LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI

I. Latar Belakang

Gerak manusia dihasilkan oleh adanya kontraksi otot. Otot menyebabkan pergerakan

suatu organisme maupun pergerakan dari organ dalam organisme tersebut. Jaringan otot

bertanggungjawab untuk pergerakan tubuh, terdiri atas sel-sel otot yang terspesialisasi untuk

melaksanakan konstraksi dan berkonduksi (menghantarkan impuls). Otot  sebagai salah satu

komponen yang dapat menghasilkan gerakan melalui kontraksinya membutuhkan suatu

kekuatan untuk menghasilkan performance yang tinggi. Kerja otot yang maksimal dapat

meningkatkan kemampuan kerja seseorang yang pada akhirnya akan meningkatkan prestasi

individu dalam beraktivitas. Performa otot yang tinggi tersebut ditentukan oleh kekuatan dan

daya tahan otot.

Kekuatan otot adalah kemampuan maksimal dari otot untuk berkontraksi. Kekuatan

otot ini dipengaruhi oleh umur dan jenis kelamin, ukuran cross sectional otot, jenis serabut

otot, tipe kontraksi otot, ketersedian energi dalam aliran darah, hubungan antara panjang dan

tegangan otot pada waktu kontraksi dan recruitmen motor unit(footnote).

Kontraksi otot rangka penting untuk aktivitas-aktivitas nonhomeostatik, misalnya

menari atau mengoperasikan computer. Otot polos ditemukan di dinding organ berongga dan

saluran. Kontraksi terkontrol otot polos mengatur gerakan darah melintasi pembuluh,

makanan melintasi saluran cerna, udara melintasi saluran napas, dan urin keluar tubuh. Otot

jantung hanya ditemukan di dinding jantung, yang kontraksinya memompa darah keseluruh

tubuh.

Salah satu otot yang memiliki peran penting dalam beraktifitas olahraga adalah otot

Biceps Brachialis. Otot ini memiliki fungsi utama sebagai pengerak sendi siku untuk gerakan

fleksi. Gerakan fleksi sendiri memiliki peran penting dalam beberapa cabang olah-raga

seperti tenis, bulutangkis, bahkan berlari. Otot yang memiliki dua kaput (kepala) yang

berorigo pada tuberculum supraglenoidalis dan processus coracoideus  dan berinsertio pada

tuberositas radii.   Otot biceps brachialis adalah otot yang dominan memiliki serabut otot tipe

II atau tipe fast twicth. Otot tipe fast twicth adalah otot yang memiliki serabut otot putih

sehingga memiliki kontraksi otot cepat dan tajam. Sebagai otot tipe I yang merupakan

penggerak sendi maka otot tersebut akan dapat dengan mudah mengalami peningkatan

kekuatan otot bila di berikan latihan khususnya latihan beban.

Daya tahan otot adalah kemampuan otot untuk mengulangi kontraksi dalam jumlah

tertentu. Daya tahan otot sendiri dipengaruhi oleh sistim energi yang digunakan oleh otot

tersebut. Secara umum serabut otot terbagi atas serabut otot cepat dan serabut otot lambat.

Kedua serabut otot tersebut dikenal dengan nama slow twicht muscle dan  fast twicht

muscle. Pada otot tipe slow twitch (tipe 1) ketahanan terhadap kelelahan tinggi sehing-ga otot

tersebut relatif memiliki daya tahan yang lebih baik. Sedang otot tipe fast twicth (tipe 2)

memiliki ketahanan terhadap kelelahan rendah sehingga relatif  lebih lemah.

II. Tujuan

Menguji konsep bahwa perbedaan sudut sendi akan mengubah panjang otot dan

keuntungan mekanisnya; yang akibatnya adalah berat beban maksimum yang mampu

ditahan akan bervariasi.

III. Alat dan Bahan

1. Karton berukuran 60 x 30 cm dengan gambar busur derajat atau fleksometer.

2. Beban (dumbell) berukuran. 1kg, 2kg, 4kg, dan 10kg.

IV. Cara Kerja

1. Lengan orang percobaan di letakkan di depan karton atau fleksometer, dengan

lengan atas (bahu hingga siku) mendatar dipermukaan alas. Lengan bawah

diangkat sehingga siku fleksi setinggi 200 , berpatokan pada garis di kertas atau

penunjuk fleksometer.

