Proses kontraksi dan relaksasi otot

Timbul dan berakhirnya kontraksi otot terjadi dalam urutan sebagai berikut :1. Potensial aksi berjalan sepanjang sebuah saraf motorik sampai ujung serat saraf.2. Setiap ujung saraf menyekresi substansi neurotransmitter yaitu asetilkolin dalam jumlah sedikit.3. Asetilkolin bekerja untuk area setempat pada membrane serat otot guna membuka saluran asetilkolin melalui molekul-molekul protein dalam membrane serat otot.4. Terbukanya saluran asetilkolin memungkinkan sejumlah besar ion natriummengalir kebagian dalam membrane serat otot pada titik terminal saraf. Peristiwa ini menimbulkan potensial aksi serat saraf.5. Potensial aksi berjalan sepanjang membrane saraf otot dengan cara yang sama seperti potensial aksi berjalan sepanjang membran saraf.6. Potensial aksi akan menimbulkan depolarisasi membran serat otot, berjalan dalam serat otot ketika potensial aksi menyebabkan reticulum sarkolema melepas sejumlah ion kalsium, yang disimpan dalam reticulum ke dalam myofibril.7. Ion kalsium menimbulkan kekuatan menarik antara filament aktin dan miosin yang menyebabkan bergerak bersama-sama menghasilkan kontraksi.8. Setelah kurang dari satu detik kalsium dipompakan kembali kedalam retikulum sarkoplasma tempat ion-ion disimpan sampai potensial aksi otot yang baru lagi.Mekanisme molekular kontraksi ototPada keadaan relaksasi ujung-ujung filamen aktin berasal dari dua lempeng saling tumpang tindih satu sama lainnya. Pada waktu yang bersamaan menjadi lebih dekat pada filament miosin, tumpang tindih satu sama lain secara meluas. Lempeng ini ditarik oleh filamen sampai ke ujung miosin.Selama kontraksi kuat, filamen aktin dapat ditarik bersama-sama, begitu eratnya sehingga ujung filamen miosin melekuk. Kontraksi otot terjadi karena mekanisme pergeseran filamen.Kekuatan mekanisme di bentuk oleh interaksi jembatan penyebrangan dari filamen miosin dengan filamin aktin. Bila sebuah potensial aksi berjalan ke seluruh membran serat otot akan menyebabkan reticulum sarkoplasmik melepaskan ion kalsium dalam jumlah besar yang dengan cepat menembus myofibril.Dasar molekular konraksiProses yang menimbulkan pemendekan unsur kontraktil di dalam otot merupakan peluncuran filament (serabut/benang halus) tipis di atas filament tebal, karena otot memendek maka filamen tipis dari ujung sarkomer (kontraktil dari myofibril) saling mendekat, saat pendekatan filamen ini tumpang tindih.Peluncuran salama kontraksi otot dihasilkan oleh pemutusan dan pembentukan kembali hubungan antara aktin (protein myofibril) dan miosin (protein globulin) menghasilkan gerakan selama kontraksi cepat. Sumber kontraksi cepat otot adalah ATP, hidrolisis ikatan antara gugusan fosfat. Senyawa ini berhubungan dengan pelepasan tenaga dalam jumlah besar sehingga ikatan ini dinamakan ikatan fosfat bertenaga tinggi.Di dalam otot, hidrolisis ATP ke ADP dilakukan oleh pretein kontraktil miosin. Proses depolarisasi serabut otot yang memulai kontraksi dinamakan perangkaian eksitasi kontraksi.

Potensial aksi dihantarkan ke semua fibril di dalam serabut melalui pelepasan Ca2+ dari sisterna terminalis. Gerakan ini membuka ikatan miosin hingga ATP di pecah dan timbul kontraksi.ATP sebagai sumber energi untuk kontraksiBila sebuah otot berkontraksi, timbul satu kerja yang memerlukan energy. Sejumlah ATP di pecah membentuk ADP selama proses kontraksi. Selanjutnya semakin hebat kerja yang dilakukan semakin besar jumlah ATP yang dipecahkan.Proses ini akan berlangsung terus-menerus sampai filamen aktin menarik membrane menyentuh ujung akhir filamen miosin atau sampai beban pada otot menjadi terlalu besar untuk terjadinya tarikan lebih lanjut.

