsium dan fosfat akan diendapkan pada matriks organik ini, membentuk kristal hidroksiapatit. Kristal-kristal ini akan semakin banyak dan saling berhubungan, sehingga membentuk struktur tulang yang keras dan kuat. remodeling melibatkan dua sel utama, yakni osteoklas dan osteoblas. Mineral merupakan komponen utama dari tulang yang memberikan kekuatan dan kekakuan. Osteosit berdiferensiasi menjadi osteoklas atau osteoblas. Osteoklas merupakan sel yang berfungsi menyerap (resorpsi) tulang. Proses resorpsi ini penting untuk menjaga keseimbangan kalsium dalam darah dan menjaga keseimbangan plasma, kadar keseimbangan dalam darah. Kemudian yang mengatur untuk membuangnya adalah osteoklas. Osteoblas merupakan sel yang berfungsi membentuk tulang baru dengan menghasilkan matriks organik tulang atau menambah matriks tulang. Proses Remodeling Tulang 1. Aktivasi: Proses dimulai dengan aktivasi sel-sel yang terlibat dalam  remodeling. 2. Resorpsi: Osteoklas akan "menyerang" permukaan tulang yang akan dihancurkan. Mereka melepaskan enzim yang melarutkan mineral tulang dan kolagen. 3. Reversal: Setelah resorpsi, permukaan tulang akan dipersiapkan untuk pembentukan tulang baru. 4. Formasi/Pembentukan: Osteoblas akan menghasilkan matriks organik baru dan kemudian dimineralisasi untuk membentuk tulang baru. 5. Quiescence: Fase istirahat sebelum siklus remodeling dimulai lagi. quiescence => fase istirahat pre-osteoclasts => menyumbat matriks yang bolong Osteoblast dan osteoclast menghancurkan atau mendeposit tulang, pada proses resorption osteoclast yang berperan, sedangkan pada proses modelling dan remodelling itu yang berperan adalah osteoblast dan osteoclast. Aktivasi pertama di osteoclast kemudian akan ditimbun oleh osteoblast dan dibuat tumpukan baru yang dimana osteoblast tertanam di dalam tulang. Pada proses modelling, peran osteoclast itu resorption dan osteoblast menimbun kalsium dibantu dengan calcitonin. Calcitonin diproduksi oleh hormon paratiroid. Proses modelling itu menarik kalsium sedangkan remodelling menarik kalsium ketika ada perintah fisiologis yang terjadi penurunan kadar konsentrasi kalsium maka proses remodelling menjadi lebih tinggi karena untuk membuang ion kalsium ke darah agar konsentrasi Ca2+ tetap stabil. Gambar menunjukkan siklus berulang dari proses remodeling tulang. Dimulai dari fase quiescence (istirahat) di mana sel-sel lining berada dalam keadaan tidak aktif, kemudian berlanjut ke fase aktivasi, resorpsi, reversal, dan pembentukan tulang baru. Tahapan Remodeling: Quiescence: Fase istirahat  di mana tidak ada aktivitas pembentukan atau penyerapan tulang yang signifikan. Activation: Sel-sel prekursor osteoklas diaktifkan dan mulai berkembang menjadi osteoklas yang matang. Resorption: Osteoklas aktif menyerap bagian tulang yang sudah tua atau rusak. Reversal: Setelah resorpsi, permukaan tulang yang telah diserap akan dipersiapkan untuk pembentukan tulang baru. Formation: Osteoblas datang dan mulai membentuk tulang baru di atas permukaan yang telah disiapkan. Modeling=> Lebih fokus pada pembentukan bentuk tulang secara keseluruhan, terutama pada masa pertumbuhan. Remodeling=> Lebih fokus pada pergantian tulang yang sudah ada dengan tulang baru, terjadi sepanjang hayat. Sinyal yang memberikan perintah osteoklas bekerja adalah M-CSF, OPG, RANKL, dan kebalikannya sclerostin. OPG dari sel tulang, remodelling ini