DASAR TEORI

Otot adalah spesialis kontraksi pada tubuh. Kontraksi otot rangka menyebabkan tulang tempat

otot tersebut melekat bergerak. Kontraksi otot yang menghasilkan panas penting untuk

mengatur suhu. Karena kemampuan yang tinggi untuk kontraksi, sel-sel otot mampu

memendek dan membentuk tegangan yang memungkinkan mereka menghasilkan gerakan dan

melakukan kerja.

Sebagai respon terhadap sinyal listrik, otot mengubah energi kimia ATP menjadi energi

mekanis yang dapat bekerja pada lingkungan. Otot digolongkan sebagai volunter atau

involunter bergantung pada apakah dipersarafi oleh sistem saraf somatik dan berada dibawah

pengaruh kesadaran atau oleh sistem saraf otonum dan tidak dibawah kontrol kesadaran.

Otot rangka dirangsang untuk berkontraksi melalui pengeluaran asetil kolin ( Ach) di

neuromuscular junction antara ujung-ujung akhir neuron motorik dan sel otot. Salah satu ciri

menonjol otot rangka adalah banyaknya nukleus di sel otot, banyaknya mikokondria karena

tingginya kebutuhan energi suatu jaringan seaktif otot rangka. Ciri struktural yang paling

menonjol pada serat otot rangka adalah banyaknya neofibril. Setiap nefibril terdiri dari susunan

teratur unsur-unsur sitoskeleton yang sangat terorganisasi yaitu filamen tebal dan filamen tipis.

Filamen tebal adalah susunan khusus dari protein miosin. Dalam filamen tebal tersebut,

terdapat pita gelap ( anisotrop ) ato lebih dikenal dengan pita A. Didaerah yang lebih terang

didalam bagian tengah pita A, terdapat filamen-filamen tipis yang tidak bertemu dikenal sebagai

zona H. Pita terang ( isotorp I) hanya berisi filamen tipis. Garis tengah setiap pita i yang

memadat terlihat sebuah garis Z vertikal. Daerah antara dua garis Z disebut Sarkomer.

Setiap serat otot dipersarafi oleh neuron motorik. Setiap serat otot memiliki ambang rangsang

yang berbeda-beda. Oleh karena itu apabila seberkas otot dirangsang dalam arus tertentu yang

relatif kecil maka tidak dari semua myofilamen otot berkontraksi karena mempunyai batas

treshold dan sub threshold yang berbeda-beda.

Serat otot dalam keadaan relaksasi, tidak terjadi kontraksi. Aktin tidak mampu berikatan dengan

jembatan silang karena posisi 2 jenis protein di dalam molekul aktin tropomiosin dan troponin.

Molekul tropomiosin adalah protein berbentuk benang disepanjang alur spiral aktin yang

menutupi bagian-bagian aktin yang berikatan dengan jembatan silang, sehingga molekul ini

menghambat interaksi yang akan menghasilkan kontraksi otot. Tropomiosin distabilisasi dalam

posisi menghambat ini oleh molekul troponin, troponin adalah suatu kompleks protein yang

terdiri dari 3 jenis polipeptida :

Yang mengikat tropomiosin adalah troponin T

Yang menghambat ikatan aktin dengan miosisn troponin I

Yang berikatan dengan ion Ca2+ troponin C

1

Urutan peristiwa yang terjadi pada kontraksi dan relaksasi otot rangka, tahap-tahap kontraksi:

1. Pelepasan muatan oleh ion motorik

2. Pelepasan transmitter (aseltilkolin) di end-plate motorik

3. Pengikatan asetilkolin ke reseptor asetilkolin nikotinik

4. Peningkatan konduktansi Na dan K di membran end plate

5. Pembentukan potensial di end plate

6. Pembentukan potensial aksi di serabut-serabut otot

7. Penyebaran depolarisasi ke dalam sepanjang tubulus T

8. Pelepasan Ca dari sisterna terminalis retikulum sarkoplasma serta difusi Ca ke filamen

tebal dan tipis

9. Pengikatan Ca ke troponin C sehingga membuka tempat pengikatan miosin di molekul

aktin

10. Pembentukan ikatan silang (cross linkage) antara aktin dan miosin dan pergeseran filamen

tipis pada filamen tebal. Sehingga menghasilkan gerakan

Pada tahap relaksasi:

