Anatomi,Fisiologi, Patologi Persendian(Arthritis)

Laporan Tutorial Skenario 2 – My Aching Knee

Kelompok 1 1


KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat dan hidayah-Nyalah kami dapat menyelesaikan Laporan Tutorial Kedua sebagai suatu laporan atas hasil diskusi kami yang berkaitan dengan kegiatan tutorial pada Blok 7 semester 3 ini.

“My Aching Knee” merupakan judul dari kegiatan tutorial kedua ini. Di sini kami membahas masalah yang berkaitan dengan anatomi, histology, fisiologi, dari articulatio genus dan artritis. Serta kami juga membahas mengenai mekanisme bergerak, regenerasi system musculoskeletal saat mengalami cedera, dan patologi.

Kami mohon maaf jika dalam laporan ini terdapat banyak kekurangan dalam menggali semua aspek yang menyangkut segala hal yang berhubungan dengan skenario pertama ini serta Learning Objective yang kami cari. Karena ini semua disebabkan oleh keterbatasan kami sebagai manusia. Tetapi, kami berharap laporan ini dapat memberi pengetahuan serta manfaat kepada pembaca

Mataram, September 2008

Kelompok 1

Kelompok 1 2


DAFTAR ISI

CONCEPT MAP ………………………………………… 4

SKENARIO 2 ………………………………………… 5

LEARNING OBJECTIVES ………………………………… 6

ANATOMI PERSENDIAN LUTUT (KNEE JOINT) … 7

HISTOLOGI PERSENDIAN LUTUT (KNEE JOINT) … 10

PATOLOGI ATRTHRITIS ………………………………… 12

REGENERASI TULANG RAWAN (KARTILAGO) … 14

FARMAKOLOGI ARTHRITIS ………………………… 16

KONTRAKSI DAN MEKANISME OTOT ………………… 18

EXITASI – KONTRAKSI OTOT SKELETAL ………… 24

METABOLISME OTOT ………………………………… 34

DAFTAR PUSTAKA ………………………………… 39

Kelompok 1 3


CONCEPT MAP

Kelompok 1 4


SKENARIO 2

MY ACHING KNEE

Ani is a successful 42-year-old media executive. Over the past 2 years she complains that her left knee has gradually becomes stiffer. She has been finding it increasingly more difficult to move her left knee, the same knee she injured during her running practice when she was in college. She has no complaint on her other knee.

She goes to Mataram General Hospital to have further treatment. When she enters the outpatient ward for internal medicine, in the room was 2 medical doctors, a senior and a resident. She didn’t mind at all the attendance of a resident. She then describe her chief complain and the history of her disease. After doing some physical examination, the senior doctor says that it is some sort of arthritis, and recommends the resident to seek further more. He also says that there is an intraarticular injection to relief the pain. The resident offered to inject the treatment but the senior doctor insist that he must first of all understand the anatomy of the knee and understand furthermore of the microscopic structure of the knee, and parts that builds it.

Kelompok 1 5


LEARNING OBJECTIVES

1. Anatomi articulatio genus

2. Terapi suntikan intraartikular

3. Struktur mikroskopis articulatio genus

4. Bagaiman prose penuaan dapat menyebabkan kondisi ‘aus’ pada persendian?

5. Proses penyembuhan articulatio genus dengan dan tanpa terapi (regenerasi)

6. Cedera seperti apa yang dapat menjadi faktor resiko artritis?

7. Prognosis dan terapi artritis? (termasuk obat-obatan)

8. Kontraksi dan metabolisme otot.

Kelompok 1 6


ANATOMI PERSENDIAN LUTUT

(KNEE JOINT)

Tipe persendian ini adalah hinge joint, menghubungkan antara os femur dan os tibia.

Memungkinkan fleksi, ekstensi dan rotasi kaki

persendian ini merupakan persendian yang terbesar dan paling superfisial

terdiri dari 3 artikulasi:

femorotibial articulation, lateral dan medial antara lateral dan medial femoral dengan tibial condyles.

Femoropatellar articulation antara patella dan femur

Ligament

1. Ekstracapsular ligament

a. patellar ligament

b. fibular collateral ligamet

c. tibial collateral ligament

d. oblique popliteal ligament

e. arcuate popliteal ligament

2. Intraarticular ligament

cruciate ligament terdiri dari anterior cruciate ligament (ACL), posterior cruciate ligamaent (PCL)

menisci of knee joint: medial meniscus dan lateral meniscus

Kelompok 1 7


Kelompok 1 8


Suplai Darah

arteri yang menyuplai knee joint yaitu 10 pembuluh darah yang membentuk periarticular genicular anastomoses. Arteti tersebut antara lain: arteri femoralis, arteri popliteal, arteri media genus, arteritibialis anterior, arteri superior lateralis genus, circumflexa femoris lateralis, arteri recurrens tibialis anterior, arteri inferior medialis dan arteri superior medialis genus.

