Struktur Kerja Otot

Struktur Otot Lurik

Struktur otot lurik adalah sebagai berikut :

1. Empal otot atau ventrikel otot dengan membran pembungkusnya disebut fasia superfasialis tersusun atas banyak berkas otot
2. Berkas otot dengan membran pembungkusnya disebut fasia propria tersusun atas banyak serabut otot atau serat otot atau sel otot
3. Serat otot atau sel otot tersusun atas banyak miofibril

Struktur Sel Otot

Bagian-bagian sel otot adalah :

1. Sarkolema, merupakan membran plasma sel otot
2. Sarkoplasma, merupakan sitoplasma sel otot
3. Retikulum sarkoplasma, merupakan retikulum endoplasma sel otot
4. Nukleus, jumlahnya banyak dan terletak di sepanjang tepi sel otot

Sarkolemma

• Sarkolemma adalah selaput pembungkus otot yang tersusun ganda (double membrane), yakni selaput luar ( 40 angstrom) Ruang antara ( 20 angstrom ) dan Selaput dalam (setebal 40 Angstrom)
• Selaput luar mirip membrane basal epitel yang dibalut serabut retikuler. Selaput dalam (plasmalemma) terdiri dari dua lapis protein yang ditengahnya diisi lemak (lipid).
• Secara umum sarkolema bersifat transparan, kenyal dan resisten terhadap asam dan alkali.
• Serabut-serabut otot kerangka yang bergabung membentuk berkas serabut otot primer disebut fasikulus, yang dibalut oleh jaringan ikat kolagen pekat (endomisium).
• Ada 5 sel utama yang dijumpai dalam fasikulus yaitu: serabut otot, sel endotel, perisit, fibroblast dan miosatelit.

Sarkoplasma adalah sitoplasma Otot

• Sarkoplasma (Cytoplasmic matrix) mengandung: Organoida, a.l.:mitokondria (sarcosomes) - ribosom- Apparatus golgi - myofibril -Endoplasmik retikulum
• Selain itu terdapat pula enzim sitokrom oksidatif. Mitokondria terdapat berbatasan dengan sarkolema dan dekat inti di antara myofibril.
• Sarkoplasmik retikulum bersifat agranuler (Smooth ER.), karena ribosom pada otot kerangka terdapat bebas dari matriks. Sisterna pada sarkolasmik retikulum terjalin pararel dengan myofibril, yang pada interval tertentu membentuk pertemuan dengan jalinan transversal, disebut triade.
• Penelitian pada otot salamander (Amblistoma punctatum) , triade ini terdapat mengitari garis Z (Zwischenschreibe). Pada hewan lain dan manusia tiap sarkomer memiliki dua triade di daerah pertemuan garis A (anisotrop) dan garis I (isotrop). Organoida ini berfungsi menyalurkan impuls dari permukaan otot kerangka ke dalam serabut yang lebih dalam letaknya.

Struktur Miofibril

Muifibril tersusun atas banyak miofilamen. Miofilamen tersusun atas filamen tipis dan filamen tebal.

1. Filamen tipis tersusun atas tiga protein yaitu aktin, tropomiosin dan troponin. Aktin merupakan protein struktural utam penyusun filamen tipus yang terdiri dari dua untai helix (spiral). Molekul aktin memiliki tempat aktif untuk berikatan dengan jembatan silang miosin. Tropomiosin merupakan protein berbentuk seperti benang yang terletak di sepanjang untai heliks aktin dan menutupi tempat-tempat aktif aktin yang berikatan dengan jembatan silang. Troponin merupakan kompleks protein yang terdiri atas tiga protein yaitu troponin I (mengikat aktin), troponin T (mengikat tropomiosin) dan troponin C mengikat ion kalsium (Ca²⁺)
2. Filamen tebal terdiri dari benang-benang protein miosin. Setiap filamen miosin membentuk sebuah kepala yang menonjol di salah satu ujung. Satu susunan filamen miosin memiliki memiliki kepala-kepala yang menonjol di berbagai tempat di kedua ujung. Kepala-kepala molekul miosin membentuk jembatan silang. Setiap setiap jembatan silang memiliki memiliki dua tempat penting yaitu tempat mengikat aktin dan temat enzim ATPase miosin.

