Kasus Tutorial 1 Blok 3

39
1 Skenario 1: “Kram” Seorang anak laki-laki berusia 10 tahun diantar oleh ibunya ke praktek dokter karena mendadak tungkai kirinya kram setelah berenang. Setelah ditanya oleh dokter ternyata anak tersebut tidak melakukan pemanasan terlebih dahulu sebelumnya. Selanjutnya, Ibu anak tersebut bertanya tentang apa yang terjadi pada anaknya. Oleh dokter dijelaskan tentang mekanisme terjadinya kontraksi otot tersebut dan otot-otot apa saja yang terlibat di dalamnya. Setelah dijelaskan tentang hal tersebut diatas, oleh dokter diberikan terapi untuk menangani kram tersebut. I. Klarifikasi Istilah 1. Kram :. Kram adalah kontraksi tiba-tiba, singkat, yang sakit sekali pada otot atau kelompok otot. Kram juga bisa diartikan kontraksi otot tertentu yang berlebihan, terjadi secara mendadak tanpa disadar (1) 1. Kontraksi : Pemendekan atau penyusutan otot karena adanya tegangan. 2. Otot : Organ yang bisa menghasilkan gerakan dengan cara kontraksi alat gerak aktif. 3. Mekanisme : Cara kerja sesuatu atau sistem kerja. 1

description

Tungkai kaki kiri kram mendadak setelah berenang ; Anatomi, fisiologi, biokimia, histologi

Transcript of Kasus Tutorial 1 Blok 3

Page 1: Kasus Tutorial 1 Blok 3

1

Skenario 1:

“Kram”

Seorang anak laki-laki berusia 10 tahun diantar oleh ibunya ke praktek dokter

karena mendadak tungkai kirinya kram setelah berenang. Setelah ditanya oleh

dokter ternyata anak tersebut tidak melakukan pemanasan terlebih dahulu

sebelumnya. Selanjutnya, Ibu anak tersebut bertanya tentang apa yang terjadi pada

anaknya. Oleh dokter dijelaskan tentang mekanisme terjadinya kontraksi otot

tersebut dan otot-otot apa saja yang terlibat di dalamnya. Setelah dijelaskan

tentang hal tersebut diatas, oleh dokter diberikan terapi untuk menangani kram

tersebut.

I. Klarifikasi Istilah

1. Kram :. Kram adalah kontraksi tiba-tiba, singkat, yang sakit sekali pada

otot atau kelompok otot. Kram juga bisa diartikan kontraksi otot tertentu yang

berlebihan, terjadi secara mendadak tanpa disadar (1)

1. Kontraksi : Pemendekan atau penyusutan otot karena adanya tegangan.

2. Otot : Organ yang bisa menghasilkan gerakan dengan cara kontraksi

alat gerak aktif.

3. Mekanisme : Cara kerja sesuatu atau sistem kerja.

4. Pemanasan : Gerakan pelemasan sebelum olahraga untuk mencegah

penimbunan asam laktat agar tidak keram dan memperlancar aliran darah.

5. Tungkai : Bagian kaki dari atas paha sampai telapak kaki. (2)

6. Terapi : Kegiatan teratur untuk kembali memulihkan keadaan atau

kesehatan seseorang.

7. Olahraga : Aktifitas untuk membuat kebugaran jasmani pada tubuh.

1

Page 2: Kasus Tutorial 1 Blok 3

2

II. Menentukakan masalah

1. Bagaimana mekanisme terjadinya kram?

2. Apa penyebab kram?

3. Apa fungsi pemanasan dalam olahraga?

4. Bagaimana mekanisme kontraksi otot?

5. Otot-otot apa saja yang berpengaruh pada kram?

6. Bagaimana pencegahan dan penanganan pada kram?

III. Analisis masalah

1. Bagaimana mekanisme terjadinya kram?

Jawab :

Ganong (1998) menguraikan bahwa rangsang berulang yang diberikan sebelum

masa relaksasi akan menghasilkan penggiatan tambahan terhadap elemen kontraktil,

dan tampak adanya respon berupa peningkatan kontraksi. Fenomena ini dikenal sebagai

penjumlahan kontraksi. Tegangan yang terbentuk selama penjumlahan kontraksi jauh

lebih besar dibandingkan dengan yang terjadi selama kontraksi kedutan otot tunggal.

Dengan rangsangan berulang yang cepat, penggiatan mekanisme kontraktil terjadi

berulang-ulang sebelum sampai pada masa relaksasi. Masing-masing respon tersebut

bergabung menjadi satu kontraksi yang berkesinambungan yang dinamakan tetanik atau

kontraksi otot yang berlebihan (kram otot). Menurut Corwin (2000) setiap pulsa

kalsium berlangsung sekitar 1/20 detik dan menghsilkan apa yang disebut sebagai

kedutan otot tunggal. Penjumlahan terjadi apabila kalsium dipertahankan dalam

kompartemen intrasel oleh rangsangan saraf berulang pada otot. Penjumlahan berarti

masing-masing kedutan menyebabkan penguatan kontraksi. Apabila stimulasi

diperpanjang, maka kedutan-kedutan individual akan menyatu sampai kekuatan

kontraksi maksimum. Pada titik ini, terjadi kram otot sampai dengan tetani yang

ditandai oleh kontraksi mulus berkepanjangan.