Inervasi

inervasi yang uatma pada knee joint antara lain:

● N. fibularis komunis

● N.tibialis

● N. Femoralis

Knee Joint – Anterior and Posterior Views

Kelompok 1 9


HISTOLOGI PERSENDIAN LUTUT

(KNEE JOINT)

Histologi Sendi

Sendi ialah tempat bertemu 2 atau 3 unsur rangka, baik tulang/tulang rawan

Jenis :

1. Sendi Temporer : terdapat selama masa pertumbuhan, menghilang bila petumbuhan berhenti dan epifisis menyatu dengan bagian batang

2. Sendi Permanen

Jenis sendi berdasarkan susunannya :

1. Sendi fibrosa (disatukan oleh jaringan ikat padat fibrosa)

Macam-macamnya :- Sutura : Bila penyatuannya sangat kuat, hanya terdapat di tengkorak. Sendi ini tidak permanen, karena dapat diganti dengan tulang di kemudian hari

- Sindesmosis : Bila disatukan oleh jaringan ikat fibrosa yang lebih banyak dari sutura

Ex :sendi radioulnar, sendi tibiofibular- Gomfosis : Bila jaringan fibrosa penyatu membentuk membran periodontal

Ex : pada gigi dalam maksila dan mandibula

2. Sendi tulang rawan / sendi kartilaginosa sekunder

Permukaan tulang yang berhadapan dilapisi lembar-lembar tulang rawan hialin yang dipersatukan oleh lempeng fibrokartilagoEx : simfisis, discus

3. Sendi Sinovia

- Tulang-tulang ditahan menjadi 1 oleh simpai sendi dan permukaan yang berhadapan dilapisi tulang rawan sendi (C. Hialin atau C. Fibrosa hanya pada fosa glenoid dan acetabulum)

- Simpai sendi, lapisan luarnya ialah jaringan ikat padat kolagen yang menyatu dengan periosteum yang membungkus tulang dan di beberapa tempat menebal membentuk ligamen sendi.

Kelompok 1 10


- Lapis dalam simpai (membran sinovia), membatasi rongga sendi, mengandung kapiler lebar.

Jenis sel sinovia :- Sel A/M : paling banyak, mirip makrofag (fagositosis aktif), sitoplasmanya banyak mengandung mitokondria, vesikel mikropinositik, lisosom, aparat Golgi- Sel B/F : kurang berkembang, menyerupai fibroblas, RE granular sangat luas

- Membran sinovial sering menjulur ke dalam rongga sendi berupa lipatan kasar/vili sinovia, dan dapat menonjol keluar menembus lapis luar simpai di antara tendo dan otot membentuk saku yang disebut bursa.

- Juga menghasilkan cairan sinovia : hasil dialisis plasma darah dan limf, mengandung musin (asam hialuronat terikat protein). Fungsi : pelumas dan nutritif untuk sel tulang rawan sendi

- Rongga sendi terbagi sebagian / seluruhnya (terkadang) oleh diskus intra-artikular.

Kelompok 1 11


PATOLOGI ATRTHRITIS

OSTEOARTHRITIS (OA)OA adalah gangguan pada sendi yang bergerak. Penyakit ini bersifat kronik, berjalan progresif lambat, tidak meradang, dan ditandai oleh adanya detoriasi dan abrasi rawan sendi dan adanya pembentukan tulang baru pada permukaan persendian (osteofit).

Kelainan ini menjadi bagian dari proses penuaan.

Gambaran mendasar pada OA adalah degenerasi tulang rawan sendi, perubahan selanjutnya yang terjadi di tulang bersifat sekunder.

OA primer idiopatik (pada sebagian besar kasus)

OA sekunder perubahan degenerative pada sendi yang sudah mengalami deformitas, atau degenerasi sendi yang terjadi dalam konteks penyakit metabolic tertentu atau suatu proses peradangan.

Sendi yang paling sering diserang oleh OA adalah sendi-sendi yang harus memikul beban tubuh, antara lain articulatio genus, sendi panggul, vertebrae lumbal dan servikal, dan sendi-sendi pada jari.

Pathogenesis:

Tulang rawan sendi merupakan sasaran utama OA. Tulang rawan sendi tidak statis, tulang ini mengalami pertukaran, komponen tulang tersebut yang “aus” diuraikan dan diganti. Keseimbangan ini dipertahankan oleh kondrosit, yang mensintesis matriks sekaligus menguraikan matriks. Pada OA proses ini terganggu oleh beberapa sebab. Mungkin pengaruh yang terpenting adalah efek penuaan dan efek mekanis.

Pada OA sejumlah kecil kolagen tipe I menggantikan kolagen tipe II, sehingga terjadi perubahan pada diameter dan orientasi serat kolagen yang mengubah biomekanika dari kartilago. Tulang rawan sendi kemudian kehilangan sifat kompresibilitasnya yang unik.

Frekuensi OA meningkat seiring bertambahnya usia, timbul di sendi penahan beban, meningkat frekuensinya pada kondisi yang menimbulkan stress mekanik abnormal, seperti obesitas dan deformitas sendi.

Kelompok 1 12


Pada awal perjalanan penyakit, tulang rawan yang mengalami degenerasi memperlihatkan peningkatan kandungan air dan penurunan konsentrasi proteoglikan. Selain itu, tampak perlemahan jaringan kolagen, mungkin karena penurunan sintesis local kolagen tipe II dan peningkatan pemecahanan kolagen yang sudah ada.

