Biolistrik Dan Otot

7/29/2019 Biolistrik Dan Otot

1/60


2/60


3/60

Fisik Dasar Potensial Membran

Potensial membran disebabkan oleh difusi.

Konsentrasi ion K+ dalam membran sangat tinggi,

bagian luar sangat rendah. Diasumsikan membran

sangat permeabel terhadap ion K+ tidak terhadapion lain. Jadi ion kalium cenderung difusi ke luar,

terbentuk elekropositif di luar dan elektro

negatif didalam. Dengan perbedaan potensial

94 milivolt, negatif didalam.

Serat saraf tidak ada transport aktif ion Natriumdan Kalium


4/60

Fisik Dasar Potensial Membran

Fenomena yang sama terjadi pada ion Na+

Konsentrasi ion Na+ tinggi di luar dan rendah didalam membran.

Pada saat ini membran sangat permeabelterhasdap ion Na+, tidak terhadap ion lain.

Terjadi potensial membran meningkat cukup tinggidalam beberapa mili detik untuk menghambat

difusi ion Na selanjutnya.Pada saat ini perbedaan potensial membran

61 milivolt negatif didalam


5/60

Perhitungan Potensial Difusi

Bila membran bersifat permeabel terhadap

beberapa macam ion, perkembangan potensial

akibat proses difusi bergantung pada 3 faktor:

1.Polarisasi muatan listrik tiap ion.

2.Permeabilitas membran (p) terhadap ion-ion.

3.Konsentrasi ion (c) di dalam (i) dan diluar

membran (e).


6/60

Pengukuran Potensial Membran

Pengukuran potensial membran secara teori

sifatnya sederhana, tetapi secara praktik sering

kali sulit, karena kebanyakan serat berukuran kecil.

Dengan menggunakan elektrode indiferent

ditempatkan di dalam cairan ekstraselluler,

diameter elektroda 1 milimeter, tahanan 1 miliyard

Ohm.Agar dapat merekam perubahan potensial yang

cepat, elektroda dihibungkan dengan osiloskop


7/60

Osiloskop Sinar Katoda

Agar dapat merekam perubahan potensial yang

cepat, elektroda dihibungkan dengan osiloskop

Osiloskop: Dipergunakan untuk mengukur

kegiatan istrik sel sehat.


8/60


9/60

Potensial Membran Saraf Istirahat

Pada serat saraf besar tidak menjalarkan sinyal

saraf = - 90 milivolt.

potensial didalam serat saraf 90 milivoltlebih negatif dari pada potensial di dalam cairan

ekstraselluler luar saraf.


10/60

Pompa Na+ - K+

Transport aktif Na+ - K+ merupakan pompa

elektrogenik karena lebih banyak ion positif

dipompa keluar dari pada ke dalam (3 ion Na+

dipompa keluar dan 2 ino K+ ke dalam)


11/60

Asal Potensial Membran Istirahat

Potensial membran istirahat berasal dari:

1.Potensial difusi kalium

2.Difusi natrium3.Pompa Na+ - K+


12/60

Potensial Aksi Saraf

Sinyal saraf dihantarkan melalui potensial aksi

yang merupakan perubahan cepat potensial

membran


13/60

Urutan Tahap Potensial Aksi

1. Potensial Istirahat:

Membran dalam keadaan terpolarisasi selama

tahap ini karena potensial membran negatif yang besar.

2.Tahap Depolarisasi:

Membran tiba-tiba menjadi permeabel terhadap ion Na+,

Na+ masuk kedalam ke dalam akson.

Keadaan polarisasi normal 90 milivolt hilang,

Potensial meningkat dengan cepat ke arah positif.

depolarisasi, potensial membran bisa melampauinol/sedikit positif.


14/60

3. Tahap Repolarisasi

Dalam waktu beberapa puluh ribu milidetik setelah

membran sangat permeabel terhadap Na+, saluran

natrium tertutup, saluran K+ terbuka lebih dari

normal. Terjadi difusi ion kalium yang berlangsung

cepat ke bagian luar akan membentuk potensial

membran istirahat negatif normal.

Peristiwa ini disebut repolarisasi.


15/60

Gerbang Voltase Saluran Natrium

dan Kalium

Gerbang voltase saluran natrium pelaku utama

peristiwa depolarisasi dan repolarisasi membran

saraf.

Gerbang voltase saluran kalium juga berperan

penting meningkatkan kecepatan repolarisasi.