2. Perkirakan berat beban yang akan mampu ditahan oleh OP pada posisi tersebut.

Letakkan dumbell yang sesuai beratnya pada telapak tangannya. OP harus berusaha

menahan beban tersebut sesuai dengan posisi/sudut awalnya.

3. Jika OP masih dapat menahan beban, tambahkan beban sedikit demi sedikit hingga

ia tidak lagi dapat menahan beban tersebut.

4. Catat beban maksimum yang dapt ditahan pada tabel berikut :

Sudut (00) Beban Maksimum Lengan Kanan Beban Maksimum Lengan Kiri

20

45

60

90

120

5. Ulangi langkah 1-4 untuk sudut selanjutnya, serta lengan yang lain.

6. Terapkan nilai yang diperoleh pada grafik xy dengan sumbu x untuk sudut, dan

sumbu y untuk berat beban (lihat contoh grafik). Gambarkan grafik lengan kanan

dengan garis tidak terputus, dan lengan kiri dengan garis terputus.

20 Lengan Kanan

Berat

15

(KG)

10 Lengan Kiri

5

0

15 30 45 60 75 90 105 120

SUDUT (2)

Grafik hubungan beban maksimum yang dapat ditahan oleh lengan pada berbagai

sudut fleksi

7. Berdasarkan hasil percobaan, jawablah pertanyaan berikut :

Pada sudut fleksi berapa otot bisep dapat menahan beban maksimum?

Pada sudut fleksi berapa lengan ada pada keuntungan mekanis yang maksimal?

Mengapa?

Pada sudut fleksi berapa lengan ada pada keuntungan hubungan panjang-

ketegangan otot? Mengapa?

V. Landasan Teori

V. 1. Anatomi Otot Rangka

Otot rangka manusia terbentuk dari kumpulan sel-sel otot dengan rata-rata

panjang 10 cm dan berdiameter 10-100 μm yang berasal secara embrional dari ratusan

sel-sel mesodermal yang melakukan fusi sehingga sebuah sel otot memiliki banyak inti.

Secara mikroskopis sel otot dilapisi oleh struktur membran plasma (sarcolemma) dan

dari sarcolemma ini akan terbentuk lipatan kedalam yang disebut sebagai tubulus T.

Pada bagian dalam sel otot terdapat cairan intraseluler (sarcoplasma) yang berisi

molekul-molekul glikogen, protein myoglobin dan mitokondria yang banyak.

Di dalam sarcoplasma juga terdapat myofibril yang merupakan elemen kontraktil

dari serabut otot. Myofibril tampak seperti diselubungi oleh struktur seperti jaring yang

disebut Sarcoplasmic reticulum yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan ion

kalsium yang diperlukan untuk proses kontraksi. Dua buah ujung sarcoplasmic

reticulum yang melebar (terminal cisternae) membelakangi sebuah tubulus T

membentuk struktur yang berperan dalam inisiasi proses kontraksi otot.

Serabut-serabut otot ini akan bergabung dalam suatu kelompok yang lebih besar

yang disebut fasikulus otot. Otot dilindungi oleh jaringan subkutis pada bagian luar dan

fascia pada bagian dalam yang secara umum langsung membungkus otot. Jaringan

subkutis yang terdiri atas sel-sel adiposit berfungi sebagai penghambat panas dan

pelindung otot dari trauma fisik.

Fascia adalah jaringan ikat padat ireguler yang melapisi dan juga

mengelompokkan otot-otot dengan fungsi yang sama. Fascia juga dilewati oleh serabut

saraf, pembuluh darah dan limfe.

Ujung-ujung dari fascia ini akan memanjang membentuk tendon yang berfungsi

untuk melekatkan otot ke tulang dan apabila ujung tersebut membentuk lapisan yang

lebar dan mendatar disebut sebagai aponeurosis. Ada kalanya suatu tendon diselubungi

oleh jaringan ikat fibrosa yang disebut selubung tendon yang berisis cairan synovial

untuk mengurangi gesekan antara 2 lapis selubung tersebut.

