PENGAYAAN MATERI BLOK MUSCULOSKELETAL

TULANG

A. FISIOLOGI

OSIFIKASI

Perkembangan tulang berasal dari jenis perkembangan membranosa dan perkembangan

kartilago. Proses peletakan jaringan tulang(histogenesis) disebut ossifikasi(penulangan). Jika

proses ini terjadi dalam suatu model selaput dinamakan penulangan intramembranosa dan tulang

yang dibentuk dinamakan tulang membrane atau tulang dermal karena tulang ini berasal dari

suatu membrane. Tulang-tulang endokondral(tulang kartilago) merupakan tulang yang

berkembang dari penulangan suatu model tulang rawan. Penulangan ini disebut pebulangan

intrakartilaginosa(penulangan tidak langsung). Jenis-jenis penulangan intramembranosa

merupakan suatu proses yang mendesak sedangkan jenis penulangan intrakartilaginosa

merupakan proses yang berjalan perlahan-lahan dan berencana:

1. Pusat osifikasi

Awal pembentukan tulang terjadi pada bagian tengah dari suatu tulang yang disebut pusat

penulangan primer,selanjutnya terjadi penulangan sekunder. Pusat primer timbul sangat dini

pada kehidupan janin terjadi akibat perangsangan genetic. Pusat penulangan sekunder tampak

pada ujung tulang panjang dan tulang besar selalu tampak stetlah kelahiran.Perangsangan pusat

sekunder dilaksanakan oleh tekanan atau tarikan ujung-ujung tulang.Bila anak sudah mulai

bergerak maka tekanan pada sendi terjadi pada ujung sendi sehingga menimbulkan tarikan tendo

pada tempat terjadinya tarikan.Hal ini paling banyak terjadi pada masa pubertas dan hanya

sedikit setelah umur 20 tahun. Pada bagian yang paling ujung dari epifise tersisa selapis tulang

rawan hialin yang tidak menjadi tulang keras,tetapi selalu tampak sebagai rawan persendian.

Rawan ini tidak dibungkus oleh selaput dan merupakan suatu permukaan yang licin untuk

pembentukan sendi-sendi synovial.

2. Ujung pertumbuhan tulang

Epifise bersatu dengan diafise,biasanya terjadi pada umur 18-20 tahun. Pusat-pusat

epifise(dalam pusat penulangan sekunder) akan menyatu dengan diafise hingga terjadi pada

tulang-tulang yang lain. Pertumbuhannya berjalan terus selama beberapa tahun setelah

userInserted Text

pertumbuhan ujung tulang yang lain berhenti. Korpus dari semua tulang-tulang panjang dan

besar memperlihatkan akhir dari suatu alur yang berfungsi sebagai suatu lubang pada tulang

yang disebut yang disebut foramen nutrisia.Pada orang hidup foramen nutrisia digunakan pada

arteri nutrisia untuk memasuki korpus. Tulang-tulang anggota badan atas berjalan menuju

siku,sedangkan tulang-tulang anggota bawah berjalan menuju lutut sehingga ujung pertumbuhan

tulang berlawanan dengan arah jalannnya arteri nutrisia.

FUNGSI TULANG

A. Fungsi umum tulang:

Secara umum, fungsi tulang adalah sebagai berikut:

1. Formasi kerangka

Tulang-tulang membentuk rangka tubuh untuk menentukan ukuran tulang dan

menyokong struktur tubuh yang lain.

2. Formasi sendi-sendi

Tulang-tulang membentuk persendian yang bergerak dan tidak bergerak tergantung dari

kebutuhan fungsional.Sendi yang bergerak menghasilkan bermacam-macam pergerakan.

3. Perlekatan otot

Tulang-tulang menyediakan permukaan untuk tempat melekatnya otot,tendo,dan

ligamentum. Untuk melaksanakan pekerjaan yang layak dibutuhkan suatu tempat melekat yang

kuat dan untuk itu disediakan oleh tulang.

4. Sebagai pengungkit

Untuk bermacam-macam aktivitas selama pergerakkan.

5. Penyokong berat badan

Memelihara sikap tegak tubuh manusia dan menahan gaya tarikan dan gaya tekanan yang

terjadi pada tulang sehingga dapat menjadi kaku dan lentur.

6. Proteksi

Tulang membentuk rongga yang mengandung dan melindungi struktur-struktur yang halus

seperti otak,medulla spinalis,jantung,paru-paru,alat-alat dalam perut,dan panggul.

7. Hemopoiesis

Sum-sum tulang merupakan tempat pembentukan sel-sel darah, tetapi terjadinya

pembentukan sel-sel darah sebagian besar terjadi disumsum tulang merah.

8. Fungsi immunologi

Limfosit B dan makrofag-makrofag dibentuk dalam system retikuloendotelial sum-sum

tulang.Limfoist B diubah menjadi sel-sel plasma yang membentuk antibody guna keperluan

kekebalan kimiawi, sedangkan makrofag merupakan fagositotik.

9. Penyimpanan kalsium

Tulang mengandung 97% kalsium tubuh, baik dalam bentuk anorganik maupun dalam

bentuk garam-garam, terutama kalsium fosfat. Sebagian besar fosfor disimpan dalam tulang dan

kalsium dilepas dalam darah bila dibutuhkan.

B. Fungsi khusus tulang

Secara khusus mempunyai fungsi sebagai berikut:

1. Sinus-sinus paranasalis dapat menimbulkan nada khusus pada suara.

2. Email gigi dikhususkan un tuk memotong, menggigit, dan menggilas makanan. Email

merupakan struktur yang terkuat dari tubuh manusia.

3. Tulang-tulang kecil telinga berfungsi sebagai pendengaran dalam mengonduksi

gelombang suara.

4. Panggul wanita dikhususkan untuk memudahkan proses kelahiran bayi.

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN TULANG

1. Herediter (genetic)

Tinggi badan anak secara umum tergantung dari orangtua.Anak-anak yang dilahirkan

dari orangtua yang tinggi biasanya mempunyai badan yang tinggi juga.

2. Factor nutrisi

Suplai bahan makan yang mengandung kalsium,fosfat,protein,dan vitamin A C D adalah

hal yang penting untuk generasi pertumbuhan tulang serta untuk memelihara rangka yang sehat.

3. Factor-faktor endokrin

a. Paratiroid hormone(PTH)

Satu sama lain saling berlawanan dalam memelihara kadar kalsium darah sehingga

merangsang terjadinya PTH dengan cara:

- merangsang osteoplas reabsorbsi tulang dan melepas kalsium kedalam darah

- merangsang absorbsi kalsium dan fosfat dari usus

- meresorbsi kalsium dari tubulus renalis.

b. Tirokalsitonin

adalah hormon yang dihasilkan sel-sel parafolikuler dari kelenjar tiroid. Cara kerjanya

menghambat resorbsi tulang.

c. Hormon pertumbuhan.

Hormon ini dihasilkan hipofise anterior dan penting untuk proliferase(bertambah banyak)

secara normal dari rawan epifisealis untuk memelihara tinggi badan yang normal.

d. Tiroksin.

Tiroksin bertanggung jawab dalam pertumbuhan tulang yang layak, remodeling tulang

dan kematangan tulang.

3. Faktor persarafan.

Gangguan suplai persarafan mengakibatkan penipisan tulang sperti yang terlihat pada

kelaianan poliomyelitis.

4. Faktor mekanis.

Kekuatan dan arah dari tuberkula tulang ditentukan oleh gaya-gaya mekanis yang bekerja

padanya.

5. Penyakit-penyakit mempunyai pengaruh yang kurang baik terhadap pertumbuhan tulang.

PENYUSUN TULANG

Susunan tulang terdiri dari sel-sel, matrik organic, dan mineral.Mineral ini terdiri

dari kolagen dan bahan dasar yang mengandung monopolisakarida pada komponen matriks

inilah mengendapnya kristalloid yang terdiri dari kalsium dan fosfat.Sel-sel tulang terdiri dari

ostiosid, osteoblas dan osteoklast.Setiap sel ini mempunyai fungsi khusus yang letaknya pun

berbeda-beda. Kristal tulang terdiri dari beberap komponen atau bagian yaitu:

a. Kristal bagian dalam(Kristal interior), terdiri dari ion-ion.

b. Permukaan Kristal(Kristal permukaan) mengandung kation dan anion yang spesifik.

c. Lapisan yang mengandung air(hidration shell) mengandung lapisan anion yang tidak spesifik,

selalu dalam keadaan seimbang dan dinamis dengan medium sekitarnya.