Pembentukan energi pada kontraksi ototBila suatu otot berkontraksi melawan suatu beban dikatakan otot melakukan kerja. Hal ini berarti ada energi yang dipindahkan dari otot ke beban eksternal. Misalnya untuk mengangkat suatu objek ke tempat yang lebih tinggi atau untuk mengimbangi tahanan pada waktu melakukan gerak, dalam perhitunganW = L x DW = Hasil KerjaL = BebanD = Jarak gerakan terhadap bebanEnergy yang dibutuhkan untuk melakukan kerja berasal dari reaksi kimia dalam sel otot selama kontraksi.Jenis kontraksiKontraksi otot melibatkan pemendekan unsure otot kontraktil. Tetapi karena otot mempunyai unsur elastis dan kental dalam rangkaian dengan mekanisme kontraktil, maka kontraksi timbul tanpa suatu penurunan yang layak dalam panjang keseluruhan otot. Kontraksi yang demikian disebut isometrik (panjang ukuran sama). Kontraksi melawan beban tetap dengan pendekatan ujung otot dinamakan isotonic (tegangan sama).Kontraksi otot yang kuat dan lama mengakibatkan kelelahan otot. Sebagian besar kelelahan akibat dari ketidakmampuan proses kontraksi dan metabolik serat otot untuk terus memberi hasil kerja yang sama dan akan menurun setelah aktivitas otot mengurangi kontraksi otot lebih lanjut. Hambatan aliran darah menuju ke otot yang sedang berkontraksi mengakibatkan kelelahan hampir sempurna karena kehilangan suplai makanan terutama kehilangan oksigen.

Dasar Teori Otot

Otot merupakan alat gerak aktif, sedangkan tulang merupakan alat gerak pasif.

Kemampuan otot untuk berkontraksi merupakan sifat khas dari jaringan otot, kemampuan

berkontraksi otot menyebabkan kita dapat melakukan berbagai gerakan sekuat tinju maupun

sehalus kedipan mata. Sifat kontraktil jaringan otot disebabkan sel-sel otot memiliki protein

kontraktil, yaitu aktin dan miosin yang tidak dimiliki jaringan yang lain. Jaringan otot meliputi

40-50% berat badan dan mempunyai empat sifat, yaitu : elastis, dapat diregangkan (extensible),

dapat dirangsang (excitable), dan dapat berkontraksi (contractable).

Otot skelet mengandung jaringan otot lurik, jaringan saraf yang mengontrol kontraksi

otot, jaringan epitel, dan jaringan ikat. Otot skelet dilapisi oleh selapis jaringan ikat fibrosa

(fascia) yang banyak mengandung serat kolagen disebut epimisium. Terdapat tonjolan-tonjolan

epimisium yang masuk ke jaringan otot yang disebut perimisium, perimisum mengelilingi satu

bundel otot disebut fasicilus. Selanjutnya terdapat tonjolan-tonjolan perimisium yang memasuki

fasiculus yang memisahkan satu sel otot dengan yang lainnya disebut endomesium. Pada ujungujung otot, epimisium, perimisium, dan endomisium bersatu membentuk tendon berbentuk bulat

panjang seperti tali yang melekatkan otot kepada periosteum tulang. Bila tendon berbentuk pipih

dan lebar disebut aponeurosis, beberapa tendon diselimuti oleh sarung tendon yang terdiri dari

membran sinovia untuk mengurangi pergesekan sewaktu otot-otot berkontraksi. Bagian tendon

yang melekat pada tulang yang relatif tidak bergerak disebut origo, sedangkan bagian tendon

yang melekat pada tulang yang relatif bergerak disebut insersi.

Sel otot/serat otot berbentuk silindris, membran plasmanya disebut sarcolemma dan

sitoplasmanya disebut sarcoplasma, disebelah dalam sarcoplasma terdapat banyak nucleus dan

mitokondria. Sewaktu otot melakukan gerakan, sebenarnya di dalam serabut otot terjadi gerakan

baik miosin sebagai penyusun filamin tebal maupun aktin sebagai penyusun filament tipis.

Selama kontraksi, filament-filamen bergerak relatif satu terhadap yang lain untuk menghasilkan pemendekan dan tegangan. Pergeseran terjadi akibat siklus jembatan silang miosin yang

berulang-ulang dengan menggunakan energi ATP, yang dipicu oleh tingkat Ca

++

SENDI

Sendi adalah tempat pertemuan dua atau lebih tulang. Tulang tulang ini dipadukan dengan

berbagai cara, misalna dengan kapsul sendi, pita fibrosa, ligamen, tendon, fasia, atau otot.

