Blok 5 Tulang & Otot

Makalah PBL

Blok 5 Skenario 4

Ekstremitas Inferior serta Hubungannya

dengan Atrofi & Hipotonus

Karina Patricia

102010157

C-6

26 Maret 2011

Ekstremitas Inferior serta Hubungannya dengan Atrofi dan Hipotonus

Karina Patricia (102010157/C-6)

Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Jalan Arjuna Utara No. 6 - Jakarta Barat 11470

Email: [email protected]

Pendahuluan

Dalam tubuh terdapat beberapa jaringan, yaitu jaringan epitel, ikat atau penyokong, otot,

saraf, dan vaskuler. Dan yang menjadi garis besar pembahasan kali ini adalah jaringan tulang

dan otot. Tulang-tulang kita membentuk kerangka kokoh yang memberi tubuh bentuk dan

kekuatan. Kerangka memungkinkan kita berdiri tegak, bergerak, dan mengangkat benda.

Kerangka juga melindungi organ dalam yang mudah rusak. Jantung dan paru-paru kita

misalnya, dikelilingi oleh jeruji kuat tulang rusuk.

Sementara itu tulang-tulang kita juga diperlengkapi oleh jaringan otot yang membantu

pergerakannya. Jaringan otot yang merupakan spesialis kontraksi menempati proporsi yang

besar dalam jaringan tubuh yang aktif. Otot orang dewasa yang normal menempati dua

perlima berat badannya. Otot juga merupakan jaringan terbesar yang ada dalam tubuh

manusia. Namun, selalu ada resiko ketidaknormalan dalam suatu jaringan yang normal. Lebih

lanjut lagi setelah mempelajari fisiologinya, akan dibahas mengenai beberapa keabnormalan

jaringan dalam tubuh, khususnya atrofi dan hipotonus.

Tulang

Tulang kita adalah jaringan hidup yang terus-menerus diperbarui. Tulang terbuat dari

koleagen dan mineral. Kolagen memberi tulang kemampuan meredam kejut, sementara

mineral seperti misalnya kalsium, fosfor, dan magnesium menjadikan tulang kuat.[1] Tulang

2 | Ekstremitas Inferior serta Hubungannya dengan Atrofi & Hipotonus – M a k a l a h B l o k 5

dibagi menjadi dua, yakni tulang rawan (kartilago) dan tulang keras (yang membentuk

kerangka tubuh).

Jenis-jenis

o Tulang Rawan (Kartilago)

Tulang rawan (kartilago) adalah tulang yang mengandung sel-sel (fibroblas,

kondroblas, dan kondrosit), serat (kolagen dan elastis), dan substansi dasar

yang amorf (kondroitin sulfat dan hialuronat). Kartilago mempunyai banyak

unsur aselular dan tidak mempunyai pembuluh darah dan saraf. Fungsinya

adalah khas membentuk jaringan skelet untuk janin, kebanyakan tulang orang

dewasa sebagai model tulang rawan selama kehidupan fetal.[2] Ada 3 jenis

tulang rawan, yakni:

Tulang rawan hialin, adalah jaringan opak kebiruan dan seperti susu.

Mengandung serat-serat kolagen dan jala-jala elastin yang terpisah-

pisah di dalam substansi intraselular. Tulang rawan hialin ada pada

ujung ventral iga; pada laring, trakea, dan bronki; dan pada permukaan

sendi tulang. Juga terdapat pada lempeng epifisis di tulang janin dan

anak yang sedang tumbuh.

Tulang rawan elastin, sangat berbeda dengan hialin maka kartilago

elastin ini berwarna kuning dan tidak mengandung endapan kalsifikasi.

Substansi interselular ini banyak mengandung serabut-serabut elastin

dan sedikit serat kolagen. Besarnya perbandingan serabut elastis ini

membuat jenis tulang rawan ini lentur dan elastis. Ditemukan pada

telinga, epiglotis, dan sebagian laring.

Tulang rawan fibrokartilago, terdiri atas beberapa serat kolagen yang

tersusun teratur, banyak seperti tendo dan karena itu tampak seperti

sejenis jaringan antara tendo dan tulang rawan (jaringan penyambung).

Lebih banyak mengandung berkas serabut kolagen. Ditemukan

terutama pada bagian diskus intervertebralis dan simfisis pubis. [2-3]

o Tulang Keras3 | Ekstremitas Inferior serta Hubungannya dengan Atrofi & Hipotonus – M a k a l a h B l o k 5

Tulang sebagai suatu jaringan terdiri dari sel-sel tulang, osteosit, substansi

dasar, serabut kolagen, substansi semen, dan berbagai macam garam. Substansi

dasar dan serabut-serabut kolagen membentuk substansi interselular, osteoid.