Komponen lain yang penting dalam tulang adalah glikogen. Glikogen mempunyai

deposisi garam-garam anorganik dalam tulang rawan tempat sel-sel tulang rawan mengalami

hipertrofi sehingga didapati kadar glikogen yang tinggi didaerah tersebut. Bila enzim-enzim yang

memegang peranan dalam siklus glikolisis dihambat kerjanya maka proses klasifikasi juga

terhambat dalam proses pertumbuhan dan pembentukan tulang terdapat 2 macam proses.

- Osifikasi mendokondral

Setelah terbentuknya epifise yang masih dalam keadaan tulang rawan pertumbuhan

tulang ini ditandai dengan pertumbuhan tulang rawan dan degenerasi dalam epifise.

- Osifikasi membrane

Proses integrasi seluler pembentukan tulang baru diatas permukaan korteks telah

dibentuk terlebih dahulu pada saat terjadinya proses resorbsi tulang kedua, cara berlangsung

secara simultan. Proses pertama terjadi resorbsi matriksnya dan proses kedua berlangsung

pelarutan hidroksiapatik yang diikuti terbebasnya garam kalsium fosfat. Factor yang paling

berperan adalah osteoklas yang dikenal sebagai pembuang tulang(sel perusak tulang) dan

mempunyai kemampuan fagosit. Osteoklas menghasilkan zat yang dapat menyebabkan

terjadinya depolimerisasi atau dibebaskannya garam-garam dan asam fosforik pada tulang yang

berakibat larutnya atau dibebaskannya kalsium dalam tulang.

Zat lain yang mempunyai kaitan dengan metabolism tulang adalah asam sitrat. Kadar

asam sitrat didapati lebih tinggi dikawasan korteks diafise dari tulang panjang bahan organic

yang cukup penting didalam pertumbuhan tulang adalah glikogen.Glikogen merupakan bagian

dari tulang rawan dan tulang yang sedang tumbuh. Bila dalam suatu proses klasifikasi glikogen

ditiadakan atau keaktifannya dicegah maka proses klasifikasi akan terhenti.

B. ANATOMI

JENIS JENIS TULANG

Menurut bentuk dan ukurannya tulang dibedakan sebagai berikut:

1. Tulang pendek

Tulang pendek bentuknya seperti silider kecil, berfungsi agar tulang dapat bergerak

bebas. Tulang pendek terdapat pada pergelangan tangan dan kaki, telapak tangan dan kaki.

2. Tulang panjang

Tulang panjang bentuknya seperti pipa, berfungsi untuk artikulasi, terdapat pada tulang

hasta, tulang paha dan tulang betis.

3. Tulang pipih

Tulang pipih berbentuk pipih dan lebar, berfungsi untuk melindungi struktur

dibawahnya, seperti pada pelvis, tulang belikat dan tempurung kepala.

4. Tulang tidak beraturan

Tulang tidak beraturan ini bentuknya kompleks dan berhubungan dengan fungsi khusus.

Contoh tulang tidak beraturan adalah tulang punggung dan tulang rahang.

Gambar Kerangka manusia.

Menurut bahan pembentuknya, tulang dapat dikelompokkan atas tulang rawan

(kartilago) dan tulang (osteon).

a. Tulang rawan(kartilago)

Keadaan tulang rawan lentur (elastis). Telinga, ujung hidung, dan laring (Adam`s apple)

dibentuk dan ditopang oleh tulang rawan. Pada umumnya, matriks pada tulang rawan

mengandung serabut kolagen dan tidak mengandung kalsium.

Tulang rawan dibentuk oleh sel-sel tulang rawan (kondrosit) yang dihasilkan oleh

kondroblas (pembentuk tulang rawan). Antara sel-sel rawan terbentuk matriks dari kolagen

dalam bentuk gel dari karbohidrat dan protein. Macam-macam tipe tulang rawan adalah

sebagai berikut:

tulang rawan hialin, sifatnya halus dan terdapat di ujung tulang.

tulang rawan elastis, sifatnya elastis pada telinga dan epiglotis.

tulang rawan yang liat (kuat) terbentuk dari serabut kolagen yang banyak dalam matriks, terdapat

pada tendon dan ligamen.

b. Tulang sejati(osteon)

Tulang terdapat pada seluruh anggota gerak. Bagian lapisan luar tulang keras (tulang

kompak) dan mengelilingi rongga yang disebut rongga sumsum. Berdasarkan teksturnya, tulang

dibedakan atas 2 macam, yaitu:

tulang kompak, membentuk lapisan luar yang padat.

tulang spons (berongga), bagian dalam pipih, seperti pada tulang tengkorak dan pada ujung-

ujung tulang panjang dekat sambungan tulang. Bentuk rongga ini melindungi tulang itu sendiri

jika ada tekanan, benturan atauhentakan.

C. HISTOLOGI

JARINGAN TULANG DAN TULANG RAWAN

TULANG RAWAN (KARTILAGO)

Tulang rawan ditandai dengan suatu matriks ekstrasel yang banyak mengandung

glikosaminoglikan dan proteoglikan, yaitu makromolekul yang berinteraksi dengan serat kolagen

dan elastin. Variasi komposisi komponen matriks ini menghasilkan tiga jenis tulang rawan, yang

sesuai dengan kebutuhan biomekanika setempat.

Tulang rawan merupakan bentuk khusus jaringan ikat, dengan konsistensi matriks

ekstraselnya yang keras, sehingga tulang rawan ini memiliki daya kenyal yang tinggi,

fungsinya antara lain;

1. Memungkinkan jaringan ini menahan stress mekanik tanpa mengalami distorsi.

2. Menunjang jaringan lunak, karena permukaannya licin dan berdaya kenyal, maka tulang

rawan merupakan daerah peredam guncangan dan permukaan gesekan bagi sendi, sehingga

memudahkan gerakan tulang.

3. Penting untuk perkembangan dan pertumbuhan tulangtulang panjang sebelum dan sesudah lahir.

Tulang rawan terdiri atas sel (kondrosit; Yn. chondros, tulang rawan, + kytos, sel) dan

banyak matriks ekstrasel yang terdiri atas serat dan substansi dasar. Kondrosit membuat dan

mensekresi matriks ekstrasel, dan sel-sel itu sendiri terletak dalam rongga matriks yang disebut

lakuna. Kolagen, asam hialuronat, proteoglikans, dan sejumlah kecil glikoprotein tertentu

merupakan makromolekul utama dalam semua jenis matriks tulang rawan. Tulang rawan elastis,

dicirikan oleh kelenturan yang sangat mengandung cukup banyak elastin dalam matriks.

Sebagai akibat adanya kebutuhan fungsional yang berbeda, maka terdapat 3 jenis

tulang rawan, masing-2 menunjukkan komposisi yang berbeda dalam matriksnya

1. Tulang Rawan Hialin

Bentuk yang paling banyak dijumpai, memiliki matriks dengan kolagen tipe II sebagai

unsur kolagen utamanya.

2. Tulang Rawan Elastis

Lebih lentur dan kenyal, selain mengandung kolagen tipe II juga memiliki banyak serat

elastin di dalam matriksnya.

3. Fibrokartilago

Terdapat dalam daerah yang mengalami stres berat/menahan beban, dicirikan oleh

matriks yang mengandung jalinan serat kolagen tipe I yang kasar. Ketiga jenis tulang rawan itu

avaskular dan mendapat makanannya melalui difusi dari kapiler dalam jaringan ikat berdekatan

(perikondrium) atau melalui cairan sinovial dari rongga sendi. Tulang rawan tidak memiliki

pembuluh getah bening dan saraf.

Perikondrium adalah selubung berupa simpai jaringan ikat padat yang membungkus tulang

rawan hampir seluruhnya, merupakan perantara di antara tulang rawan dan jaringan yang

ditunjangnya. Perikondrium menjadi tempat suplai vaskular bagi tulang rawan yang avaskular

(tidak mempunyai pembuluh darah, limf, dan saraf).

