ERGOGRAFERGOGRAFPhysiology Department

Medical Faculty Hasanuddin University

dr. Andriany Qanitha

PendahuluanPendahuluan

Sel otot seperti halnya sel neuron dapat Sel otot seperti halnya sel neuron dapat dirangsang secara kimia, listrik, dan secara dirangsang secara kimia, listrik, dan secara mekanik untuk menimbulkan potensial aksi mekanik untuk menimbulkan potensial aksi yang di hantarkan sepanjang membran selyang di hantarkan sepanjang membran sel

Terdapat 3 jenis otot :Terdapat 3 jenis otot : 1. otot rangka 1. otot rangka 2. otot jantung 2. otot jantung 3. otot polos3. otot polos Kira2 40 % tubuh manusia terdi dari otot Kira2 40 % tubuh manusia terdi dari otot

rangka, 5-10 % lainnya adalah otot polos/ otot rangka, 5-10 % lainnya adalah otot polos/ otot jantung.jantung.

OTOT RANGKAOTOT RANGKA Otot rangka di susun oleh serabutOtot rangka di susun oleh serabut22 otot dengan otot dengan Ø Ø 10 -80 10 -80 µ,dimana µ,dimana

setiap serabut otot terbagi lagi menjadi sub unit yg lebih kecilsetiap serabut otot terbagi lagi menjadi sub unit yg lebih kecil

Sebagian otot rangka berasal dan berakhir pada tendon Sebagian otot rangka berasal dan berakhir pada tendon

Tiap-tiap serabut otot adalah satu sel tunggal ,berinti banyak Tiap-tiap serabut otot adalah satu sel tunggal ,berinti banyak berbentuk panjang dan silindrik,tidak terdapat jembatan sinsitium berbentuk panjang dan silindrik,tidak terdapat jembatan sinsitium antar sel antar sel

Serabut otot rangka tersusun dari fibril2 yg dipisahkan dalam Serabut otot rangka tersusun dari fibril2 yg dipisahkan dalam filamenfilamen22. .

FilamenFilamen22 terdiri dari berbagai prot kontraktil terdiri dari berbagai prot kontraktil

Otot rangka mengandung Otot rangka mengandung - prot miosin (BM : 460.000 ) - prot miosin (BM : 460.000 ) - aktin (BM: 43.000 ) - aktin (BM: 43.000 ) - tropomiosin (BM: 70.000 )- tropomiosin (BM: 70.000 ) - troponin (BM: 18.000-35.000),terdiri dari 3 sub unit::- troponin (BM: 18.000-35.000),terdiri dari 3 sub unit:: 1. Troponin I1. Troponin I 2. Troponin T2. Troponin T 3. Troponin C3. Troponin C

Fungsi otot rangka adalah melakukan kontraksi Fungsi otot rangka adalah melakukan kontraksi untuk gerakan tubuhuntuk gerakan tubuh

± 600 otot rangka yang tersebar mempunyai ± 600 otot rangka yang tersebar mempunyai aktivitas yang di koordinasi oleh susunan saraf aktivitas yang di koordinasi oleh susunan saraf sehingga terbentuk gerakan yg harmonis dengan sehingga terbentuk gerakan yg harmonis dengan posisi tubuh yang tepatposisi tubuh yang tepat

SARKOLEMASARKOLEMA merupakan membran sel serabut ototmerupakan membran sel serabut otot terdiri dari : - membran sel ( membran plasma )terdiri dari : - membran sel ( membran plasma )

- satu lapis tipis polisakharida- satu lapis tipis polisakharida

- fibril kolagen- fibril kolagen Pada ujung serabut otot, sarkolema akan bersatu Pada ujung serabut otot, sarkolema akan bersatu

dengan serabut-serabut tendodengan serabut-serabut tendo selanjutnya selanjutnya terkumpul dalam berkas yg membentuk tendo terkumpul dalam berkas yg membentuk tendo otot yg akan melekat pada tulang otot yg akan melekat pada tulang

MIOFIBRILMIOFIBRIL Setiap serabut otot terdiri atas miofibrilSetiap serabut otot terdiri atas miofibril Setiap miofibril terdiri dari :Setiap miofibril terdiri dari :