Serabut-serabut merupakan bagian zat organik, sedangkan garam-garam

merupakan unsur organik.[3] Tulang keras dibagi menjadi beberapa jenis

berdasarkan bentuknya,[1] yakni:

Tulang panjang, terdapat pada lengan dan kaki. Tulang panjang

bekerja seperti tuas dan bisa digunakan untuk menggerakkan tubuh.

Tulang pendek, yang berbentuk seperti kotak. Terletak pada

pegelangan tangan dan kaki dan memiliki kekuatan lebih besar

dibandingkan tulang panjang. Memungkinkan gerakan-gerakan

terbatas.

Tulang pipih, berbentuk datar pada tengkorak. Berguna untuk

memberikan wadah perlindungan bagi otak. Tulang belikat merupakan

contoh lain dari tulang pipih.

Tulang dengan bentuk tidak beraturan, adalah tulang tertentu yang

memiliki bentuk khas untuk membantunya menopang bagian-bagian

tubuh tertentu. Contohnya tulang belakang, yang tersusun berangkai

melingkari seluruh urat saraf tulang belakang. Tulang dengan bentuk

tidak beraturan juga terdapat di panggul, pinggul, dan wajah.

Pada pembahasan kali ini, akan lebih difokuskan kepada rangka gerak bawah (ekstremitas

inferior yang terdiri atas pelvis, femur, tibia, fibula, tarsal, metatarsal, dan tulang-tulang

phalangs.[4]

Struktur Makro

o Pelvis

Pelvis terdiri atas sepasang tulang panggul (hip bone) yang merupakan tulang

pipih. Masing-masing tulang pinggul terdiri atas 3 bagian utama yaitu ilium,

pubis dan ischium. Ilium terletak di bagian superior dan membentuk artikulasi


dengan vertebra sakrum, ischium terletak di bagian inferior-posterior, dan

pubis terletak di bagian inferior-anterior-medial. Bagian ujung ilium disebut

sebagai puncak iliac (iliac crest). Pertemuan antara pubis dari pinggul kiri dan

pinggul kanan disebut simfisis pubis. Terdapat suatu cekungan di bagian

pertemuan ilium-ischium-pubis disebut acetabulum, fungsinya adalah untuk

artikulasi dengan tulang femur.

Gambar 1. Tulang Panggul (Os. Sacrum)

o Femur

Femur merupakan tulang paha, yang di bagian proksimal berartikulasi dengan

pelvis dan dibagian distal berartikulasi dengan tibia melalui condyles. Di

daerah proksimal terdapat prosesus yang disebut trochanter mayor dan

trochanter minor, dihubungkan oleh garis intertrochanteric. Di bagian distal

anterior terdapat condyle lateral dan condyle medial untuk artikulasi dengan

tibia, serta permukaan untuk tulang patella. Di bagian distal posterior terdapat

fossa intercondylar.


Gambar 2. Tulang Paha (Os. Femoris)

o Tibia

Tibia merupakan tulang tungkai bawah yang letaknya lebih medial dibanding

dengan fibula. Di bagian proksimal, tibia memiliki condyle medial dan lateral

di mana keduanya merupakan facies untuk artikulasi dengan condyle femur.

Terdapat juga facies untuk berartikulasi dengan kepala fibula di sisi lateral.

Selain itu, tibia memiliki tuberositas untuk perlekatan ligamen. Di daerah distal

tibia membentuk artikulasi dengan tulang-tulang tarsal dan malleolus medial.

o Fibula

Fibula merupakan tulang tungkai bawah yang letaknya lebih lateral dibanding

dengan tibia. Di bagian proksimal, fibula berartikulasi dengan tibia. Sedangkan

di bagian distal, fibula membentuk malleolus lateral dan facies untuk artikulasi

dengan tulang-tulang tarsal.


Gambar 3. Tulang Kering dan Tulang Betis (Os. Tibia & Os. Fibula)

o Tarsal

Tarsal merupakan 7 tulang yang membentuk artikulasi dengan fibula dan tibia

di proksimal dan dengan metatarsal di distal. Terdapat 7 tulang tarsal, yaitu

calcaneus, talus, cuboid, navicular, dan cuneiform (1, 2, 3). Calcaneus berperan

sebagai tulang penyanggah berdiri.

o Metatarsal

Metatarsal merupakan 5 tulang yang berartikulasi dengan tarsal di proksimal

dan dengan tulang phalangs di distal. Khusus di tulang metatarsal 1 (ibu jari)

terdapat 2 tulang sesamoid.

o Tulang-tulang Phalangs

Phalangs merupakan tulang jari-jari kaki. Terdapat 2 tulang phalangs di ibu jari

dan 3 phalangs di masing-masing jari sisanya. Karena tidak ada sendi pelana di

ibu jari kaki, menyebabkan jari tersebut tidak sefleksibel ibu jari tangan.