Kadar IL-1, TNF, dan nitrat oksida meningkat pada tulang rawan OA dan diduga berperan merubah komposisi tulang. Apoptosis juga meningkat, menyebabkan penurunan jumlah kondrosit fungsional.

OA terutama menyebabkan perubahan-perubahan biomekanik dan biokimia dalam sendi, penyakit ini bukan gangguan peradangan. Namun, seringkali perubahan di dalam sendi ini disertai oleh sinovitis, menyebabkan nyeri dan rasa tidak nyaman.

Pada awalnya kompensasi oleh kondrosit mampu mengimbangi kemerosotan tulang rawan ini, sinyal molecular yang menyebabkan kondrosit lenyap dan matriks ekstrasel berubah akhirnya menjadi predominan.

Kelompok 1 13


REGENERASI TULANG RAWAN

(KARTILAGO)

Regenerasi sel tulang rawan

Prorses penyembuhan patah tulang adalah prorses biologis alami yang akan terjadi pada setiap patah tulang, tidak perduli apa yang dikerjakan dokter pada patahan tulang tersebut.pada permulaan akan terjadi perdarahan disekitar patahan tulang, yang disebabkan oleh terputusnya pembuluh darah pada tulang dan lapisan periosteum. Fase ini disebut fase hematoma.

Hematom ini kemudian akan menjadi medium pertumbuhan sel jaringan fibrosis dan vaskuler hingga hematom berubah menjadi jaringan fibrosis dengan kapiler di dalamnya. Jaringan ini yang menyebabkan fragmen tulang saling menempel. Fase ini di sebut fase jaringan fibrosis, dan jaringan yang menempelkan fragmen patahan tulang tersebut dinamakan callus fibrosa.

Ke dalam hematom dan jaringan fibrosis ini kemudian juga tumbuh sel jaringan mesenkim yang bersifat osteogenik. Sel ini akan berubah menjadi sel kondroblast yang membentuk kondroid yang merupakan bahan dasar tulang rawan. Pada tahap selanjutnya terjadi penulangan atau osifikasi.

Kesemuanya ini menyebabkan callus fibrosa berubah menjadi callus tulang. Fase ini disebut fase penyatuan klinis. Selanjutnya , terjadi penggantian sel tilang secara berangsur-angsur oleh sel tulang yang mengatur diri sesuai dengan garis tekanan dan tarikan yang bekerja pada tulang.

Fractures—Pathophysiology of Bone Repair

Kelompok 1 14


Mekanisme proses penyembuhan

Inflamasi

Inflamasi di mulai oleh rangsangan, baik akibat trauma maupun benda asing . pada inflamasi , trauma atau benda asing akan merangsang makropag menghasilkan berbagai sitokin yang akan merangsang produksi dan migrasi sel darah putih lainyake tempat inflamasi. Berbagai sitokin yang di hasilkan pada inflamasi merupakan stimulator yang kuat terhadap diferensiasi osteoklas dan resorpsi tulang oleh osteoklas. IL_1 dan TNF-α yang di hasilkan pada inflamasi akan merangsng osteoblas untuk mengekspresiakn RANKL dan M-CSF dan menghambat produksi OPG.dengan pengaruh IL_1 dan , TNF- α, akn meningkatkan diferensiasi makrofag menjadi osteoblas.

Pada fase alnjut dari inflamasi, akan terajdi pengarahan fibroblas yang akan menghasilkan matriks untuk mengisolasi benda asing penyebab inflamasi dari jaringan lain.persamaan proses ini denagn remodeling tulang adalah pengerahan osteoblas yang akan menutupi area resopsi.

FGF1 dan 2 adalah polipeptida ynag bersifat angiogenik dan berperan pada neovaskularisasi, penyembuhan dan reparasi tulang.FGF 1 dan 2 akan merangsang reflikasi sel tulang sengga populasi sel tersebut meningkat dan memungkinkan terjadinayasintesis kolagen tulang . walaupun demikian FGF tidak akanmeningkatkan diferensiasi osteblas secara langsung dan juga memiliki peran yang kecil pada resopsi tulang. Pada proses inflamasi terjadi neovaskularisasi yang di rangsang oleh FGF VEGF dan sitokin lainnya.

Kelompok 1 15


FARMAKOLOGI ARTHRITIS

Obat-obatan Oral Untuk ArtritisTerdapat lebih dari 100 medikasi dan obat-obatan yang digunakan dalam penanganan artritis, di antaranya adalah golongan:

NSAID

Obat-obatan analgesik

DMARD

Kortikosteroid

Obat-oobatan artritis

Obat-obatan osteoporosis

Bloker BRMs/TNF

Obat-obatan OTC

Obat penghilang nyeri

Inhibitor COX-2

Salisilat

Obat-obatan fibromyalgia

Obat tidur

Obat gout

Hyaluronat

Perelaksasi otot

Obat-obatan oartritis (arthritis drugs) digunakan oleh pasien sebagai salah satu bagian dari rencana terapi pasien. Respon pasien pasien terhadap obat-obatan artritis sangat bervariasi, jadi sangat sulit untuk menentukan obat mana yang akan menjadi obat-obatan yang paling efektif untuk artritis.