1. Ca di pompa kembali ke dalam retikulum sarkoplasma

2. Pelepasan Ca dari troponin

3. Penghentian interaksi antara aktin dan miosin

Berdasar teori Sliding-filament Mechanism, filament-filamen tipis dikedua sisi sarkomer

bergeser masuk kearah pusat pita A selama kontraksi. Keika bergeser kearah pusat tersebut,

filament-filamen tipis menarik garis-garis Z ke tempat filament-filament tersebut melekat

mendekat satu sama lain, sehingga sarkomer memendek. Karena semua sarkomer diseluruh

serat memendek secara simultan, keseluruhan serat menjadi lebih pendek dan terjadilah

kontraksi otot.

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEKUATAN KONTRAKSI OTOT

1. Suhu

Suhu meningkat suhu atau semakin menurun maka akan menyebabkan reaksi enzimatik

terganggu dan terjadi denaturasi protein, hal ini menyebabkan kekuatan kontraksi

menurun.Bila kekuatan kontraksi menurun terjadi penigkatan masa laten, masa kontraksi &

masa relaksasi pada mekanomiogram.

2. Initial Length

Panjang otot sebelum berkontraksi juga mempengaruhi kekuatan kontraksi otot. Untuk

setiap serat otot terdapat panjang optimal.yg pada panjang tersebut dapat dicapai gaya

maksimum pada kontraksi tetanus berikutnya. Hubungan panjang-ketegangan ini dapat

dijelaskan oleh mekanisme pengglinciran filament pada kontraksi otot.

2

3. Jenis Pembebanan

a. Pembebanan langsing, beban diberikan langsung pd ujung otot yg bebas .Otot di regang

sebelum berkontraksi

b. Pembebanan tak langsung, Beban diberikan pd ujung otot yg terfiksasi dengan

penumpu .Otot tidak diregang sebelum berkontraksi

4. Cara Perangsangan

a. Rangsang langsung, rangsang langsung pd otot tidak melalui syaraf motoriknya.Serat

otot yg berkontraksi adalah serat otot yg secara mekanik langsung dipengaruhi oleh

stimulator.

b. Rangsang tak langsung, perangsangan otot melalui syaraf motoriknya Semua serat otot

dgn ambang rangsang terendah dlm 1 motor unit akan berkontraksi.

Berbagai faktor mempengaruhi tingkat ketegangan yang dapat dihasilkan. Faktor-faktor tersebut

mencakup :

1. Frekuensi rangsangan

2. Panjang serat pada permulaan kontraksi

3. Tingkat kelelahan

4. Ketebalan serat

3

OTOT RANGKA I

TUJUAN

1. Membuat sediaan otot katak sesuai dengan petunjuk umum praktikum.

2. Menggunakan alat stimulator induksi sehingga dapat merangsang sediaan otot dengan

berbagai macam kekuatan yaitu arus tunggal buka dan arus tunggal tutup

3. Membuat pencatatan kontraksi otot (mekaniomiogram) pada kimograf dan memfiksasinya

4. Merangsang otot katak dengan beberapa macam kekuatan rangsang yakni rangsang:

- Bawah ambang (subthreshold) -submaksimal

- Ambang (threshold) -supramaksimal

5. Menarik kesimpulan dari hasil latihan ini tentang pengaruh kekuatan rangsang terhadap

kekuatan kontraksi otot.