2

Page 3: Kasus Tutorial 1 Blok 3

3

Menurut Ganong (1998) satu potensial aksi tunggal menyebabkan satu kontraksi

singkat yang kemudian diikuti relaksasi. Kontraksi singkat seperti ini disebut kontraksi

kedutan otot. Potensial aksi dan konstraksi diplot pada skala waktu yang sama.

Kontraksi timbul kira-kira 2 mdet setelah dimulainya depolarisasi membran, sebelum

masa repolarisasi potensial aksi selesai. Lamanya kontraksi kedutan beragam, sesuai

dengan jenis otot yang dirangsang. (3)

2. Apa penyebab kram?

Gangguan elektrolit dalam otot

Ini diakibatkan kurangnya pemanasan sebelum olahraga. Akibatnya,

sirkulasi darah di otot kurang lancar. Selain itu, bisa juga karena

penimbunan zat-zat sisa metabolisme dan kepanasan. Alhasil, terjadi

tegangan atau kerutan otot yang hebat.

Kerja otot berlebihan

Misalnya, mengetik sambil tengkurap atau duduk sambil melipat kaki

dalam waktu lama. Kram juga terjadi jika kita berolahraga terlalu

berlebihan sehingga otot menjadi kaku dan kejang. Sementara kram di

daerah leher bisa terjadi karena kita terlalu lama menunduk.

Kekurangan mineal dan vitamin B

Salah satu fungsi vitamin B adalah menyediakan energi untuk

pergerakan otot. Kalau kita kekurangan vitamin B, energi bagi otot pun

ikut berkurang. Akibatnya terjadilah kram otot. Penyebab lainnya

adalah kekurangan mineral seperti zinc, kalsium, kalium, dan

potasium.

Terganggunya bagian saraf tepi

Misalnya, gangguan pada fungsi pengatur indera perasa, akibat saraf

mengalami tekanan (misalnya duduk terlalu lama). Bisa juga karena

saraf terjepit (karena pengapuran pada tulang belakang). Atau saraf

robek/putus akibat kecelakaan.

Sering pula terjadi rusaknya saraf tersebut karena gangguan pada

pembuluh darah (misalnya pada penderita diabetes), konsumsi

minuman beralkohol, merokok. Selain itu, kekurangan nutrisi,

khususnya vitamin-vitamin neurotropik juga mengambil peran cukup

3

Page 4: Kasus Tutorial 1 Blok 3

4

penting yang tidak boleh diabaikan.

Apalagi, 3K ini juga dapat menjadi gejala penyakit lain yang lebih

serius, seperti kolesterol tinggi dan kecing manis (diabetes mellitus).

Jenis penyakit lain yang fungsi saraf adalah bell’s palsy, tortikolis,

frozen shoulder, dan carpal tunnel syndrome.

3. Apa fungsi pemanasan dalam olahraga?

Jawab : Pada saat kita berolahraga, otot akan bekerjan atau berkontraksi lebih

keras dari keadaan normal. Hali ini sering mengakibatkan kurang lancarnya

sirkulasi darah serta ketegangan pada otot. Jika sebelum olahraga dilakukan

pemanasan terlebih dahulu, reaksi otot akan berbeda. Otot akan lebih siap

karena sirkulasi darah di otot lebih lancar. Fungsi lainnya adalah

meningkatkan kemampuan jaringan penghubung dalam gerakan memanjang

atau meregang.

4. Bagaimana mekanisme kontraksi otot?

Jawab : Potensial aksi -> saraf motorik-diujung serabut otot -> Setiap ujung

menyekresi substansi neutotransmitter/asetilkolin dalam jumlah sedikit ->

Asetilkolin membuka banyak kanal-kanal bergerbang asetilkolin melalui

molekul-molekul protein terapung diatas membran -> Potensial aksi

menimbulkan depolarisasi, aliran listrik mengalir melalui pusat serabut otot,

disebut setikulum -> Sarkoplasma melepas ion kalsium -> Ion kalsium

menarik filament aktin dan miosin saling bergeser kemudian kontraksi ->

kurang dari satu detik ion kalsium dipompa membrane ca++ ion kalsium dari

myofibril menyebabkan kontraksi otot. (3)

5. Otot-otot apa saja yang berpengaruh pada kram?

Jawab: Otot-otot yang terlibat pada kram tungkai :

Tungkai atas :

Fascia anterior tungkai atas :

4

Page 5: Kasus Tutorial 1 Blok 3

5

M. Sartorius M. Iliacus M. Psoas M. pectineus M. Qudriceps femoris

Fascia posterior tungkai atas :

M. Biceps femoris M. Semimembranosus M. Semitendinosus M. Adductor magnus

Fascia media tungkai atas :