V. 2. Fisiologi Otot

Kontraksi otot melibatkan dua proses pada serabut otot yang terdiri atas:

1) Depolarisasi sarcoplasma karena adanya interaksi asetilkolin dengan

reseptornya.

2) Adanya power stroke (kayuhan bertenaga) dari protein kontraktil otot

Melekatnya asetilkolin dengan reseptornya menyebabkan terbukanya kanal

natrium pada membran plasma sel otot sehingga terjadi aktivitas listrik yang menjalar

hingga ke struktur tubulus T. Adanya aktivitas listrik menyebabkan struktur protein

dihidropiridin yang sensitif terhadap stimulasi elektrik menjadi berubah, sehingga

kanal-kanal kalsium pada ujung lateral reticulum sarcoplasmic yang ditutupinya

menjadi terbuka.

Terbukanya kanal kalsium menyebabkan ion kalsium yang tersimpan pada

reticulum sarcoplasmic keluar menuju ke sarkoplasma dan berikatan pada troponin di

serabut halus. Setelah berikatan, struktur troponin akan berubah sehingga mengekspos

myosin binding space.

Pada saat yang bersamaan, kepala myosin yang sudah teraktivasi melalui energi

yang dihasilkan oleh hidrolisis ATP, akan berikatan pada aktin dan menyebabkan

terjadinya power stroke, yaitu terjadinya penarikan molekul aktin mendekati kepada

garis M pada sarkomer otot.

Hidrolisis ATP yang akan menghasilkan ADP+Pi (fosfat anorganik), dimana

ADP akan melekat pada kepala myosin hingga akhir dari power stroke kemudian

terlepas dan posisinya akan digantikan oleh molekul ATP yang baru.

Melekatnya molekul ATP yang baru akan menyebabkan terjadinya pelepasan

kepala myosin dari aktin dan siklus ini terus berulang pada serabut yang tebal pada otot.

Proses kontraksi otot tidak terjadi secara sinkron, yaitu ketika salah beberapa

kepala myosin berikatan pada aktin, yang lainnya akan terlepas. Hal ini memungkinkan

terjadinya pemendekan sarkomer yang optimal, dimana terdapat beberapa kepala

myosin yang melanjutkan proses power stroke yang telah terjadi sebelumnya, tanpa

menyebabkan pemanjangan kembali dari sarkomer.

Relaksasi otot terjadi ketika tidak adanya ikatan asetilkolin dengan reseptornya,

menyebabkan tidak adanya potensial listrik yang menyebabkan lepasnya kalsium

tambahan dan protein Ca ATPase memompakan kalsium kembali kedalam reticulum

sarcoplasmic. Tidak adanya kalsium menyebabkan troponin kembali pada posisi

awalnya menutupi Myosin binding site pada aktin. Pemendekan sarkomer akibat

adanya ikatan antara myosin dan aktin menyebabkan terjadinya ketegangan pada

serabut otot yang bersangkutan. Ketegangan ini akan diteruskan pada bagian jaringan

ikat yang tidak ikut serta dalam proses kontraksi. Ketegangan dari otot dipengaruhi

oleh:

1. Banyak serabut otot yang ikut berkontraksi

2. Ketegangan dari tiap serabut otot yang berkontraksi

Banyak serabut otot ditentukan oleh seberapa besar kekuatan otot yang

diperlukan, jika semakin besar kekuatan otot yang diperlukan maka akan semakin

banyak motor unit yang akan direkrut untuk ikut serta oleh kontrol persarafan pusat.

Ketegangan tiap serabut otot dipengaruhi oleh:

1) Frekuensi rangsangan saraf pada otot

2) Panjang otot sebelum kontraksi

Otot dapat diaktivasi oleh beberapa potensial aksi karena otot memerlukan waktu

yang lebih lama dalam menyelesaikan satu siklus kontraksinya dimana potensial aksi

dan masa refrakter dari neuron yang memepersarafinya telah lama berakhir.

Ada dua cara frekuensi saraf yang tinggi dapat meningkatkan ketegangan otot,

pertama tembakan potensial aksi kedua yang terjadi sebelum siklus kontraksi otot

selesai akan menambah kembali jumlah kalsium didalam sel. Kadar kalsium yang

tinggi kembali memungkinkan untuk terbukanya myosin binding space yang terdapat

pada aktin. Kedua, otot memiliki sifat elastis yang akan kembali lagi ke bentuk awalnya

setelah kontraksi. Akan tetapi jika mendapat potensial aksi selanjutnya sebelum terjadi

hal itu, maka ketegangan otot akan bertambah dengan adanya tegangan residual dari

kontraksi sebelumnya.