PELAKSANAAN PRAKTIKUM

Alat dan binatang yang diperlukan:

1. Kimograf + kertas + perekat

2. Statip + klem + pencatat otot + klem femur + batang kuningan

3. 2 buah sinyal magnet : 1 untuk mencatat waktu

1 untuk mencatat tanda rangsang

4. Stimulator induksi + elektroda perangsang + sakelar + kawat-kawat listrik

5. Papan fiksasi + jarum pentul = penusuk katak + katak

6. Benang + kapas + gelas arlogi

7. Botol plastik berisi larutan Ringer + pipet + Waskom kecil.

TATA KERJA

A. Hubungan antara kekuatan rangsang dan tinggi mekanomiagram akibat kerutan otot

1. Pasanglah semua alat sesuai dengan gambar

2. Buatlah sediaan otot menurut petunjuk umum. Sebelum digunakan bungkuslah sediaan

otot tersebut dengan kapas yang dibasahi dengan larutan Ringer dan letakkanlah di gelas

arloji

3. Pasanglah sediaan otot sesuai dengan gambar.

P.II.1.1 Manakah yang harus diselesaikan lebih dahulu, pemasangan alat atau pembuatan

sediaan otot? Jawaban : Pemasangan alat, karena sediaan otot harus digunakan

segera setelah pembuatan sediaan agar kerja otot maksimal dan memberikan hasil

praktikum yang baik.

4

4. Dengan tromol tetap diam, otot dirangsang sehingga terdapat suatu kerutan

P.II.1.2 Bila hasil pencatatan kontraksi otot sangat kecil, bagaimana memperbesarkannya?

Jawaban : menambah besarnya voltase, agar kontraksi otot yang dihasilkan lebih

besar.

P.II.1.3 Bila hanya sebagian kontraksi yang tercatat, apa yang harus diperhatikan atau

diperbaiki? Jawaban : saat pembuatan sediaan jangan terlalu memakan waktu lama

karena mempengaruhi kualitas otot & perhatikan posisi mekaniomiogram.

5. Pencatatan selalu dilakukan pada tromol yang diam. Berilah waktu istirahat selama 15

detik sesudah tiap rangsangan. Putarlah tromol sepanjang ½ cm pada tiap kali sesudah

pemberian rangsang tutup dan 2 cm pada tiap kali sesudah rangsang buka.

P.II.1.4 Mengapa harus diberi waktu untuk istirahat? Jawaban : agar tidak terjadi

kelelahan otot (fatigue) dan juga memberika waktu buat otot untuk relaksasi.

6. Rangsanglah sediaan otot dengan rangsang tutup dan rangsang buka berturut-turut

dengan kekuatan rangsang yang setiap kali diperbesar ½ v, sehingga didapatkan

mekaniomiogram sebagai hasil perangsangan bawah ambang, ambang, submaksimal,

maksimal, dan supramaksimal.

P.II.1.5 Apa yang disebut rangsang bawah ambang (subthreshold)? Jawaban : rangsang

terkecil yang belum mampu menimbulkan respons kontraksi.

P.II.1.6 Mengapa efek fisiologis arus buka lebih besar daripada arus tutup walaupun

voltase sama? Jawaban : Karena pada arus buka otot tidak sempat melakukan

relaksasi dan terjadi kontraksi yang terus menerus yang membutuhkan energi yang

lebih besar.

P.II.1.7 Bagaimana kita dapat membedakan rangsang maksimal dengan supramaksimal?

Jawaban : maksimal: rangsangan dengan intensitas terbesar, hasil respon

maksimal, supramaksimal : rangsangan dengan intensitas yang lebih besar, hasil

respon sama dengan rangsang maksimal.

HASIL PRAKTIKUM

Pada percobaan otot katak tanpa beban, diperoleh data:

Kuat arus rangsang Intensitas Rangsangan

0,5 V Sub Threshold / Bawah Rangsang

1 V Threshold / Ambang Rangsang

1,5 V Sub Maksimal

2 V Supra Maksimal

Tabel 1.1 Hasil percobaan Kuat arus rangsang pada katak

5

Diskusi:

Rangsang di bawah 0,5 V merupakan sub threshold, karena ketika otot katak dirangsang

pada rangsangan dibawah 0,5 V tidak menunjukan respon kontraksi.