TULANG RAWAN HIALIN

Tulang rawan hialin segar berwarna putih kebiruan dan translusen. Pada embrio sebagian

tulang sementara hingga secara berangsur-angsur diganti oleh tulang. Pada mamalia dewasa,

terdapat di permukaan sendi pada sendi yang dapat bergerak; hidung, laring, trakea, bronki;

ujung ventral iga; tempat berartikulasi dengan sternum; dan pada lempeng epifisis, dimana ia

berfungsi untuk pertumbuhan memanjang tulang.

Tulang rawan berkembang dari mesenkim. Sel-sel yang dibentuk melalui

diferensiasi langsung dari sel mesenkim ini disebut kondroblas, dengan sitoplasma basofilik

penuh ribosom. Kejadian diferensiasi tulang rawan berlangsung dari pusat ke luar; karenanya

sel-sel yang lebih di pusat memiliki ciri kondrosit sedangkan sel-sel perifer memiliki ciri

kondroblas.

Matriks (substansi Interselular)

Empat puluh persen berat kering tulang rawan hialin terdiri atas kolagen yang

terpendam dalam substansi intersel amorf. Selain kolagen tipe II dan proteoglikan, komponen

penting lain dari matriks tulang rawan adalah glikoprotein kondronektin, sebuah makromolekul

yang membantu perlekatan kondrosit pada kolagen matriks.

Perikondrium

Kecuali pada tulang rawan sendi, semua tulang rawan hialin ditutupi oleh selapis

jaringan ikat padat, perikondrium, yang esensial bagi pertumbuhan dan pemeliharaan tulang

rawan. Lapisan ini kaya serat kolagen tipe I dan mengandung banyak fibroblas.

Kondrosit (sel-sel tulang rawan)

Kondrosit muda berbentuk lonjong, dengan sumbu panjang paralel terhadap

permukaan. Lebih ke dalam bentuknya bulat, dan dapat berkelompok hingga 8 sel dari hasil

pembelahan mitosis satu kondrosit (kelompok isogen).

Kondrosit sebagai sel penghasil protein RE kasar dan kompleks golgi. Kondrosit

membuat kolagen tipe II, proteoglikans, dan kondronektin.

Pertumbuhan

Pertumbuhan tulang rawan dapat melalui dua proses: pertumbuhan interstisial,

akibat pembelahan mitotik dari kondrosit-kondrosit yang ada; dan pertumbuhan aposisional,

akibat diferensiasi sel-sel perikondrial.

TULANG RAWAN ELASTIS

Tulang rawan elastis terdapat di aurikula telinga, dinding meatus auditiva

eksterna, tuba auditiva (eustachii), epiglotis, dan kartilago cuneiform dalam laring. Tulang ini

memiliki serabut kolagen tipe II, mengandung jalinan serat-serat elastis tersebar secara luas.

Kondrosit pada tulang rawan elastis dan hialin serupa dan memiliki perikondrium.

FIBROKARTILAGO

Jenis tulang rawan ini terdapat pada tempat yang memerlukan penyokong kuat

dan daya rentang. Ditemukan pada diskus intervertebra, pada perlekatan ligamen tertentu pada

permukaan tulang rawan dari tulang dan simfisis pubis. Serat kolagen yang banyak itu

membentuk berkas-berkas tidak teratur di antara kelompok-kelompok kondrosit atau tersusun

paralel sepanjang kolom kondrosit.

DISKUS INTERVERTEBRA

Setiap diskus intervertebra terletak di antara 2 vertebra dan terikat padanya oleh

ligamen. Anulus fibrosus dari tulang rawan dan nukleus pulposus cair. Diskus intervertebra

berfungsi sebagai bantal pelicin yang mencegah vertebra bersebelahan mengalami erosi oleh

kekuatan abrasif selama gerakan tulang belakang. Nukleus pulposus cair berfungsi sebagai

peredam kejut di antara vertebra bersebelahan.

TULANG

Sebagai unsur utama dari kerangka dewasa, jaringan tulang berfungsi untuk;

1. Menunjang struktur berdaging

2. Melindungi organ-organ vital (rongga kranium, rongga dada)

3. Mengandung sumsum tulang, tempat sel-sel darah merah terbentuk.

4. Sebagi cadangan kalsium, fosfat, dan ion lain yang dapat dibebaskan atau ditimbun secara

terkendali untuk mempertahankan konsentrasi tetap ion-ion penting ini dalam cairan tubuh.

5. Membentuk sistem pengungkit yang melipatgandakan kekuatan yang timbul akibat kontraksi otot

rangka, menghsilkan gerak tubuh.

Tulang adalah jaringan ikat khusus yang terdiri atas materi intersel yang

mengapur, yaitu matriks tulang dan 3 jenis sel:

A. Osteosit, (Yn. Osteon, tulang, + kytos, sel) yang terdapat dalam rongga (lakuna) di dalam

matriks.

B. Osteoblas, (Yn. Osteon, tulang, + blastos, benih) yang membentuk komponen organik dari

matriks.

C. Osteoklas, (Yn. Osteon, + klastos, pecah) yang merupakan sel raksasa berinti banyak yang

berperan pada resorbsi dan pembentukan kembali jaringan tulang.

Karena metabolit tidak dapat berdifusi melalui matriks tulang yang telah

mengapur, maka pertukaran antara osteosit dan kapiler darah bergantung pada komunikasi

selular melalui kanalikuli, (Yn. Canalis, saluran) yaitu celah-celah silindris halus yang

menembus matriks.

Endosteum melapisi permukaan dalam tulang dan periosteum melapisi

permukaan luar tulang.

SEL TULANG

A. Osteoblas:

Osteoblas berfungsi mensintesis komponen organik dari matriks tulang (kolagen

tipe I, proteoglikans, dan glikoprotein). Bila osteoblas aktif dalam pembuatan matriks tulang

maka akan berbentuk kuboid hingg silindris dengan sitoplasma basofil. Bila aktifitas mensintesis

berkurang, maka bentuknya menjadi gepeng, basofil pada sitoplasmanya mengurang.

Osteoblas memiliki juluran sitoplasma yang bersentuhan dengan osteoblas

didekatnya. Begitu terkurung oleh matriks yang baru saja dibentuk maka disebut sebagai

osteosit.

B. Osteosit:

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

lamel-lamel. Di dalam lakuna hanya terdapat satu osteosit. Di dalam kanalikuli silindris halus

terdapat juluran sitoplasma dari osteosit.

C. Osteoklas :

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

yang melebar mengandung 5-50 lebih inti. Cabang-cabang selnya tidak teratur dan mempunyai

berbagai bentuk dan ukuran. Osteoklas menghasilkan asam, kolagenase, dan enzim proteolitik

lain yang menyerang matriks tulang dan membebaskan substansi dasar yang mengapur dan

secara aktif terlibat dalam membersihkan debris yang terjadi selama resorbsi tulang.

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 (kalsium fosfat [85%], kalsium karbonat [10%], kalsium fluorida dan magnesium

fluorida) .

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

yang mengandung proteoglikan.

PERIOSTEUM DAN ENDOSTEUM

Permukaan luar dan dalam tulang ditutupi oleh lapisan sel-sel pembentuk tulang

dan jaringan ikat yang disebut periosteum dan endosteum.

Periosteum terdiri atas lapisan luar yaitu serat-serat kolagen dan fibroblas.

Berkas serat-serat periosteum, yang disebut serat Sharpey, yang menerobos matriks tulang,

melekatkan periosteum pada tulang. Lapis dalam yang lebih seluler dari periostuem terdiri atas

sel-sel gepeng dengan potensi membelah melalui mitosis dan berdeferensiasi menjadi osteoblas.

Endosteum melapisi semua permukaan rongga di dalam tulang dan terdiri atas

selapis sel osteoprogenitor gepeng dan sedikit sekali jaringan ikat.

Fungsi utama periosteum dan endosteum adalah nutrisi jaringan tulang dan

persediaan secara tetap osteoblas baru untuk keperluan perbaikan atau pertumbuhan tulang.

JENIS JARINGAN TULANG

Ada dua jenis; primer, imatur, atau tulang bertenun (woven bone); dan

sekunder, matur, atau tulang lamelar.