Gambar 4. Tulang Kaki (Os. Tarsal, Os. Metatarsal, Os. Phalanges)

Struktur Mikro

Tulang adalah jaringan ikat khusus yang terdiri atas materi interselular yang

mengapur, yaitu matriks tulang, dan 3 jenis sel: osteosit (terdapat dalam lakuna di

dalam matriks), osteoblas (yang membentuk komponen organik dan matriks), dan

osteoklas (sel raksasa berinti banyak yang berperan pada resorpsi dan pembentukan

kembali jaringan tulang).[5]


Gambar 5. Sel Tulang

o Osteoblas

Osteoblas berfungsi mensintesis komponen organik dari matriks tulang

(kolagen tipe I, proteoglikans, dan glikoprotein). Penambahan unsur anorganik

dari tulang bergantung pada adanya osteoblas yang hidup. Mereka terutama

terletak pada permukaan jaringan tulang, berdampingan, seperti pada epitel

selapis.

o Osteosit

Osteosit, yang asalnya dari osteoblas, terdapat dalam lakuna yang berada di

antara lamel-lamel. Di dalam satu lakuna hanya terdapat satu osteosit. Di

dalam kanalikuli silindris halus terdapat juluran sitoplasma dari osteosit. Bila

dibandingkan dengan osteoblas, osteosit gepeng berbentuk kenari itu memiliki

jauh lebih sedikit retikulum endoplasma kasar dan kompleks golgi dan

kromatin inti yang lebih padat. Sel-sel ini secara aktif terlibat dalam

mempertahankan matriks tulang. Matinya osteosit ini akan diikuti dengan

resorpi dari matriks ini.9 | Ekstremitas Inferior serta Hubungannya dengan Atrofi & Hipotonus – M a k a l a h B l o k 5

o Osteoklas

Osteoklas adalah sel motil bercabang banyak yang sangat besar. Bagian badan

sel yang melebar mengandung 5 sampai 50 atau lebih inti. Cabang-cabangnya

tidak teratur dan mempunyai berbagai bentuk dan ukuran. Pada daerah

terjadinya resorpsi tulang, osteoklas raksasa tampak terletak dalam lekukan,

yang terbentuk secara enzimatik, dalam matriks yang disebut lakuna Howship.

Osteoklas berasal dari penggabungan beberapa monosit darah, sehingga

termasuk bagian dari sistem fagosit mononukleus. Mikrograf elektron

menampakkan bahwa permukaan osteoklas aktif yang menghadap matriks

tulang ternyata berlipat-lipat tidak beraturan, sering terdapat tonjolan yang

terbagi, membentuk batas tidak beraturan. Daerah ini merupakan tempat

perlekatan osteoklas pada matriks tulang dan membentuk suatu lingkungan

mikro untuk proses resorpsi tulang. Terdapat beberapa retikulum endoplasma

kasar, banyak mitokondria, dan sebuah kompleks Golgi yang berkembang

baik, selain banyak lisosom di dalam sel.

o Matriks Tulang

Materi anorganik merupakan lebih kurang 50% berat kering matriks tulang.

Kalsium dan fosfor sangat banyak, namun bikarbonat, sitrat, magnesium,

kalsium dan natrium juga ada. Kajian difraksi sinar-X telah menunjukkan

bahwa kalsium dan fosfor membentuk kristal hidroksi apatit dengan komposisi

Ca10(PO4)6(OH)2. Juga terdapat cukup banyak kalsium fosfat amorf (non-

kristal). Mereka terletak sepanjang serat kolagen namun dikelilingi oleh

substansi dasar amorf. Ion permukaan hidroksiapatit berhidrasi, dan selapis air

dan ion-ion terbentuk di sekeliling kristal. Lapisan ini, yaitu kerang hidrasi,

memudahkan pertukaran ion-ion antara kristal dan cairan tubuh.