Panjang serabut otot yang optimal memungkinkan terjadi keluaran tenaga yang

maksimal. Hal ini didukung oleh adanya Length-tension Relationship yang menyatakan

bahwa apabila panjang serabut otot menjadi lebih pendek atau panjang dari optimal

maka akan terjadi penurunan dari keluaran tenaga otot tersebut, karena akan terjadi

ikatan antara molekul aktin dan myosin yang tidak maksimal.

Pada serabut otot yang lebih pendek terjadi tumpang tindih antara molekul aktin

yang berdekatan sehingga jumlah ikatan antara aktin-myosin akan menurun dan jarak

antara 2 garis Z yang memendek akan menyebabkan halangan bagi sarkomer untuk

memendek lebih lanjut, sebaliknya serabut otot yang lebih panjang menyebabkan

kurangnya jumlah aktin yang dapat berikatan pada myosin karena terjadi pemanjangan

pita-A dari sarkomer.

V. 3. Anatomi Dan Fisiologi Otot Biceps Brachii

Otot biceps brachii merupakan salah satu skeletal dimana jika dilihat melalui

mikroskop cahaya terdapat serat lintang yaitu adanya pita atau garis gelap dan garis

terang yang tersusun secara bergantian, otot ini merupakan jenis otot volunter dimana

otot ini dipersyarafi oleh sistem saraf somatik dan berada dibawah pengaruh kesadaran

kita. Otot biceps brachii salah satu penggerak tubuh yang fungsi utamanya untuk

melakukan gerakan fleksi siku dan juga membantu dalam melakukan gerakan supinasi

pada pada forearm dimana akan lebih kuat bekerja pada posisi fleksi sendi siku.

Biceps brachii adalah otot yang fasikulusnya berbentuk fusiform dengan 2 kepala.

Kedua kepala tersebut berasal dari prosesus scapulae dan akan bersatu pada bagian

distal dan dihubungkan oleh tendon ke tulang radius.

Dari Supraglenoid tuberculum, tendon dari kepala yang lebih besar akan

melewati kepala humerus dari cavum glomerohumeral. Ketika menuruni intertubular

sulcus dari humerus, tendon ini akan diselubungi oleh membran sinovial. Struktur

ligamentum tranversus humeral berfungsi untuk menahan agar tendon tersebut tetap

berada pada posisinya.

Otot biceps brachii tergabung pada kelompok fleksor lengan atas yang dibatasi

oleh medial dan lateral intermuscular septum yang dibentuk oleh bagian dalam

brachial fascia yang menyelubungi lengan atas dan berbatasan langsung dengan fascia

deltoid, pectoralis, axilary dan infraspinosus

Otot biceps brachii merupakan jenis otot tipe satu(tonic) dimana otot ini

mempunyai fungsi sebagai stabilisasi, bekerja secara aerobic, kontraksinya lambat

landai, aktivitas myosin ATPasenya rendah, tidak mudah lelah, warnanya merah dan

banyak memiliki mitokondria, diameternya 27 mcm, suplai darahnya ekstensif, motor

end platenya kecil, diameter serabut sarafnya kecil jumlah motor unitnya kecil, waktu

kontrak-sinya 85 mili second, kecepatan konduksi sarafnya lambat.

V. 4. Adaptasi Otot

Otot rangka memperlihatkan kemampuan berubah atau plastisitas yang besar

dalam memberi respon terhadap berbagai bentuk perlatihan. Plastisitas ini berupa

adaptasi aktivitas kontraksi yang berbeda akibat bentuk latihan yang berbeda, yang

dalam hal ini adalah latihan kekuatan (strength) dan daya tahan (endurance). Di tingkat

seluler, adaptasi latihan dapat terlihat sebagai akumulasi sejumlah protein yang

penyebab utamanya adalah perubahan ekspresi gen. Di tingkat organ, perbedaan ini

tampak sebagai otot rangka yang berbeda karakteristiknya. Otot rangka memiliki

plastisitas yang tinggi. Dua jenis perubahan dapat ditimbulkan pada serat otot :

perubahan dalam kemampuan menghasilkan ATP dan perubahan garis tengah.

