SISTEM OTOT MANUSIA. Oleh: Tahyatul Bariroh

(1)

SISTEM OTOT MANUSIA

Oleh: Tahyatul Bariroh

(2)

Sistem Otot

• Meliputi alat-alat tubuh, dengan jalan kontraksi (memendek) dan relaksasi (kembali seperti keadaan semula) akan menimbulkan pergerakan tubuh secara keseluruhan atau sebagian.

2

(3)

 Otot : 40% BB

 Fungsi : gerakan volunter dan menegakkan tubuh

 Otot bersifat elastis dan dapat diregangkan

 Otot dapat dirangsang secara kimia, listrik dan mekanik

 Tulang-tulang tidak dapat bergerak tanpa

adanya 32 otot, sehingga otot sering disebut sebagai alat gerak aktif.

Otot

3

(4)

Kategorisasi otot

4

(5)

(6)

Fungsi otot

• Fungsi volunter (merupakan akibat kerja otot rangka :

1. Mempertahankan sikap tubuh (duduk, berdiri, tidur)

2. Melaksanakan bermacam-macam gerakan

• Anggota tubuh : pergerakan

• Jari-jari : untuk memegang

• Diafragma : respirasi (pernapasan)

• Pharing : menelan makanan

• Lidah & bibir : menggerakan makanan dan vokalisasi

6

(7)

• Fungsi Involunter (tidak dipengaruhi kehendak) akibat kerja otot polos dan otot jantung

1. Propulsi (dorongan),

substansi dalam bermacam- macam saluran, contoh makanan yang berjalan

sepanjang saluran pencernaan; darah yang mengalir disepanjang pembuluh darah, dll.

2. Ekspulsi (pengeluaran),

substansi yang tersimpan dalam kantung (vesica), spt empedu, urin, feses.

3. Regulasi (pengaturan),

diameter lubang mengatur besar kecilnya pupil mata, pylorus lambung, rectum (anus).

7

(8)

4. Regulasi (pengaturan)

Diameter saluran mengatur besar kecilnya pembuluh darah (sel-sel darah sangat fleksibel sehingga sel-sel darah dapat berubah bentuk dengan segera pada saat sel darah tersebut masuk ke dalam pembuluh darah yang berbeda (arteri, arteriol, kapiler, venula, vena).

Diameter saluran mengatur besar-kecilnya brokiolus pulmo.

8

(9)

Jenis-jenis otot

9

(10)

10

Gambar Otot tubuh manusia

(11)

Otot tubuh manusia

1. Otot polos

Ciri-ciri otot polos :

 Terdiri atas sel-sel otot polos

 Tiap sel mempunyai satu inti

 Berbentuk gelendong, bagian tengah

menggelembung, kedua ujungnya meruncing

 Tidak melekat pada rangka tubuh

 Bekerja tidak dengan perintah otak, maka disebut otot tak sadar

 Terdapat pada organ bagian dalam seperti saluran pencernaan, peredaran darah, sistem pengeluaran.

11

(12)

Ciri-ciri otot lurik :

 Terdiri atas sel-sel otot lurik

 Mempunyai banyak inti

 Berbentuk silindris panjang, berlapis-lapis terang dan gelap, disebut juga otot serat lintang

 Melekat pada rangka tubuh, kedua ujung otot mengecil disebut urat otot.

 Bekerja menurut kesadaran/berdasarkan perintah otak, maka disebut otot sadar

 Terdapat pada rangka

2. Otot lurik/rangka

12

(13)

3. Otot jantung

Ciri-ciri otot jantung :

 Terdiri atas sel-sel otot lurik

 Mempunyai banyak inti sel, masing-masing inti terdapat di tengah-tengah

 Berbentuk silindris panjang, dan bercabang-cabang

 Bekerja tidak dengan perintah otak, maka disebut otak tak sadar

 Terdapat pada organ jantung

 Gerakan tidak cepat tetapi teratur

13

(14)

OTOT RANGKA

 Otot rangka melekat ke tulang. Kontraksinya menyebabkan tulang tempat otot tersebut melekat bergerak yang memungkinkan tubuh melaksanakan berbagai aktivitas motorik,

 Otot rangka menunjang homoestasis antara lain mengunyah, menelan makanan dan otot-otot yang penting untuk bernafas. Kontraksi juga digunakan untuk menggerakkan tubuh menjauhi bahaya. Kontraksi otot yang menghasilkan panas penting untuk mengatur suhu.