Sendi

Silvia 1360 (Michael Carter, 2002)

Sendi adalah tempat pertemuan dua atau lebih tulang. Tulang tulang ini dipadukan dengan

berbagai cara, misalna dengan kapsul sendi, pita fibrosa, ligamen, tendon, fasia, atau otot.

Terdapat tiga tipe sendi; (1) Sendi fibrosa (sinartrodial), merupakan sendi yang tidak dapat

bergerak, (2) Sendi kartilaginosa (amfiartrodial), merupakan sendi yang dapat sedikit

bergerak, (3) Sendi sinovial (diartodial), merupakan sendi yang dapat digerakan dengan

bebas (Michael Carter, 2002)

Sendi fibrosa

Sendi fibrosa tidak memiliki lapisan tulang rawan, dan tulang yang satu dengan tulang

lainnya dihubungkan oleh jaringan ikat fibrosa. Terdapat dua tipe sendi fibrosa; (1) Sutura

diantara tulang tulang tengkorak dan (2) sindesmosis yang terdiri dari suatu membran

interoseus atau suatu ligamen di antara tulang. Serat serat ini memungkinkan sedikit

pergerakan tetapi bukan merupakan gerakan sejati (Michael Carter, 2002)

 

Sendi kartilaginosa

Sendi kartilaginosa adalah sendi yang ujung ujung tulangnya dibungkus oleh rawan hialin,

disokong oleh ligamen dan hanya dapat sedikit bergerak. Ada dua tipe sendi kartilaginosa.

Sinkondrosis adalah sendi sendi yang seluruh persendiannya diliputi oleh rawan hialin. Sendi

sendi kostokondral adalah contoh dari sinkondrosis. Simfisis adalah sendi yang tulang

tulangnya memiliki suatu hubungan fibrokartilago antara tulang dan selapis tipis rawan hialin

yang menyelimuti permukaan sendi. Simfisis pubis dan sendi sendi pada tulang punggung

adalah contoh contohnya (Michael Carter, 2002)

 

Sendi sinovial

Sendi sinovial adalah sendi sendi tubuh yang dapat digerakan. Sendi sendi ini memiliki

rongga sendi dan permukaan sendi dilapisi rawan hialin.

Kapsul sendi terdiri dari suatu selaput penutup fibrosa padat, suatu lapisan dalam yang

terbentuk dari jaringan ikat dengan pembuluh darah yang banyak, dan sinovium, yang

membentuk suatu kantung dengan melapisi seluruh sendi, dan membungkus tendon yang

melintasi sendi. Sinvium tidak meluas melampaui permukaan sendi, tetapi terlipat sehingga

memungkinkan gerakan sendi secara penuh

Sinovium menghasilkan cairan yang sdangat kental yang membasahi permukaan sendi.

Cairan sinovial normalnya bening, tidak membeku, dan tidak berwarna atau berwarna

kekuningan. Jumlah yang ditemukan pada tiap tiap sendi normal relatif kecil (1 sampai 3 ml).

Hitung sel darah putih pada cairan ini normalnya kurang dari 200 sel/ml dan terutama adalah

sel sel mononuklear. Asam hialuronidase adalah senyawa yang bertanggung jawab atas

viskositas cairan sinovial dan disintesa oleh sel sel pembungkus sinovial. Bagian cair dari

cairan sinovial diperkirakan berasal dari transudat plasma. Cairan sinovial juga bertindak

sebagai sumber nutrisi bagi rawan sendi (Michael Carter, 2002)

Sendi dilumasi oleh cairan sinovial dan oleh perubahan perubahan hidrostatik yang terjadi

pada cairan intersitial rawan. Tekanan yang terjadi pada rawan akan mengakibatkan

pergeseran cairan ke bagian yang kurang mendapat tekanan. Sejalan dengan pergeseran sendi

ke depan, cairan yang bergerak ini juga bergeser ke depan mendahului beban. Cairan

kemudian akan bergerak ke belakang kembali ke bagian rawan sehingga tekanan berkurang.