bisa menjadi bagian dari inflamasi. Osteoblast umumnya lebih banyak atau bekerja lebih aktif dibandingkan osteoklas karena pengaruh sclerostin. Proses pembentukan dan penguraian tulang (remodeling) dipengaruhi oleh berbagai sinyal, seperti RANKL dan M-CSF. M-CSF berperan dalam menarik osteoklas karena sifatnya yang mirip makrofag. Fungsi utama osteoklas adalah menguraikan tulang untuk melepaskan simpanan kalsium. Proses remodeling terjadi sepanjang hidup. Jumlah tulang pada anak-anak dan dewasa berbeda. Anak-anak memiliki lebih banyak tulang (128-135) dibandingkan dewasa (60-70 tahun) yang hanya memiliki sekitar 115/102 tulang. ulang anak lebih lentur karena proses kalsifikasi yang belum sempurna. Seiring pertumbuhan, tulang menjadi semakin dewasa dan jumlahnya berkurang (dari 120 menjadi 110/105). Kekurangan vitamin D (hiperkalsemia) dapat menyebabkan masalah pada proses pertumbuhan tulang. Kadar kalsium dalam darah akan meningkat. Proses pertumbuhan tulang melibatkan perubahan persendian atau penyatuan tulang. Seiring bertambahnya usia, tulang menjadi lebih keras dan kurang lentur. Osteosit mengalami perubahan seiring waktu pertumbuhan. Gambar tersebut menggambarkan kompartemen remodeling tulang atau basic multicellular units (BMU). Ini adalah unit fungsional terkecil dalam proses remodeling tulang, di mana terjadi penghancuran dan pembentukan tulang secara simultan. Proses Remodeling Tulang dalam Gambar 1. Deteksi Kebutuhan Resorpsi: Osteosit mendeteksi adanya kebutuhan untuk menyerap tulang, misalnya karena adanya kerusakan atau perubahan beban pada tulang. 2. Pembentukan BRC: Osteosit mengirimkan sinyal ke sel lining, menyebabkan sel-sel ini menarik diri dan membentuk sebuah ruang yang disebut BRC. 3. Rekrutmen Prekursor Osteoklas: Prekursor osteoklas dari sumsum tulang akan bergerak menuju BRC melalui kapiler darah. 4. Diferensiasi Osteoklas: Di dalam BRC, prekursor osteoklas akan berdiferensiasi menjadi osteoklas yang matang di bawah pengaruh sitokin seperti RANKL dan M-CSF. 5. Resorpsi Tulang: Osteoklas yang matang akan mulai menyerap bagian tulang yang sudah tua atau rusak.  6. Rekrutmen Prekursor Osteoblas: Sementara itu, prekursor osteoblas juga akan bergerak menuju BRC. 7. Diferensiasi Osteoblas: Prekursor osteoblas akan berdiferensiasi menjadi osteoblas yang matang dan mulai membentuk tulang baru di atas permukaan yang telah diserap oleh osteoklas. 8. Regulasi Proses: Seluruh proses remodeling diatur oleh berbagai sitokin yang dihasilkan oleh osteosit, osteoblas, dan osteoklas. Peran Sitokin RANKL dan M-CSF: Merangsang diferensiasi dan aktivitas osteoklas. OPG: Menghambat aktivitas osteoklas. Sclerostin dan DKK-1: Menghambat aktivitas osteoblas. Sumbernya dari makanan, serum dalam darah menstimulasi deposit, kalau serum rendah mengarahkan deposit atau remodeliing untuk menjaga kesimbangan kadar plasma. Kapan proses remodeling tulang selesai? Tujuan utama remodeling tulang bukan hanya melepaskan ion kalsium, tetapi juga ion-ion lain. Hidroksiapatit sebagai suplemen sudah tersedia, namun belum banyak digunakan untuk mengatasi osteoporosis. Tujuan utama remodeling tulang adalah menjaga kadar kalsium dan fosfat dalam darah agar tetap stabil. Selain itu, ion-ion lain juga dapat dilepaskan selama proses ini. Meskipun ion lain juga dilepaskan, kalsium tetap menjadi ion yang paling penting dan dibutuhkan dalam jumlah yang cukup tinggi untuk kesehatan tulang. Mekanisme Regulasi: 1. Kadar Kalsium dan Fosfat Tinggi dalam Darah: ○ Ginjal: Ketika kadar kalsium dan fosfat dalam darah tinggi, ginjal akan meningkatkan ekskresi keduanya melalui urine. ○ Tulang: Osteoblas akan lebih aktif dalam mendepositkan kalsium dan fosfat ke dalam tulang. 