14

(15)

Otot rangka

Sel (85%) Ekstrasel (15%)

Air (75%) Solut (25%

Protein (80%) Lain-lain (20%)

Fibrilar (65%) Sarkoplasmic (35%)

Miosin (55%) Aktin (20%) Tropomiosin (7%) Troponin (3%) Lain-lain (15%)

Komposisi Otot Rangka

15

(16)



Tendon

Hampir semua otot rangka menempel pada tulang. Tendon:

jaringan ikat fibrosa (tdk elastis) yang tebal dan berwarna putih yg menghubungkan otot rangka dengan tulang.

TENDON

Struktur Otot Rangka

16

(17)

 Otot rangka merupakan kumpulan fasciculus (berkas sel otot berbentuk silindris yang diikat oleh jaringan ikat).

 Seluruh serat otot dihimpun menjadi satu oleh jaringan ikat yang disebut epimysium (fascia).

 Setiap fasciculus dipisahkan oleh jaringan ikat perimysium.

 Di dalam fascicle, endomysium mengelilingi 1 berkas sel otot.

 Diantara endomysium dan berkas serat otot tersebar sel satelit yang berfungsi dalam perbaikan jaringan otot yang rusak.

Fascia

Sel otot → serat otot (endomysium) → fascicle → fasciculus (perimysium)

→ fascia (epimysium) → otot rangka (organ)

Struktur Otot Rangka

17

(18)

Struktur Otot Rangka

18

(19)

Serat Otot

19

(20)

Miofibril

20

(21)

Monomer aktin

Tropomiosin

Troponin

Serabut otot rangka Filamen aktin

Filamen miosin

Otot rangka

Tendon

Ventrikel Nukleus

Sarkolema Garis Z Pita I

Pita A Zona H

Zona H Pita A Satu sarkomer

Garis Z Garis Z

21

https://www.youtube.com/watch?v=PnWR6ys OtqY

(22)

• Otot utuh : merupakan sebuah organ

• Serat otot : sebuah sel otot

• Miofibril : struktur intrasel dari sebuah sel otot

• Filamen tebal dan filamen tipis : unsur sitoskleton khusus yang merupakan bagian miofibril

• Aktin : Protein utama yang menyusun filamen tipis

• Miosin : protein yang menyusun filamen tebal

• Sarkomer : unit fungsional otot rangka yaitu

komponen terkecil suatu serat otot yang mampu berkontraksi.

• Jembatan silang yang halus berjalan dari filamen tebal ke arah filamen-filamen tipis di sekitarnya di daerah

tempat filamen tebal dan tipis bertumpang tindih.

²²

(23)

23

Struktur molekul miosin

dan susunannya di dalam filamen tebal

(24)

• Molekul miosin :

– Terdiri dari 2 sub unit identik yang terbentuk seperti tongkat golf dengan ekor-ekor yang saling menjalin dan kepala-

kepala globuler , yang msing-masing mengandung sebuah pengikat aktin dan sebuah tempat ATPase miosin.

• Filamen tebal :

– Terbuat dari molekul-molekul miosin yang terletak sejajar satu sama lain menurut panjangnya.

– Separuh mengarah ke satu sisi dan separuh ke sisi berlawanan, sehingga ekor-ekor dari kedua belahan

menempel ujung dengan ujung di bagian tengah filamen.

– Kepala globular, yang menonjol dalam interval-interval yang teratur di sepanjang filamen tebal, membentuk jembatan

silang. ²⁴

(25)

Komposisi filamen tipis

25

(26)

• Filamen tipis :

– Komponen struktural utama adl 2 rantai molekul aktin yang berbentuk sferis yang saling menjalin.

– Molekul troponin terdiri dari tiga sub unit sferis yang lebih kecil.

– Molekul tropomiosin yang berbentuk seperti benang, tersusun membentuk suatu pita yang terletak di sepanjang sisi alur heliks aktin dan

secara fisik menutupi tempat-tempat pengikatan di molekul aktin yang akan melekat dengan jembatan

silang miosin.

²⁶

(27)

• Aktin dan Miosin disebut sebagai protein kontraktil

• Troponin dan tropomiosin disebut sebagai

protein regulator karena peran mereka dalam menutupi (mencegah kontraksi) atau

memajankan (memungkinkan kontraksi) tempat-tempat pengikatan untuk interaksi jembatan silang antara aktin dan miosin.