Rangsang 1 V merupakan rangsang ambang otot karena pada rangsang tersebut

merupakan rangsang terkecil yang dapat menimbulkan kontraksi otot sekaligus pergerakan

pada kimograf.

Rangsang 1,5 V merupakan rangsang sub maksimal karena dalam rentangan dari 1-1,5 V

terdapat variasi rangsang yang makin meninngi rangsang makin meningkat kontraksi otot.

Rangsang 2 V merupakan rangsang supra maksimal karena dengan intensitas rangsang

yang lebih besar dari rangsang maksimal otot tetap memberikan besar kontraksi yang

sama ketika diberikan rangsang maksimal.

KESIMPULAN

Semakin besar arus yang diberikan ke otot maka akan semakin besar pula kontraksi otot.

6

OTOT RANGKA II

TUJUAN

1. Merangsang sediaan otot katak dengan arus faradic dengan berbagai kekuatan

rangsang.

2. Membebani sediaan otot katak dengan cara pembebanan langsung dan tidak langsung

3. Mendemonstrasikan hubungan antara panjang awal otot dengan kekuatan konstrasi

4. Menghitung sediaan otot katak

5. Mendemonstrasikan hubungan antara panjang awal otot dengan kerja otot

6. Mengukur kekuatan konstraksi otot ekstensor dan fleksor dalam pelbagai sikap tubuh

PELAKSANAAN PRAKTIKUM

Alat dan binatang percobaan yang diperlukan

1. Kimograf + kertas + perekat

2. Statit + klem +pencatat otot + klem femur

3. Stimulator induksi + elektroda perangsang

4. Papan fiksasi + jarum-jarum pentul + penusuk katak + katak

5. Beban-beban dan penggantungnya

6. Benang + kapas +gelas arloji

7. Botol plastik berisi + pipet +baskom + kelas beker

8. Dinamometer

TATA KERJA

I. Pengaruh panjang awal (Initial Length) otot katak terhadap kekuatan kerutan

1. Pasanglah semua alat sesuai dengan gambar.

2. Buatlah sediaan otot menurut petunjuk umum. Sebelum digunakan, bungkuslah

sediaan otot tersebut dengan kapas yg dibasahi dengan larutan Ringer dan letakkanlah

digelas arloji

3. Pasanglah sediaan otot sesuai dengan gambar.

P.II.2.1. Manakah yang harus di selesaikan lebih dahulu, pemasangan alat atau

pemasangan sediaan otot? Jawaban : pemasangan alat terlebih dahulu, karena

pemasangan sediaan otot harus dilakukan segera setelah pembuatan sediaan,

agar kerja otot dapat optimal.

4. Bebanilah otot dengan beban seberat 20 gram. Kendorkan sekrup penumpu sehingga

terjadi pembebanan langsung. Dengan memutar tombol, buatlah garis sepanjang ± 10

cm dan tulislah : “garis dasar 20” pada ujung akhir garis tersebut.

7

P.II.2.2. Apa yang di maksud dengan pembebanan langsung? Jawaban :

Pembebanan yang dilakukan dengan mengendurkan sekrup penumpu atau

Beban yang diberikan langsung pada ujung otot yang bebas.

5. Angkatlah seluruh pembebanan sehingga otot kembali ke panjang semula. Buatlah

sekali lagi garis sepanjang ± 10 cm tepat diatas garis yg pertama dan tulislah “ garis

dasar 0” pada ujung akhir garis tersebut.

P.II.2.3. Mengapa setelah beban diangkat otot kembali lagi ke panjang semula?

Jawaban : Karena ketika beban diangkat, otomatis tidak adanya lagi rangsangan

beban otot sehingga otot bisa meregang kembali ke keadaan semula.