Kartilago sendi dan tulang tulang yang membentuk sendi normalnya terpisah selama gerakan

selaput cairan ini. Selama terdapat cukup selaput atau cairan, rawan tidak dapat aus meskipun

dipakai terlalu banyak

Aliran darah ke sendi banyak yang menuju ke sinovium. Pembuluh darah mulai masuk

melalui tulang subkondral pada tingkat tepi kapsul. Jaringan kapiler sangat tebal di bagian

sinovium yang menempel langsung pada ruang sendi. Hal ini memungkinkan bahan bahan di

dalam plasma berdifusi dengan mudah ke dalam ruang sendi. Proses peradangan dapat sangat

menonjol di sinovium, karena di daerah tersebut banyak mendapat alirah darah, dan

disamping itu juga terdapat sel mast dan sel lain dan zat kimia yang secara dinamis

berinteraksi untuk merangsang dan memperkuat respon (Michael Carter, 2002)

Saraf saraf otonom dan sensorik tersebar luas pada ligamen, kapsul sendi, dan sinovium.

Saraf ini berfungsi untuk memberikan sensitivitas pada struktur struktur ini terhadap posisi

dan pergerakan. Ujung ujung saraf pada kapsul, ligamen dan pembuluh darah adventesia

sangat sensitif terhadap peregangan dan perputaran. Nyeri yang timbul dari kapsul sendi atau

sinovium cenderung difus dan tidak bisa dilokalisir. Sendi dipersyarafi oleh saraf saraf perifer

yang menyebrangi sendi. Ini berarti nyeri dari satu sendi mungkin dapat dirasakan pada sendi

lainnya, misalnya nyeri pada sendi panggul dapat dirasakan sebagai nyeri lutut (Michael

Carter, 2002)

STRUKTUR - KERJA OTOT

STRUKTUR - KERJA OTOT

Struktur Otot Lurik

Struktur otot lurik adalah sebagai berikut :

1. Empal otot atau ventrikel otot dengan membran pembungkusnya disebut fasia superfasialis tersusun atas banyak berkas otot

2. Berkas otot dengan membran pembungkusnya disebut fasia propria tersusun atas banyak serabut otot atau serat otot atau sel otot

3. Serat otot atau sel otot tersusun atas banyak miofibril

Struktur Sel Otot

Bagian-bagian sel otot adalah :

1. Sarkolema, merupakan membran plasma sel otot2. Sarkoplasma, merupakan sitoplasma sel otot3. Retikulum sarkoplasma, merupakan retikulum endoplasma sel otot4. Nukleus, jumlahnya banyak dan terletak di sepanjang tepi sel otot

Sarkolemma

Sarkolemma adalah selaput pembungkus otot yang tersusun ganda (double membrane), yakni selaput luar ( 40 angstrom) Ruang antara ( 20 angstrom ) dan 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.

Sarkoplasma adalah sitoplasma Otot

Sarkoplasma (Cytoplasmic matrix) mengandung: Organoida, a.l.: mitokondria (sarcosomes) - ribosom- Apparatus golgi - myofibril -Endoplasmik retikulum

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.

Struktur Miofibril

Muifibril tersusun atas banyak miofilamen. Miofilamen tersusun atas filamen tipis dan filamen tebal.

1. Filamen tipis tersusun atas tiga protein yaitu aktin, tropomiosin dan troponin. Aktin merupakan protein struktural utam penyusun filamen tipus yang terdiri dari dua untai helix (spiral). Molekul aktin memiliki tempat aktif untuk berikatan dengan jembatan silang miosin. Tropomiosin merupakan protein berbentuk seperti benang yang terletak di sepanjang untai heliks aktin dan menutupi tempat-tempat aktif aktin yang berikatan dengan jembatan silang. Troponin merupakan kompleks protein yang terdiri atas tiga protein yaitu troponin I (mengikat aktin), troponin T (mengikat tropomiosin) dan troponin C mengikat ion kalsium (Ca2+)

2. Filamen tebal terdiri dari benang-benang protein miosin. Setiap filamen miosin membentuk sebuah kepala yang menonjol di salah satu ujung. Satu susunan filamen miosin memiliki memiliki kepala-kepala yang menonjol di berbagai tempat di kedua ujung. Kepala-kepala molekul miosin membentuk jembatan silang. Setiap setiap jembatan silang memiliki memiliki dua tempat penting yaitu tempat mengikat aktin dan temat enzim ATPase miosin.

Di dalam sebuah miofibril, filamen aktin dan miosin sejajar dan tersusun berdampingan.

Filamen aktin dan miosin saling tumpang tindih tersusun menurut pola tertentu sehingga menghasilkan pandangan garis-garis seran lintang.