1. Jaringan Tulang Primer :

Jaringan tulang yang petama kali terbentuk selama perkembangan embrional, pada

fraktur dan proses penyembuhan yang lain. Pengamatan secara umum terhadap tulang yang

terpotong melintang menampakkan daerah-daerah padat tanpa rongga-yaitu daerah tulang

padat (kompak) dan daerah-daerah dengan banyak rongga yang bersinambungan-yaitu tulang

spons (kanselosa).

Pada tulang panjang, ujung-ujungnya membulat disebut epifisis (Yn. Epifisis, suatu

tonjolan abnormal) terdiri atas tulang spons yang ditutupi oleh selapis tipis tulang kompak.

Bagian silindris diafisis (Yn. Diaphisis, pertumbuhan antara) hampir seluruhnya terdiri atas

tulang kompak, dengan sedikit tulang spons pada permukaan dalam sekitar rongga sumsum

tulang.

Celah-celah pada tulang spons dan rongga sumsum dalam diafisis tulang panjang

mengandung sumsum tulang, yang ada dua jenisnya; sumsum tulang merah, tempat

pembentukan sel-sel darah merah; dan sumsum tulang kuning yang terutama terdiri atas sel-sel

lemak.

2. Jaringan Tulang Sekunder :

Tulang sekunder adalah variasi yang umumnya dijumpai pada orang dewasa. Secara khas

tampak serat-serat kolagen tersusun dalam lamel yang paralel satu sama lain atau tersusun secara

konsentris yang mengelilingi kanal vaskular. Kompleks seluruhnya terdiri atas lamel-lamel

tulang konsentris, mengelilingi saluran yang mengadung pembuluh darah, saraf, dan jaringan

ikat longgar disebut sebuah sistem havers atau osteon.

Contoh Skenario

AKU HARUS BISA LEBIH TINGGI !

Dewi 15 tahun merupakan anak bungsu dikeluarganya, Ia mempunyai 2 saudara kandung, 1

orang perempuan dan 1 orang laki-laki. Dewi merasa tubuhnya lebih pendek di banding kakanya. Kakak

dewi yang pertama tingginya 175 cm umurnya 20 tahun, yang kedua 18 tahun tingginya 170 cm,

sedangkan Dewi hanya 155 cm dengan berat 43 kg. ayah 172 cm dengan berat 75 kg, ibunya 165 cm

dengan berat 60 kg. Ia ingin sekali menambah tinggi dengan mengikuti program yang ditawarkan pusat

kebugaran.

PENGAYAAN MATERI BLOK MUSCULOSKELETAL

OTOT

A. FISIOLOGI :

Dalam system tubuh kita tulang berperan sebagai alat gerak pasif sehingga untuk

dapat menggerakkan tulang agar kita dapat bergerak maka otot berperan sebagai alat gerak aktif

dimana melalui mekanisme kontraksi-relaksasi dan inervasi yang diperolehnya kita dapat

bergerak. Secara umum otot mempunyai 3 fungsi utama yaitu sebagai alat gerak aktif, otot

berfungsi untuk mempertahankan postur dan tekanan tubuh serta otot menghasilkan panas untuk

mengatur suhu tubuh.

KEJANG :

Kejang merupakan keadaan dimana terjadinya proses pelepasan muatan

parenkimia yang berlebihan dari suatu populasi neuron karena kondisi patologis tertentu

sehingga mengganggu fungsi normal otak. Kejang diklasifikasikan menjadi dua yaitu parsial dan

generalisata. Kejang parsial ditandai dengan utuhnya kesadaran walaupun masih mungkin

berubah dan fokus di salah satu sisi tetapi dapat menyebar ke bagian lain. Kejang generalisata

ditandai dengan hilangnya kesadaran, tidak ada awitan fokal, bilateral dan simetrik, serta tidak

adanya aura. Kejang parsial dibagi lagi menjadi kejang parsial sederhana dan kompleks. Parsial

sederhana sifat kesadaran utuh, dapat bersifat motorik dan sensorik, dan biasanya berlangsung

kurang dari 1 menit. Kompleks memiliki sifat adanya perubahan kesadaran yang disertai gejala

motorik, sensorik, dan otomatisme serta biasanya berlangsung 1-3 menit. Kejang generalisata

dibagi menjadi: (1) Tonik-Klonik, terjadi tonik-klonik otot, inkontinensia urin dan alvi,

menggigit lidah, fase pascaiktus; (2) Absence, terjadi tatapan kosong, kepala sedikit lunglai,

kelopak mata bergetar, berlangsung beberapa detik; (3) Mioklonik, kontraksi mirip syok

mendadak yang terbatas di beberapa otot atau tungkai cenderung singkat; (4) Atonik, hilangnya

secara mendadak tonus otot disertai lenyapnya postur tubuh; (5) Klonik, gerakan menyentak,

repetitif, tajam, lambat, dan tunggal atau multipel di lengan, tungkai, atau torso; (6) Tonik,

terjadi peningkatan secara mendadak tonus otot. (Dorland. 2006; Wilson, 2005; Mardjono, 2005)

JENIS OTOT :

Berdasarkan strukturnya, otot yang membangun tubuh dapat dibedakan atas :

a. Otot polos

b. Otot rangka (lurik)

c. Otot jantung

Berdasarkan fungsinya, otot pembangun tubuh dapat dibedakan atas :

a. Otot yang bekerja di bawah kesadaran kita (voluntasi )

b. Otot yang bekerja di luar kesadaran kita (involuntasi )

OTOT POLOS

Ditemukan pada :

1. Saluran pencernaan

2. Pembuluh darah

3. Saluran pernafasan

4. Saluran pelepasan air seni

5. Saluran genital

6. Otot pada rambut dan kulit

Bentuk seperti kumparan (gelendong), panjang dan langsing

Di bawah mikroskop tampak berinti satu, tidak tampak serabut dan garis-garis

melintang maka disebut sebagai otot polos

Kerja otot polos :

- tidak sadar

- lambat

- tidak cepat lelah

OTOT RANGKA (OTOT LURIK)

1. Berhubungan dengan tulang dan berfungsi menggerakan tulang

2. Bila diamati di bawah mikroskop maka tampak adanya garis melintang yang terang

diseling gelap, sehingga disebut otot seran lintang

3. Otot lurik tersusun atas serabut-serabut otot atau miofibril yang berinti banyak. miofibril

ini berkumpul membentuk kumpulan serabut, kemudian kumpulan serabut membentuk

otot.

4. Ujung otot lurik :

umumnya mengecil dan keras disebut tendon, setiap otot memiliki dua atau lebih tendon,

yaitu

a. tendon yang melekat pada tulang yang bergerak disebut insersio

b. tendon yang melekat pada tulang yang tidak bergerak disebut origo

1. Bagian tengah otot lurik :

mengembang disebut empal (atau ventrikel), bagian ini yang dapat mengkerut dan

mengendor

2. kerja otot lurik :

- sadar karena dipengaruhi oleh pusat saraf sadar

- reaksi terhadap rangsang cepat

- mudah lelah

3. Secara anatomi otot ini sebenarnya otot lurik. Tetapi serabut ototnya bercabang dan

saling bertautan yang disebut sinsitium.

4. Kerja otot jantung :

- tak sadar

- reaksi terhadap rangsangan lambat

Mekanisme gerak serabut otot

5. Otot rangka dapat bergerak jika dirangsang. Rangsangannya dapat berupa :

- panas

- dingin

- arus listrik

- dan lain sebagainya

6. Otot rangka bekerja dengan dua cara, yaitu

a. kontraksi (memendek dan menebal)

b. relaksasi (kembali ke keadaan semula)

7. Otot dapat memendek (kontraksi) maksimal, keadaan ini disebut tonus, kemudian

relaksasi. Namun, seringkali rangsangan tertentu menyebabkan keadaan tonus tidak

diikuti oleh relaksasi, keadaan otot seperti ini disebut tetanus (kejang)

Protein yang terdapat pada otot

8. Di dalam serabut otot terdapat tiga macam protein, yaitu :

a. miogen, amat mudah larut

b. miosin, tidak mudah larut

c. aktin, tidak mudah larut

9. Campuran aktin dan miosin disebut aktomiosin. Aktomiosin inilah yang merupakan

protein utama dalam otot. Bila aktomiosin dipekatkan maka akan membentuk benang.