• Di dalam sebuah miofibril, filamen aktin dan miosin sejajar dan tersusun berdampingan.
• Filamen aktin dan miosin saling tumpang tindih tersusun menurut pola tertentu sehingga menghasilkan pandangan garis-garis seran lintang.
• Masing-masig satuan pola berulang yang disebut daerah sarkomer dan setiap sarkomer dipisahkan oleh dua garis Z. Sarkomer merupakan unit fungsional otot ragka karena mampu berkontraksi.
• Garis Z merupakan tempat menempelnya filamen-filamen ak tin.
• Filamen-filamen miosin dengan kepalanya yang menonjol terletak diantara filamen aktin, tidak menempel pada garis Z.
• Daerah terang disebut pita I (isotrop), hanya memiliki filamen tipis (filamen aktin), daerah gelap disebut pita A (anisotrop) memiliki filamen tipis dan tebal (miosin).
• Pita I dibagi dua oleh garis Z dan pita A dibagi dua oleh zona H. Pada zona H hanya terdapat filamen tebal (miosin).

Untuk lebih jelas uraian ini perhatikan

• Sekali lagi dengan mikroskop cahaya myofibril tampak memiliki

1. bagian cerah (cakram I)
2. bagian gelap (caktam A),

• Bila menggunakan pewarnaan hematoksilin besi (Heidenheia). Inilah yang memberikan aspek bergaris melintang baik pada otot kerangka maupun otot jantung. Garis melintang ini dapat diamati pada:

1. Otot kerangka yang masih hidup
2. Otot segar tanpa menggunakan pewarnaan
3. Otot setelah mengalami fiksasi dan di warnai

• Pada satu serabut otot kerangka terdapat ribuan myofibril, sedangkan tiap myofibril memiliki ratusan myofilamen yang bersifat submikroskopis.

Myofilamen terdiri dari 2 macam yaitu:

1. Filament Miosin

• Sering disebut filament kasar (coarse filaments), berdiameter 100 Angstrom dan panjangnya 1,5 µ. Filamen ini membentuk daerah A atau cakram A.
• Filamen ini tersusun pararel dan berenang bebas dalam matriks.
• Bagian tengah agak tebal dari bagian tepi. Fungsi dari myosin adalah sebagai enzim katalisator yang berperanan memecah ATP menjadi ADP + energi, dan energi ini digunakan untuk kontraksi.

2. Filamen Aktin

• Panjangnya 1µ dan diameternya 50 Angstrom, terpancang antara 2 garis Z.
• Bagian tengahnya langsing dan elastis.
• Filamen ini membentuk cakram I, meskipun sebagian masuk ke dalam cakram A.
• Aktin dan myosin tersusun sejajar dengan sumbu memanjang serabut otot skelet.

• Pada sediaan histologi yang baik selain cakram I dan A, tampak pula garis Z dan H bahkan garis M. dan Garis Z (Zwischenschreibe) atau intermediate disc: yang Berupa garis tipis dan gelap yang membagi cakram I sama rata.
• Daerah antara 2 garis Z disebut “sarkomer” yang panjangnya sekitar 1,5µ.

§ Garis H (Helleschreibe):

Terdapat dalam cakram A. Merupakan bagian agak cerah di kanan-kiri garis M, yang bebas dari unsur aktin.

§ Garis M (Mittelschreibe):

Terdapat di tengah-tengah cakram A, suatu garis yang disusun oleh bagian tengah filamen myosin yang menebal.

Jadi dalam 1 sarkomer terdapat garis-garis Z-I-A-H-M-H-A-I-Z (tepatnya interval antara 2 garis Z, 1 pita A, dan ½ dari 2 garis I). OK

Gambar serat otot lurik

Mekanisme kerja oto rangka

• Metode pergeseran filamen dijelaskan melalui mekanisme kontraksi pencampuran aktin dan miosin membentuk kompleks akto-miosin yang dipengaruhi oleh ATP.
• Miosin merupakan produk, dan proses tersebut mempunyai ikatan dengan ATP.
• Selanjutnya ATP yang terikat dengan miosin terhidrolisis membentuk kompleks miosin ADP-Pi dan akan berikatan dengan aktin.
• Selanjutnya tahap relaksasi konformasional kompleks aktin, miosin, ADP-pi secara bertahap melepaskan ikatan dengan Pi dan ADP, proses terkait dan terlepasnya aktin menghasilkan gaya fektorial.
• Otot akan berkontraksi jika mendapatl rangsangan motorik dari pusat motorik (otak ).
• Antara otot dan saraf otot dan saraf akan membentuk sambungan yang disebut sinapsis neuromuskulus dimana ujung saraf motorik melekat pada serabut otot.