Dalam suatu latihan otot, beban kerja diberikan dalam bentuk massa yang harus

dilawan atau dipindahkan oleh gaya kontraksi otot. Dengan memperhatikan besar beban

(resistance/intensity) dan ulangan kontraksi otot (repetitions), pembebanan terhadap

otot dapat diatur. Setiap jenis latihan tersebut merupakan rangsang yang sifatnya

spesifik yang akan menghasilkan suatu bentuk adaptasi otot yang juga bersifat spesifik.

Sifat spesifik dari perangsangan ini juga berlaku khusus pada otot/kelompok otot yang

diaktifkan sehingga analisis kerja otot khususnya otot penggerak utama (prime mover)

– pada berbagai bentuk latihan harus diperhatikan agar latihan otot dapat mencapai

tujuan. Otot rangka memperlihatkan kemampuan berubah atau plastisitas yang besar

dalam memberi respon terhadap berbagai bentuk perlatihan.

Pada suatu latihan kekuatan otot, peningkatan kekuatan otot awalnya disebabkan

oleh perbaikan kontrol sistem saraf motorik seperti penyelarasan rekrutmen motor unit,

penurunan penghambatan autogen Golgi tendon organ, koaktivasi otot agonis dan

antagonis serta frekuensi impuls motorik yang menuju motor unit. Perubahan struktur

dapat terjadi sebagai akibat latihan kekuatan, baik di neuromuscular junction maupun

di serat otot. Pembesaran otot, atau disebut juga hipertrofi otot dapat terjadi sebagai

akibat dari latihan kekuatan otot. Ukuran otot yang sebenarnya dapat ditingkatkan

dengan latihan-latihan resistensi anaerob berintensitas tinggi dan durasi singkat,

misalnya angkat beban. Pembesaran otot yang terjadi terutama disebabkan oleh

meningkatnya garis tengah (hipertrofi) serat-serat glikolitik cepat yang diaktifkan

selama kontraksi-kontraksi kuat tersebut. Sebagian besar penebalan serat disebabkan

oleh meningkatnya sintesis filamen aktin dan miosin, yang memungkinkan peningkatan

kesempatan kekuatan kontraktil otot. Stres mekanis yang ditimbulkan latihan resistensi

pada serat-serat otot memicu protein-protein penyalur sinyal, yang mengaktifkan gen-

gen yang mengarahkan sistesis lebih kontraktil ini banyak protein.

Akibat latihan daya tahan, otot juga akan mengalami sedikit hipertrofi namun

adaptasi terbesar terjadi pada proses biokimiawi di dalam otot. Mitokondria otot

meningkat jumlahnya, disertai peningkatan jumlah dan aktivitas enzim oksidatif yang

ditunjang oleh perubahan struktur lain yang menunjang peningkatan kerja otot seperti

peningkatan mikrosirkulasi otot. Penelitian selanjutnya memperlihatkan bahwa otot

yang terlatih daya tahannya (endurance-trained) dapat lebih efektif menggunakan

trigliserida, glukosa dan asam lemak bebas sebagai sumber energi sedemikian rupa

sehingga sumber energi utama otot tersebut pada waktu exercise berubah dari

karbohidrat menjadi lemak.

V. 5. Sistem Pengungkit (Tuas) Tubuh

Sebagian besar otot rangka melekat ke tulang melewati sendi, membentuk sistem

tuas. Tuas adalah struktur kaku yang mampu bergerak mengelilingi suatu titik sumbu

yang disebut fulkrum. Di tubuh, tulang berfungsi sebagai tuas, send sebgai fulkrum,

dan otot rangka menghasilkan gaya untuk menggerakan tulang. Bagian tuas antara

fulkrum dan titik tempat gaya ke atas terbentuk disebut lengan gaya; bagian fulkrum

dan gaya bewah yang ditimbulkan oleh beban dsebut lengan beban.