Berdasarkan struktur otot maka dapat dilihat dari 2 segi yaitu secara macro dan mikro.

Struktur otot jika dilihat secara makro dapat menjelaskan mengenai otot sebagai sumber

energy yang dapat menggerakkan tubuh dan menghasilkan gaya yang bekerja pada

sumbu tertentu menurut kedudukannya dalam persendian. Sedangkan jika dilihat dari

segi mikronya maka dapat menjelaskan mengenai proses pembentukan energi mekanik

dalam otot. Dalam proses metabolisme otot terjadi perubahan energi kimia menjadi

energi mekanik. Dalam keadaan istirahat ATP di mitokondria melepaskan sebagian

phosphatnya pada kreatin sehingga terbentuk fosforilkreatin. Fosforilkreatin ini

mengalami hidrolisis ketika kepala miosin bertemu aktin sehingga terbentuk kembali

ATP dari ADP dan phosphat dari kreatin. Jika intensitas kerja meningkat maka

sebagian besar energi untuk fosforilkreatin dan sintesis ulang ATP berasal

dari penguraian glukosa menjadi CO2 dan H2O.

MEKANISME KONTRAKSI OTOT :

Mekanisme terjadinya kontraksi otot sehingga kita dapat bergerak dimulai dari

pelepasan asetil kolin dari ujung serabut saraf. Asetil kolin ini yang kemudian akan merangsang

ion kalsium yang berada di antara sel otot untuk keluar dan menuju ke dalam otot sambil

mengangkut troponin dan tropomiosin ke aktin sehingga posisi aktin berubah dan mempengaruhi

filamen penghubungnya. Akhirnya aktin dan miosin bertempelan membentuk aktomiosin

sehingga benang sel menjadi pendek dan berkontraksi. Setelah terjadi kontraksi maka ion

kalsium akan masuk kembali kedalam plasma sel sehingga ikatan aktin dan miosin akan terputus.

Pada saat inilah otot dikatakan berelaksasi. Pada saat otot berkontraksi maka ototnya akan

menegang.

Dalam sistem muskuloskeletal sistem vaskularisasi berperan sangat

penting karena melalui sistem inilah baik tulang sebagai alat gerak pasif dan otot sebagai alat

gerak aktif mendapatkan asupan nutrisi, kalsium dan oksigen yang diangkut oleh pembuluh

darah yang sangat dibutuhkan dalam perkembangannya maupun sebagai bahan dasar dalam

melakukan kerja seoerti kontaksi dan relaksasi.Ketika otot menegang maka otot mempunyai

kekuatan dan gaya untuk melakukan suatu kerja. Otot dikatakan dalam kondisi isotonik jika

tegangan otot lebih besar dari beban sehingga otot akan memendek. Tetapi jika tegangan otot

lebih kecil dari bebannya maa otot tidak akan memendek. Keadaan inilah yang disebut dengan

isometrik. Gaya atau kekuatan otot tergantung pada panjang otot dan jumlah sarkomer aktin-

miosin yang berikatan.

Energi untuk kontraksi otot.

Untuk kontraksi diperlukan energi. Energi yang digunakan disuplai dalam bentuk

energi kimia, yaitu dari penguraian ATP.

ATP ADP + P + energi

ADP AMP + P + energi

Bila enegi habis (dalam keadaan ADP AMP + P + energi), otot tidak dapat

berkontraksi lagi. Fase ini disebut fase anaerob. ATP harus dibentuk kembali agar otot dapat

bergerak.

Pembentukan kembali ATP

Dalam otot tersimpan glikogen (gula otot). Glikogen akan dilarutkan menjadi

laktasidogen (pembentukan asam laktat = asam susu). Laktasidogen kemudian diuraikan menjadi

glukosa dan asam laktat. Oleh peristiwa respirasi dengan O2, glukosa akan dioksidasi

menghasilkan energi dan melepaskan CO2 dan H2O.

Proses ini semuanya terjadi pada saat otot mengalami relaksasi. Karena pada

relaksasi diperlukan oksigen untuk mengoksidasi glukosa dan atau asam laktat, maka fase

relaksasi disebut juga fase aerob.

Asam susu (asam laktat) yang merupakan hasil sampingan peristiwa dari

pemecahan laktasidogen dapat menyebabkan pegal linu dalam otot, ataupun dapat menyebabkan

kecapaian otot. Untuk penguraian asam susu diperlukan oksigen yang sangat banyak. Keadaan

ini menyebabkan pernafasan menjadi terengah-engah

B. HISTOLOGI :

Adanya fibril serta pola susunannya maka otot dibedakan menurut morfologinya, yakni :

1. Otot polos ( Smooth muscle)

2. Otot serat melintang (Striated muscle), meliputi:

A. Otot kerangka (Skeletal muscle), yang dibagi menjadi:

a. Otot pucat (White muscle)

b. Otot merah (Red muscle).

B. Otot jantung (Cardiac muscle).

Otot polos dan otot jantung mendapat inervasi dari susunan saraf otonom, karena

aktivitasnya bersifat involunter, dan sering disebut sebagai otot tidak sadar. Sedangkan otot

kerangka mendapat inervasi dari susunan saraf pusat (serebrospinal), aktivitasnya bersifat

volunter, disebut otot sadar.

OTOT POLOS

Satuan/serabut otot polos umumnya disebut sel, karena memenuhi kreteria sel.

Bentuknya seperti kincir (spindle-shaped) dengan ujung runcing atau bercabang. Ukurannya

bervariasi, ukuran terbesar pada uterus pada masa pregnansi 12x600m, dan yang terkecil

ditemukan pada arteri-arteri keci 1x10m. Intinya 1 (satu) dan berbentuk lonjong dengan ujung

tumpul. Pada otot polos yang sedang berkontraksi bentuk inti sering bergelombang.

Secara mikroskopis inti otot polos agak sulit dibedakan dengan fibroblast, tapi

bila diperhatikan dengan teliti keduanya jelas berbeda. Inti otot polos memiliki ujung tumpul dan

mengambil warna sedikit pucat, sedangkan fibroblast intinya agak runcing dan mengambil warna

lebih kuat.

Bangun Histologi:

Otot polos memiliki bagian-bagian sebagai berikut :

1. Membran Plasma:

Membran plasma pada otot sering disebut sarkolema (Sarcolemma). Dengan

mikroskop cahaya kurang jelas, tetapi dengan mikroskop elektron tampak sebagai selaput

ganda (double membrane), masing-masing:

Selaput luar, tebalnya berkisar antara 25-30 Angstrom. Ruang intermedier, kira-

kira 25 Angstrom

Selaput dalam, tebalnya 25-30 Angstrom.

Pada daerah hubungan posisi antara otot polos, selaput luar tampak menyatu.

Hubungan ini dianggap lebih serasi dari pada hubungan antar sel dengan desmosoma.

Hubungan ini berperanan memperlancar transmisi impuls untuk kontraksi dari satu otot

ke otot yang lainnya. Pendapat lain mengatakan bahwa tenaga yang terjadi pada waktu

kontaksi dapat dipindahkan ke lain alat tubuh melalui serabut kolagen atau elastis.

2. Sitoplasma

Sering disebut sarkoplasma (Sarcoplasma). Sarkoplasma bersifat eosinofilik,

mengandung :

Organoid, antara lain :

- Mitokondria yang mengitari inti - Endoplasma retikulum

- Apparatus Golgi - Miofibril

- Sentriol

Paraplasma, seperti glikogen, lipofusin.

Yang menarik perhatian adalah myofibril karena peranannya dalam kontraksi.

Miofibril pada otot polos sangat halus, dengan pewarnaan H.E. sulit dilihat. Dengan

mikroskop elektron tampak miofilamen Miosin berdiameter 5 m, dan Aktin 3 m.

Sarkoplasma di dekat inti bebas dari filament dan di bagian tepi banyak pinocytic vesicle

. Filamen tersebut berakhir di daerah pekat sarkolema. Filamen aktin dan myosin juga

terdapat pada pada otot polos, berkontraksi dengan adanya adenosine trifosfat. Susunan

filament aktin dan myosin pada otot polos belum jelas, berbeda dengan otot skelet.