2. Kadar Kalsium dan Fosfat Rendah dalam Darah: ○ Ginjal: Ginjal akan mengurangi ekskresi kalsium dan fosfat, bahkan melakukan reabsorpsi untuk meningkatkan kadarnya dalam darah. ○ Tulang: Osteoklas  akan lebih aktif dalam meresorpsi tulang, melepaskan kalsium dan fosfat ke dalam darah. 1, 25 adalah bentuk aktif, targetnya disini adalah tulang. memiliki reseptor yang dapat mengubah 1,25 menjadi fungsinya masing-masing. Vitamin D memiliki peran untuk membantu menyerap kalsium dari makanan yang dikonsumsi. Proses penyerapan kalsium terjadi di usus. Selain vitamin D, hormon-hormon seperti paratiroid hormon (PTH) dan kalsitonin juga berperan dalam mengatur kadar kalsium dalam darah. PTH berfungsi untuk meningkatkan kadar kalsium dalam darah dengan cara merangsang pelepasan kalsium dari tulang dan meningkatkan penyerapan kalsium di ginjal. Kalsitonin memiliki efek sebaliknya dengan PTH, yaitu menurunkan kadar kalsium dalam darah dengan cara menghambat pelepasan kalsium dari tulang. Jika kadar kalsium terlalu tinggi atau terlalu rendah, dapat menyebabkan berbagai masalah kesehatan seperti osteoporosis atau gangguan fungsi saraf dan otot. Vitamin D membantu penyerapan kalsium dari makanan, sedangkan PTH dan kalsitonin mengatur pelepasan dan penyimpanan kalsium dalam tulang. PTH: Meningkatkan kadar kalsium dalam darah. Kalsitonin: Menurunkan kadar kalsium dalam darah. menjaga kadar plasma (vit d paratiroid hormon) Hiperkalsemia dapat menyebabkan kalsifikasi pada organ. Kelebihan kalsium ini dapat mengendap pada berbagai organ tubuh dan menyebabkan kerusakan. Osteoklas berperan dalam proses remodeling tulang dengan cara menyerap tulang dan melepaskan ion kalsium (Ca2+) ke dalam darah. Proses ini membantu menjaga kadar kalsium dalam darah tetap stabil. Jika kadar kalsium dalam darah terlalu tinggi, kelebihan kalsium akan dibuang melalui urine atau disimpan dalam tulang. Tubuh memiliki mekanisme untuk menjaga kadar kalsium dalam darah tetap stabil. Jika kadar kalsium terlalu tinggi, ginjal akan meningkatkan ekskresi kalsium melalui urine, dan kelebihan kalsium juga dapat disimpan dalam tulang. Kadar kalsium dalam darah harus dijaga agar tetap stabil. Jika kadar kalsium terlalu tinggi (hiperkalsemia), dapat menyebabkan masalah kesehatan. Osteoklas berperan penting dalam menjaga keseimbangan kadar kalsium dengan cara menyerap tulang dan melepaskan kalsium ke dalam darah. Resorpsi dan absorpsi itu tugas vitamin d dan dibantu paratiroid hormon yang berfungsi mengaktifkan remodeling, jadi osteoklas diaktifkan untuk mengalirkan serum ke plasma darah. Kalcitriol adalah bentuk aktif dari vitamin D. Kalcitriol fungsinya adalah untuk penyerapan kalsium (Ca2+) dari makanan di saluran pencernaan, meningkatkan pelepasan kalsium dari tulang, serta meningkatkan penyerapan kembali kalsium oleh ginjal sehingga kalsium tidak terlalu banyak terbuang melalui urine. Hormon paratiroid (PTH) memiliki mekanisme kerja yang berbeda dengan hormon lain. PTH tidak menurunkan penyerapan ion kalsium (Ca2+). PTH merangsang pelepasan