Kelompok 1 16


Berdasarkan analisis dari 7.945.910 resep rheumatologist pada januari-maret 2008, didapatkan 10 obat-obatan yang sangat sering digunakan, yaitu:

1. Methotrexate dan Asam Folat

2. Prednison

3. Plaquenil (hydroxychloroquine)

4. Vicodin (hydrocodone dan asetaminophen)

5. Ultram (tramadol)

6. Mobic (meloxicam)

7. Celebrex (celecoxib)

8. Flexeril (cyclobenzaphrine)

9. Lyrica (pregabalin)

Kelompok obat yang paling sering digunakan tersebut dikelompokkan ke dalam 5 kelas yang berbeda:

1. NSAID

2. Analgesik

3. Corticosteroid

4. DMARD (disease-modufying anti-rheumatoic drugs) non-biologis

5. DMARD biologis

Kelompok 1 17


KONTRAKSI DAN

MEKANISME OTOT

A. Secara Umum:1. Potensial aksi pada saraf motorik sampai ke ujung neuromuscular.2. Di ujung saraf, asetilkolin disekresikan dalam jumlah sedikit.3. Asetilkolin bekerja di area setempat pada membrane serat otot untuk membuka banyak saluran bergerbang asetilkolin.4. Saluran asetilkolin yang terbuka memungkikan ion Na mengalir ke dalam membrane serat otot pada titik terminal saraf sehingga akan timbul potensial aksi dalam serat otot.5. Potensial aksi kemudian menjalar di sepanjang serat otot.6. Potensial aksi kemudian menimbulkan sepolarisasi membrane yang kemudian menyebabkan reticulum sarkoplasma mengeluarkan ion Ca ke myofibril.7. Ion Ca dalam myofibril menimbulkan pergerakan filament aktin dan myosin yang menyebabkan kontraksi otot.8. Kurang dari satu detik kemudian, ion Ca dilepas dan dikembalikan ke reticulum sarkoplasma sampai ada potensial aksi selanjutnya.

Kelompok 1 18


B. Filamen Kontraktil1. Aktin, tersusun atas:a. Molekul globular G aktin Memiliki 1 molekul ADP yang digunakan untuk berinteraksi dengan jembatan silang myosin. Memiliki sisi aktif tenpat berikatan dengan kepala miosinb. 2 rantai fibrous actin (F aktin) Membentukuntai ganda double helix yang setiap perputarannya terdiri atas 13 G aktin. Terdiri atas 200 G aktinc. TropomyosinTropomiosin menutup sisi aktif di 7 G aktin pada setiap pilin double helix sehingga sisi aktifnya tidak dapat berikatan dengan myosin dan terjadi relaksasi otot.d. Troponin Troponin I: berafinitas tinggi terhadap aktin Troponin T: berafinitas tinggi terhadap tropomiosin. Troponin C: berafinitas tinggi terhadap ion Ca

Bagian dasar filament aktin disisipkan dengan kuat ke lempeng Z, sedangkan ujung lainnya menonjol ke dalam sarkomer yang berdekatan dan berada di ruang antar molekul.

Kelompok 1 19


2. Miosina. Memiliki 2 rantai berat yang saling berpilin dengan kepala menonjol di setiap ujungnya.b. Memiliki 2 rantai ringan pada setiap kepala

c. Bagian penting: Bagian kepala dapat berikatan dengan sisi aktif aktin membentuk cross bridges. Bagian kepala menempel pada bagian berpilin oleh lengan. Bagian kepala memiliki aktivitas ATPase untuk menghasilkan energy untuk membengkokkan lengan saat kontraksi sehingga filament aktin bergerak.d. Dibentuk oleh 200 atau lebih filament miosin tunggal.

Kelompok 1 20


C. Mekanisme Kontraksi dan relaksasi Otot Secara Molekular

1. Sebuah potensial aksi diproduksi di neuromuscular junction yang berjalan sepanjang sarkolema otot lurik, menyebabkan depolarisasi menyebar di sepanjang membrane tubulus T.

2. Depolarisasi pada tubulus T menyebabkan terbukanya voltage-gated Ca channels dan meningkatkan permeabilitas RS terhadap Ca, sehingga Ca keluar ke sarkoplasma.

3. Ca dalam sarkoplasma kemudian berikatan dengan protein troponin menyebabkan tropomiosin bergeser sehingga sisi aktif G aktin terbuka.

Kelompok 1 21


4. Kepala myosin kemudian berikatan dengan sisi aktif aktin membentuk cross-bridges dan kepala myosin melepas 1 molekul fosfat.

5. Energi di kepala myosin digunakan untuk menggerakkan kepala myosin menyebabkan aktin bergerak, dan ADP dilepaskan dari kepala myosin.

6. Kedua Z disk pada sarkomer saling mendekat, sehingga mempersempit H zone.

Kelompok 1 22


7. Sebuah molekul ATP berikatan dengan kepala myosin menyebabkan myosin melepaskan ikatan dengan sisi aktif aktin.

8. ATP dipecah menjadi ADP dan fosfat, namun masih berikatan dengan kepala myosin.

9. Bila Ca masih melekat pada troponin, maka cross-bridges akan terbentuk kembali, namun bila Ca sudah tidak melekat, terjadi fase relaksasi.