Masing-masig satuan pola berulang yang disebut daerah sarkomer dan setiap sarkomer dipisahkan oleh dua garis Z. Sarkomer merupakan unit fungsional otot ragka karena mampu berkontraksi.

Garis Z merupakan tempat menempelnya filamen-filamen ak tin. Filamen-filamen miosin dengan kepalanya yang menonjol terletak diantara

filamen aktin, tidak menempel pada garis Z. Daerah terang disebut pita I (isotrop), hanya memiliki filamen tipis (filamen aktin),

daerah gelap disebut pita A (anisotrop) memiliki filamen tipis dan tebal (miosin). Pita I dibagi dua oleh garis Z dan pita A dibagi dua oleh zona H. Pada zona H

hanya terdapat filamen tebal (miosin).

untuk lebih jelas uraian ini perhatikan

Sekali lagi dengan mikroskop cahaya myofibril tampak memiliki

1. bagian cerah (cakram I)2. bagian 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 hidup2. Otot segar tanpa menggunakan pewarnaan3. 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 µ. 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.

1. Filamen Aktin

Panjangnya 1µ 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. dan Garis Z (Zwischenschreibe) atau intermediate disc: yang Berupa garis tipis dan gelap yang membagi cakram I sama rata.

Daerah antara 2 garis Z disebut “sarkomer” yang panjangnya sekitar 1,5µ.

§ Garis H (Helleschreibe):

Terdapat dalam cakram A. Merupakan bagian agak cerah di kanan-kiri garis M, yang bebas dari unsur aktin.

§ 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 ½ dari 2 garis I). OK

  Gambar serat otot lurik

Mekanisme kerja oto rangka

Metode pergeseran filamen dijelaskan melalui mekanisme kontraksi pencampuran aktin dan miosin membentuk kompleks akto-miosin yang dipengaruhi oleh ATP. Miosin merupakan produk, dan proses tersebut mempunyai ikatan dengan ATP. Selanjutnya ATP yang terikat dengan miosin terhidrolisis membentuk kompleks miosin ADP-Pi dan akan berikatan dengan aktin. Selanjutnya tahap relaksasi konformasional kompleks aktin, miosin, ADP-pi secara bertahap melepaskan ikatan dengan Pi dan ADP, proses terkait dan terlepasnya aktin menghasilkan gaya fektorial.

Otot akan berkontraksi jika mendapatl rangsangan motorik dari pusat motorik (otak ). Antara otot dan saraf otot dan saraf akan membentuk sambungan yang disebut sinapsis neuromuskulus dimana ujung saraf motorik melekat pada serabut otot. Langkah-langkah kontraksi otot :

1. Jika rangsang sampai pada ujung saraf motorik, maka ujung saraf motorik akan melepaskan neurotransmiter (pemindah rangsang ke sel berikutnya) yang berupa asetil kolin keserabut otot melalui celah sinapsis

2. Asetilkolin menyebabkan retikulum sarkoplasma melepaskan ion Ca2+ masuk kedalam sarkoplasma otot

3 Ion Ca2+ yang dilepaskan di ikat oleh unit troponin C yang menyebabkan kompleks troponin-miosin secara fisik bergeser kesamping, membuka tempat pengikatan jembatan silang aktin.

4. Dengan terbentuknya tempat pengikatn jembatan silang aktin menyebabkan terbentuknya jembatan silang antara kepala miosin dan filamen aktin dan menyebabkan serabut otot menjadi lebih pendek (zona Z dan H menjadi pendek dan juga sarkomer menjadi lebih pendek) dan otot berkontraksi.

Untuk berkontraksi ini otot memerlukan energi yang berasal dari ATP dan kreatin pospat. Pada saat kontraksi ATP terurai menjadi ADP+posfat+energi dan ADP menjadi AMP+posfat +energi. Pemecahan zat tersebut dalam keadaan anaerob. Energi pembentukan ATP berasal dari pemecahan glikogen atau gula yang dilarutkan menjadi laktasidogen yang kemudian dipecah menjadi asam laktat dan glukosa secara aerob.

