Skenario 2

Kontraksi dan relaksasi otot

Kenapa Mengecil Lagi

Mr. A, laki-laki, 30 tahun bekerja di kantor pemerintah. Selama enam bulan setiap sore hari selama 1 jam melakukan olahraga binaraga. Ketika dia melakukan binaraga, dia melihat ototnya mengeras tetapi tidak memendek. Setelah 6 bulan berolah raga binaraga secara teratur, otot lengan atas dan otot dada mengalami pembesaran dan berat badannya bertambah.

Karena kesibukan kerja dikantor, Mr. A tidak dapat melakukan binaraga secara teratur dan otot-otot yang tadinya membesar dan berat badannya bertambah.

Mr. A berkonsultasi dengan Dr. RT yang kebetulan bekerja satu instansi dan mengatakan bahwa ototnya dulu mengalami hipertropi dan sekarang kembali seperti biasa lagi dan Dr. RT menyarankan agar kembali melakukan latihan yang sama kembali.

Terminologi

• Hipertrofi : ukuran sel yang membesar

Permasalahan

1. Bagaimana mekanisme kerja dari kontraksi otot?

2. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi kerja otot?

3. Mengapa ketika Mr. A melakukan olahraga binaraga rutin, otot mengalami hipertrofi dan berat badan bertambah?

4. Mengapa setelah olahraga tersebut dihentikan, ukuran otot menjadi kecil kembali?

1. Mekanismenya:• Kontraksi otot jembatan-silang miosin

berikatan di protein aktin molekul ATP miosin ATPase (enzim) yang menghidrolisis ATP menjadi ADP dan Pi dalam suatu reaksi yang membuat terjadinya kontraksi otot terurai

• Pembebasan energi mengayunkan jembatan-silang filamen aktin & miosin bergeser memendekkan otot kontraksi otot

2. Faktor-faktor yang mempengaruhi adalah:

1. Treppe : meningkatnya kekuatan kontraksi berulang kali pada serabut otot konsentrasi ion Ca2+ meningkatkan aktivitas miofibril

2. Summasi : Tiap otot berkontraksi dengan kekuatan berbeda penjumlahan kontraksi dua jalan

3. Fatique : Penurunan kapasitas kerja karena pekerjaan itu sendiri

4. Tetani : Peningkatan frekuensi stimulasi dengan cepat sehingga tidak ada peningkatan tegangan kontraksi

5. Rigor : ATP telah habis, sehingga Ca2+ tidak dikembalikan ke dalam sirkulasi

3. Otot mengalami hipertrofi aktivitas otot yang kuat sebagian besar serat menebal peningkatan sintesis filamen aktin dan miosin garis tengah tiap-tiap serabut meningkat karena enzim-enzim yang dipakai glikolisis untuk ATP cepat dan bertambah interaksi jembatan silang aktin-miosin meningkat dan kekuatan kontraktil otot meningkat.

• Berat badan penebalan serat-serat otot sel-sel otot berat

4. Atrofi pada saat latihan dihentikan kontraksi otot tidak maksimal serat-seratnya menjadi lebih kecil penghancuran protein kontraktil menjadi lebih cepat

sebagian serabut otot yang tebal degenerasi serabut-serabut otot akan diganti oleh jaringan lemak dan fibrosa

IV. Skema

Mr. A (30 tahun)

Latihan Rutin

Kontraksi Maksimal secara terus menerus

Filamen aktin & miosin

Fibril

Hipertropi otot & Berat badan

Sibuk

Otot Mengecil Kembali

Tujuan Pembelajaran

• Mengetahui mekanisme kontraksi otot rangka

• Mengetahui komponen otot

• Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kontraksi otot

• Mengetahui perbedaan mekanisme kontraksi otot polos, jantung dan rangka

Sel Otot

• Mengandung banyak inti sel• Tidak mampu membelah• Dilapisi membrana disebut sarkolema• Mengandung miofibril yang sejajar dalam

cairan intra sel sarkoplasma• Dalam sarkoplasma terdapat banyak ATP,

enzim-enzim jalur glikolisis dan phospokreatin

• Adanya sarkomer

Komponen-komponen

Myofibril : - filamen tebal myosin

- filamen tipis troponin, tropomiosin dan aktin

• Aktin molekul protein F-aktin berutas ganda (double helix). Tiap utas F-aktin terdiri dari polimerisasi G-aktin dimana tiap molekul G-aktin melekat satu molekul ADP

• Myosin terdiri dari bagian globular (head) dan bagian fibrous yang berbentuk 2 heliks. Dibentuk oleh sepasang heavy chain dan 2 pasang light chain.

• Tropomiosin Fibrous. Terdiri dari 2 rantai: Alpha dan beta, berikatan dengan aktin F

• Troponin Terdiri dari 3 jenis polipeptida:

- Troponin T protein yang mengikat tropomiosin dan troponin yang lain

- Troponin I menghambat interaksi F-Aktin dan miosin dan mengikat aktin

- Troponin C Protein pengikat ion Ca. tiap molekul Tn C mengikat 4 ion Ca

Thin FilamentTroponinComplex

TnT –binds to tropomyosinTnC –binds to Ca2+TnI –binds to actin

Mekanisme kontraksi otot

Peranan ion kalsium

• Calcium memicu kontraksi karena diikat oleh troponin C, Ca dilepaskan oleh reticulum endoplasmik dengan transport aktif yang dibantu pompa Ca, Mg dan ATP ase berdifusi ke sistem terminal tempat penyimpanannya

• Hal ini menggerakkan utas tropomiosin lebih dalam ke celah antara dua utas aktin kontraksi

• Kadar Ca menurun --- interaksi aktin dan miosin ------- otot relaksasi

• Bila Ca ditransport ke endoplasmic reticulum terhambat, relaksasi tidak terjadi meskipun tidak ada potenial aksi. Kkontraksii yang bertanah disebut ------ > kontraktur

Sarkolemma yang dirangsang impuls saraf meneruskan sinyal ke sistem tubulus T dan membuka Ca2+ release channel sehingga Ca2+ dilepaskan ke dalam plasma. Selanjutnya terbentuk TpC.4Ca2+.

Senyawa ini merubah interaksi TpI dan TpT dengan tropomiosin.

Kemudian tropomiosin merubah konformasi aktin-F sehingga dapat berinteraksi dengan miosin (G) –ADP-Pi yang memulai kontraksi otot.

Contraction of Muscle FibresDone by sliding actin filaments

Perbedaan mekanisme otot polos dengan otot jantung

??????????????