- filamen - filamen miosinmiosin : - tebal : - tebal

- BM : 480.000- BM : 480.000

- filamen - filamen aktinaktin : - tipis : - tipis

- BM : 70.000- BM : 70.000

bertanggung jawab untuk kontraksi ototbertanggung jawab untuk kontraksi otot Pita I / jalur I / I bandPita I / jalur I / I band - pita terang - pita terang

- merupakan filamen aktin- merupakan filamen aktin

- memberikan gambaran isotropik terhadap cahaya - memberikan gambaran isotropik terhadap cahaya

polimerasipolimerasi Pita A / jalur APita A / jalur A

- pita gelap- pita gelap

- merupakan filamen miosin- merupakan filamen miosin

- memberikan gambaran anisotropik terhadap cahaya - memberikan gambaran anisotropik terhadap cahaya polimerasi polimerasi

Line Z/ garis Z /membran ZLine Z/ garis Z /membran Z

- - pada bagian tengah filamen aktinpada bagian tengah filamen aktin - merupakan protin filamentous yang berbeda dengan - merupakan protin filamentous yang berbeda dengan

aktin dan aktin dan miosinmiosin

SarkomerSarkomer

- merupakan bagian miofibril yang terletak antara 2 - merupakan bagian miofibril yang terletak antara 2 membran Zmembran Z

- dalam keadaan istirahat panjang sarkomer 2 - dalam keadaan istirahat panjang sarkomer 2 µmµm

Zona HZona H

- - terlihat bila serabut otot di regangkan dan ujung- terlihat bila serabut otot di regangkan dan ujung- ujung filamen aktin saling tertarik berjauhan ujung filamen aktin saling tertarik berjauhan

meninggalkan dae-meninggalkan dae- rah yang terang.rah yang terang.

Z

SarkoplasmaSarkoplasma

- merupakn miofibril dlm serabut otot yang terpendam - merupakn miofibril dlm serabut otot yang terpendam dalamdalam

matrixmatrix

- terdiri dari unsur-unsur umum intrasel- terdiri dari unsur-unsur umum intrasel

- cairan sarkoplasma mengandung kalium, magnesium, - cairan sarkoplasma mengandung kalium, magnesium, fosfat,fosfat,

protein enzimprotein enzim

- terdapat mitokondria yang membentuk ATP sebagai - terdapat mitokondria yang membentuk ATP sebagai sumber sumber

energi untuk kontraksi otot energi untuk kontraksi otot - melakukan perluasan ke dalam sel sebagai t-tubulus yg - melakukan perluasan ke dalam sel sebagai t-tubulus yg

pada keadaan keadaan exitasi terjadi gelombang depolarisasipada keadaan keadaan exitasi terjadi gelombang depolarisasi yang dapat mencapai miofibrilyang dapat mencapai miofibril

Retikulum sarkoplasmaRetikulum sarkoplasma

- merupakan retikulum endoplasma yg terdapat - merupakan retikulum endoplasma yg terdapat dalam dalam

sarkoplasmasarkoplasma

- berperan penting dalam pengawasan kontraksi - berperan penting dalam pengawasan kontraksi otot otot

(eksitasi kontraksi kopling)(eksitasi kontraksi kopling)

- berfungsi sbg Ca Chanel untuk ,melepaskan ion - berfungsi sbg Ca Chanel untuk ,melepaskan ion Ca seCa se

lama proses kontraksi dan pengambilan serta lama proses kontraksi dan pengambilan serta penyimpenyim

panan ion Ca selama proses relaksasi.panan ion Ca selama proses relaksasi.