Langkah relaksasi otot:

1. Tidak adanya ion kalsium di dalam sarkoplasma. Ion Ca2+ dibebaskan oleh unit troponin C. Ion Ca2+ dipompa kembali kedalam retikulum sarkoplasma dengan transporatktif

2. Komplek troponin-tropomiosin bergeser kembali keposisinya menutupi tempat pengikatan jembatan silang aktin sehingga aktin dan miosin tidak lagi berikatan di jembatan silang

3. Filamen tipis bergeser kembali keposisi istirahat dan terjadi proses relaksasi.

Penimbunan asam laktat (hasil pemecahan asam piruvat dalam keadaan anaerob) dalam otot menyebabkan kelelahan dan pegal linu, dan jika otot tidak mampu berkontraksi lagi maka akan terjadi kejang otot atau kram. Gangguan pada otot antara lain, tetanus (akibat racun Clostrodium tetani) , kram, dl

Berdasarkan cara kerjanya, otot dibedakan menjadi dua sebagai berikut.

Otot sinergis, yaitu otot yang saling menduung. Contoh: otot bisep dan otot lengan bawah (pronator) yang terdiri otot pronator kuadratus dan otot pronator teres. Ketiga otot ini sama-sama berkontraksi ke satu arah sehingga lengan bawah dapat diigerakkan memutar.

Otot antagonis, yaitu otot yang bekerja secara berlawanan. Contoh: mekanisme kerja otot bisep dan trisep dapat membengkokkan dan meluruskan siku

asetilkolin

The senyawa kimia asetilkolin (sering disingkat AcH) adalah sebuah neurotransmitter baik dalam sistem saraf perifer (PNS) dan sistem saraf pusat (SSP) di banyak organisme termasuk homo sapiens . Asetilkolin adalah salah satu dari banyak neurotransmitter di sistem saraf otonom (ANS) dan neurotransmitter hanya digunakan dalam pembagian motor sistem saraf somatik . (Sensory neuron menggunakan glutamat dan berbagai peptida pada sinapsis mereka.) Acetylcholine juga merupakan neurotransmitter utama dalam semua

Sejarah

Asetilkolin (AcH) pertama kali diidentifikasi pada tahun 1914 oleh Henry Hallett Dale atas tindakan pada jaringan jantung. Hal itu dikukuhkan sebagai neurotransmitter oleh Otto Loewi , yang awalnya memberinya nama Vagusstoff karena dilepaskan dari saraf vagus . Keduanya menerima 1936 Penghargaan Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran untuk pekerjaan mereka. Asetilkolin juga orang pertama neurotransmiter untuk diidentifikasi.

Kimia

Asetilkolin adalah ester dari asam asetat dan kolin dengan rumus kimia asetil oksigen Methylenes CH2 Nitrogen + ( metil ) 3. Struktur ini tercermin dalam nama sistematis, 2-asetoksi-N, N, N-trimethylethanaminium. Its reseptor memiliki konstanta mengikat sangat tinggi.

Fungsi

Asetilkolin memiliki fungsi baik dalam sistem saraf perifer (PNS) dan dalam sistem saraf pusat (SSP) sebagai neuromodulator . Dalam sistem saraf perifer, asetilkolin mengaktifkan otot, dan merupakan neurotransmiter utama dalam sistem saraf otonom. Dalam sistem saraf

pusat, asetilkolin dan neuron yang terkait membentuk suatu sistem neurotransmitter , sistem kolinergik, yang cenderung menimbulkan tindakan anti-rangsang.

Dalam sistem saraf perifer

Dalam sistem saraf perifer , asetilkolin mengaktifkan otot, dan merupakan neurotransmiter utama dalam sistem saraf otonom. Ketika mengikat asetilkolin untukasetilkolin reseptor s pada otot rangka serat, ini akan membuka saluran-gated sodium ligan di membran sel . ion Natrium kemudian masukkan sel otot, memulai urutan langkah-langkah yang akhirnya menghasilkan kontraksi otot. Meskipun asetilkolin menginduksi kontraksi otot rangka, itu bertindak melalui berbagai jenis reseptor ( muscarinic ) untuk menghambat kontraksi otot jantung serat. Dalam

Dalam sistem saraf pusat

Dalam sistem saraf pusat, AcH memiliki berbagai efek sebagai neuromodulator atas plastisitas, gairah dan sistem penghargaan . AcH memiliki peran penting dalam peningkatan persepsi sensorik ketika kita bangun dan dalam mempertahankan perhatian. Kerusakan pada sistem (asetilkolin-memproduksi) kolinergik di otak telah terbukti masuk akal dikaitkan dengan defisit memori yang berhubungan dengan Alzheimer "s penyakit telah. http://www.biopsychiatry.com/alzheim.htm AcH juga telah ditunjukkan untuk menjadi penting induser sebagian besar pergerakan mata cepat tidur tidur.