3. Inti

Berbentuk lonjong memanjang dengan ujung tumpul, bergelombang pada saat

terjadi kontraksi.

Susunan Otot Polos :

Pada organ tubuh lazimnya berkelompok membentuk lamina muskularis

(lambung, usus, uterus), tunika media (pembuluh darah), muskularis mukosa (usus), Tetapi dapat

pula soliter (sendiri) misalnya pada villi usus halus, stroma kelenjar kelamin jantan.

Hubungan antar otot polos ditunjang oleh endomisium (Endomysium), yang

mengandung serabut kolagen dan retikuler yang cukup halus dan jarang terdapat sel-sel jaringan

ikat di dalamnya. Dengan pewarnaan khusus misalnya PAS serabut retikuler tampak jelas,

bahkan membungkus/mengitari otot polos. Hubungan antar otot polos dengan penyatuan selaput

luar disebut Nexus , melalui hubungan inilah impuls dapat berpindah dengan cepat.

Pemisahan masing-masing sel (serabut) otot polos dilakukan dengan

menggunakan asam nitrat. Asam nitrat ini berfungsi melakukan maserasi endomesium.

Otot polos terdapat pada:

1. Alat jeroan berupa lamina muskularis dan muskularis mukosa, misalnya usus, lambung

dan esophagus

2. Saluran pernapasan, misalnya bronchus, broncheolus, dan trachea

3. Dinding pembuluh darah, membentuk tunika media

4. Saluran urogenital, misalnya pelvis renalis, vesika urinaria, ureter, duktus deferens,

epididimis dll.

5. Kulit : muskulus arektorpili

6. Mata : muskulus siliaris, muskulus konstriktor dan dilatator pupile.

Fungsi

Kontraksi otot polos disebabkan oleh empat faktor:

1) Neksus

2) Tarikan mekanik yang bersifat lokal

3) Pengaruh hormonal mis. Oksitosin

4) Inervasi saraf otonom

Kontraksi ritmis pada peristaltik dapat mendorong makanan ke arah belakang.

Kontraksi otot polos yang tidak terkoordinasi dan tersendiri membangkitkan gejala kejang

(Spasmus).

Secara embriologik otot polos berkembang dari mesenkhim atau mesoderm,

kecuali pada iris (mata) dan kelenjar keringat berasal dari ektoderm. Perkembangan dimulai dari

mioblas yang selanjutnya membelah secara mitosis yang menghasilkan otot polos.

OTOT KERANGKA

Satuan otot kerangka (skelet) umumnya disebut serabut (fibers) dan bukan sel.

Bentuk serabut silindris dan memiliki banyak inti sel yang terletak di tepi, berbatasan dengan

sarkolema. Pada manusia panjang serabut berkisar antara 3-4 cm, sedangkan pada hewan dapat

mencapai 12 cm. Diameter berkisar antara 10-150. Bentuk panjang dan diameter serabut otot

kerangka tergantung pada beberapa faktor, antara lain:

- Jenis hewan (spesies)

- Keadaan gizi (state of nutrition)

- Umur, jenis kelamin dan cara kerja hewan yang bersangkutan.

Bangun Histologi

A. Sarkolema:

Pengamatan dengan mokroskop cahaya tampak sebagai selaput tipis dan tembus

cahaya (transparan), tetapi dengan mikroskop elektron tampak adanya selaput ganda (double

membrane), yakni

1. Selaput luar, setebal 40 Angstrom

2. Ruang antara, setebal 20 Angstrom

3. Selaput dalam, setebal 40 Angstrom

Selaput luar mirip membrane basal epitel yang dibalut serabut retikuler. Selaput

dalam (plasmalemma) terdiri dari dua lapis protein yang ditengahnya diisi lemak (lipid). Secara

umum sarkolema bersifat transparan, kenyal dan resisten terhadap asam dan alkali. Serabut-

serabut otot kerangka yang bergabung membentuk berkas serabut otot primer disebut fasikulus,

yang dibalut oleh jaringan ikat kolagen pekat (endomisium). Ada 5 sel utama yang dijumpai

dalam fasikulus yaitu: serabut otot, sel endotel, perisit, fibroblast dan miosatelit.

B. Sarkoplasma:

Sarkoplasma (Cytoplasmic matrix) mengandung:

1. Organoida, a.l.:

- mitokondria (sarcosomes) - ribosom

- Apparatus golgi. - myofibril

-Endoplasmik retikulum

2. Paraplasma, a.l.:

- lipid - glikogen - myoglobin

Selain itu terdapat pula enzim sitokrom oksidatif. Mitokondria terdapat berbatasan

dengan sarkolema dan dekat inti di antara myofibril. Sarkoplasmik retikulum bersifat agranuler

(Smooth ER.), karena ribosom pada otot kerangka terdapat bebas dari matriks. Sisterna pada

sarkolasmik retikulum terjalin pararel dengan myofibril, yang pada interval tertentu membentuk

pertemuan dengan jalinan transversal, disebut triade. Penelitian pada otot salamander

(Amblistoma punctatum) , triade ini terdapat mengitari garis Z (Zwischenschreibe). Pada hewan

lain dan manusia tiap sarkomer memiliki dua triade di daerah pertemuan garis A (anisotrop) dan

garis I (isotrop). Organoida ini berfungsi menyalurkan impuls dari permukaan otot kerangka ke

dalam serabut yang lebih dalam letaknya.

Myofibril

Dengan mikroskop cahaya myofibril tampak memiliki bagian cerah (cakram I)

dan gelap (caktam A), bila menggunakan pewarnaan hematoksilin besi (Heidenheia). Inilah yang

memberikan aspek bergaris melintang baik pada otot kerangka maupun otot jantung. Garis

melintang ini dapat diamati pada:

1. Otot kerangka yang masih hidup

2. Otot segar tanpa menggunakan pewarnaan

3. Otot setelah mengalami fiksasi dan di warnai

Pada satu serabut otot kerangka terdapat ribuan myofibril, sedangkan tiap

myofibril memiliki ratusan myofilamen yang bersifat submikroskopis.

Myofilamen terdiri dari 2 macam yaitu:

1. Filament Miosin

Sering disebut filament kasar (coarse filaments), berdiameter 100 Angstrom dan

panjangnya 1,5 . Filamen ini membentuk daerah A atau cakram A. Filamen ini tersusun

pararel dan berenang bebas dalam matriks. Bagian tengah agak tebal dari bagian tepi.

Fungsi dari myosin adalah sebagai enzim katalisator yang berperanan memecah ATP

menjadi ADP + energi, dan energi ini digunakan untuk kontraksi.

2. Filamen Aktin

Panjangnya 1 dan diameternya 50 Angstrom, terpancang antara 2 garis Z.

Bagian tengahnya langsing dan elastis. Filamen ini membentuk cakram I, meskipun

sebagian masuk ke dalam cakram A. Aktin dan myosin tersusun sejajar dengan sumbu

memanjang serabut otot skelet.

Pada sediaan histologi yang baik selain cakram I dan A, tampak pula garis Z dan

H bahkan garis M.

1. Garis Z (Zwischenschreibe) atau intermediate disc:

Berupa garis tipis dan gelap yang membagi cakram I sama rata. Daerah antara 2

garis Z disebut sarkomer yang panjangnya sekitar 1,5.

2. Garis H (Helleschreibe):

Terdapat dalam cakram A. Merupakan bagian agak cerah di kanan-kiri garis M,

yang bebas dari unsur aktin.

3. Garis M (Mittelschreibe):

Terdapat di tengah-tengah cakram A, suatu garis yang disusun oleh bagian tengah

filamen myosin yang menebal.

Jadi dalam 1 sarkomer terdapat garis-garis Z-I-A-H-M-H-A-I-Z (tepatnya interval antara

2 garis Z, 1 pita A, dan dari 2 garis I).

C. Inti:

Dalam satu serabut otot kerangka terdapat banyak inti, dapat ratusan. Pada

mamalia bentuk inti memanjang, terletak langsung di bawah sarkolema pada otot pucat,

sedangkan pada otot merah letaknya lebih dalam lagi.

Secara umum pada mamalia posisi inti di tepi, tetapi pada insekta dan vertebrata

tingkat rendah posisi inti terletak di tengah, seperti halnya otot jantung..