M. Gracilis M. Adductor longus M. Adductor brevis M. Adductor magnus M. Obturatorius externus

Tungkai bawah

Fascia anterior tungkai bawah :

M. Tibialis anterior M. Ekstensor digitorum longus M. Peroneus tertius M. Ekstensor hallucis longus M. Ekstensor digitorum brevis

Fascia lateral tungakai bawah :

M. Peroneus longus M. Peroneus brevis

Fascia posterior tungkai bawah :

Kelompok superficial

M. Gastrocnemius M. Plantaris M. Soleus

Kelompok profunda

M. Popliteus

5

Page 6: Kasus Tutorial 1 Blok 3

6

M. Digitorum longus M. Fleksor hallucis longus M. Tibialis posterior (4)

6. Bagaimana pencegahan dan penanganan pada kram?

Jawab : Pencegahan :

1. Lakukan peregangan otot dan latihan pemanasan saat sebelum

berolahraga

2. Hindari melakukan kegiatan olahraga yang terlalu berat serta tiba-

tiba.

3. Jangan lupa melakukan pendinginan setelah berolahraga

4. Minum cairan cukup 8 gelas/hari

5. Minum cairan elektrolit

6. Diet tinggi kalsium,potasium,magnesium

Penanganan :

1. Jika terjadi kram, maka yang harus dilakukan adalah otot yang kram

diregangkan

2. Meluruskan bagian seperti kaki atau tangan yang terkena kram

3. Kompres dengan air hangat

4. Minum air putih sebanyak-banyaknya untuk mengganti cairan yang

hilang.

6

Page 7: Kasus Tutorial 1 Blok 3

7

V. Sasaran Belajar

1. Anatomi ( Ekstremitas inferior secara umum)

2. Fisiolgi ( mekanisme kontraksi otot)

3. Histologi (jaringan yang terkena)

4. Biokimia (siklus kontrkasi dan relaksasi otot)

VI. Belajar Mandiri

VII. Hasil Diskusi

1. Anatomi

Musculi pada Extremitas inferior (4)

7

Page 8: Kasus Tutorial 1 Blok 3

8

8

Page 9: Kasus Tutorial 1 Blok 3

9

9

Page 10: Kasus Tutorial 1 Blok 3

10

Gambar Extremitas bawah

10

Page 11: Kasus Tutorial 1 Blok 3

11

11

Page 12: Kasus Tutorial 1 Blok 3

12

Musculi pada regio gluteal

12

Page 13: Kasus Tutorial 1 Blok 3

13

2. Fisiologi

A. Mekanisme Umum Kontraksi Otot

Transmisi impuls dari saraf ke otot rangka melalui sinapsis neuro muscular. Otot

rangka diinervasi oleh serabut saraf yang bermielin yang asalnya sebagian besar dari medula

spinalis akhir dari saraf membuat hubungan dengan otot lewat sinapsis neuro muscular. Sinap

akson muscarini terjadi penghantaran rangsang dari serabut saraf ke otot. Dimana neuro

transmiternya berupa asetil kolin yang akan ditangkap oleh reseptornya pada membran sel

otot. Kemudian akan timbul potensial aksi disepanjang membran otot yang akan

menyebabkan kontraksi otot. Terdapat tubulus T(transverse tubulus) yang merupakan suatu

13

Page 14: Kasus Tutorial 1 Blok 3

14

kanal yang masuk ke sel otot, yang berada di samping miofibril. Potensial aksi pada membran

sel otot akan mencapai miofibril melalui tubulus T. Disekitar miofibril terdapat retikulum

sarkoplasmik yang mengitari miofibril. Ketika potensial aksi mencapai retikulum sarko

plasmik maka menyebabkan pompa Ca+ dari retikulum sarkoplasmik ke miofibril.

Miofibril tersusun dari komponen aktin dan miosin. Filamen aktin tanpa kehadiran

kompleks tropomiosin-tropomin akan berikatan kuat dengan miosin.? jika ada magnesium

dan ATP. Pada kenyataanya terdapat kompleks tropomin-tropomiosin yang menutup sisi aktif

pada aktin sehingga tidak terjadi ikatan antara aktin dan miosin.

Tahapan-tahapan kontraksi pada aktin dan miosin :

a.       Sebelum kontraksi dimulai kepala dari miosin berikatan dengan ATP. ATPase pada kepala

miosin secara cepat akan memecah ATP menjadi ADP dan Pi. Pada tahap ini konformasi dari

kepala miosin akan bergerak ke depan tegak lurus terhadap aktin, tanpa berikatan dengan

aktin.

b.      Selanjutnya sekresi ion kalsium dari retikulum sarkoplasmik dalam jumlah besar sebagai

respon dari potensial aksi. Ion kalsium akan berikatan dengan troponin, dimana troponin pada

tahap selanjutnya akan menggerakkan tropomiosin menjauhi sisi aktif dari aktin. Kemudian

kepala miosin akan berikatan dengan aktin pada sisi aktif itu.

c.       Ikatan antara kepala miosin dan sisi aktif aktin menyebabkan perubahan konformasi dari

kepala miosin, menyebabkan kepala miosin menarik filamen aktin bergerak ke arah garis M.