Kelompok 1 23


EXITASI – KONTRAKSI

OTOT SKELETAL

Potensial membran

1. Potensial membran terjadi akibat adanya difusi ion

2. Konsentrasi elektrolit di intrasel dan ekstrasel berbeda. Ion terpenting :

Natrium

Kalium

Chlorida

3. Membran sel bersifat permeabel

Susunan ion dalam cairan tubuh

Ion Intrasel Ekstrasel Keadaan istirahat

Natrium

Kalium

Klorida

12

155

3,8

145

4

120

- Permeabilitas K+ > Na+

- Potensial membran istirahat (-90 mV)

Potensial membran istirahat saraf

Potensial istirahat : - 90 mV (intrasel bermuatan lebih negatif daripada ekstrasel)

Na-K pump :

Suatu pompa elektronik ;Na+ (3 ion), K+ (2 ion)

Akibat : intrasel bermuatan negatif

Aliran Na-K melalui membran saraf

melalui saluran khusus

Saluran lebih permeabel terhadap K+

Kelompok 1 24


Kelompok 1 25


Voltage-Gate Na –K Channels

Saluran Na+

Punya 2 pintu à pintu aktif dan pintu inaktif

Tahap buka tutup pintu dimulai dari :

○ Pintu aktif buka

○ Pintu inaktif buka

○ Pintu inaktif tutup

Saluran K+

Proses berlangsung lambat

State :

○ Pintu aktif buka

○ Pintu aktif tutup

Potensial aksi saraf

Sinyal saraf ditransmisikan oleh potensial aksi

Muatan positif akan berpindah ke intrasel pada lokasi eksitasi dan segera kembali ke ekstrasel pada akhir eksitasi

Tahap-tahap potensial aksi :

Polarisasi

Depolarisasi

Repolarisasi

Kelompok 1 26


Proses konduksi rangsang di saraf

Penghantaran rangsang dari titik awal potensial aksi

searah à ujung akhir saraf : orthrodromik

berlawanan à ke ujung awal : antidromik

Cara : elektronik depolarisasi à perubahan polaritas membran di depan dan belakang tempat terjadinya rangsang

Kelompok 1 27


Ritmisitas jaringan peka rangsang

Potensial berulang merangsang potensial aksi selanjutnya

Normal terjadi pada :

denyut jantung

Peristaltik otot polos usus

Saraf à mengontol pernafasan

Nilai ambang cukup rendah

Permeable terhadap Na

Konduksi pada akson

Tanpa selubung myelin :

merambat, menyebar

lambat

Dengan selubung mielin :

melompat-lompat lewat nodus Ranvier à saltatory conduction

lebih cepat 50 x

Keuntungan saltatory conduction :

lebih cepat

hemat energi

hemat tempat

cocok untuk impuls frekuensi tinggi

Saltatory Conduction

Potensial aksi berjalan antar nodus

Aliran listrik mengalir hanya pada nodus Ranvier

Saluran voltage-gate Na+ lebih terbuka lebih cepat daripada saluran K+

Manfaat :

Meningkatkan kecepatan transmisi saraf

Hemat energi

Kelompok 1 28


Eksitasi Setiap faktor yang menyebabkan perpindahan Na melalui membran ke intrasel

Sumber eksitasi :

Tekanan mekanis à saraf sensoris

Neurotransmitter à sinaps, neuromuscular junction

Aliran listrik à otot jantung, usus

Kelompok 1 29


Potensial aksi di otot rangka

Terjadi pada :

Motor end plate

Sarkolema

T-Tubulus

Sisterna

Hasil : pelepasan Ca++ ke miofilamen

Proses seperti pada saraf

Kelompok 1 30


HUBUNGAN NEUROMUSCULAR

Serat otot rangka disarafi oleh serat saraf besar dari motoneuron dari medula spinalis => serat-serat saraf bercabang beberapa kali => merangsang beberapa ratus serat otot rangka => ujung-ujungnya membuat sambungan neuromuscular => ketika serat otot mendekati pertengahan serat => potensial aksi serat menjalar dalanm 2 arah menuju ujung-ujung serat otot.

Neuromuscular => serat saraf yang bercabang => kompleks terminal cabang saraf => invaginasi ke dalam serat otot (diluar membran) => terminal akson memiliki banyak mitokondria yang menyediakan energi untuk sintesis transmiter perangsang (asetilkolin)

Asetilkolinesterase => merusak asetilkolin

Impuls saraf => sambungan neuromuscular => potensial aksi (depolarisasi) menyebar ke seluruh terminal => saluran kalsium bergerbang voltase terbuka => difusi ion kalsium ke bagian dalam terminal => ion Ca menarik vesikel asetilkolin ke membran saraf => asetilkolin keluar ke celah saraf dengan eksositosis.

Kompleks reseptor => 5 protein subunit : 2 protein alfa dan masing-masing 1 protein beta, delta. Dan gamma.

Saluran akan terbuka jika 2 molekul asetilkolin melekat secara berurutan pada dua protein subunit alfa.