6. Gantungkanlah lagi beban 20 gram dan dengan sekrup penumpu kembalikan ujung

pencatat otot ke garis dasar 0, sehingga terjadi pembebanan tidak langsung

P.II.2.4. Apa yang di maksud dengan pembebanan tidak langsung? Jawaban :

pemeberian beban yang di berikan secara langsung namun mendapat tumpuan .

7. Dengan melakukan pencatatan pada awal garis dasar 0, carilah kekuatan rangsang

faradic maksimal sub.6. untuk perangsangan selanjutnya

P.II.2.5. Mengapa harus diberi waktu untuk istirahat? Jawaban : kontraksi otot bisep

katak dapat menghilangkan beban asam laktat pada sel otot saat di rangsang dan

sekaligus memberikan jeda untuk otot relaksasi dan menjadi seperti bentuk awal

lagi.

P.II.2.6 Apa yang dimaksud dengan rangsang faradic maksimal ? Jawaban : suatu

arus langsung yang mengganggu atau mempengaruhi atau menginduksi suatu

zat durasi pendek sehingga zat tersebut dapat mencapai batas tertinggi untuk

terinduksi maksimal.

8. Gunakan selalu kekuatan rangsang faradic maksimal sub.6 untuk perangsangan

selanjutnya.

9. Putarlah tromol sejauh 1 cm setiap kali sesudah perangsangan. Carilah besar

pembebanan yang pada perangsangan menghasilkan mekaniogram setinggi 1 cm.

Untuk percobaan selanjutnya tetap digunakan beban ini.

10.Putarlah tromol sejauh 2 cm dan catatlah sekali lagi mekaniogram yang terakhir

11.Putarlah tromol sejauh 1 cm dan kemudian turunkanlah ujung pencatat otot sehingga

terletak tepat ditengah-tengah antara garis dasar 20 dan garis dasar 0 (gunakan sekrup

penumpu). Putarlah lagi sejauh 1 cm dan ulangilah perangsangan dan pencatatan.

P.II.2.7. Apa yang kita harapkan terjadi akibat tindakan tersebut? Jawaban : untuk

menunjukan apakah ada pengaruh panjang awal terhadap kontraksi otot yang

akan dihasilkan.

12.Putarlah tromol sejauh 1 cm dan turunkanlah ujung pencatat otot sampai garis dasar

20, putar tromol lagi sejauh 1 cm dan ulangilah sekali lagi perangsangan dan

pencatatan

8

II. Pengaruh beban terhadap kerja otot

1. Buatlah garis dasar 0 yg baru sepanjang mungkin

2. Dengan menggunakan kekuatan rangsang sebesar ad.I.6. buatlah mekaniogram pada

tromol yg diam. Pencatatan selalu dimulai pada garis dasar 0 dengan mengatur sekrup

penumpu.

3. Ulangi perangsangan dan pencatatan,dimulai dengan pembebanan 10 gram, sehingga

dicapai beban maksimal. Setiap kali setelah pencatatan, putarlah tromol sepanjang 1

cm dan berilah otot istirahat selama 30 detik.

P.II.2.8. Apa yang dimaksud dengan berat maksimal? Jawaban : Besar berat benda

maksimum yang mampu diangkat oleh otot lengan, jika berat benda melebihi

berat maksimal, maka otot lengan tidak dapat mengangkat beban tersebut.

4. Hitunglah kerja sediaan otot pada setiap pembebanan yg saudara berikan,

P.II.2.9. Bagaimana saudara menghitung besar kerja sediaan otot?

Jawaban :

5. Simpulkan pengaruh beban kerja terhadap otot.

Jawaban semakain besar beban kerja yang diberikan semakin besar kontraksi

yang dihasilkan oleh otot.