Materi organik adalah 95% kolagen tipe I dan substansi dasar amorf,

yang mengandung proteoglikan. Sialoprotein tulang (kaya akan asam sialat)

dan osteokalsin mengandung beberapa residu asam γ-karboksiglutamat;


keadaan inilah yang membuat ia suka sekali bergabung dengan kalsium dan

bertanggung jawab untuk memudahkan perkapuran matriks tulang.

Otot

Spesialis kontraksi pada sel-sel tubuh adalah otot. Jaringan otot terdiri dari sel-sel yang

berbeda-beda, mengandung protein kontraktil. Struktur biologi dari protein ini

membangkitkan tekanan yang dibutuhkan untuk kontraksi selular, yang menimbulkan gerakan

di antara organ tertentu dan tubuh sebagai satu kesatuan. Kebanyakan sel otot berasal dari

mesoderm, dan diferensiasinya terutama terjadi melalui proses pemanjangan secara

berangsur-angsur, disertai pembuatan protein miofibril.[5]

Jenis-jenis

Tiga jenis jaringan otot dapat dibedakan pada mamalia berdasarkan ciri morfologis

dan fungsional, dan setiap jaringan otot mempunyai struktur yang sesuai dengan

peranan fisiologisnya.

o Otot polos, terdiri atas kumpulan sel-sel fusiformis yang tidak memperlihatkan

garis-garis lurik dengan mikroskop cahaya. Proses kontraksi otot polos lambat

dan tidak di bawah kontrol kemauan.

o Otot jantung, mempunyai garis-garis melintang dan terdiri atas sel-sel yang

panjang, bercabang tunggal yang terletak pararel satu sama lain. Pada tempat

kontak ujung-ke-ujung terdapat diskus interkalaris, yaitu struktur yang hanya

terdapat pada otot jantung. Kontraksi otot jantung bersifat involunter, kuat, dan

berirama.

o Otot rangka, terdiri atas berkas-berkas sel yang sangat panjang, berbentuk

silindris, berinti banyak, yang memperlihatkan garis-garis melintang.

Kontraksinya cepat, kuat, dan biasanya di bawah kemauan kita. Kontraksi ini

disebabkan interaksi dari filamen tipis aktin dan filamen tebal miosin yang

susunan molekulnya membuat molekul tersebut dapat bergeser satu sama lain.


Otot rangka terdiri atas serat-serat otot, berkas-berkas sel yang sangat panjang

(sampai 30 cm), silindris, dan berinti banyak dengan garis tengah 10-100 μm.

Inti yang banyak itu terjadi akibat peleburan mioblas (prekursor) sel otot

mononukleus embrional. Inti lonjong umumnya terletak pada tepi sel di bawah

membran sel. Lokasi inti yang khas ini membantu dalam membedakan otot

rangka dari otot jantung dan otot polos, yang keduanya memiliki inti di tengah.

Pada pembahasan kali ini memang lebih difokuskan pada otot-otot rangka yang terdapat

pada ekstremitas bawah.

Struktur Makro

o Otot-otot Pangkal Paha & Tungkai Atas

Gambar 6. Otot-otot Pangkal Paha dan Tungkai Atas12 | Ekstremitas Inferior serta Hubungannya dengan Atrofi & Hipotonus – M a k a l a h B l o k

5

o Otot-otot Tungkai Bawah

Gambar 7. Otot-otot Tungkai Bawah


o Otot Kaki

Gambar 8. Otot Kaki

Struktur Mikro (Otot Rangka) [6]

Semua otot rangka dibentuk dari sejumlah serabut-serabut otot yang diameternya

berkisar antara 10-80 mikron. Setiap serabut otot tersebut terbuat dari rangkaian sub

unit yang lebih kecil. Pada sebagian besar otot, serabut-serabutnya membentang di

seluruh panjang otot kecuali untuk sekitar 2 persen serabut-serabut tersebut. Masing-


masing serabut hanya dipersarafi hanya oleh satu ujung saraf yang terletak di tengah

serabutnya.

Sarkolema, adalah membran sel serabut otot. Meskipun demikian, sarkolema

terdiri dari membran sel yang sebenarnya, yang disebut membran plasma, dan sebuah

lapisan luar yang terdiri dari satu lapisan tipis polisakarida yang mengandung

beberapa serabut kolagen. Pada ujung serabut otot, lapisan luar sarkolema ini bersatu

dengan serabut tendo, dan serabut-serabut tendo akan berkumpul dalam berkas yang

membentuk tendo otot dan kemudian menyisip ke dalam tulang.