Langkah-langkah kontraksi otot :

1. Jika rangsang sampai pada ujung saraf motorik, maka ujung saraf motorik akan melepaskan neurotransmiter (pemindah rangsang ke sel berikutnya) yang berupa asetil kolin keserabut otot melalui celah sinapsis
2. Asetilkolin menyebabkan retikulum sarkoplasma melepaskan ion Ca²⁺ masuk kedalam sarkoplasma otot
3. Ion Ca²⁺ yang dilepaskan di ikat oleh unit troponin C yang menyebabkan kompleks troponin-miosin secara fisik bergeser kesamping, membuka tempat pengikatan jembatan silang aktin.
4. Dengan terbentuknya tempat pengikatn jembatan silang aktin menyebabkan terbentuknya jembatan silang antara kepala miosin dan filamen aktin dan menyebabkan serabut otot menjadi lebih pendek (zona Z dan H menjadi pendek dan juga sarkomer menjadi lebih pendek) dan otot berkontraksi.

Untuk berkontraksi ini otot memerlukan energi yang berasal dari ATP dan kreatin pospat. 

• Pada saat kontraksi ATP terurai menjadi ADP+posfat+energi dan ADP menjadi AMP+posfat +energi.
• Pemecahan zat tersebut dalam keadaan anaerob.
• Energi pembentukan ATP berasal dari pemecahan glikogen atau gula yang dilarutkan menjadi laktasidogen yang kemudian dipecah menjadi asam laktat dan glukosa secara aerob.

Langkah relaksasi otot:

1. Tidak adanya ion kalsium di dalam sarkoplasma. Ion Ca²⁺ dibebaskan oleh unit troponin C. Ion Ca²⁺ dipompa kembali kedalam retikulum sarkoplasma dengan transporatktif
2. Komplek troponin-tropomiosin bergeser kembali keposisinya menutupi tempat pengikatan jembatan silang aktin sehingga aktin dan miosin tidak lagi berikatan di jembatan silang
3. Filamen tipis bergeser kembali keposisi istirahat dan terjadi proses relaksasi.

• Penimbunan asam laktat (hasil pemecahan asam piruvat dalam keadaan anaerob) dalam otot menyebabkan kelelahan dan pegal linu, dan jika otot tidak mampu berkontraksi lagi maka akan terjadi kejang otot atau kram.

Gangguan pada otot antara lain

1. Tetanus (akibat racun Clostrodium tetani)
2. Kram
3. Atrofi
4. Hypertrofi
5. dll

Berdasarkan cara kerjanya, otot dibedakan menjadi dua sebagai berikut.

• Otot sinergis, yaitu otot yang saling menduung. Contoh: otot bisep dan otot lengan bawah (pronator) yang terdiri otot pronator kuadratus dan otot pronator teres. Ketiga otot ini sama-sama berkontraksi ke satu arah sehingga lengan bawah dapat diigerakkan memutar.
• Otot antagonis, yaitu otot yang bekerja secara berlawanan. Contoh: mekanisme kerja otot bisep dan trisep dapat membengkokkan dan meluruskan siku

KEMAMPUAN GERAK OTOT 

1. Kontraktibilitas, kemampuan otot melakukan perubahan menjadi lebih pendek dari ukuran semula
2. Ekstensibilitas, kemampuan otot melakukan perubahan menjadi lebih panjang dari ukuran semula
3.  Elastisitas, kemampuan otot kembali pada ukuran semula setelah mengalami kontraksi dan ekstensi
4. Exitabilitas, kemampuan otot merespon rangsang

sumber:

http://biologigonz.blogspot.com/search/label/STRUKTUR%20-%20KERJA%20OTOT