Pada otot kerangka dikenal dua bentuk otot, yaitu:

a. Otot merah (Tipe I)

Otot merah memiliki myofibril relative sedikit, tetapi sarkoplasma dan

mitokondria relative banyak serta mioglobin dengan jumlah yang banyak bila dibandingkan

dengan otot pucat. Miofibril membentuk lapang Cohnheim (Cohnheims field), mengelompok

dengan batas yang jelas. Dalam sarkoplasma banyak butir-butir lemak halus sehingga berasfek

seperti lumpur.

b. Otot pucat (Tipe II)

Otot pucat memiliki myofibril banyak dan sarkoplasma dan mitokondria relative

sedikit. Miofibril tidak membentuk lapang Cohnheim (Cohnheims field) seperti pada otot

merah. Otot jenis ini memiliki kandungan mioglobin lebih sedikit dari pada otot merah. Posisi

inti lebih superficial langsung di bawah sarkolema. Otot pucat bekerja cepat dan kuat, tetapi

cepat lelah. Kuda-kuda pacu arab lebih banyak memiliki otot pucat dibandingkan dengan kuda

kerja misalnya kuda belgia yang memiliki otot kekar. Muskulus pektoralis mayor burung merpati

adalah otot pucat, sedangkan muskulus pektoralis minor adalah otot merah.

Kedua macam otot rangka ini pada mamalia dan manusia umumnya bercampur,

tetapi susunanya secara terperinci belum dilaporkan dengan tuntas.

Susunan Otot

Susunan serabut otot kerangka dalam membentuk muskulus ditunjang oleh

jaringan ikat. Tiap serabur dikelilingi oleh endomisium, suatu jaringan ikat halus dengan serabut

retikuler dan kapiler. Sejumlah serabut otot dibungkus oleh jaringan ikat pekat dengan banyak

serabut kolagen disebut fasikulus , sedangkan pembungkusnya disebut perimisium. Di luar

perimisium diisi oleh jaringan ikat longgar yang memberikan kelonggaran bagi vasikulus untuk

bergerak. Beberapa fasikulus bergabung membentuk muskulus dan dibalut oleh jaringan ikat

pekat disebut epimisium, sedangkan fasia terdapat disekitarnya.

Sebelum otot bertaut pada bungkul tulang baik pada origo dan lebih-lebih pada

insersio, terdapat tendon. Di daerah peralihan antara otot dan tendon endomisium, perimisium

berangsur-angsur menebal untuk kemudian membentuk serabut tendon. Pada daerah peralihan

ini terdapat tendon spindle yang memiliki ujung saraf.

Kontraksi Otot Kerangka

Perubahan bentuk dalam rangka mekanisme kontraksi otot sekelet telah lama

diselidiki baik dalam keadaa hidup maupun pada yang telah dimatikan. Dari kedua pengamatan

tersebut ditarik kesimpulan bahwa pada waktu kontraksi berlangsung otot memendek dan

membesar.

Bagaimana proses berlangsungnya pemendekan dapat dijelaskan dengan meneliti

struktur serta susunan miofilamen, sebagai hasil penelitian dengan menggunakan mikroskop

elektron. Satuan myofibril yang terkecil disebut sarkomer, yang pada kontraksi sarkomerpun ikut

memendek dan memanjang pada waktu relaksasi. Perubahan ini dirumuskan dengan istilah

sliding-filaments mechanism of contraction yaitu: pada permulaan kontraksi cakram I mulai

menyempit yang selanjutnya lenyap bila serabut otot tersebut berkontraksi kira-kira 50%. Daerah

H dalam cakram A juga ikut lenyap, sebaliknya panjang cakram A praktis tidak mengalami

perubahan baik pada waktu kontraksi maupun relaksasi. Hal ini disebabkan karena cakram A

hanya memendek sedikit sekali bila sarkomer berkontraksi. Penebalan cakram Z disebabkan

berkumpulnya bahan pekat yang kuat mengambil zat warna, yang selanjutnya dikenal sebagai

contraction band. Pendapat lain mengatakan bahwa cantraction band disebabkan oleh

crumpling and folding ujung-ujung filament myosin pada cakram Z.

Hipotesa lain mengungkapkan bahwa kontraksi otot skelet terjadi karena folding

and coiling filament aktin, dan bukan secara sliding. Hal ini didasarkan dengan daerah H yang

tetap tampak jelas meskipun otot berkontraksi.

Kontraksi otot diprakarsai dengan pelepasan ion kalsium dari sarkoplasmik

reticulum. Selanjutnya ion kalsium tersebut merangasang aktivitas adenosin trifosfat (ATP),

yang kemudian terjadi hidrolisa molekul ATP menjadi ADP dan pelepasan energi. Energi inilah

yang dipakai untuk kontraksi. Ion kalsium yang hanya bekerja sebagai katalisator selanjutnya

ditangkap kembali oleh sarkoplasmik reticulum.

Dasar Molekul Kontraksi Otot

Filamen-filamen aktin terdiri dari suatu protein (BM= 43.000) yang berbentuk

bola (globular) dan disebut aktin G. Molekul-molekul aktin G ini tersusun seperti untaian

mutiara, bersama-sama membentuk suatu filament aktin F (serat), yang membentuk double helix

dengan suatu puntiran tiap 36 nm. Alur pilinan ganda ini merupakan struktur dasar dari filamen-

filamen aktin.

Protein-protein pengatur tertentu berikatan pada filament-filamen aktin. Protein-

protein tersebut adalah tropomiosin (bergelung melingkar satu sama lain), merupakan molekul

protein dengan panjang 40 nm, terletak dalam alur yang terbentuk antara kedua untaian filamen

aktin F. Protein lainnya adalah troponin yang terletap pada kedua ujung tropomiosin. Ada 3 sub

unit troponi: troponin I, troponin T, dan troponin C.

Filamen-filamen myosin, terdiri atas protein myosin (BM= 460.000), dan panjang

molekulnya 150 nm. Dengan menggunakan enzim tripsin molekul-molekul myosin dapat

diuraikan dalam 2 subunit: meromiosin ringan (LMM) yang berbentuk batang dengan panjang 85

nm, dan meromiosin berat (HMM). Meromiosin berat terdiri atas bagian yang berbentuk batang

yang membentang terus ke dalam bagian LMM, dan struktur globular pada bagian ujungnya

yaitu kepala myosin. Molekul myosin lentur karena kedua sub unit dapat bergerak antara satu

dan lainnya.

Filament-filamen myosin terdiri atas kumpulan padat molekul-molekul myosin

dengan bagian yang berbentuk gagang terbentang sejajar dengan sumbu panjang filament.

Kepala myosin terletak pada ujung dari molekul ynag bersebrangan dengan garis M dan dengan

memakai mikroskop elektron terlihat membentuk gambaran seperti jembatan. Polarisasi dari

filament-filamen myosin dengan kepala-kepala menjauhi garis M diyakini sebagai alasan

mengapa proyeksi atau jembatan-jembatan melintang tak terdapat pada bagian tengah pita H,

sehingga terbentuk pita H semu (daerah kosong dari Huxley)

Kepala-kepala myosin tersusun dalam suatu spiral sepanjang filament myosin

dengan jarak 42 nm tiap putaran spiral. Hal ini menghasilkan pembentukan 6 baris kepala

myosin pada permukaan filament myosin.

Kejadian-kejadian molekuler selama kontraksi

Fragmen-fragmen meromiosin berat dapat berikatan dengan salah satu ujungnya

pada tempat tertentu pada filament aktin yang terdapat setiap 36 nm. Hal ini adalah sama betul

dengan preodisitas aktin, dan sekarang diyakini bahwa setiap kepala myosin selama kontraksi

arahnya miring berkontak dengan filament aktin terdekat. Selama kontraksi, filament aktin

bergeser lebih jauh dari pada jarak antara 2 kepala myosin yang berturutan. Hal ini dapat

diterangkan sebagai berikut : setelah terikat pada suatu tempat perlekatan pada filament aktin,

setiap kepala myosin mengangguk ke arah garis M, sehingga filament aktin tertarik pada jarak

tertentu ke arah garis M. Segera sesudah itu, kepala myosin dilepaskan dari tempat perlekatan

dan kembali ke posisi semula tegak lurus tehadap fragmen meromiosin yang berbentuk batang.