Aktin/monomer globuler G-aktin, merupakan protein globuler dengan berat

molekul 43000 dijumpai dan sebanyak 25% berat protein otot. Aktin globuler ini

dikenal sebagai aktin-G, di mana aktin-G ini dalam suasana tertentu akan

berpolimerisasi membentuk aktin-F. Baik aktin-G maupun aktin-F, keduanya tidak

menunjukkan aktivitas katalitik.

Miofibril; Filamen yang mengandung aktin dan miosin. Setiap serabut otot

mengandung beberapa ratus sampai beberapa ribu miofibril yang berupa titik-titik

kecil pada potongan melintang. Tiap miofibril yang terletak berdampingan

mempunyai kira-kira 1500 filamen miosin dan 3000 filamen aktin yang merupakan

molekul protein polimer besar yang bertanggung jawab untuk terjadinya kontraksi

otot. Filamen yang tebal mengandung miosin dan filamen yang tipis mengandung

aktin. Perhatikan bahwa filamen miosin dan aktin sebagian akan saling bertautan

sehingga menyebabkan miofibril selang-seling mempunyai pita terang dan gelap. Pita-

pita yang terang, yang hanya mengandung filamen aktin disebut pita I karena

mereka terutama bersifat isotropik terhadap cahaya yang dipolarisasikan. Pita-pita

gelap yang mengandung filamen miosin, disebut pita A karena mereka bersifat

anisotropik terhadap cahaya yang dipolarisasikan. Perhatikan juga penonjolan-

penonjolan kecil disamping filamen miosin. Ini disebut jembatan penyeberang.

Mereka menonjol dari permukaan sepanjang filamen miosin, kecuali pada bagian

tengahnya. Interaksi antara jembatan penyeberang dan filamen aktin menyebabkan

terjadinya kontraksi.


Filamen aktin melekat pada cakram Z (diskus Z), dan filamen-filamen aktin

tersebut memanjang di salah satu sisi diskus Z untuk bertautan dengan filamen miosin.

Diskus Z yang terdiri dari beberapa filamen protein yang berbeda dari filamen aktin ke

miosin, juga berjalan dari miofibril ke miofibril, melekatkan miofibril satu sama

lainnya melalui serabut otot. Bagian miofibril (atau seluruh serabut otot) yang terletak

diantara dua diskus Z yang berurutan dinamakan sarkomer.

Bila sebuah serabut otot diregangkan melebihi panjang istirahatnya, ujung-

ujung filamen aktin akan tertarik saling menjauh menyebabkan daerah terang pada

pusat pita A. Daerah terang ini disebut juga zona H, yang jarang terdapat pada otot

yang sedang berfungsi normal.

Tropomiosin, merupakan molekul fibrosa, terdiri dari rantai alfa dan rantai

beta, yang terikat pada aktinF dicelah antara dua polimer. Tropomiosin dijumpai pada

semua otot, dan semua struktur yang menyerupai otot.

Sistem Troponin, adalah suatu unit otot lurik, terdiri dari tiga jenis protein

yang terpisah, masing-masing dikenal sebagai troponin-T (TpT); troponin-I (TpI); dan

troponin-C (Tp-C). TpT terikat pada tropomiosin seperti kedua troponin lainnya; TpI

menghambat interaksi aktin-F dengan miosin, juga terikat pada komponen troponin

yang lainnya; dan TpC merupakan protein pengikat kalsium, mempunyai struktur

primer dan sekunder, serta mempunyai fungsi mirip kalmodulin, yaitu suatu protein

yang tersebar luas di alam. 4 ion Ca2+ terikat pada 1 mol TpC/kalmodulin, keduanya

mempunyai berat molekul 17000. Jadi, filamen tipis otot lutik terdiri dari aktinF;

tropomiosin dan ketiga komponen troponin TpT; TpI; dan TpC.[7]

Sarkoplasma, adalah miofibril yang terpendam di dalam serabut otot di dalam

suatu matriks yang terdiri dari unsur-unsur yang biasanya terdapat di dalam

intraselular. Cairan sarkoplasma mengandung kalsium, magnesium, fosfat, dan enzim

protein dalam jumlah besar. Juga terdapat mitokondria dalam jumlah banyak yang

terletak di antara dan sejajar dengan miofibril-miofibril tersebut, suatu keadaan yang

menunjukkan bahwa miofibril-miofibril yang berkontraksi membutuhkan sejumlah

besar ATP yang dibentuk oleh mitokondria.


Retikulum sarkoplasma, adalah banyak retikulum sarkoplasma yang terdapat

dalam serabut otot. Retikulum ini mempunyai organisasi yang khusus yang sangat

penting dalam pengaturan kontraksi otot. Tipe otot yang berkontraksi dengan cepat

mempunyai banyak retikulum sarkoplasma.