Terjadi overlaping antara filamen aktin yang menyebabkan pemendekan pada zona H dan

zona I zona A tetap.

d.      Ketika kepala miosin bergerak miring menuju garis M terjadi pelepasan ADP and Pi. Hal

ini akan menyediakan sisi ikatan baru untuk ATP. Ikatan ATP dengan kepala miosin akan

menyebabkan lepasnya ikatan antara kepala miosin dengan aktin.

e.       Setelah kepala lepas dari aktin molekul ATP baru yang terikat tadi akan dipecah menjadi

ADP dan Pi.

f.       Kemudian kepala miosin akan berikatan dengan sisi aktif aktin yang baru.

g.     Proses ini akan berlangsung lagi dan lagi sampai aktin tertarik sampai garis, (Guyton,

1991).

14

Page 15: Kasus Tutorial 1 Blok 3

15

Relaksasi (terjadi akibat transport aktif kembali ke retikulum sarkoplasmik)

1.       Konsentrasi ion kalsium di dalam retikulum sarkoplasmik,

2.       Ion kalsium berdifusi menjauhi troponin,

3.       Troponin dan tropomiosin kemudian membenahi posisi dengan memblok sisi aktif dari

molekul aktin,

4.       Jembatan penyeberangan tidak terbentuk kembali, dan terjadilah relaksasi muskulus,

5.       Transport aktif ion kalsium ke dalam retikulum sarkoplasmik juga membutuhkan ATP

(Guyton, 2006).

15

Page 16: Kasus Tutorial 1 Blok 3

16

2.      Pembentukan asam laktat

reaksi anaerob (jalur glikolisis)

a. otot dapat berkontraksi secara singkat tanpa memakai oksigen dengan

menggunakan ATP yang dihasilkan melalui glikolisis anaerob. Langkah

pertama dengan respirasi seluler

16

Page 17: Kasus Tutorial 1 Blok 3

17

b. glikolisis berlangsung dalam sarkoplasma, tidak memerlukan oksigen dan

melibatkan pengubahan satu molekul glikosa menjdai dua molekul asam

piruvat

c. glikolisis anaerob berlangsung cepat tetapi tidak efesien karena hanya

menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa. Glikolisis dapat

memenuhi kebutuhan ATP untuk kontraksi otot dalam waktu singkat jika

persendian oksigen tidak mencukupi.

d. Pembentukan asam laktat dalam glikolisis anaerob

                                                        i.      Tanpa oksigen, asam piruvat diubah menjadi asam

laktat

                                                             ii.      Jika aktivitas yang dilakukan sedang dan singkat,

persendian oksigen yang adekuat akan menghalangi akumulasi asam laktat

                                                            iii.      Asam laktat berdifusi ke luar dari otot dan

dibawa ke hati untuk disintesis ulang jadi glukosa.

Siklus Cori: gambar?

•         Merupakan siklus asam laktat pada

SDM & otot utk kembali mjd glukosa selama respirasi anaerobik.

•         Bila otot memerlukan E yang cepat untuk bergerak, sel otot

cenderung melakukan glikolisis secara anaerobik untuk

menghasilkan ATP dalam jumlah yang melimpah.

•         Laktat selanjutnya di curahkan dlm darah dan dibawa ke hati.

•         Pada hati laktat dikonversikan menjadi piruvat oleh LDH.

•         Selanjutnya piruvat dikonversi menjadi glukosa melalui proses

glukoneogenesis.

•         Glukosa akan digunakan utk menghasilkan E pada SDM & otot.

•         Siklus Cori memerlukan 4 ATP dari 2 ATP hasil glikolisis

anaerobik dan memerlukan 6 ATP pada glukoneogenesis

•         Laktat diproduksi dari Piruvat kemudian dibawa oleh darah menuju Hepar.

•         Di hepar laktat akan dikonversi menjadi glukosa melalui proses glukoneogenesis.

•         Glukosa akan dibawa kembali di otot oleh darah sebagai substrat untuk glikolisis.

17

Page 18: Kasus Tutorial 1 Blok 3

18

•         1 siklus Cori didalam hepar diperlu 6 ATP untuk setiap 2 ATP yang dihasilkan dari proses

glikolisis, sehingga netto ATP yang diperlukan adalah 6-2 = 4 ATP.

•         Namun demikian, siklus Cori dilakukan oleh organisme untuk mengakomodasi fluktuasi

sejumlah besar kebutuhan E otot skelet dalam keadaan rest maupun exercise.

•         Asam laktat terakumulasi pada otot skelet selama exercise

anaerobik yang intensive sehingga menyebabkan nyeri otot

yang bersifat sementara.

•         Timbunan asam laktat secara cepat akan dibuang dari otot

pada metabolisme aerobik.