Kedua saluran bergerbang voltase ini akan me-

nunjang pompa Na+-K+ dan saluran bocor

Na+-K+


16/60

Kebocoran Natrium dan Kalium

Membran Saraf

Suatu protein membran sel yang dilalui oleh

ion Natrium dan ion Kalium dan mengalami

kebocoran, disebutsalurankebocoran

natrium-kalium. Penekanan pada kebocoran kalium.

Rata-rata saluran lebih permeabel terhadap

kalium (sekitar 100 kali lebih permeabel).


17/60


18/60

0 mV

-55 mV

-70 mV

-85 mV

+20 mV

A B

C

D

E

A - B: masa laten

a dan b : depolarisasi

c

c: hiperpolarisasi

a


19/60

Otot Rangka

Otot rangka dibentuk

oleh sejumlah seratyang berdiameter

10 80 mikrometer,

masing masing

serat terbuat dari

rangkaian subunityang lebih kecil


20/60

Jaringan otot

Sel-sel otot seperti juga Neuron, merupakan

jaringan peka rangsang. Dapat dirangsang secara

kimiawi, listrik dan mekanik untuk membangkitkan

potensial aksi.

Otot secara umum dibagi atas 3 jenis: otot rangka,

Otot jantung dan otot polos.Kira-kira 40 % dari seluruh tubuh terdiri otot rangk

dan mungkin 10 % lainnya adalah otot polos dan

otot jantung.


21/60

M o r f o l o g iOrganisasi

Otot rangka tersusun dari seat-serat otot yang

merupakanbalok penyusun(building blocks).Hampir seluruh otot rangka berawal dan berakhir

di tendo, dan tersusun sejajar diantara ujung -

ujung tendo, sehingga daya kontraksinya setiap

unit saling memperkuat.

Mekanisme kontraksi tergantung dari protein:

Protein Miosin, Aktindan Tropomiosindan

Troponin.


22/60

Sarkolema:Membran sel serat otot disebut juga membran plasma

Miofibril: filamen aktin dan miosinSetiap serat otot mengandung beberapa ratus s/d ribu miofibril

pada potongan melintang berupa bulatan-2 kecil.

Setiap miofibril: - memiliki sekitar 1500 filamen miosin (filamen

tebal &

- 3000 filamen aktin (filamen tipis)

Sarkolema


23/60

Filamen tebal dalam diagram: adalah filamen miosin (G)Filamen tipis dalam diagram: adalah filamen aktin (F)

Pita I pita terang yang hanya mengandung filamen aktin

Pita A pita gelap mengandung filamen miosin dan juga

filamen aktin tempat mereka bertumpang tindih.Tonjolan tonjolan kecil pada filamen miosin ini merupa

kan jembatan penyeberangan.

Lempeng Z tempat melekatnya filamen aktin, merupakan

protien filamentosa berjalan menyilang melewati miofibril

Melekatkan miofibil satu dengan yang lainnya.


24/60

Sarkoplasma:Miofibril-miofibril terpendam dalam serat otot didalam

suatu metriks disebut sarkoplasma, yang terdiri dari

unsur intraselluler.

Cairan Sarkoplasma mengandung:

K, Mg, Fosfat, Enzim protein, Retikulum sarkoplasma.

Didalam sarkoplasma banyak terdapat retikulum

endoplasma, yang didalam otot disebut retikulum

sarkoplasmik.

Retikulum ini mempunyai susunan khusus penting

untuk pengaturan kontraksi.

Sarkoplasma


25/60

Mekanisme kontraksi otot rangka

1.Potensial aksi berjalan dari saraf motorik dan ujungnyasampai ke serat otot.

2. Pada setiap ujung nya saraf mensekresi neurotrans

miter Asetilkolin

3. Asetilkolin menyebabkan terbukanya gerbang ion

pada membran serat otot,ion Na masuk ke dalam otot

4. Ion Na+ mengalir kedalam membran serat otot menye-

babkan timbulnya potensial aksi otot. Potensial aksi

otot berjalan sepanjang membran serat otot


26/60

Mekanisme kontraksi otot rangka

5. Potensial aksi akan menyebabkan timbulnya

depolarisasi membran serat otot, dan juga berjalan

secara dalam di dalam serat otot, menyebabkan

sarkoplasma melepaskan Ca+

6.Ion Ca+ menimbulkan kekuatan menarik antara filamen

Aktin dan miosin, yang menyebabkan bergerak bersama

sama menghasilkan kontraksi

7. Setelah kurang dari satu detik Ca+ dipompa kembali ke

dalam retikulum sarkoplasma.tempat ion-2 ini disimpan

pengeluaran Ca+ ini menyebabkan kontraksi berhenti


27/60


28/60


29/60


30/60


31/60

1.Kontraksi isometrik:

Kontraksi otot tanpa terjadi pemendekan yang berarti(dengan ukuran yang sama atau panjang yang sama).