Gambar 9. Struktur Mikro Otot Rangka


Mekanisme Kontraksi Otot[5]

Sarkomer yang beristirahat terdiri atas sebagian filamen tebal dan filamen tipis yang saling

bertumpuk. Selama kontraksi, keduanya filamen tebal dan filamen tipis mempertahankan

panjang yang sesungguhnya. Karena kontraksi tidak disebabkan oleh pemendekan filamen

secara tersendiri, pemendekan harus merupakan hasil dari peningkatan jumlah penumpukan di

antara filamen. Hipotesa filamen yang bergeser dari kontraksi otot telah diterima paling luas.

Pada saat istirahat, ATP terikat pada sisi ATP-ase pada kepala miosin, tetapi

kecepatan hidrolisis sangat lambat. Miosin membutuhkan aktin sebagai kofaktor untuk

memecahkan ATP dengan cepat dan melepaskan energi. Pada otot yang sedang beristirahat,

miosin tidak dapat berhubungan dengan aktin, karena tempat pengikatan untuk kepala miosin

pada molekul aktin akan ditutupi oleh kompleks-kompleks troponin-tropomiosin pada filamen

aktin-F. Akan tetapi, bila tersedia konsentrasi ion kalsium yang cukup tinggi, ion kalsium

akan terikat pada subunit TnC dari troponin. Konfigurasi sebagian dari ketiga subunit

troponin merubah dan membawa molekul tropomiosin lebih jauh ke dalam untai ganda aktin.

Hal ini akan memaparkan sisi pengikatan miosin pada komponen aktin globular, sehingga

aktin bebas berinteraksi dengan kepala molekul miosin.

Pengikatan ion kalsium ke unit TnC berhubungan dengan tahap di mana ATP-miosin

diubah menjadi kompleks yang aktif. Sebagai akibat dari menjembatani kepala miosin dan

subunit aktif-G dari filamen yang halu, ATP dipecahkan menjadi ADP dan Pi, dan energi

dilepaskan. Aktivitas ini mengarah kepada pembentukan, atau pelekukan, dari kepala dan satu

bagian gugus miosin yang mirip dengan batang (daerah engsel). Karena aktin berikatan

dengan miosin, pergerakan kepala miosin akan menarik aktin melewati filamen miosin.

Hasilnya adalah filamen tipis ditarik lebih jauh ke pita A.

Walaupun sejumlah besar kepala miosin meluas dari filamen tebal, pada satu waktu

selama kontraksi hanya sejumlah kecil kepala yang bersambung dengan sisi pengikatan-aktin

yang tersedia. Akan tetapi, sewaktu kepala miosin yang terikat menggerakkan aktin, kepala

miosin tersebut menyediakan suatu pembentukan jembatan aktin-miosin yang baru; kerja ini

juga mengembalikan kepala miosin dan mempersiapkannnya untuk siklus kontraksi yang lain.

Bila ATP tidak tersedia, kompleks aktin-miosin menjadi stabil; keadaan ini berperan dalam


kekakuan otot yang berlebihan (rigor mortis) yang terjadi setelah kematian. Satu kontraksi

otot tunggal merupakan hasil dari beratus-ratus siklus pembentukan-jembatan dan siklus

penghancuran-jembatan. Aktivitas kontraksi yang mengarah kepada satu tumpukan antara

filamen tipis dan tebal yang menyeluruh sampai ion Ca2+ dipindahkan dan kompleks troponin-

tropomiosin sekali lagi menutupi sisi pengikatan miosin.

Selama kontraksi, pita I berkurang dalam ukuran sewaktu filamen tipis masuk ke

dalam pita A. Pita H – bagian dari pita A, yang hanya mengandung filamen tebal – berkurang

dalam lebar sewaktu filamen tipis secara menyeluruh menumpuki filamen tebal. Hasil akhir

adalah bahwa setiap sarkomer, dan akibatnya seluruh sel (serat) sangat memendek.

Pada proses relaksasi, ujung miosin dapat mengikat ATP dan menghidrolisisnya

menjadi ADP. Beberapa energi dilepaskan dengan cara memotong pemindahan ATP ke

miosin yang berubah bentuk ke konfigurasi energi tinggi. Miosin yang berenergi tinggi ini

kemudian mengikatkan diri dengan kedudukan khusus pada aktin membentuk jembatan

silang. Kemudian simpanan energi miosin dilepaskan, dan ujung miosin lalu beristirahat

dengan energi rendah, pada saat inilah terjadi relaksasi. Relaksasi ini mengubah sudut

perlekatan ujung myosin menjadi miosin ekor. Ikatan antara miosin energi rendah dan aktin

terpecah ketika molekul baru ATP bergabung dengan ujung miosin. Kemudian siklus tadi

berulang lagi.