•         Delayed onset muscle soreness biasanya muncul lebih dari

24 jam setelah exercise yang disebabkan oleh buildup asam

laktat.

•         Asam laktat merupakan asam karboksilat dengan rumus

kimia C3H6O3.

•         Strukturnya merefleksikan nama sistematik : asam 2-

hidroksipropanoat.

Penimbunan Asam Laktat

Sewaktu otot bekerja berlebihan, maka akan terjadi pelepasan kalsium yang

meregulasi kontraksi dan aktivitas metabolik. Selama itu pula akan terjadi peningkatan

konsentrasi kalsium dan kemudian kalsium ini men-turns on otot sehingga otot akan berada

dalam kondisi tegang (kontraksi) terus menerus serta mengakibatkan kelelahan otot dan

jaringan tubuh.

Di samping itu, kebutuhan otot akan oksigen juga meningkat 70 kali di atas normal

(istirahat). Kebutuhan yang cepat dan panjangnya kelelahan otot akan meningkatkan aliran

darah lokal, begitu pula densitas pembuluh darah pada otot yang bersangkutan akan

meningkat. Sebagai akibatnya, aktivitas otot ini membutuhkan suplai oksigen, nutrisi dan

hormon-hormon dalam jumlah yang lebih banyak. Kondisi seperti ini juga menyebabkan

tubuh tidak dapat mengusir produksi panas dan produk metabolik lain seperti asam laktat.

18

Page 19: Kasus Tutorial 1 Blok 3

19

Pemuaian dan peningkatan kapiler terjadi karena stres dinding pembuluh darah, sehingga

aliran dan tekanan darah akan meningkat pula.

Akumulasi asam laktat selama kerja fisik berat merupakan suatu proses pertahanan

tubuh berupa oksidasi asam laktat yang dibuat konstan. Bila ambang batas ini terlewati, maka

akan terjadi proses glikolisis aerob. Semua ini dilakukan oleh tubuh sebagai upaya

menyimpan energi karena asam laktat dapat dipecah kembali bila terdapat cukup oksigen

yang bisa diperoleh bila kita cukup beristirahat. Pemecahan asam laktat tersebut dapat

dipakai kembali oleh tubuh menjadi sumber energi baru. Jadi asam laktat sebenarnya

bukanlah produk buangan, tetapi merupakan mekanisme tubuh untuk mempertahankan diri

terhadap stres karena kerja berat. Pada saat istirahat, oksigen secara perlahan tapi pasti akan

tercukupi dan asam laktat akan digunakan sebagai sumber energi kembali. Timbunan asam

laktat menurunkan pH otot sehingga kapasitas serat otot menurun, menimbulkan rasa lelah.

Asam laktat dibawa ke liver, dan diubah kembali menjadi asam piruvat jika oksigen telah

cukup kembali. Pada respirasi anaerob hanya dihasilkan 2 ATP (per 1 molekul glukosa)

3. Histologi

Terdapat 3 jenis jaringan otot dalam tubuh, yaitu otot polos, otot jantung, dan otot lurik (rangka) -> berdasarkan morfologi dan fungsi.

Semua jaringan otot terdiri atas sel-sel panjang disebut serat. Setiap sitoplasma serat otot mengandung banyak miofibril yang mengandung dua jenis filamen kontraktil yaitu aktin dan miosin. (6)

a) Otot polos Filamen aktin dan miosin tidak tersusun dalam pala bergurat, tampak polos Bersifat involunter (tidak sadar) dan memiliki satu inti dipusat Bentuk fusiform (seperti kumparan), banyak dijumpai melapisi organ viseral

(organ dalam) dan pembuluh darah Pada organ viseral berongga, contoh: saluran cerna, uterus, ureter -> berupa

lembaran pada pembuluh darah -> bentuk melingkar atau sirkular untuk mengendalikan tekanan darah.

Kontraksi lemah Lambat

19

Page 20: Kasus Tutorial 1 Blok 3

20

b) Otot jantung Terdapat dalam dinding dan septa jantung serta dalam dinding pembuluh besar

yang langsung melekat pada jantung Terdapat gurat melintang karena aktin dan miosin serupa dan teratur Bersifat involunter, berkontraksi secara ritmik dan otomatis yang diatur oleh

saraf otonom Memiliki 1 atau 2 inti ditengah dan bercabang Ujung terminal serat-serat otot bersebelahan membentuk kompleks lautan

“end to end” disebut diskus interkalaris dengan membran sel yang bersebelahan saling berkontraksi dan membentuk taur rekah (gap junctions)

Kontraksi kuat Cepat dan bersambung

c) Otot lurik (rangka) Otot ini berperan dalam terjadinya kasus kram Bersifat volunter (sadar). Filamen aktin miosin teratur yang tampak seperti

gurat-gurat melintang. Punya bagian gelap (pita A) dan terang (pita B) Multinuklear dengan inti tersebar diperifer Terdapat,

a. Epimisium : jaringan ikat padat yang membungkus keseluruhan otot rangka

20

Page 21: Kasus Tutorial 1 Blok 3

21

b. Perimisium : jaringan ikat kurang padat yang membungkus berkas serat otot rangka

c. Endomisium : lapisan tipis serat jaringan ikat yang membungkus setiap serat otot