SIFAT MOLEKULAR FILAMENSIFAT MOLEKULAR FILAMEN2 2 KONTRAKTILKONTRAKTIL

Filamen miosinFilamen miosin - terdiri dari 200 molekul miosin dgn berat - terdiri dari 200 molekul miosin dgn berat

tiap tiap molekul 450.000 molekul 450.000

- terdiri dari 2 bagian :- terdiri dari 2 bagian :

1. meromiosin ringan 1. meromiosin ringan

terdiri dari 2 utas peptida yg terdiri dari 2 utas peptida yg satu sama satu sama lain lain saling melilit dalam satu helixsaling melilit dalam satu helix

2. meromiosin berat,ada 2 yaitu :2. meromiosin berat,ada 2 yaitu :

a. helix kembara. helix kembar

b. kepala yang terdapat pada ujung b. kepala yang terdapat pada ujung helix helix kembar yg terdiri dari 2 massa kembar yg terdiri dari 2 massa protein protein globulerglobuler

Filamen aktinFilamen aktin

- - terdiri dari 3 unsur :terdiri dari 3 unsur :

1. aktin1. aktin

2. tropomiosin2. tropomiosin

3. troponin3. troponin

- pemegang peranan dalam filamen aktin adalah - pemegang peranan dalam filamen aktin adalah molemole

kul protein F-aktin berutas ganda yang akan kul protein F-aktin berutas ganda yang akan melilit melilit

dalam satu helix, membuat putaran 360dalam satu helix, membuat putaran 360°,terdiri °,terdiri dari dari

polimerisasi molekul G-aktin ( tempat molekul polimerisasi molekul G-aktin ( tempat molekul ADP ADP

melekat )melekat )

Molekul ADP merupakan “active site” filamen Molekul ADP merupakan “active site” filamen aktin aktin

untuk menyebabkan kontraksiuntuk menyebabkan kontraksi

Kompleks troponin- tropomiosinKompleks troponin- tropomiosin - filamen aktin mengandung utas protein - filamen aktin mengandung utas protein

tambahan yaitambahan yai

tu molekul tropomiosin tu molekul tropomiosin

- pada setiap molekul tropomiosin melekat - pada setiap molekul tropomiosin melekat protein tro-protein tro-

ponin ponin

- troponin mempunyai afinitas yang tinggi untuk - troponin mempunyai afinitas yang tinggi untuk ion Caion Ca

yg akan menyebabkan kontraksi otot. yg akan menyebabkan kontraksi otot.

MEKANISME KONTRAKSI DAN RELAKSASIMEKANISME KONTRAKSI DAN RELAKSASI

ada beberapa teoriada beberapa teori : : Teori sliding filamenTeori sliding filamen - pada keadaan - pada keadaan relaksasrelaksasi, ujung i, ujung 22 filamen aktin filamen aktin yg berasal dari 2 membran Z yg berurutan satu sama yg berasal dari 2 membran Z yg berurutan satu sama lain hampir tidak mengalami overlap, sedangkan pada lain hampir tidak mengalami overlap, sedangkan pada saat yg sama filamen miosin mengadakan overlap semsaat yg sama filamen miosin mengadakan overlap sem purna purna

- pada keadaan - pada keadaan kontraksikontraksi, filamen aktin tertarik ke da-, filamen aktin tertarik ke da- lam di antara filamen miosin,sehingga satu sama lain lam di antara filamen miosin,sehingga satu sama lain mengalami overlap yg luasmengalami overlap yg luas - membran Z juga ikut tertarik oleh filamen aktin sampai ke ujung- membran Z juga ikut tertarik oleh filamen aktin sampai ke ujung filamenfilamen22 miosin miosin

- terjadi akibat gaya tarik antara aktin dan miosin- terjadi akibat gaya tarik antara aktin dan miosin - ion Ca turut berperan melakukan gaya tarik tersebut- ion Ca turut berperan melakukan gaya tarik tersebut - energi berasal dari ATP- energi berasal dari ATP

Teori viskoelastikTeori viskoelastik

- otot adalah struktur elastik yg terdpt dlm - otot adalah struktur elastik yg terdpt dlm mediumyg mediumyg viskous. viskous.

- jumlah energi yg dilepaskan pada proses kontraksi- jumlah energi yg dilepaskan pada proses kontraksi

tergantung dari seberapa jauh otot tersebut di re-tergantung dari seberapa jauh otot tersebut di re-

gangkan gangkan

Teori continous filamenTeori continous filamen

selama proses kontraksi molekul aktin dan miosin selama proses kontraksi molekul aktin dan miosin

berkombinasi membentuk satu filamen yg berkombinasi membentuk satu filamen yg kontinyukontinyu

Interaksi filamen aktin ,miosin & ion Ca Interaksi filamen aktin ,miosin & ion Ca padapada

proses kontraksiproses kontraksi

1. Penghambatan filamen aktin oleh 1. Penghambatan filamen aktin oleh komlplex komlplex

troponin-tropomiosin yang akan di troponin-tropomiosin yang akan di hambat hambat

oleh pengaktifan ion Ca.oleh pengaktifan ion Ca.