Setelah proses kontraksi selesai ion kalsium akan lepas atau masuk kembali ke plasma

sel sehingga ikatan troponin pun lepas yang menyebabkan ikatan aktomiosin lepas.

Aktomiosin yang lepas menjadi aktin dan miosin menyebabkan otot kembali lagi memanjang

dan otot pun relaksasi. Terdapat tiga langkah berbeda pada proses kontraksi dan relaksasi

memerlukan ATP yaitu:

1. Penguraian ATP dan ATPase miosin menghasilkan energi bagi jembatan silang untuk

melakukan gerakan mengayun yang kuat

2. Pengikatan (bukan penguraian) molekul ATP segar ke miosin memungkinkan

terlepasnya jembatan silang dari filamen aktin pada akhir gerakan mengayun, sehingga


siklus dapat diulang. ATP ini kemungkinan diuraikan untuk menghasilkan energi bagi

ayunan jembatan silang berikutnya,

3. Transportasi aktif Ca2+ kembali ke retikum sarkoplasma selama relaksasi bergantung

pada energi yang berasal dari penguraian.[8]

Sistem Produksi Energi (Mekanisme Keja Enzim Otot)[5]

Sel otot rangka telah sangat disesuaikan untuk melaksanakan kerja mekanik yang tidak terus-

menerus melalui pelepasan energi kimia dan harus memiliki cadangan energi untuk dapat

mengatasi ledakan aktivitas. Energi yang paling siap pakai disimpan dalam bentuk ATP dan

fosfokreatin, yang keduanya merupakan senyawa fosfat yang kaya energi. Energi kimiawi

juga terdapat dalam gudang glikogen, yang membentuk kurang lebih 0,5-1 % dari berat otot.

Jaringan otot memperoleh energi yang ditimbun dalam bentuk ATP dan fosfokreatin yang

dihasilkan dari perombakan asam lemak dan glukosa. Pada otot yang beristirahat selama

pemulihan sehabis berkontraksi, substrat utama ialah asam lemak. Asam lemak dipecah

menjadi asetat oleh enzim βoksidasi, yang terletak dalam matriks mitokondria. Asetat

kemudian dioksidasi lebih lanjut lagi oleh siklus asam sitrat, dengan energi yang dihasilkan

disimpan dalam bentuk ATP. Asam lemak merupakan sumber energi utama dalam otot rangka

pada atlet lomba ketahanan, seperti pelari jarak jauh. Bila otot rangka diberi latihan jangka-

pendek (sprint), otot rangka dengan cepat memetabolisme glukosa (terutama berasal dari

cadangan glikogen otot) menjadi laktat, menyebabkan terjadinya hutang oksigen yang akan

diganti selama masa pemulihan. Laktat yang dibentuk selama latihan ini yang menyebabkan

kejang dan nyeri pada otot rangka.

Berdasarkan morfologi, histokimia, dan biokimia, serat otot dapat dibagi menjadi tipe

I, serat lambat, dan tipe II, serat cepat. Serat tipe I kaya akan sarkoplasma yang mengandung

mioglobulin (bertanggung jawab pada warna merah gelap). Serat tipe I berhubungan dengan

kontraksi yang terus-menerus, dan energi serat diperoleh dari fosforilasi oksidasi asam lemak.

Serat tipe II berhubungan dengan kontraksi cepat yang tidak terus-menerus. Serat tipe II

mengandung lebih sedikit mioglobulin (yang menghasilkan warna merah terang). Serat tipe II

lebih lanjut dapat dibedakan menjadi tipe IIA, IIB, dan IIC, berdasarkan aktivitas dan


karakteristik kimiawi serat (terutama stabilitas dari aktomiosin-ATPase yang dikandung oleh

serat tipe II). Dari serat-serat ini, serat tipe IIB mempunyai kerja yang paling cepat dan

bergantung lebih banyak terhadap glikolisis sebagai suatu seumber energi dibandingkan serat

yang lain. Pembagian serat otot mempunyai makna klinis dalam mendiagnosis penyakit otot,

atau miopati. Pada manusia, otot rangka sering terdiri atas campuran-campuran serat-serat

otot yang berbeda.