Asetilkolin => diameter besar => memungkinkan ion (+) masuk : Na, K, dan Ca.

Kelompok 1 31


Lebih banyak ion Na yang mengalir melalui saluran asetilkolin karena :

Hanya ada 2 ion utama yang cukup besar memberi pengruh muatan kuat (Na di cairan ekstraseluler; K di intraseluler)

Nilai potensial (-) pada bagian dalam membran otot menarik ion-ion Na ke dalam serat

Kesemuanya menimbulkan perubahan potensial setempat pada membran serat-serat otot (potensial kempeng akhir) => potensial aksi => kontraksi otot

PEMBUANGAN ASETILKOLIN

Asetikolin dibuang dengan 2 cara :

1. Dihancurkan oleh enzim asetilkolinesterase

2. Difusi keluar dari ruang sinaptik dan tidak lagi tersedia untuk bekerja pada serat otot

Kesemuanya mencegah perangsangan otot kembali dan dipulihkan dari potensial aksi.

POTENSIAL AKSI

Untuk menimbulkan kontraksi => arus listrik harus menembus ke semua miofibril yang terpisah => dicapai melalui penyebarab di sepanjang tubulus transversus (tubulus T) => yang berjalan dari satu sisi ke sisi yang lain => retikulum sarkoplasmik segera melepas ion-ion Ca ke semua miofibril => kontraksi (mekanisme eksitasi-kontraksi)

Kelompok 1 32


RETIKULUM SARKOPLASMA

Tubulus vesikuler => mempunyai ion-ion Ca dalam konsentrasi tinggi dilepas jika potensial aksi terjadi di tubulus T yang berdekatab => ion Ca yang dilepaskan berdifusi ke myofibril yang berdekatan, tempat ion Ca berikatan kuat dengan Troponin C sehingga akan kontraksi.

Kontraksi otot berlangsung => selama konsentrasi ion-ion Ca myofibril tetap tinggi => jika potensial aksi berhenti => pompa Ca yang ada di dinding retikulum sarkoplasma (yang terus - menerus aktif) => akan memompa ion-ion Ca keluar dari myofibril kembali ke tubulus sarkoplasma.

Retikulum sarkoplasma => memiliki protein bernama calsequestrin yang berguna mengikat Ca 40x lebih banyak dari ikatan ionik sehingga mengikat ion Ca lebih banyak.

Pemindahan Ca ke dalam retikulum => pengosongan total ion-ion Ca dalam cairan myofibril => konsentrasi ion Ca dalam derajat rendah (kecuali sesaat setelah potensial aksi).

Perangsangan penuh sistem tubulus T-retikulum sarkoplasma => akan banyak ion Ca yang dilepas => untuk meningkatkan konsenrrasinya dalam myofibril sampai sekian molar konsentrasi => lalu ion akan dikosongkan lagi. Pulsasi Ca dalam serat otot rangka berbeda-beda, tergantung komposisi dan sifat serat ototnya, tapi pada umumnya terjadi 1/20 detik.

Kelompok 1 33


METABOLISME OTOT

A. OTOT MELAKSANAKAN TRANSDUKSI ENERGI KIMIA MENJADI ENERGI MEKANIS

Otot merupakan transduser (mesin) biokimiawi utama yang mengubah energi potensial (kimia) menjadi energi kinetic (mekanis). Otot, yaitu jaringan tunggal yang terbesar di dalam tubuh manusia, membentuk kurang dari 25% massa tubuh pada waktu lahir, lebih dari 40% pada usia dewasa muda dan kurang dari 30% pada orang dewasa yang lebih tua.

Sebuah transduser kimia-mekanis yang efektif harus memenuhi beberapa persyaratan

1. Harus ada pasokan energi kimia yang konstan. Dalam otot vetebrata, ATP dan kreatin fosfat memasok energi kimia

2. Harus ada sarana untuk mengatur aktivitas mekanis-yaitu kecepatan, lama dan kekuatan konstraksinya pada otot.

3. Mesisn tersebut harus dihubungkan dengan operator , suatu persyaratan yang dalam system biologic dipenuhi oleh system saraf

4. Harus ada cara untuk mengembalikan mesisn tersebut kepada keadaan semula.

B. SARKOPLASMA SEL OTOT MENGANDUNG ATP, FOSFOKREATIN DAN ENZIM GLIKOLISIS

Otot lurik (skeletal muscle) tersusun dari sel serabut otot multinukleus yang dikelilingi oleh membran plasma yang bisa dirangsang oleh arus listrik, yaitu sarkolema.sebuah sel serabut otot , yang dapat memanjang mengikuti seluruh panjang otot, mengandung berkas sejumlah myofibril yang tersusun pararel dan terbenam di dalam cairan intrasel yang dinamakan sarkoplasma. Di dalam cairan ini terdapat glikogen, senyawa ATP berenergi tinggi serta serta fosfokreatin dan sejumlah enzim yang diperlukan untuk glikolisis.