Dipersyarafi oleh akson, setiap serat otot rangka memiliki tempat berakhirnya akson (akson terminal) yang disebut motor endplate (taur neuromuskular) yang merupakan tempat impuls dipindahkan dari akson ke serat otot rangka

Kontraksi kuat Cepat dan tidak bersambung

4. Biokimia

Otot lurik rangka

Otot rangka diperlukan untuk kerja yang cepat dan mungkin untuk waktu yang lama seperti

m. erector trunci. Unit yang bekerja dalam otot ini adalah sarkomer. Unit ini tersusun dari

beberapa jenis protein dan kalsium. Dalam proses ini memerlukan kemampuan untuk

mengubah energi kimia menjadi energi mekanik oleh suatu molekul. Kemampuan untuk 21

Page 22: Kasus Tutorial 1 Blok 3

22

memperoleh energi dibantu oleh ATPase. Molekul yang mampu menyebabkan perubahan

dampak mekanik yaitu mekanoenzim seperti miosin. Dampak mekanik yang terjadi yaitu

adanya proses peluncuran (sliding) antara miosin terhadap aktin mekanisme sudah

dipelajari di fisiologi kontraksi otot rangka.

Miosin: memiliki struktur yang terdiri atas dua bagian yang terpolarisasi secara

struktural dan fungsional. Miosin juga terdapat tangkai atau ekor fibrosa yang terdiri

atas dua buah heliks-α yang panjang dan saling terpilin. Masing-masing heliks

tersebut memiliki bagian kepala globular yang terikat pada salah satu ujung. Molekul

heksamer (miosin) terdiri atas satu pasang rantai berat (H, heavy chain) dan dua

pasang rantai ringan (L, light chain). Kepala miosin memiliki aktivitas untuk

mengikat aktin membentuk aktinomiosin (aktin-miosin) dan aktivitas ATPase

intrinsiknya meningkat secara nyata dalam kompleks ini. Dalam aktivitas ATPase

juga diperlukan ion Mg2+.

Aktin: G-aktin monomerik menyusun protein otot sebanyak 25% berdasarkan

beratnya. Pada kekuatan ion fisiologik dan dengan adanya Mg2+, G-aktin melakukan

polimerisasi nonkovalen hingga terbentuk filamen heliks ganda tak larut yang

dinamakan F-aktin. Aktin juga memiliki aktivitas ATPase dengan bantuan ion Mg2+.

Hidrolisis ATP juga diperlukan dalam polimerisasi G-aktin untuk membentuk tempat

peluncuran dari miosin dalam kontraksi otot.

Troponin: dalam kontraksi otot juga dibantu oleh troponin dan Ca2+.

1. Troponin membantu dalam mengatur kontak ikatan hidrogen antara kepala

miosin dan unit monomer aktin. Fungsi troponin ini juga tergantung jenis

troponin yaitu TpT, TpC, dan TpI. Keadaan ini disebut sebagai fase relaksasi

dimana kepala miosin melakukan hidrolisis ATP menjadi ADP + Pi, tetapi

kedua produk ini tetap terikat. Resultan kompleks ADP-Pi-miosin telah

mendapatkan energi dan berada dalam bentuk yang dikatakan sebagai bentuk

energi-tinggi.

2. Ketika muncul impuls saraf, maka akan terjadi pengeluaran Ca2+ dari

retikulum sarkoplasma maka aktin akan dapat terjangkau dan kepala miosin

akan menemukannya, mengikatnya serta membentuk kompleks aktin-miosin-

22

Page 23: Kasus Tutorial 1 Blok 3

23

ADP-Pi (fase kontraksi). Proses pelepasan Ca2+ dapat dijelaskan sebagai

berikut: dari sarkolema, tubulus T akan menjorok ke dalam. Gelombang

depolarisasi, yang dibangkitkan oleh rangsang saraf, dihantarkan dari

sarkolema menuju tubulus T. Kemudian gelombang depolarisasi ini dibawa ke

saluran pelepasan Ca2+ (reseptor rianodin) ; proses ini mungkin berlangsung

melalui interaksi dengan reseptor dihidropiridin (saluran voltase Ca2+ lambat).

Pelepasan Ca2+ dari saluran pelepasan Ca2+ ke sitosol dan kemudian mengawali

terjadinya kontraksi (mekanisme kontraksi akibat ikatan ion Ca2+ sudah

dibahas di fisiologi kontraksi otot rangka). Selanjutnya, Ca2+ dipompakan

kembali ke dalam sisterna retikulum sarkoplasmik oleh Ca2+ ATPase (pompa

Ca2+) dan disimpan disana; sebagian Ca2+ terikat dengan kalsekuestrin yaitu

protein yang dapat mengikat kalsium 40 kali lebih banyak daripada yang

terjadi pada keadaan ionik, jadi menghasilkan peningkatan penyimpanan

kalsium 40 kali lipat lebih banyak.