27

(28)



Motor end plates

Merupakan tempat inervasi ujung-ujung saraf pada otot.

Motor end plates

28

(29)

Dasar molekuler kontraksi otot rangka

• Asetilkolin yang dikeluarkan dari ujung terminal neuron motorik mengawali potensial aksi di sel otot yang

merambat ke seluruh permukaan membran.

• Eksitasi serat otot rangka oleh neuron motoriknya menimbulkan kontraksi melalui serangkaian proses yang menyebabkan filamen-filamen tipis bergeser

saling mendekat satu sama lain di antara filamen tebal.

• Mekanisme penggelinciran filamen (sliding-filament mechanism), diaktifkan oleh pengeluaran Ca++ dari kantung lateral retikulum sarkoplasma.

29

(30)

• Pengeluaran Ca terjadi sebagai respon terhadap

penyebaran potensial aksi serat otot ke bagian tengah serat tubulus T.

• Kalsium yang dikeluarkan berikatan dengan kompleks troponin-tropomiosin filamen tipis, menyebabkan

reposisi kompleks tersebut, sehingga tempat pengikatan jembatan silang aktin terbuka.

• Setelah aktin berikatan dengan jembatan silang

miosin, interaksi molekuler antara aktin dan miosin membebaskan energi di dalam kepala miosin yang disimpan dari penguraian ATP sebelumnya oleh ATPase miosin.

• Energi yang dibebaskan itu menggerakkan jembatan

silang.

³⁰

(31)

31

(32)

Gambaran skematik peranan Calsium dalam mengaktifkan jembatan silang

32

(33)

33

(34)

34

Jalur metabolik yang menghasilkan ATP yang

digunakan selama kontraksi

(35)

Metabolisme otot rangka

• Terdapat 3 jalur biokimia yang menyediakan ATP untuk kontraksi otot, (ket gambar) :

a. Pemindahan fosfat berenergi tinggi dari kreatin fosfat simpanan ke ADP, yang merupakan sumber pertama ATP pada permulaan olahraga.

b. Fosforilasi oksidatif, yg secara efisien mengekstraksi sejumlah besar ATP dari molekul nutrien apabila tersedia cukup O2 untuk menunjang sistem ini.

c. Glikolisis, yang dapat mensintesis ATP walaupun tidak tersedia O2 tetapi menggunakan banyak glikogen dan dalam prosesnya menghasilkan asam laktat.

35

(36)

Relaksasi otot rangka

 Pada otot dalam keadaan relaksasi, (tidak terjadi kontraksi); aktin tidak mampu berikatan dengan jembatan silang miosin karena posisi dua jenis protein di dalam molekul aktin yaitu tropomiosin dan troponin.

 Molekul tropomiosin menutupi bagian-bagian aktin yang berikatan dengan jembatan silang, sehingga molekul ini menghambat interaksi yang akan menghasilkan kontraksi otot.

 Tropomiosin distabilkan dalam posisi menghambat ini oleh troponin yang mengikat ujung-ujung tiap molekul tropomiosin.

36

(37)

MOLEKULAR

KONTRAKSI OTOT RANGKA

(38)

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

(45)

Kontraksi & Relaksasi Otot Rangka

45

(46)

(47)

Watch the video about muscle

contraction mechanism through this link

https://youtu.be/BVcgO4p88AA

(48)

(49)

 Treppe  Rangsang yang berulang dengan intensitas (kuat) rangsang yang sama sehingga lambat laun kuat kontraksi meningkat

 Hipertropi  Bila otot melakukan kerja secara terus menerus maka otot akan membesar  setiap diameter serabut syaraf juga akan membesar, tetapi jumlah serabut serabut di

dalamnya tetap atau tidak bertambah

 Atropi  Bila otot tidak digunakan (misalnya sakit shg tidak berjalan karena sakit) maka otot akan mengecil

 Hiperplasia  Membesarnya otot, karena jumlah serabut yang bertambah

Beberapa istilah

49

(50)

 Terdapat di dinding organ-organ berongga dan saluran- saluran.

 Kontraksi otot polos bertanggung jawab dalam mengatur aliran darah melalui pembuluh darah, gerakan makanan melalui saluran pencernaan, aliran udara melalui saluran pernapasan dan aliran urin keluar tubuh.