Sistem tuas yang paling umum di tubuh dicontohkan oleh fleksi sendi siku. Otot-

otot rangka, misalnya biceps yang kontraksinya menekuk sendi siku, terdiri dari banyak

serat penghasil tegangan yang berjalan sejajar (berdampingan) yang dapat

menghasilkan gaya besar di tempat insersi tetapi memendek hanya dalam jarak pendek

dan kecepatan relatif rendah. Sistem tuas sendi siku memperkuat gerakan lambat

pendek biceps menjadi gerakan tangan yang lebih cepat dan jangkauan lebih panjang.

VI. Hasil Praktikum

Sudut ( ͦ ) Beban maksimum lengan kanan

(kg)

Beban maksimum lengan kiri (kg)

20 4 4

45 4 4

60 10 10

90 10 10

120 10 10

Grafik hasil percobaan pada OP

VII. Pembahasan

Menurut pengamatan tersebut dapat dianalisa bahwa kedua lengan OP memiliki

keterbatasan mengangkat beban tertentu. OP mampu mengangkat beban 1 kg, 2 kg, dan 4 kg

pada semua sudut yang telah di tetapkan (20 , 45 , 60 , 90 , 120 ), sedangkan pada beban 10

kg OP hanya mampu mengangkat beban pada sudut 60 , 90 , 120 .

Dari hasil praktikum yang telah dilakukan berat beban maksimum yang dihasilkan

pada kedua lengan OP berbeda pada setiap sudut, pada sudut 60 otot biceps memegang

beban paling besar, sedangkan pada sudut 120 otot triceps lah yang memegang beban paling

besar.

Secara umum untuk mempertahankan lengan tetap pada posisi sudutnya, dibutuhkan

tenaga otot yang cukup untuk menimbulkan torsi yang paling tidak sama besarnya dengan

torsi yang terjadi karena beban. Telah kita ketahui bahwa diperlukan tegangan otot untuk

mengangkat beban. Tanpa adanya tegangan otot tidak dapat melawan tahanan (beban).

Semakin besar jumlah serat yang berkontraksi, semakin besar tegangan total otot. Otot-otot

bekerja dengan menggunakan tegangan pada tempat insersi di dalam tulang, dan tulang-tlang

kemudian membentuk berbagai jenis sitem pegungkit. Pada sudut fleksi 90º posisi beban

tepat berada di atas titik tumpu. Sehingga beban yang diberikan pada orang percobaan akan

ditahan oleh penumpu. Seperti pada prinsip kerja pengungkit ketika kuasa lebih jauh dari titik

tumpu maka kuasa yang dapat ditahan lebih kecil daripada posisi kuasa lebih mendekati titik

tumpu. Untuk bagian otot biceps, bila lengan bawah berada tepat pada sudut siku-siku (90 )

dengan lengan atas, perlekatan tendo biceps memilki ukuran yang lebih panjang daripada saat

otot melakukan ekstensi (sudut kurang dari 90 ) dan kekuatan/kemampuan yang dihasilkan

pun lebih besar daripada saat ekstensi. Hal ini terbukti dalam percobaan dimana kemapuan

mengangkat beban lebih besar pada sudut 90 , 120 dan semakin mengecil pada sudut

dibawah 90 .

Pada praktikum kali ini kekuatan otot terbesar berada pada posisi 90 , karena pada

sudut ini biceps berada pada panjang optimumnya (50% dari panjang otot sewaktu relaksasi).

Sehingga jumlah jembatan silang yang terbentuk antara aktin dan miosin juga maksimal,

yang akan menghasilkan kontraksi jumlah besar dan kekuatan otot yang lebih besar juga.

Sedangkan pada sudut 20 , 45 dan 60 otot berada pada panjang yang melebihi panjang

optimalnya (I0) sebelumnya berkontraksi, sehingga lebih sedikit tempatnya pengikatan

filamen tipis yang dapat berikatan dengan jembatan silang filamen tebal, karena filamen tipis

tertarik ke luar dari antara filamen-filamen tebal. Akibatnya kekuatan otot yang dihasilkan

lebih kecil daripada panjang optimalnya (I0). Sebaliknya jika sebelum kontraksi otot lebih

pendek daripada panjang otot maksimal (pada fleksi sebesar 1200) maka tegangan yang

terbentuk akan lebih kecil.