Jalur

Ada tiga jalur AcH dalam SSP. * Pons ke talamus dan korteks * inti Magnocellular otak depan untuk korteks * Septohippocampal

Struktur

Asetilkolin dan neuron yang terkait membentuk suatu sistem neurotransmitter , sistem kolinergik dari batang otak dan basal otak depan bahwa proyek-proyek akson untuk berbagai bidang otak. Pada batang otak itu berasal dari inti Pedunculopontine dan inti tegmental dorsolateral kolektif dikenal sebagai meso tegmentum pontinearea atau kompleks pontomesencephalotegmental. Dalam basal otak depan, itu berasal dari inti optik basal Meynert dan medial inti septum : * Kompleks pontomesencephalotegmental

Keliatan

AcH terlibat dengan plastisitas sinaptik , khususnya dalam belajar dan Memory # Jangka Pendek . Asetilkolin telah ditunjukkan untuk meningkatkan amplitudo potensi sinaptik berikut potensiasi jangka panjang di banyak daerah, termasuk dentate gyrus , Cornu Ammonis area 1 , korteks Piriform , dan neokorteks . Dampak yang paling mungkin terjadi baik melalui peningkatan arus melalui NMDA reseptor atau tidak langsung dengan menekan adaptasi saraf . Penindasan adaptatio

Rangsangan dan hambatan

Asetilkolin juga memiliki efek lain di neuron. Salah satu efek adalah untuk menyebabkan lambat depolarisasi dengan memblokir-aktif K tonically + saat ini, yang meningkatkan rangsangan saraf. Atau, asetilkolin dapat mengaktifkan conductances kation non-spesifik

untuk langsung merangsang neuron. Berakibat pada postsynaptic reseptor asetilkolin Muscarinic M4 s untuk membuka batin-penyearah saluran ion kalium (Kir) dan menimbulkan inhibisi. Pengaruh asetilkolin pada tipe neuron tertentu dapat tergantung pada durasi stimulasi kolinergik. Sebagai contoh, paparan transient untuk asetilkolin (sampai beberapa detik) dapat menghambat neuron piramidal kortikal melalui M1 jenis reseptor muscarinic yang terkait dengan subunit protein G-GQ-tipe alpha. M1 aktivasi reseptor dapat menimbulkan kalsium-release f

Sintesis dan degradasi

Asetilkolin yang disintesis dalam beberapa neuron s oleh enzim asetiltransferase kolin dari senyawa kolin dan asetil-KoA . Enzim acetylcholinesterase mengubah asetilkolin ke aktif metabolit kolin dan asetat . Enzim ini melimpah di celah sinaptik, dan perannya dalam kliring cepat asetilkolin bebas dari sinaps sangat penting untuk fungsi otot yang tepat. Tertentu neurotoksin bekerja dengan acetylcholinesterase menghambat, sehingga mengarah ke asetilkolin ekses pada

Reseptor

Ada dua kelas utama reseptor asetilkolin (ACHR), reseptor asetilkolin nikotinik s (nAChR) dan reseptor asetilkolin muscarinic s (mAChR). Mereka adalah nama untuk ) Ligan (biokimia digunakan untuk mengaktifkan reseptor.

Nicotinic

reseptor asetilkolin Nicotinic adalah Ligan-gated ion channel permeabel terhadap natrium , kalium , dan klorida ion. Mereka dirangsang oleh nikotin dan asetilkolin. Mereka adalah dua jenis utama, tipe otot dan saraf tipe. Yang pertama bisa selektif diblokir oleh curare dan yang kedua oleh hexamethonium . Lokasi utama AChRs nicotinic ada di otot akhir piring, ganglia otonom (simpatis dan parasimpatis baik), dan di CNS.Katzung, BG (2003). Dasar dan Klinis Farmakologi (9 ed.) Kedokteran. McGraw-Hill. ISBN

Myasthenia gravis

Penyakit myasthenia gravis , ditandai dengan kelemahan otot dan kelelahan, terjadi ketika tubuh tidak tepat menghasilkan antibodi terhadap reseptor nicotinic acetylcholine, dan dengan demikian menghambat sinyal transmisi asetilkolin yang tepat. Seiring waktu, pada ujung pelat motor hancur. Obat yang kompetitif menghambat acetylcholinesterase (misalnya, neostigmine, physostigmine, atau terutama pyridostigmine) adalah efektif dalam mengobati gangguan ini. Mereka memungkinkan endogen dirilis asetilkolin waktu lebih banyak untuk berinteraksi dengan reseptor masing-masing sebelum dinonaktifkan oleh acetylcholinesterase di persimpangan kesenjangan.