OTOT POLOS

50

(51)

 Terdapat tiga jenis filamen pada sebuah otot polos;

(1) filamen miosin tebal,

(2) filamen aktin tipis yang tidak memiliki troponin dan tropomiosin,

(3) filamen ukuran menengah yang khas pada otot polos

berfungsi sebagai bagian dari komponen elastik sel, bagian dari jaringan sitoskeleton yang menunjang bentuk sel.

 Otot polos tidak memiliki sarkomer, tapi memiliki banyak badan padat.

 Filamen aktin tertambat di badan padat atau permukaan internal membrane plasma.

 Pada otot polos, filamen aktin lebih banyak dari filamen miosin.

51

(52)

 Otot polos tidak memiliki troponin dan tropomiosin yang mencegah pengikatan aktin dan miosin di jembatan silang pada waktu istirahat atau bagaimana jembatan silang di aktifkan yaitu adanya peristiwa fosforilasi.

 Miosin otot polos hanya mampu berinteraksi dengan aktin apabila

miosin mengalami fosforilasi (yaitu memiliki sebuah gugus fosfat yang melekat padanya).

 Selama eksitasi, peningkatan Ca sitosol berfungsi sebagai perantara intrasel; mencetuskan serangkaian reaksi biokimiawi yang

menyebabkan fosforilasi miosin.

 Ion Ca otot polos berikatan dengan kalmodulin, (suatu protein intrasel yang secara struktural mirip troponin), yang akan mengaktifkan protein lain yakni miosin kinase kemudian menyebabkan fosforilasi miosin.

52

(53)

 Miosin terfosforilasi kemudian berikatan dengan aktin sehingga siklus jembatan silang dimulai (kontraksi)

 Apabila Ca dihilangkan, miosin mengalami defosforilasi dan tidak dapat lagi berinteraksi dengan aktin sehingga otot

berelaksasi.

53

(54)

Kontraksi otot polos

 Kontraksi otot polos dipicu oleh Ca.

 Ca akan berikatan dengan kalmodulin.

 Ikatan Ca-kalmodulin akan mengaktifkan enzim miosin kinase.

 Enzim miosin kinase adalah enzim yang memfosforilasi miosin.

 Miosin terfosforilasi kemudian akan berkaitan dengan aktin.

 Ikatan ini menyebabkan terjadinya kontraksi.

54

(55)

55

Pengaktifan Miosin oleh Kalsium di Otot Polos

(56)

Relaksasi dan Kontraksi Otot Polos

(57)

 Otot polos : terdiri dari unit jamak dan unit tunggal

 Otot polos unit jamak; bersifat neurogenik, tiap-tiap serat ototnya memerlukan stimulasi dari saraf otonom agar dapat berkontraksi.

 Otot polos unit tunggal;

1) Bersifat miogenik, otot ini mampu mencetuskan

kontraksinya tanpa pengaruh eksternal apapun (tanpa pengaruh saraf apapun). Kontraksi dimulai dari otot itu sendiri.

2) Apabila timbul potensial aksi, aktivitas listrik ini menyebar ke sel-sel sekitarnya sehingga keseluruhan tereksitasi dan berkontraksi sebagai satu kesatuan.

 Kontraksi otot polos bersifat hemat energi, sehingga jenis otot ini mampu berkontraksi dalam jangka panjang tanpa

kelelahan. ⁵⁷

(58)

58

(59)

OTOT JANTUNG

 Terdapat hanya di jantung.

 Kontraksinya; memompa darah ke seluruh tubuh.

 Secara struktural dan fungsional memiliki kesamaan dengan otot rangka dan otot polos unit tunggal.

 Otot jantung memperlihatkan serat lintang karena filamen tebal dan tipisnya tersusun secara teratur.

 Filamen tipis, mengandung troponin, tropomiosin yang memiliki tempat kerja Ca dalam mengaktifkan siklus jembatan silang.

59

(60)

 Otot jantung berkontraksi sesuai dengan mekanisme penggelinciran filamen.

 Seperti pada otot polos

1) Selama eksitasi otot jantung, Ca masuk sitosol dari retikulum sarkoplasma.

2) Jantung memperlihatkan aktivitas pemacu, yakni memulai potensial aksinya tanpa pengaruh eksternal apapun.

3) Sel-sel jantung berhubungan melalui gap junction yang meningkatkan penyebaran potensial aksi ke seluruh jantung.

Lanjutan...

60

(61)

(62)

Watch the video about cardiac muscle contraction mechanism through this link

https://youtu.be/IMkHo11reWg And

https://youtu.be/v7Q9BrNfIpQ

(63)