2. Interaksi antara filamen aktin dan 2. Interaksi antara filamen aktin dan miosinmiosin

3. ATP sebagai sumber energi untuk 3. ATP sebagai sumber energi untuk kontraksikontraksi

MEKANISME UMUM PROSES KNTRAKSI DAN RELAKSASIMEKANISME UMUM PROSES KNTRAKSI DAN RELAKSASI

SIFAT-SIFAT KERUTAN TUNGGALSIFAT-SIFAT KERUTAN TUNGGAL

o Terjadi apabila saraf yg menuju ke otot di rangsang Terjadi apabila saraf yg menuju ke otot di rangsang secara tibasecara tiba22 dengan rangsangan listrik dengan rangsangan listrik

menimbulkan kontraksi tunggal yang mendadakmenimbulkan kontraksi tunggal yang mendadak berlangsung < 1det.berlangsung < 1det.

o Kontraksi yg timbul akibat perangsanan otot dapat Kontraksi yg timbul akibat perangsanan otot dapat berupa :berupa :

1.kontraksi isotonik1.kontraksi isotonik terjadi perubahan panjang otot di mana terjadi perubahan panjang otot di mana otot akan memendek unutk melawan beban yg otot akan memendek unutk melawan beban yg ringan dan konstanringan dan konstan dikenal jg sebagai kontraksi dinamik dikenal jg sebagai kontraksi dinamik

2. kontraksi isometrik2. kontraksi isometrik

tidak terjadi perubahan panjang tidak terjadi perubahan panjang

otot walaupun terjadi kontraksiotot walaupun terjadi kontraksi

3. kontraksi auksotonik3. kontraksi auksotonik

kombinasi antar kontraksi kombinasi antar kontraksi isotonikisotonik

& isometrik& isometrik

mis : pada otot bisepsmis : pada otot biseps

4. kontraksi isokinetik4. kontraksi isokinetik

kontraksi otot maximal pada kontraksi otot maximal pada kecepatan yg ttp pd pergerakankecepatan yg ttp pd pergerakan

Type of Muscle FiberType of Muscle Fiber

KONTRAKSI OTOT RANGKAKONTRAKSI OTOT RANGKA

Motor unit :Motor unit : semua serabut otot yg di persarafi oleh semua serabut otot yg di persarafi oleh satu serabut saraf motoriksatu serabut saraf motorik Sumasi kontraksi ototSumasi kontraksi otot adalah penjumlahan kerutan otot adalah penjumlahan kerutan otot

untuk memperkuat dan menyelenggarakan untuk memperkuat dan menyelenggarakan pergerakan ototpergerakan otot

terjadi mll 2 cara :terjadi mll 2 cara : 1. dengan meningkatkan jumlah motor1. dengan meningkatkan jumlah motor unit yg berkomtraksi secara serentak unit yg berkomtraksi secara serentak ( sumasi motor unit multiple ) ( sumasi motor unit multiple )

2. dengan meningkatkan kec.kontraksi 2. dengan meningkatkan kec.kontraksi

tiap motor unit ( gelombang sumasi )tiap motor unit ( gelombang sumasi )

TetanisasiTetanisasi

- bila otot di rangsang progresif, frek ma-- bila otot di rangsang progresif, frek ma-

kin besar. Frek akhirnya di capai dimanakin besar. Frek akhirnya di capai dimana

kontraksi yg berurutan bersatu dan kontraksi yg berurutan bersatu dan tidak dapat di bedakan satu dgn laintidak dapat di bedakan satu dgn lain

- frek terendah di sebut frek kritik- frek terendah di sebut frek kritik

Efek tangga / staircase phenomenEfek tangga / staircase phenomen - setelah istirahat lama otot mulai - setelah istirahat lama otot mulai