3. Pembentukan kompleks aktin-miosin-ADP-Pi meningkatkan pelepasan Pi

yang akan memulai cetusan kekuatan. Peristiwa ini diikuti oleh pelepasan

ADP dan disertai dengan perubahan bentuk yang besar pada kepala miosin

dalam hubungannya dengan bagian ekornya yang akan menarik aktin ke arah

bagian pusat sarkomer. Kejadian ini dinamakan power stroke (cetusan

kekuatan). Miosin kini berada dalam keadaan berenergi rendah yang

ditunjukkan sebagai aktin-miosin.

4. Molekul ATP yang lain terikat pada kepala miosin dengan membentuk

kompleks aktin-miosin-ATP.

5. Kompleks miosin-ATP mempunyai afinitas yang rendah terhadap aktin, dan

dengan demikian aktin akan dilepaskan. Tahap terkahir ini merupakan

komponen relaksasi yang sangat penting dan bergantung pada pengikatan ATP

dengan kompleks aktin-miosin. Hidrolisis ATP terhadap siklus aktin dan

miosin (langkah 1-5) dapat dilihat dalam diagram sebagai berikut. (7)

23

Page 24: Kasus Tutorial 1 Blok 3

24

Dukungan Energi

Dalam menjalankan peran untuk melakukan kontraksi otot rangka maka diperlukan energi

berupa ATP karena protein utama penyusun otot rangka adalah aktin dan miosin yang

mengandung ATPase untuk melakukan pemecahan ATP dalam menghasilkan energi. ATP

disintesis dalam metabolisme nutrien yaitu metabolisme karbohidrat dan triasilgliserol

(trigliserida).

Metabolisme karbohidrat melalui dua tahap yaitu glikolisis (dalam keadaan anaerob)

dan siklus asam sitrat atau siklus Kreb’s (dalam keadaan aerob). Metabolisme ini

sudah pernah dibahas yang terkait rantai respirasi ketika dulu modul Sel dan

Genetika dan modul Biologi Molekuler. Jadi, mungkin bisa dibaca lagi materi dulu

untuk mengingat kembali.

24

Page 25: Kasus Tutorial 1 Blok 3

25

Metabolisme trigliserida melalui rantai β-oksidasi. Dalam reaksi ini, dua atom karbon

dipecah sekaligus dari molekul asil-KoA, dengan dimulai pada ujung karboksil.

Rantai tersebut diputus di antara atom karbon α(2)- dan β(3)-. Unit dua karbon yang

terbentuk adalah asetil-KoA; dengan demikian, palmitoil-KoA membentuk delapan

molekul asetil-KoA. Oksidasi asam lemak ini mampu menghasilkan sejumlah 96 mol

ATP dari 8 mol Asetil-KoA.

Di dalam otot juga mengandung glikogen yang cukup besar dan ini menjadi polimer

cadangan glukosa. Untuk memperoleh ATP dalam jumlah besar, metabolisme harus dalam

keadaan aerob yang didapat dari glikolisis + rantai respirasi + siklus Kreb’s atau β-oksidasi +

rantai respirasi + siklus Kreb’s. Oleh karena itu, mitokondria yang memiliki peran penting

dalam rantai respirasi harus berada dalam jumlah yang banyak dan letaknya harus tepat yaitu

disusun mengelilingi sarkomer. Agar asupan oksigen cukup memadai ke dalam mitokondria

otot maka harus didukung dengan jumlah Hb yang cukup dan perfusi otot yang harus

baik.

Oksigen yang masuk ke dalam otot berada dalam jumlah yang besar. Namun, tidak terbentuk

gelembung udara dalam otot dan kelarutan oksigen dalam sitoplasma sel otot secara fisik juga

akan rendah. Kenyataannya bahwa hal ini tidak terjadi karena dalam otot terdapat mioglobin

yang afinitasnya terhadap oksigen jauh lebih besar daripada afinitas Hb terhadap oksigen.

Mioglobin: suatu rantai polipeptida tunggal yang mengandung gugus prostetik heme

yaitu senyawa tetrapirol siklik. Protein heme berfungsi dalam pengikatan oksigen,

pengangkutan oksigen, dan fotosintesis. Mioglobin jaringan otot merah menyimpan

oksigen, yang dalam keadaan kekurangan oksigen akan dilepas sehingga bisa

digunakan oleh mitokondria otot untuk sintesis ATP yang bergantung oksigen.

Semakin merah otot maka akan semakin tinggi kandungan mioglobin bahkan hingga

berwarna merah kehitaman. Afinitas terhadap oksigen dinyatakan dengan P50 yang

menyatakan afinitas relatif berbagai hemoglobin terhadap oksigen. P50 adalah tekanan

parsial oksigen yang menjadikan hemoglobin separuh-tersaturasi.