Kelompok 1 34


C. PEMEBENTUKAN ENERGI

ATP yang diperlukan sebagai sumber energi konstan untuk siklus kontraksi-relaksasi otot yang dapat dihasilkan

a) Melalui glikolisis dengan menggunakan glukosa darah atau glikogen otot

b) Melalui fosforilasi oksidatif

c) Dari kreatin fosfat

d) Dari 2 molekul ADP dalam sebuah reaksi yang dikatalisis oleh enzim adenilil kinase

Jumlah ATP dalam otot skeletal hanya cukup untuk menghasilkan energi untuk kontarksi selama 1-2 detik sehingga ATP harus selalu diperbaharui dari satu atau lebih sumber diatas menurut keadaan metaboliknya. Karena itu terdapat dua tipe serabut yang berbeda dalam otot skeletal, yaitu tipe yang satu aktif dalam kondisi aerob dan tipe lainnya dalam keaadaan anaerob, dan penggunaan setiap sumber energi dalam taraf yang berlainan

Sarkoplasma otot skeletal mengandung simpanan glikogen yang besar dan terletak dalam granul di dekat pita I. pelepasan glukosa dari glikogen bergantung pada enzim glikogen fosforilase otot yang spesifik, yang diaktifkan oleh ion kalsium, epinefrin dan AMP.

Kelompok 1 35


Untuk menghasilkan glukosa 6-fosfat bagi keperluan glikolisis dalam otot skeletal, enzim glikogen fosforilase b harus diaktifkan dahulu menjadi fosforilase a lewat reaksi fosforilasi oleh enzim fosforilase b kinase. Ion kalsium akan meningkatkan aktivasi enzim fosforilase b kinase yang juga melalui reaksi fosforilasi. Jadi, ion kalsium akan meningkatkan konstraksi otot maupun mengaktifkan sebuah lintasan untuk menghasilkan energi yang dibutuhkan. Hormon epinefrin juga mengaktifkan glikogenolisis di dalam otot. AMP yang diproduksi melalui pemecahan ADP selama terjadi latihan otot dapat pula mengaktifkan enzim fosforilase b tanpa menimbulkan reaksi fosforilasi.

Dalam keadaan aerob ,otot mengasilkan ATP terutama lewat fosforilasi oksidatif. Sintesis ATP lewat fosforilasi oksidatif memerlukan pasokan oksigen. Otot yang sangat membutuhkan oksigen sebagai akibat dari kontarksi yang terus-menerus akan menyimpan oksigen dalam bentuk moietas heme dari myoglobin. Karena moietas heme , otot yang mengandung myoglobin akan berwarna merah sementara otot yang kurang atau tidak mengandung myoglobin berwarna putih. Glukosa yang berasal dari glukosa darahatau dari glikogen endogen, dan asam lemak yang berasal dari triasilgliserol pada jaringan adiposa, merupakan substrat utama yang digunakan bagi metabolisme aerob dalam otot.

Kreatin fosfat merupakan simpanan energi yang utama di otot. Kreatin fosfat mencegah deplesi ATP yang cepat dengan menyediakan fosfat energi tinggi yang siap digunakan untuk menghasilkan kembali ATP dari ADP. Kreatin fosfat terbentuk dari ATP dan kreatin pada saat otot berada dalam keadaan relaksasi dan kebutuhan akan ATP tidak begitu besar. Enzim yang mengkatalis fosforilasi kreati adalah kretain kinase(CK), yaitu enzim spesifik otot yang dalam klinik digunakan untuk mendeteksi penyakit otot yanga kut atau kronis.

Adenilil kinase melakukan interkonversi adenosin mono-,di- dan trifosfat. Adenilil kinase megkatalisis pembentukan satu molekul ATP dan satu molekul AMP dari dua molekul ATP. Reaksi ini dirangkaikan dengan hidrolisis ATP oleh miosin ATPase pada saat kontraksi otot. AMP yang dihasilkan di atas dapat mengalami deaminase oleh enzim AMP deaminase dengan membentuk IMP dan ammonia

Kelompok 1 36


AMP + H2O→IMP +NH3

Jadi, otot merupakan sumber ammonia yang akan dikeluarkan lewat siklus urea dalam hepar. Enzim 5’-nukleotidase dapat juga bekerja pada AMP , sehingga menyebabkan hidrolisis fosfat dan menghasilkan adenosin

AMP + H2O→Adenosin + Pi

Adenosin bekerja sebagai vasodilator yang meningkatkan aliran darah dan pasokan nutrient pada otot. Selanjutnya, adenosin merupakan substrat bagi enzim adenosin deminase yang menghasilkan inosin dan ammonia

Adenosin + H2O→Inosin + NH3

AMP, Pi, dan NH3 yang terbentuk selama berbagai reaksi di atas berlangsung akan mengaktifkan enzim fozfofruktokinase-1 (PFK-1) sehingga meningkatkan laju glikolisis dalam otot yang sedang melakukan gerakan cepat seperti pada saat lari cepat.

Secara umum metabolisme otot dapat digambarkan sebagai berikut

Otot rangka berfungsi dalam keadaan aerob(istirahat) dan anaerob(missal,lari,sprint), sehingga glikolisis aerob maupun anaerob, keduanya bekerja menurut keadaan.