Dalam hal ini faktor sudut mempengaruhi kekuatan otot lengan dalam mengangkat

beban. Semakin besar sudut semakin kecil gaya yang diperlukan oleh otot lengan, artinya

semakin besar sudut semakin mudah pula OP utuk mengangkat beban.

Jawaban Pertanyaan :

1. Pada sudut fleksi berapa otot bisep dapat menahan beban maksimum ?

Umumnya, untuk mempertahankan lengan tetap pada posisi sudutnya, dibutuhkan tenaga

otot yang cukup untuk menimbulkan torsi yang paling tidak sama besarnya dengan torsi

yang terjadi karena beban ( simbol sigma tau=0). Gaya otot yang bekerja, dalam hal ini

adalah otot bisep, kecuali pada sudut 120° otot yang berperan dalam menahan beban adalah

otot trisep.

Pada sudut 90°, yang berarti sebenarnya otot tidak perlu mengeluarkan tenaga untuk

mencegah beban jatuh. Selain itu, beban yang diberikan juga ditahan oleh struktur tulang

sehingga beban semaksimal mungkin dapat ditahan, dapat dikatakan pula OP dapat paling

maksimal karena tidak menghasilkan gaya karena jarak lengan beban dan sendi dibagian

siku menjadi titik tumpu adalah 0 cm .

Untuk sudut 120°, beban tidak ditahan oleh gaya yang dihasilkan oleh otot biseps,

melainkan otot triseps, yang secara vektor akan memberikan gaya putaran searah jarum jam,

sementara beban akan memberikan gaya putaran berlawanan arah jarum jam (kebalikan dari

penahanan beban di sudut yang lebih kecil dari 90 derajat). Dari hasil perhitungan,

didapatkan hasil bahwa nilai cotangen sudut 120° yang bekerja pada sudut ini sama dengan

nilai pada sudut 60°, sehingga gaya yang diperlukan otot triseps untuk menahan beban pada

beban dengan berat tertentu pada sudut 120° tidak  jauh berbeda dengan gaya yang

diperlukan otot bisep untuk menahan beban yang sama pada sudut 60° posisi ini juga

memberikan keuntungan biomekanis yang lebih baik daripada sudut 20° maupun 45°.

Sehingga itu juga pada praktikum kali ini OP dapat menahan beban maksimum di fleksi 60°,

90°, dan 120° .

2. Pada sudut fleksi berapa lengan ada pada keuntungan mekanis yang maksimal?

Mengapa ?

Sebagian besar otot rangka melekat ke tulang melewai sendi, membentuk sistem tuas.

Tuas adalah struktur kaku yang mampu bergerak mengelilingi suatu titik umbu yang dikenal

sebagai fulcrum. Di tubuh, tulang berfungsi sebagai tuas, sendi sebagai fulcrum dan otot

rangka menghasilkan gaya untuk menggerakan tulang. Bagian tuas antara fulcrum dan titik

tempat gaya ke atas terbentuk disebut lengan daya, bagian antara fulcrum dan gaya ke bawah

yang ditimbulkan oleh beban disebut sebagai lengan beban.

Gambar 1. Hubungan sistem tuas pada siku

Pada sudut fleksi 90º lengan berada pada keuntungan mekanis maksimal, karena pada

sudut fleksi 90º posisi beban tepat berada di atas titik tumpu. Sehingga beban yang diberikan

pada orang percobaan akan ditahan oleh penumpu. Pada prinsip kerja tuas (pengungkit),

semakin jauh posisi titik kuasa dari titik tumpu, maka gaya ke atas akan lebih kecil sehingga

apabila diberi gaya tekan ke bawah, maka gaya tekan yang dibutuhkan juga kecil. Sebaliknya

jika posisi titik kuasa mendekati titik tumpu maka gaya ke atas akan lebih besar sehingga

gaya tekan yang dibutuhkan juga besar.

Gambar 2. Hubungan beban dan titik tumpu

Seperti pada prinsip kerja pengungkit tersebut, ketika lengan fleksi pada sudut 20º yang

berarti posisi beban (jika pada pengungkit disebut kuasa), lebih jauh dari titik tumpu maka

beban yang dapat ditahan (gaya tekan ke bawah) akan lebih kecil dari ketika lengan fleksi 45º

yang berarti posisi beban lebih mendekati siku (titik tumpu). Sedangkan pada saat lengan

fleksi 90º, maka beban yang diberikan akan di tahan oleh titik tumpu, sehingga lengan dapat

menahan beban maksimal pada fleksi lengan 90º.