``berkontraksi``berkontraksi - rangsangan di berikan berulang-ulang- rangsangan di berikan berulang-ulang dengan kec di bwh kec yg dpt menim-dengan kec di bwh kec yg dpt menim- bulkan tetanibulkan tetani - tegangan akan meningkat bertahap pa-- tegangan akan meningkat bertahap pa- da setiap rangsangda setiap rangsang - setelah beberapa kontraksi akan di ca-- setelah beberapa kontraksi akan di ca- pai suatu tegangan yg seragam pada pai suatu tegangan yg seragam pada setiap kontraksisetiap kontraksi - terjadi karena ion Ca yg terikat pada tro- terjadi karena ion Ca yg terikat pada tro ponin C ponin C

KECEPATAN KONTRAKSI OTOTKECEPATAN KONTRAKSI OTOT

o Bila otot berkontraksi secara isotonikBila otot berkontraksi secara isotonikke-ke- cepatan kontraksi berbanding terbalik cepatan kontraksi berbanding terbalik

dengan beban yang diberikan dengan beban yang diberikan o Bila otot tdk di berikan beban,kec kontrak-Bila otot tdk di berikan beban,kec kontrak- si akan maximalsi akan maximalo Bila beban meningkat kec kontraksiakan Bila beban meningkat kec kontraksiakan

berkurang berkurang o Bila beban maximal.otot tidak Bila beban maximal.otot tidak

berkontraksi lagi.berkontraksi lagi.

Mekanisme kontraksi dan relaksasiMekanisme kontraksi dan relaksasi

Energetics of Muscular Energetics of Muscular ActivityActivity

1. ATP & Creatine Phosphate (CP) Reserves1. ATP & Creatine Phosphate (CP) ReservesATP ADP + PiATP ADP + PiADP + CP ADP + CP kreatin kinasekreatin kinase ATP + kreatin ATP + kreatin

2. Aerobic Metabolism2. Aerobic Metabolism- Slow frequency movement- Slow frequency movement- Oxygen needed- Oxygen needed- Slow Energy Supply- Slow Energy Supply- 36 mol ATP/ mol glucose - 36 mol ATP/ mol glucose

3. Anaerobic Metabolism (glycolysis)3. Anaerobic Metabolism (glycolysis)- Energy supply 1,3 faster - Energy supply 1,3 faster - No oxygen needed- No oxygen needed- Lactic Acid - Lactic Acid

- 2 mol ATP/ mol glucose- 2 mol ATP/ mol glucose

Muscle Muscle CrampCramp

Muscle cramp adalah Muscle cramp adalah kontraksi involunter dari otot kontraksi involunter dari otot yang menyebabkan nyeriyang menyebabkan nyeri

Mekanismenya ?Mekanismenya ?

1.1. Peningkatan aksi Peningkatan aksi potensial akibat potensial akibat hiperaktivitas motor hiperaktivitas motor neuron yang berakbat neuron yang berakbat spasme ototspasme otot

2.2. Kurangnya ATP yang Kurangnya ATP yang mengakibatkan mengakibatkan akumulasi ion Caakumulasi ion Ca2+ 2+ dalam dalam selsel

kekakuan mayat kekakuan mayat akibat habisnya akibat habisnya ATPATP

Mekanismenya?Mekanismenya?

…………………………………………………………………………....

Anyone……………………Anyone……………………….….

Rigor Rigor MortisMortis

KELELAHANKELELAHAN

Kelelelahan ototKelelelahan otot - Penimbunan asam laktat- Penimbunan asam laktat - habis cadangan energi- habis cadangan energi Kelelahan neuromuskulusKelelahan neuromuskulus - sintesis ACh tidak adekuat pertahankan - sintesis ACh tidak adekuat pertahankan

potensial aksi potensial aksi Kelelahan psikologis Kelelahan psikologis - SSP tdk adekuat mempersarafi otot yang - SSP tdk adekuat mempersarafi otot yang

bekerjabekerja - Bosan; kerja monoton- Bosan; kerja monoton

PEMULIHANPEMULIHAN

Peningkatan konsumsi OPeningkatan konsumsi O22

Pemijatan ke arah sentralPemijatan ke arah sentral