kalsium dari tulang. ECL => extracellular liquid/extracellular matrix, yang berarti cairan di luar sel atau matriks ekstraseluler. Kalsitonin adalah hormon yang memiliki efek berlawanan dengan PTH. Kalsitonin membantu menurunkan kadar kalsium dalam darah dan tersedia dalam bentuk obat (sediaan farmasi). Meskipun kelenjar tiroid dan kelenjar paratiroid lekat satu sama lain, namun keduanya memiliki fungsi yang berbeda. Kelenjar tiroid terutama menghasilkan hormon tiroid (T3 dan T4) yang mengatur metabolisme tubuh, sedangkan kalsitonin sebagian besar diproduksi oleh sel-sel khusus dalam kelenjar tiroid. Gastrin adalah hormon yang diproduksi di lambung dan berperan dalam stimulasi produksi asam lambung. Hormon leptin diproduksi oleh sel-sel lemak dan berperan dalam pengaturan nafsu makan. Kedua hormon ini tidak secara langsung menuju otak, melainkan bekerja pada organ target masing-masing. Gastrin berperan dalam pencernaan, sedangkan leptin mengatur nafsu makan. Ketika kadar kalsium dalam darah turun, kelenjar paratiroid akan merespons dengan meningkatkan produksi hormon paratiroid (PTH). PTH akan bekerja untuk meningkatkan kadar kalsium dalam darah dengan cara melepaskan kalsium dari tulang dan meningkatkan penyerapan kalsium di ginjal. Jadi, kadar plasma turun yang naik paratiroid. Pada lutut ada sinovial fluid jadi terdapat pegas, bantalan, softbreaker sehingga tulang tidak bergesekan. Kekurangan cairan sinovial pada orang tua akan menyebabkan gesekan. Sinovial cairan => cairan yang terdapat di antara tulang. Cairan ini berfungsi sebagai pelumas untuk mengurangi gesekan antara tulang-tulang saat sendi bergerak, terdiri dari berbagai komponen, terutama kolagen dan protein non-kolagen. Kolagen memberikan kekuatan dan elastisitas pada cairan sendi, sedangkan protein non-kolagen memiliki berbagai fungsi, seperti menjaga viskositas dan pelumasan. Dua komponen penting dalam cairan sinovial adalah asam hialuronat dan chondroitin sulfat. Asam hialuronat memberikan viskositas tinggi pada cairan sendi, sehingga memungkinkan sendi bergerak dengan lancar. Chondroitin sulfat berperan dalam menjaga struktur dan elastisitas tulang rawan. Kurangnya asam hialuronat dan peningkatan chondroitin sulfat dapat menyebabkan kekentalan cairan sendi berkurang, sehingga sendi menjadi kurang licin dan menimbulkan bunyi kretek-kretek saat digerakkan. Kondisi ini dapat menyebabkan peradangan (arthritis) dan jika berlanjut dapat merusak saraf di sekitar sendi. Selain asam hialuronat dan chondroitin sulfat, komponen penting lainnya dalam cairan sendi adalah dermatan sulfat. Semua komponen ini bekerja sama untuk menjaga kesehatan dan fungsi sendi. Terapi cairan sinovial adalah menyuntikan cairan sinovial. berkurangnya cairan sinovial karena adanya tambahan perkapuran. Asam hialuronat sering digunakan sebagai pengisi pada mata atau sebagai komponen dalam cairan mata buatan. Zat ini juga digunakan dalam emulsi untuk berbagai produk. Cairan sendi, seperti kondroit sulfat yang merupakan komponen penting yang membantu menjaga kekenyalan dan elastisitas tulang rawan. Kemudian asam hialuronat yang juga merupakan komponen penting dalam cairan sendi yang berfungsi sebagai pelumas dan memberikan kekentalan pada cairan sendi. Selain itu, asam hialuronat juga ditemukan pada kulit dan berperan dalam menjaga kelembapan kulit. Jika kekurangan asam hialuronat, maka