Pada posisi ini kepala myosin berhubungan dengan tempat perlekatan berikutnya yang terletak

sepanjang filament aktin, tidak jauh dari tempat tersebut, setelah itu kepala myosin kembali

mengangguk ke arah garis M dan seterusnya. Dengan demikian filament aktin tertarik selangkah

demi selangkah ke arah garis M. Anggukan-anggukan kepala myosin disebabkan oleh suatu

perubahan kekuatan pengikatan antara kepala dan bagian batang molekul meromiosin akibat

pengikatan pada filament aktin.

ATPase yang terdapat pada kepala myosin akan memecah ATP sehingga tersedia

energi yang digunakan untuk kontraksi. Sebelum kontraksi otot, suatu potensial aksi merambat

sepanjang sarkolema dan dari sini diteruskan ke bagian dalam serat melalui tubulus T . Potensial

aksi dari tubulus-tubulus T menyebabkan perubahan pada potensial membran dalam sisterna

terminal reticulum sarkoplasma dan ini menyebabkan pelepasan pada ion-ion Ca dari reticulum

ke dalam sarkoplasma seklilingnya (dalam keadaan istirahat sebagian besar Ca dalam serat

terpusat pada sisterna terminal reticulum sarkoplasma). Ion-ion Ca ini berikatan pada troponin

(troponin C) yang mempunyai afinitas sangat kuat terhadap ion-ion Ca ini. Selama keadaan

istirahat, kompleks troponin (toponin I)-tropomiosin menghambat tempat perlekatan pada

filament aktin untuk kepala-kepala myosin, mungkin secara fisik menutupi kepala-kepala myosin

tersebut. Melalui pengikatan ion-ion Ca pada molekul troponin, molekul ini diperkirakan

berubah bentuk. Dengan demikian hambatan tempat perlekatan pada filament aktin oleh

kompleks troponin-tropomiosin ditiadakan. Kapala-kepala myosin kemudian dengan segera

secara fisik berhubungan dengan tempat-tempat perlekatan aktin dimana mencetuskan

pergeseran filament-filamen. Kontraksi ini berlangsung terus selama ion-ion Ca dalam

sarkoplasma konsentrasinya masih cukup tinggi. Akan tetapi dengan memakai pompa Ca aktif di

dekat membrane reticulum sarkoplasma ion-ion Ca terus menerus dan secara aktif dipompakan

ke dalam sisterna longitudinal reticulum berlangsung kira-kira 20 mili detik, kemudian

konsentrasi Ca dalam sarkoplasma menurun sampai tingkat paling rendah (kurang dari 10 M)

yang terdapat selama keadaan istirahat. Dengan demikian pengikatan ion-ion Ca pada troponin

terhenti, dan kompleks troponin-tropomiosin kembali menghambat tempat-tempat perlekatan

pada filament aktin, jadi serat ini dipertahankan dalam keadaan istirahat.

Kebutuhan energi untuk transfort aktif ion-ion Ca ke dalam reticulum

sarkoplasma tersedia dari pemecahan ATP, dan karena itu kontraksi dan relaksasi keduanya

membutuhkan ATP. Rangkaian perangsangan/ kontraksi melalui system tubulus T menerangkan

mengapa semua myofibril pada serat otot diaktivasi secara serentak dan hampir bersamaan

dengan merambatnya potensial aksi pada sarkolema.

Hubungan neuromuscular

Daerah perlekatan antara ujung suatu serat saraf motorik dengan satu serat otot

kerangka disebut lempeng akhir motorik (motor end plate). Dengan memakai impregnasi garam-

garam logam, dapat diperlihatkan pada sajian mikroskop cahaya bahwa ujung satu serat saraf

motorik bercabang-cabang menjadi sejumlah cabang halus yang menuju ke tiap serat otot. Setiap

cabang membentuk suatu penebalan seperti lempengan kecil yaitu lempeng akhir motoris ini

juga dapat terlihat dengan mikroskop cahaya (seperti juga dengan mikroskop elektron) memakai

reaksi histokimia untuk menentukan adanya enzim asetilkolinesterase, yang terletak di daerah

ini. Terdapat suatu cekungan yang di sebut celah sinaptik primer, yang di dalamnya terdapat

ujung akson. Di bawah setiap celah sinaptik primer, tampak suatu jajaran cekungan ke dalam

serat otot, yang disebut celah sinaptik sekunder.

Dengan memakai ME, sel-sel Schwann tampak pada permukaan ujung akson.

Akan tetapi, sel-sel Schwann ini tak ada pada celah sinaptik dimana aksolema (plasmalema

akson) dan sarkolema berbatasan satu sama lainnya (meskipun melalui suatu lapisan antara dari

glikoprotein). Celah sinaptik sekunder membentuk invaginasi sarkolema dari celah sinaptik

primer. Dalam aksoplasama tampak sejumlah vesikel dengan diameter 50nm. Vesikel-vesikel ini

sesuai dengan vesikel sinaptik pada sinaps-sinaps biasa. Sarkoplasma mengandung banyak

mitokondria dan nucleus tetapi yang lainnya tidak khas.

Lempeng akhir motoris dapat dianggap sebagai suatu modifikasi sinaps. Vesikel

sinaptik mengandung asetilkolin yang berfungsi sebagai substansi transmitter selama

penghantaran rangsang saraf dari akson ke sarkolema. Suatu potensial aksi yang mencapai

lempeng akhir menyebabkan pelepasan asetilkolin dari vesikel ke celah sinaps. Setelah

asetilkolin berdifusi dalam celah sinaps, molekul asetilkolin terikat pada molekul reseptor pada

membrane post synaptic (sarkolema), yang menyebabkan pembentukan potensial lempeng akhir

dan prambatan selanjutnya dari suatu potensial aksi sepanjang sarkolemma. Asetikolin

dihidrolisa dalam beberapa mdet. oleh asetilkolinesterase yang terletak di membrane post-

sinaptik.

Serat-serat otot dan tendon keduanya mengandung bahan akhir sensoris yang

kompleks yang disebut gelendong otot (muscle spindle) dan tendon organ. Keduanya dijabarkan

pada bagian badan-badan akhir sensoris.

OTOT JANTUNG

Miokardium (Myocardium) jantung vertebrata tingkat tinggi terdiri dari serabut

otot jantung yang berhubungan satu dengan yang lain membentuk jalinan. Semula otot jantung

dianggap sebagai peralihan antara otot polos dan otot kerangka. Yang jelas bahwa otot jantung

tergolong otot bergaris melintang yang satuannya disebut serabut . Bangun otot jantung dan

otot kerangka tidak sama dalam beberapa asfek. Hubungan otot jantung melalui discus

interkalatus cukup kuat sehingga sulit dilakukan tepsing untuk memperoleh satu serabut secara

terpisah. Pada otot kerangka maupun otot polos hal ini masih mungkin dilakukan.

Penelitian dengan mikroskup cahaya menunjukkan bahwa otot jantung memiliki

serabut yang bercabang, yang berhubungan satu dengan yang lain melalui ujungnya. Hubungan

mana sangat kuat sehingga memberikan asfek sebagai sinsisium, dan pada endomisium banyak

pembuluh darah. Diameter serabut kira-kira 10-14 pada hewan dewasa dan 5-8 pada yang

baru lahir. Pada keadaan patologik misalnya hipertropi jantung diameter dapat meningkat sampai

20. Panjangnya sulit diukur.

Penelitian dengan mikroskop elektron, bentuk sinsisium tidak tampak, tetapi

hubungan antara serabut (sel) dapat dipelajari dengan cukup jelas. Pada discus interkalatus

terdapat desmosoma, zonula okludens, zonula adherens. Yang terakhir ini sebenarnya tidak

membentuk zona secara jelas hanya berupa daerah yang tidak teratur.

Contoh Skenario :

Skenario 2

MENGAPA KAKIKU?

Rudi usia 12 tahun murid kelas VII SMP sedang mengikuti ujian olahraga, mereka disuruh

bekeliling lapangan bola sebanyak-banyaknya. Rudi pada putaran kelima merasa kakinya kejang dan sulit

digerakkan.