Otot rangka mengandung myoglobin sebagai tempat simpanan oksigen

Otot rangka mengandung berbagai tipe serabut yang terutama disesuaikan dengan keadaan anaerob (serabut kedut cepat) dan aerob (serabut kedut lambat)

Aktin, miosin, tropomyosin, kompleks troponin (TpT,TpI,dan TpC), ATP, dan ion kalsium merupakan unsure penting sehubungan dengan kontraksi

Ca2+ ATPase, saluran pelepasan ion kalsium, dan kalsekuestrin adalah protein yang terlibat dalam berbagai aspek metabolisme ion kalsium di dalam otot

Kelompok 1 37


Insulin bekerja pada otot rangka untuk meningkatkan ambilan glukosa

Dalam keadaan kenyang, sebagian besar glukosa digunakan untuk menyintesis glikogen, yang bekerja sebagai tempat penyimpanan glukosa untuk digunakan pada latihan fisik; “preloading” dengan glukosa digunakan oleh beberapa atlet lari jarak jauh untuk membnagun simpanan glikogen

Epinefrin menstimulasi glikogenolisis dalam otot rangka, sedangkan glucagon tidak, karena tidak ada reseptornya

Otot rangka tidak dapat berperan langsung pada glukosa darah karena tidak memilki glukosa 6-fosfatase

Laktat yang dihasilkan metabolisme anaerob pada otot rangka akan dibawa ke hati, yang digunakan untuk menyintesis glukosa yang kemudian dapat kembali ke dalam otot (siklus Cori)

Otot rangka mengandung fosfokreatin, yang bekerja sebagai cadangan energi untuk keperluan jangka pendek(sekunder)

Asam lemak bebas dalam plasma merupakan sumber energi utama, khususnya pada lari marathon dan kelparan yang lama

Otot rangka dapat menggunakan badan keton selama kelaparan

Otot rangka adalah tapak utama metabolisme asam amino rantai bercabang, yang digunakan sebagai sumber energi

Proteolisis otot selama kelaparan akan memasok asam-asam amino untuk gluconeogenesis

Asam amino utama yang dikeluarkan dari otot adalah alanin(ditujukan terutama untuk gluconeogenesis di hati dan melakukan sebagian siklus glukosa-alanin) dan glutamin (ditujukan terutama untuk usus dan ginjal)

Kelompok 1 38


DAFTAR PUSTAKA

Appley,A.G and Louis Solomon.(1995).Terjemahan Ortopedi dan Fraktur

Sistem Appley ( edisi ke7).Widya Medika.

Chusid, J.G.(1993).Neuroanatomi Korelatif dan Neurologi Fungsional (edisi

empat).Yogyakarta : Gajah Mada University Press.

Gerhardt, j. John and Russe, A. Cotto.(1995). International SFTR Method of

Measuring and Recording Joint Motion. Stugart : Hans huber Publiser.

Guyton & Hall, Textbook of Medical Physiology, available in

server.fkunram.edu/fisiologi

Hassenkam ,Marie.(1999). Soft Tissue Injuries. In Atkinson Karen,

et.all.Physioterapi in Orthopaedic.Philadelpia : F.A davis Company.

Kenneth S. Saladin. 2007. Anatomy & Physiology, the Unity of Form and

Function. Fourth Edition. available in server.fkunram.edu/anatomi fisiologi

Keith L. Moore, Athur F. Dalley. 5thEd. 2006.Clinically Oriented Anatomy.

Kisner,Carolyn and Lynn Colby. (1996). Therapeutic Exercise Foundation and

Techniques ( third edition). Philadelphia : F.A Davis Company.

Kumar, et. All. (1992). Basic Pathology (fifth edition). Philadelpia :W. B Saunder

Company.

Lachmann, Sylvia. (1988). Soft Tissue Injuries in Sport. London : Blackwell

scientific Publication.

Leeson dan Leeson. 2000. Buku Ajar Histologi. Penerbit EGC : Jakarta

Kelompok 1 39


Mc Rae,Ronald. (1994) . Practical Fracture Treatment ( third edition).

Hongkong.

Murray, Robert K, Granner, Daryl K, etc, 2007 Biokimia Harper. Penerbit EGC,

Jakarta

Norkin,C.Chynthia and D. Joice White. (1995). Measurement of Joint Motion a

Guide to Goniometry ( second edition). Philadelphia : F.A Davis Company.

Rasjad, Chairuddin. 2007. Pengantar Ilmu Bedah Ortopedi. Yarsit Watampone,

Jakarta

Robbins and Cotranz. 2005. Bone, Joint and Soft Tissue in Pathologic Basic of

Disease, 2nd ed. Elsevier Sanders.

Seeley, Stephens,Tate, 2004, Anatomy and Physiology,Sixth Edition, The

McGraw−Hill Companies, available in server.fkunram.edu/anatomy

fisiologi.

Sjamsuhidayat. 2003. Ilmu Bedah. EGC, Jakarta

Springfield, D.2005. Orthopaedies. in Schwartz’s Principle of Surgery. *th ed.

McGrawHill

Sobotta. 2005. Atlas Anatomy Manusia ed 25, EGC Jakarta

Kelompok 1 40

Anatomi,Fisiologi, Patologi Persendian(Arthritis)

Documents

Transcript of Anatomi,Fisiologi, Patologi Persendian(Arthritis)