menyebabkan kulit kurang lembab. Heparin zat yang berfungsi mencegah penggumpalan darah (antikoagulan). Heparin tidak secara langsung berhubungan dengan cairan sendi atau asam hialuronat. Pada kondisi hiperkalemia, paru-paru dapat mengalami kalsifikasi. Hal ini terjadi karena kelebihan kalsium dalam darah dapat mengendap pada jaringan, termasuk jaringan paru-paru. Fenomena ini merupakan salah satu contoh yang dijelaskan buk Ellen. Jaringan otot tersusun atas protein aktin dan miosin. Sarkoplasma dan miofibril merupakan komponen penting dalam sel otot. Miofibril terdapat di dalam sarkoplasma, yang kemudian keduanya terdapat di dalam serat otot. Struktur ini semakin kompleks seiring dengan tingkatan organisasi otot. Sel otot ciri yang paling besar adalah sarkoplasma. Sarkoplasma ini menghubungkan satu sel otot dengan sel otot lainnya, membentuk jaringan otot yang terintegrasi. Aktin dan miosin adalah protein utama yang berperan dalam kontraksi otot. Sarkoplasma adalah cairan di dalam sel otot yang berfungsi menyimpan ion kalsium (Ca²+) yang penting untuk proses kontraksi otot. A-Band : Bagian dari sarkomer yang mengandung filamen tebal (miosin) secara penuh, baik yang tumpang tindih dengan filamen tipis maupun yang tidak. I-Band : Bagian dari sarkomer yang hanya mengandung filamen tipis (aktin). Zona H: Bagian tengah band A yang hanya mengandung filamen tebal (miosin) dan tidak terdapat tumpang tindih dengan filamen tipis. Garis Z: Garis gelap yang membatasi setiap sarkomer. Filamen tipis (aktin) melekat pada garis Z. Sarkomer: Unit fungsional terkecil dari otot yang terletak di antara dua garis Z. Sarkomer adalah bagian terkecil dari otot yang dapat berkontraksi. Jarak antara miosin ke miosin yang berisi aktin terdapat garis yang dinamakan i band. Antara filamen aktin dan miosin terdapat ikatan. Sel otot (yang mengandung aktin dan miosin) berbeda dengan sel tubuh lainnya. Perbedaan utama terletak pada adanya miofibril dan kemampuan untuk berkontraksi. Sarkolema adalah membran plasma sel otot, sedangkan sarkoplasma adalah sitoplasma sel otot. Otot dibagi menjadi tiga jenis: otot rangka, otot jantung, dan otot polos. Otot rangka dikendalikan oleh saraf sadar dan bertanggung jawab atas pergerakan tubuh secara sadar. Serat otot rangka dapat dibagi menjadi dua tipe utama: ○ Serat otot tipe I (slow twitch): Serat ini kaya akan mitokondria dan memiliki banyak mioglobin. Tipe 1 tidak gampang capek dan banyak timbunan laktatnya seperti di kaki. Serat tipe I menggunakan lemak sebagai sumber energi utama, lebih tahan lelah, dan cocok untuk aktivitas yang membutuhkan daya tahan, seperti lari maraton. ○ Serat otot tipe II (fast twitch): Serat ini memiliki sedikit mitokondria dan lebih sedikit mioglobin. Serat tipe II menggunakan glikolisis untuk  menghasilkan energi secara cepat, namun cepat lelah. Serat tipe II cocok untuk aktivitas yang membutuhkan kekuatan dan kecepatan, seperti angkat beban. Otot jantung dan otot polos dikendalikan oleh sistem saraf otonom dan bekerja secara tidak sadar. Otot jantung memompa darah ke seluruh tubuh, sedangkan otot polos ditemukan di organ dalam seperti lambung dan usus. Kontraksi otot terjadi ketika filamen aktin dan miosin saling bergeser. Proses ini membutuhkan energi dalam bentuk ATP yang dihasilkan oleh mitokondria. Mitokondria memproduksi ATP menggunakan glukosa yang diambil dari plasma