3. Pada sudut fleksi berapa lengan ada pada keuntungan hubungan panjang – ketegangan

otot? Mengapa ?

Sudut fleksi lengan sebesar 900 ada pada keuntungan hubungan panjang-ketegangan otot

karena:

a. Pada panjang otot optimal yaitu fleksi lengan sebesar 900, ketika dapat dihasilkan

tegangan maksimal, filamen-filamen tipis secara optimal bertumpang tindih dengan regio-

regio filamen tebal tempat menonjolnya jembatan silang. Pada panjang ini, jembatan

silang yang dapat diakses bagi molekul aktin untuk pengikatan dan penekukan jumlahnya

maksimal. Bagian tengah filamen tebal, di mana tidak terjadi tumpang tindih dengan

filamen tipis pada panjang otot optimal, tidak memiliki jembatan silang; di sini hanya

dijumpai ekor miosin.

b. Pada panjang otot yang lebih besar yaitu fleksi lengan sebesar 200, 450, dan 600,

filamen tipis tertarik dari antara filamen-filamen tebal sehingga jumlah tempat aktin yang

tersedia untuk mengikat jembatan silang berkurang; yaitu, sebagian dari tempat di aktin

dan jembatan silang tidak lagi “berpasangan” sehingga keduanya “tidak terpakai”. Karena

aktivitas jembatan silang yang berlangsung lebih sedikit maka tegangan yang terbentuk

juga lebih kecil. Pada kenyataannya, ketika otot diregangkan menjadi sekitar 70% lebih

panjang daripada panjang otot optimal filamen-filamen tipis tertarik seluruhnya dari

antara filamen-filamen tebal, rnenghambat aktivitas jembatan silang dan karenanya tidak

terjadi kontraksi.

c. Jika sebelum kontraksi otot lebih pendek daripada panjang otot maksimal (pada fleksi

sebesar 1200) maka tegangan yang terbentuk akan lebih kecil karena tiga alasan:

1. Filamen tipis dari sisi sarkomer yang berlawanan menjadi bertumpang tindih dan

membatasi kesempatan interaksi jembatan silang dengan aktin.

2. Ujung-ujung filamen tebal tertekan ke garis Z sehingga tidak terjadi pemendekan

lebih lanjut.

3. Selain kedua faktor mekanis ini, pada panjang otot yang kurang dari 80% dari

panjang otot optimal, tidak banyak Ca2+ yang dibebaskan selama penggabungan

eksitasi-kontraksi oleh sebab-sebab yang belum diketahui. Selain itu, oleh

mekanisme yang belum jelas, kemampuan Ca2+ mengikat troponin dan menarik

kompleks troponin-tropomiosin ke samping berkurang pada panjang otot yang

kecil. Karena itu, lebih sedikit bagian aktin yang terpajan untuk ikut serta dalam

aktivitas jembatan silang.

VIII. Kesimpulan

Menurut hasil pengamatan otot biseps dapat menahan beban maksimum pada sudut

fkelsi 60°, 90°, dan 120°. Pada sudut fleksi 90º lengan berada pada keuntungan mekanis

maksimal, karena pada sudut fleksi 90º posisi beban tepat berada di atas titik tumpu. Pada

keuntungan hubungan panjang-ketegangan otot pada sudut fleksi sebesar 90º karena otot

pada panjang otot optimal dapat dihasilkan tegangan maksimal.

IX. Saran

Sebaiknya praktikum fisiologi mengenai kontraksi otot di coba untuk OP wanita

untuk mengetahui mengenai perbedaan yang terjadi pada kerja otot bicep dan tricep pada

pria maupun wanita.

X. Daftar Pustaka

Sherwood L. Fisiologi Manusia dari Sel ke Sistem Ed 6. EGC : Jakarta, 2011

Guyton, Hall. Guyton dan Hall Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Ed. 12. Elsevier Pte.

Ltd. : Singapura, 2011

Diktat Kuliah. Kerja dan Pesawat Sederhana.Universitas Negeri Yogyakarta