Sama halnya dengan hemoglobin, mioglobin juga dapat dihambat ikatannya dengan oksigen

melalui interaksi ikatan dari CN- dan CO. CO dapat membentuk ikatan dengan satu heme

tunggal dengan kekuatan 25.000 kali lebih besar daripada kekuatan ikatan dengan oksigen.

Hal ini dikarenakan arah pengikatan CO pada besi heme yang lebih disukai adalah tegak

25

Page 26: Kasus Tutorial 1 Blok 3

26

lurus terhadap cincin heme, bersama tiga buah atom (Fe, C, O). Oksidasi Fe2+ Fe3+ juga

menghambat fungsi ikat O2 mioglobin.

Pengolahan cadangan glikogen

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

yang dapat dihasilkan (1) melalui glikolisis dengan menggunakan glukosa darah atau

glikogen otot , (2) melalui fosforilasi oksidatif , (3) dari kreatin fosfat, dan (4) dari dua

molekul ADP dalam sebuah reaksi yang dikatalisis oleh enzim adenilil siklase. 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 dapat diaktifkan oleh ion Ca2+, epinefrin, serta AMP. Untuk menghasilkan

glukosa-6-fosfat (G-6-P) bagi keperluan glikolisis dalam otot skeletal, enzim glikogen

fosforilase b harus diaktifkan dahulu menjadi fosforilase a lewat reaksi forforilasi oleh enzim

fosforilase b kinase. Ion Ca2+ akan meningkatkan aktivasi enzim fosforilase b kinase yang

juga melalui reaksi fosforilasi. Jadi, ion Ca2+ akan meningkatkan kontraksi otot maupun

mengaktifkan sebuah lintasan untuk menghasilkan energi yang dibutuhkan.

Kendali Humoral Sistem Muskuloskeletal

Hormon yang mengatur adalah yang terkait dengan pengaturan ionisasi kalsium dalam serum

dan keseimbangan kalsium serum-tulang yaitu hormon paratiroid dan kalsitonin. Sebelumnya

juga sudah dijelaskan tapi mungkin bisa dibaca lebih dalam lagi masing-masing di text book

sudah banyak dijelaskan.

Plasma memiliki tiga fraksi yaitu:

1. Terikat albumin

2. Tidak terionisasi (dicekal asam dikarboksilat atau trikarboksilat, sitrat)

3. Ca2+

Fraksi 1 merupakan fraksi yang tidak dapat berdifusi (nondifussible), sedangkan fraksi 2 dan

3 adalah fraksi yang dapat berdifusi (difussible) dan diperankan sebagian besar oleh ion Ca2+.

Ada keseimbangan antara Ca nondifussible dengan Ca2+ yang diatur oleh pH. Secara

keseluruhan, terjadi keseimbangan sebagai berikut.

Ca tulang ↔ Ca-proteinat ↔ Ca2+

26

Page 27: Kasus Tutorial 1 Blok 3

27

Ca tulang ↔ Ca-proteinat dipengaruhi oleh hormon paratiroid dan kalsitonin. Paratiroid

memengaruhi sel osteoklas dan kalsitonin memengaruhi sel osteoblas. Ca-proteinat ↔ Ca2+

turut dipengaruhi oleh pH. Gangguan kedua faktor (hormon dan pH) akan menyebabkan

gangguan ionisasi sehingga terganggunya konduktibilitas saraf dan mengakibatkan kejang

tetani. Jika terjadi penurunan fungsi maka akan berakibat pada osteoporosis dan fraktur.

Hormon kalsitriol juga sudah dibahas sebelumnya.

Kortisol berperan dalam proteolisis matriks tulang (protein) dan protein otot. Dan sebaliknya,

testosteron merangsang terjadinya sintesis protein otot. Adrenalin menyebabkan peningkatan

terjadinya pemecahan glikogen otot. Dan seluruh interaksi ini juga dibantu oleh

neuromediator.

27

Page 28: Kasus Tutorial 1 Blok 3

28

KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil dari hasil diskusi tutorial kami adalah kram dapat

terjadi secara tiba-tiba, faktor yang mempengaruhi kram antara lain kelelahan, kurangnya

pemanasan sebelum olahraga, terlalu lama sikap tubuh atau badan secara monoton. Dari segi

anatomi , otot yang berpengaruh saat kram sangat banyak dapat di bagian g lutel (bagian

pantat), otot pada tungkai atas, otot pada tungkai bawah, dan otot pada telapak kaki. Dari segi

histologi kram dapat terjadi pada otot polos atau otot lurik yang menyerang jaringan ikat pada

otot. Tidak hanya itu, sari segi fisiologi dapat diketahui mekanisme umum kontraksi otot dan

relaksasi otot. dan bokimia kram pada fase relaksasi kontraksi otot. Kepala miosin

menghidrolisis ATP menjadi ADP.

Kram dapat dicegah dengan bermacam cara yaitu memperbanyak minum air putih,

melakukan pemanasan sebelum berolahraga dan kurangi aktivitas yang terlalu berat. Kram

dapat di tangani dengan kompresan air hangat serta otot yang terkena kram direngangkan.

28