darah. Saat berolahraga, otot akan menggunakan cadangan glikogen (bentuk simpanan glukosa) untuk menghasilkan ATP. Jika suplai oksigen terbatas, otot akan melakukan fermentasi laktat untuk menghasilkan ATP secara cepat, namun menghasilkan asam laktat sebagai produk sampingan yang dapat menyebabkan kelelahan otot. Kram otot sering terjadi pada otot yang didominasi oleh serat tipe I. Hal ini karena serat tipe I membutuhkan waktu yang lebih lama untuk "hangat" sebelum melakukan aktivitas yang intens. Otot itu pakai lipid atau asam lemak, namun saat kontraksi dia menggunakan glukosa. Aktin dan miosin pada saat terdapat ATP mengalami perubahan transformasi, tetapi ATP nya tidak mengandung Ca, miosin aktin bergeser ke depan filamen aktin ke tipe 2. Kemudian yang mengganti posisi Ca adala mg. Pada orang kram, terus ada kontraksi dan tidak ada relaksasi karena Ca tidak bisa lepas karena tidak ada pengganti yaitu magnesiumnya. ADP dapat bergerak tapi harus berubah jadi ATP. ATP adalah sumber energi langsung untuk kontraksi otot. ADP adalah hasil hidrolisis ATP dan harus diubah kembali menjadi ATP melalui proses fosforilasi oksidatif. Troponin bagian dari sel untuk menyanggah kerangka sel, bentuk yang aktif dari aktin dan miosin. Jumlah kreatinin itu sama dengan massa otot. Kreatinin ATP merupakan energi yang pertama kali dipakai untuk kontraksi, kreatinin juga meningkatkan energi untuk cepat merespon kontraksi. Pemakaian ATP diperintahkan oleh saraf untuk memproduksi ATP lebih banyak. Pada kontraksi terus-menerus, energi yang dipakai adalah glukosa yang digunakan untuk membuat ATP, prosesnya meliputi glikolisis-siklus krebs-fosforilasi oksidatif menghasilkan ATP, dari glucose diambil dari cadangannya dari glikogen di dalam otot atau plasma darah. Ca dibutuhkan untuk kontraksi otot, tulang dan otot juga membutuhkan Ca. juga metabolisme masih menggunakan siklus krebs, dan asam lemak itu bahan bakar otot pada saat istirahat glucose diperlukan saat kontraksi, sebagai makanan. Jantung kasih asam lemak. metabolisme di otot ada aerobik lari ke asam sitrat menjadi fosforilasi oksidatif maka berubah menjadi ATP. Pengaruh dari metabolisme jadi otot, kontraksi otot butuh ATP, ATP menghasilkan ADP, untuk bentuk ATP secara cepat itu ADP ditambah 1 p jadi ATP. Pada saat lari 15 menit dengan marathon kemungkinan dengan sistem tersebut kekurangan O2, glikolisis anaerobik terbentuk ATP itu dipakai untuk kontraksi, glikogen merupakan sumber energi dan juga bisa menyimpan energi. Pada hati, apabila terlalu banyak lipid maka bisa terjadi inflamasi. Terdapat sinyal defisiensi energi yang akan menyebabkan perubahan homeostasis pada tubuh. Ketika kita selesai makan, reseptor insulin masuk ke otot untuk kemudian digunakan. Pengendalian kerja dilakukan ketika setelah makan dilakukan penyimpanan glikogen di dalam otot. Kontraksi terlalu lama maka akan terlalu banyak asam laktat yang dibawa ke hati dan diubah menjadi piruvat, kemudian menjadi glukosa dan senyawa glukoneogenesis lainnya. Proses regenerasi dari penimbunan laktat yang akan membuat lelah atau capek. Hormon adrenalin berperan dalam membantu reseptor. Sumber energi cadangan adalah glikogen. Otot kalau sering kontraksi maka akan membesar atau massa otot nya akan bertambah dan mengakibatkan bertambahnya cadangan mioglobin dan mineralnya. Pada saat kita makan, maka pankreas akan mengeluarkan insulin