Muscarinic

reseptor Muscarinic adalah metabotropic , dan mempengaruhi neuron lebih dari satu rentang waktu yang lebih lama. Mereka dirangsang oleh muscarine dan asetilkolin, dan diblokir oleh atropin . reseptor Muscarinic ditemukan baik dalam sistem saraf pusat dan sistem saraf perifer, di jantung, paru-paru, bagian atas saluran pencernaan dan kelenjar keringat. Ekstrak dari tanaman Mematikan nightshade termasuk senyawa ini (atropin), dan menghalangi murid ukuran AChRs muscarinic meningkat seperti yang digunakan untuk daya tarik dalam budaya

Eropa di masa lalu. Sekarang, AcH kadang-kadang digunakan selama katarak operasi untuk menghasilkan penyempitan pupil cepat. Itu harus diberikan intraocularly karena kornea l

Obat yang bekerja pada sistem asetilkolin

Memblokir, menghalangi atau meniru aksi asetilkolin memiliki banyak kegunaan dalam pengobatan. Obat yang bekerja pada sistem asetilkolin baik agonis pada reseptor, merangsang sistem, atau antagonis, menghambat itu.

AcH reseptor agonis / antagonis

agonis dan antagonis reseptor Acetylcholine bisa berpengaruh langsung pada reseptor atau mengerahkan efeknya tidak langsung, misalnya, dengan mempengaruhi enzim acetylcholinesterase , yang menurunkan ligan reseptor. Agonis meningkatkan tingkat aktivasi reseptor, antagonis menguranginya.

Asosiasi gangguan

AcH Reseptor Agonis digunakan untuk mengobati myasthenia gravis dan Alzheimer "s penyakit .

Alzheimer's disease

Karena AchRs α4β2 dikurangi dalam Alzheimer "s penyakit, Obat-obatan yang acetylcholinesterase inhibitor , misalnya. galanthamine (a reversible cholinesterase inhibitor dan kompetitif), yang biasa digunakan dalam pengobatan penyakit itu.

Langsung bertindak

Ini adalah obat yang menyerupai asetilkolin pada reseptor. Dalam dosis rendah, mereka merangsang reseptor, dalam tinggi mereka mati rasa mereka karenaneuromuskular-blocking obat # Depolarizing agen menghalangi . * Acetylcarnitine * Acetylcholine sendiri * bethanechol * Carbachol * Cevimeline * muscarine *Nikotin * Pilokarpin * Suberylcholine * Suxamethonium

Cholinesterase inhibitor

Kebanyakan tidak langsung bertindak AcH agonis reseptor bekerja dengan menghambat enzim acetylcholinesterase . Akumulasi dihasilkan asetilkolin menyebabkan stimulasi terus-menerus dari otot-otot, kelenjar, dan sistem saraf pusat. Mereka adalah contoh dari inhibitor enzim , dan meningkatkan aksi asetilkolin dengan menunda degradasi, beberapa telah digunakan sebagai agen saraf s ( Sarin dan VX (saraf agen) gas saraf) atau pestisida s ( organofosfat dan karbamat ). Dalam penggunaan klinis, mereka diberikan untuk membalikkan aksi otot r

Reversibel

Zat berikut reversibel menghambat enzim acetylcholinesterase (yang memecah asetilkolin), sehingga meningkatkan kadar asetilkolin. * Banyak obat di Alzheimer "s penyakit ** Donepezil ** Galantamine ** Rivastigmine ** Tacrine * Edrophonium (berbeda krisis miasthenik dan krisis kolinergik ) * Neostigmine (dalammyasthenia gravis ) * Physost

Yg tak dpt diubah

Semi-permanen menghambat acetylcholinesterase enzim. * Echothiophate * Isofluorophate * Organofosfat Insektisida ( Malathion , Parathion , Azinphos metil ,klorpirifos , antara lain) * organofosfat yang mengandung agen saraf (misalnya, Sarin , VX (agen saraf) ) Korban organofosfat yang mengandung agen saraf umumnya mati karena sesak napas karena mereka tidak dapat bersantai mereka diaph Thoracic