*kendala : kelompok kami belum mendapatkan kesempatan untuk melakukan praktikum

pada bagian ini

III. Pengaruh regangan terhadap kekuatan kerutan otot ekstensor dan fleksor pada

manusia

A. Mengukur kekuatan kerutan otot ekstensor

1. Suruh o.p duduk dipinggir meja alat tersebut dengan membelakangi timbangan

dan dengan tungkai bawahnya tergantung secara bebas

2. Pasanglah ban kulit pada salah satu pergelangan kaki dan hubungkanlah ban kulit

tersebut, dengan kawat baja yg dapat menarik timbangan melalui katrol

3. Suruhlah o.p meluruskan tungkainya sekuat tenaga dan catatlah kekuatan kerutan

otot ekstensor untuk tiap-tiap sikap berikut ini :

a. Duduk tegak

b. Duduk sambil membungkukkan badan sejauh-jauhnya

c. Berbaring telentang

B. Mengukur kekuatan kerutan otot fleksor

1. Suruhlah o.p duduk dipinggir meja alat tersebut dengan menghadapi timbangan

dan dengan tungkai bawah tergantung secara bebas

9

MxMA = RxRA

2. Pasanglah ban kulit seperti pada A.2

Suruhlah o.p membengkokkan tungkainya sekuat tenaga dan catatlah kekuatan

kerutan otot fleksor untuk tiap-tiap sikap seperti pada A.3

P.II.2.10. Apakah terdapat perbedaan kekuatan kerutan otot ekstensor dan fleksor

pada sikap tersebut? Jawaban : ada, pada setiap posisi duduk terdapat

perbedaan kekuatan kerutan otot ekstensor dan fleksor, karena posisi

awal,mempengaruhi kerutan otot fleksor dan ekstensor.

HASIL PRAKTIKUM

OP ♂ pria Posisi Kanan Kiri

Fleksor

(hadap timbangan)

Tegak lurus 35 35

Menunduk 35 30

Berbaring 40 30

Ekstensor

(belakangi timbangan)

Tegak lurus 50 45

Menunduk 49 45

Berbaring 55 55

Tabel 2.1. Perbedaan kekuatan kontraksi otot yang dihasilkan antara berbagai posisi duduk

saat gerak fleksor dan ekstensor (pria)

Grafik 2.1. Perbedaan kekuatan kontraksi otot yang dihasilkan antara berbagai posisi duduk

saat gerak fleksor dan ekstensor (pria)

10

OP ♀ wanita Posisi Kanan Kiri

Fleksor

(hadap timbangan)

Tegak lurus 15 14

Menunduk 16 13

Berbaring 12 11

Ekstensor

(belakangi timbangan)

Tegak lurus 25 15

Menunduk 17 15

Berbaring 20 20

Tabel 2.2. Perbedaan kekuatan kontraksi otot yang dihasilkan antara berbagai posisi duduk

saat gerak fleksor dan ekstensor (wanita)

Grafik 2.2. Perbedaan kekuatan kontraksi otot yang dihasilkan antara berbagai posisi duduk

saat gerak fleksor dan ekstensor (wanita)

Pembahasan

Posisi fleksor

Posisi fleksor yang menghasilkan gaya terbesar adalah pada posisi duduk tegak, karena

posisi duduk tegak membuat otot fleksor dapat bekerja secara maksimal.

Posisi ekstensor

Pada posisi ekstensor posisi yang menghasilkan gaya terbesar adalah pada posisi

berbaring, posisi berbaring ini membantu otot ekstensor untuk menghasilkan gaya yang

besar.

Kesimpulan

Pada setiap otot Fleksor maupun Ekstensor memiliki posisi awal optimal masing-masing,

pada berbagai posisi dihasilkan besar gaya yang berbeda-beda.

11

DAFTAR PUSTAKA

⌨ Buku Penuntun Praktikum Mahasiswa Blok Muskuloskeletal .2011.Jakarta:Fakultas

Kedokteran Universitas Yarsi.

⌨ Sherwood, Lauralee.Human Physiology From Cells to Systems 5 th ed .2004

12