Kontraksi ini terjadi pada mengangkat beban berat

tak terangkat (misal: mengangkat meja, almari)

2. Kontraksi isotonik:

Kontraksi otot dengan melawan beban tetap, dengan

Pemendekan otot (tegangan sama). Kerja merupakanhasil perkalian gaya dan jarak, jadi kontraksi isotonik

menghasilkan kerja.


32/60


33/60


34/60

Sumber Energi Otot

Kontraksi otot membutuhkan energi, dan otot

disebut sebagai mesin pengubah energi kimia

kerja mekanis. Energi dari derivat fosfat organik berenergi tinggi (ATP) dari metabolisme karbohidrat dan

Lipid.


35/60


36/60

Otot polos

Otot polos terdiri atas banyak sekali serat kecil,

Umumnya berdiameter 2 s/d 5 mikrometer dan

panjangnya 20 500 mikrometer

Otot polos dari tiap organ berbeda dengan organ

lain dalam beberapa hal:

-Ukuran fisik-Susunan untuk membentuk berkas

-Respon terhadap berbagai rangsang

-Sifat persyarafan

-Dan fungsi.


37/60


38/60


39/60


40/60


41/60


42/60

Otot Jantung

Serat lintang otot jantung serupa dengan otot rangka

dan terdapat garis garis Z, banyak mitokondria

panjang berdekatan dengan miofibril otot

Serat otot bercabang dan saling menguatkan( interdigitate), tetapi masing-masing merupakan unit lengkap

dikelilingi oleh membran sel.


43/60


44/60

Otot Jantung

Tempat pertemuan membran sel serat-serat yang

berdekatan ini memungkinkan otot jantung bekerja

menyerupai sinsitium.Kontraksi satu serat otot jantung menyebabkan

kontraksi otot jantung yang lain

(HK: all or none / gagal atau tuntas)

Kontraksi otot jantung sama dengan kontraksi

otot rangka, memerlukan: ATP, Ca+, Na+, dll


45/60


46/60


47/60

Refraktur Relatif

Terjadi segera setelah refraktur absolut (1/3 atau

periode refraktur absolut) serat dapat dirangsang

bila rangsang lebih besar dari normal.

Karena:1.Beberapa saluran Na+ masih belum kembali dari

keadaan in aktif nya.

2. Saluran K+ terbuka lebar sehingga banyak ion K+

mengalir keluar.


48/60

Proses Depolarisasi Otot Jantung

1.Saluran Na+ teraktivasi bervoltase biasa

(aktifasi cepat).

2. Saluran Ca+ Teraktivasi bervoltase, membuka

secara lambat (saluran lambat).


49/60


50/60


51/60


52/60


53/60


54/60


55/60


56/60


57/60

Biolistrik Nerst Equaion


58/60

Nerst Equation

E = 61log

E = equilibrium potensial for ion in mV

61= constanta that incorporates the universal gas

constan (R), absolute temperatur (T), the ion valensi(z), and an electrical constant know as Faraday (F).

61=RT/zF.

Co= consentration of the ion outside the cell inmillimol/liter (millimolar;mM)

C1=consentration of the ion inside the cell in mM

N E i


59/60

Nerst Equation

Given that the ECF [K+] 5mM ICF [K+] 150mM

EK = 61 log

= 61 log , log of = -1.477

EK = 61 (-1.477) EK = -90mV- 90 mV = Concentration Gradient outward

Electrical Gradient inward

5mM

150 mM

1

301

30

Laurale Sherwood. Human Physiology


60/60

ion condition gradient Direction of

gradient

K

EK

(-90 mv)

Consentration gradient

Electrical gradient

Outward

Inward

Na

ENa

(=60 mV)

Concentration gradient

Electrical gradient

Inward

outward

K

Resting potensial

(-70 mV


Electrical gradient

Outward

Inward

Na

Resting potensial

(-70 mV)


Electrial gradient

Inward

Inward

Concentration and Electrical Gradient for K and Na at

Equilibrium Potensial (E) and Resting Potnsial

Biolistrik Dan Otot

Documents

Transcript of Biolistrik Dan Otot