dan akan disimpan seperti pada gambar. Selanjutnya glikogen diubah menjadi ATP, kalau kurang oksigen pakai laktat dan nanti akan diantar ke darah. Lisis glikogen oleh epinefrin, seperti ketika kita mengalami situasi darurat atau stres, seperti saat dikejar singa, tubuh kita akan melepaskan hormon adrenalin dari kelenjar adrenal, maka ATP akan menjadi AMP. Kemudian memasukkan cAMP, sehingga proses dan mengaktifkan proses lisis glikogen, dan hasilnya ada dua, yang terjadi adalah proses glikogenolisis. siklus cori tidak hanya dilakukan oleh sel otot tetapi juga dilakukan oleh sel darah merah karena tidak mempunyai nukleus, sehingga proses pembakaran energi sel darah merah itu anaerobik. Glukosa menjadi glikolisis dan dikirim ke hati untuk jadi glukos, tetapi glukos belum tentu jadi glukosa karena bisa saja disimpan di hati. Laktat akan menjadi glukosa, dan didaur ulang menjadi ATP. Sarcoplasma punya cadangan Ca, dilepas kerannya hingga keluar dan siap beraksi. Molekul yang pertama kali dibakar bukan ATP tapi kreatinin fosfat, yang akan menjadi fosfat untuk digunakan pada reaksi cepat. Kreatinin ini produksinya di ginjal dan dihati, dan proses akhirnya juga dihati. Otot jantung juga membutuhkan kreatinin, otak dan rangka juga butuh kreatinin. Pada otot akan memproduksi kreatinin fosfat. Sinyal saraf untuk kontraksi itu adalah aktin dan miosin yang sedang istirahat, maka masuk kreatinin fosfat, lalu masuk ATP dan diganti menjadi ADP. Siklus krebs langsung fosforilasi oksidatif dan tidak perlu menunggu polarisasi dari mitokondria. ADP diubah menjadi ATP. Dan penyimpanan energi terjadi di sitoplasma. Terdapat glikolisis dan glukoneogenesis di otot, glukoneogenesis bisa bolak balik, proses metabolisme hanya sebagai overview saja. Glikolisis di sitoplasma masuk ke siklus krebs atau asam nitrat dan nanti akan menjadi fosforilasi oksidatif, memanfaatkan O2 menjadi Ca2+. Tambahan dari bu Ellen (memang ibu Ellen nambahainnya di akhir kuliah ya guys, jadi tidak ada slidenya ) Kendali metabolisme di luar otot, misalnya kamu lari, lari itu kontraksi ya karena bergeraknya otot kaki, otot dapat perintah pertama dari sel saraf. Lalu energi pertamanya itu dari kreatinin. Kreatinin merupakan tanda biologis untuk menghitung cairan tinja, karena kreatinin ini produksinya tidak di otot, pembuangan kreatinin setara dengan massa otot. Kalau dia laki-laki tapi olahragawan, maka kreatinin nya lebih banyak dikeluarkan di urin karena ototnya sama dengan massa otot. Ketika otot kontraksi, ada sinyal dari saraf tapi yang dipakai kreatinin. Nah selanjutnya yang dipakai adalah glukos karena tipe 1, jadi glikolisis di sel otot meningkat utk memproduksi ATP, pasokan glukosa kalau cuma dari darah tidak cukup makanya pakai cadangan mioglobin untuk oksigen jadi tetap metabolisme aerobik untuk melisis glikogen simpanan di otot. Penggunaan glukos ini di fiber switch 1 kalau lebih dari 1 jam maka energi yang dipakai bukan glukosa lagi karena cadangan glukosa tidak sebanyak energi yang lain makanya pakai asam lemak, otot rangka baru pakai asam lemak kalau kontraksinya lebih dari 1 jam, kalau kreatinin dan glukos bisa dipakai kurang dari 1 jam sampai 1 jam, tapi kalau sudah lebih dari 1 jam maka pakai asam lemak. Makanya kalau mau kurus harus lari lebih dari 1 jam, kalau kurang dari 1 jam atau hanya 1 jam hanya membakar cadangan glikogennya saja bukan lipid.