Diferensiasi otot menjadi serat jenis merah, putih, dan intermedia dikendalikan oleh

persarafannya. Dalam eksperimen, di mana saraf yang meuju ke serat merah dan putih

dipotong, disilangkan dan dibiarkan beregenerasi, maka serat otot akan berubah morfologi

dan fisiologinya menyerupai yang seharusnya disarafi. Denervasi otot yang sederhana akan

mengakibatkan atrofi serat dan paralisis.

Atrofi & Hipotonus

Atrofi dan hipotonus merupakan kelainan pada jaringan otot. Atrofi adalah berkurangnya

ukuran suatu sel atau jaringan. Atrofi dapat menjadi suatu respons adptif yang timbul sewaktu

terjadi penurunan beban kerja sel atau jaringan. Dengan menurunnya beban kerja, maka

kebutuhan akan oksigen dan gizi juga berkurang. Hal ini menyebabkan sebagian besar

struktur intrasel, termasuk mitokondria, retikulum endoplasma, vesikel intrasel, dan protein

kontraktil, menyusut.

Atrofi dapat terjadi akibat sel/jaringan yang tidak digunakan dalam jangka waktu

tertentu, misalnya otot individu yang mengalami imobilisasi atau keadaan tanpa berat

(gravitasi nol). Atrofi juga dapat timbul sebagai akibat penurunan rangsang hormon atau saraf

terhadap sel atau jaringan. Atrofi lemak dan otot terjadi sebagai respons terhadap defisiensi

nutrisi dan dijumpai pada orang yang menhalami malnutrisi atau kelaparan. Atrofi dapat juga

terjadi akibat insufisiensi suplai darah ke sel, sehingga pemberian zat gizi vital dan oksigen

terhambat.[9]

Sementara, tonus otot adalah ketegangan minimal suatu otot dalam keadaan istirahat.

Jadi hipotonus adalah kondisi dimana kualitas tonus otot lebih rendah dari normal. [10]


Dikelompokkan sebagai kelumpuhan. Dalam kontraksi otot yang diperlukan untuk stabilisasi

dan menggerakkan tulang pada hipotonus tidak mencukupi. Biasanya merupakan salah satu

gambaran dari fungsi CNS: Cerebral Palsy (CP), Down Syndrome (DS), atau kterlambatan

perkembangan non-spesifik. Atau bisa saja merupakan gangguan atau penyakit pada jaringan

ikat dan metabolik, nutrisi dan gangguan endokrin serta hangguan sindrom lain.

Kesimpulan

Tulang dan otot adalah jaringan dalam tubuh yang saling berkaitan dan saling menopang.

Tulang dan otot sama-sama saling mendukung dalam melakukan berbagai macam aktivitas.

Namun, apabila tidak digunakan (disfungsi) dalam jangka waktu tertentu atau terjadi berbagai

kemungkinan ketidaknormalan dalam jaringan, maka kemungkinan besar dapat terjadi atrofi

dan hipotonus, di mana apabila kondisinya makin memburuk, hal tersebut dapat digolongkan

sebagai kelumpuhan.

Daftar Pustaka

1. Davies Kim. Buku pintar nyeri tulang dan otot. Jakarta: Erlangga; 2007. h. 8-9.

2. Johnson Kurt. Seri kapita selekta: histologi dan biologi sel. Jakarta: Binarupa Aksara;

2001. h. 119-48.

3. Kahle W, Leonhardt H, Platzer W. Atlas berwarna dan teks anotomi manusia: sistem

muskuloskeletal dan topografi. Jakarta: Hipokrates; 2001. h. 12-20.

4. Scanlon VC, Sanders T. Essential of anatomy and physiology. 5th ed. US: FA Davis

Company; 2007. h. 104-34.

5. Junqueira, Carneiro Jose, Kelley Robert. Histologi dasar. Jakarta: Penerbit Buku

Kedokteran EGC; 2001. h. 136-97.

6. Guyton Arthur. Buku ajar fisika kedokteran. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC;

2001. h. 154-6.


7. Hardjasasmita Pantjita. Ikhtisar biokimia dasar. Jakarta: Balai Penerbit FKUI; 2001. h.

8-15.

8. Murray Robert. Biokimia harper. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2003. h.

683.

9. Corwin. Buku saku patofisiologi. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2009. h.

23-24.

10. Pudjiastuti Sri, Utomo Budi. Fisioterapi pada lansia. Jakarta: Penerbit Buku

Kedokteran EGC; 2003. h. 35-36.


Blok 5 Tulang & Otot

Documents

Transcript of Blok 5 Tulang & Otot