MODUL 6SIKAP, GERAK DAN KINERJA

Dr. Samdei

TRIGGER 1Dua orang laki-laki Tn. kaka berusia 60 tahun dan Tn. Ade berusia 28 tahun akan mengikuti kejuaraan cabang olahraga binaraga, setelah berlatih dan mengikuti program yang diberikan dalam kurun waktu tertentu maka keduanya mengalami hipertrofi pada otot seperti yang menjadi kriteria penilaian dalam kejuaraan tersebut. Ketika berlatih sesekali keduanya sering mengalami tetani pada otot yang menyebabkan nyeri dan juga pernah mengalami pergeseran pada articulatio humeri, dan patah tulang. Ketika dalam pertandingan Tn. Kaka dan Tn. Ade dimasukkan dalam kelas yang berbeda karena perbedaan usia dan berat badan. Diketahui sebelumnya Tn. Kaka adalah seorang binaraga sejak masa mudanya namun karena tidak ingin mengalami atrofi pada otot-ototnya maka hingga saat ini dia masih terus melatih tubuhnya dan mengikuti pertandingan. Perubahan bentuk tubuh keduanya setelah berlatih terlihat seperti gambar di bawah ini

Biokimia

1. Memahami struktur dan komposisi biokimia jaringan otot.2. Pemeriksaan biokimia yang digunakan dalam menilai

struktur dan fungsi jaringan otot, fungsi/sifat kontraktil jaringan otot.

3. Cadangan/sumber energi otot.4. Metabolisme dan pembentukan ATP5. Pengendalian kerja dan metabolisme otot6. Pemenuhan kebutuhan oksigen7. Hormon yang berpengaruh terhadap perkembangan

jaringan otot, pemakaian dan penyalahgunaannya8. Kelainan genetik dan akibatnya terhadap perkembangan

massa otot dan kemampuan metabolisme/pertukaran energi otot.

STRUKTUR OTOT VOLUNTER

JARINGAN OTOT

Jaringan yang mengubah energi kimia menjadi energi mekanik.

Banyak ditemukan, pd bayi 25% masa tubuh, remaja 40% dan orang tua 30%.

Tranduksi energi kimia - mekanik , berlansung diperlukan:

1. Persediaan energi yang cukup (vertebrata, ATP dan kreatin fosfat)

2. Sist pengendali aktivitas mekanik, spt kecepatan, lamanya dan kekuatan (kontraksi otot).

3. Operator (sistem saraf)4. Cara kembali ke keadaan semula.

Otot skelet dikendalikan oleh sisten saraf volumterOtot jantung dan polos dikedalikan oleh sisten saraf non volunter.

OTOT SKELET Otot bergaris, tersusun dari sel silindris yg dpt memanjang sepanjang otot mempunyai banyak inti terbungkus membran plasma, disebut sarkolema /plasmanya (sarkoplasma) glikogen, ATP, fosfokreatin, enzimglikolisis Mengandung serat-serat miofibril (alat kontraksi otot)

Mikroskop polarisasi, miofibril tampak pita-pita gelap ialah -- pita A (anisotropik)- Pita-pita terang (putih) ialah pita I (isotropik).

Dalam sel otot miofibril, tersusun teratur, shg tampak bergaris-garis.- Ditengah pita A, searah H, sedikit terang- Ditengah pita I ada garis gelap, disebut garis Z- Daerah antara dua garis Z dinamakan sarkoma.

MIOFIBRILTersusun 2 macam filamen yg berjajar memanjang :1.Filamen tebal (pita A) diameter 16 nm, mengandung protein miosin.2.Filamen tipis (pita I), mengandung protein aktin (terutama), tropomiosin, dan troponin.•Sel otot, susunan hexogonal, filamen tipis (hexagonal) mengelilingi filamen tebal.•Pada kontraksi panjang, filamen tebal dan tipis tdk berubah, daerah I dan H menjadi sempit

MIOSIN Protein miosin ditemukan bermacam-macamMiosin yang menyusun miofibril sel otot adalah tipe miosin II (disebut miosin). Merupakan 55% berat protein otot Molekulnya hexamer, masa molekul 460 kDa Terdiri dari: 2 rantai berat ( heavy chain=H) - 4 rantai ringan (light chain=L) - 2 kepala globuler (S1)

AKTIN• Merupakan 25% berat protein otot.• Berbentuk globuler ( G-aktin)• masa molekuler 43 kDa

Keadaan Fisiologis dan adanya Mg2+, G-aktin berpolimerisasi membentuk filamen F-aktin (tampak 2 rantai ttp hanya 1 rantai), 2 rantai trombomiosin ( & )

saling berpilin dan mengikuti pilinan F aktin dan 3 subunit troponin

• Troponin C, Troponin I dan Troponin T, • Filamen aktin mempunyai polaritas pd ujung-

ujungnya.

KONTRAKSI OTOT

Terjadi bila filamen tebal dan tipis saling bergeserPanjang masing filamen tdk berubah ttp saling

mendekat daerah L dan H yg menjadi sempit.

Siklus kontraksi dan relaksasi otot :1. Fase relaksasi, kepala S1 miosin (globuler) yang

mempunyai aktivasi ATPase.

ATPase menghidrolisis ATP…… ADP + Pi, ttp produk tetap terikat.

Kompleks ADP-Pi-miosin merupakan konformasi bernergi tinggi.

2. Bila ada rangsangan kontraksi, kepala S1 miosin berikatan dgn aktin membentuk komplek aktin-misin-ADP-Pi.

3. Pembetukan kompleks, pelepasan Pi menginisiasi penggunaan tenaga. Pelepasan ADP, perubahan konformasi kepala miosin, aktin tertarik sepanjang 10 n, ke tengah sarkomer, energi miosin rendah.

4. Molekul ATP berikatan dgn kepala S1membntuk kompleks aktin-miosin-ATP.

5. Afinitas miosin-ATP thdp aktin rendah……. Aktin akan dilepas., disebut fase relaksasi,

Relaksasi otot terjadi, bila:1. Ca++ sarkoplasma menurun 107 mol / L2. karena dipompa kembali oleh Ca++ ATP ase

ke retikulum sarkoplasma3. Ca++ lepas dari TpC-4 Ca++.

4. Troponin mll tropomiosin menghambat interaksi miosin dgn F-aktin

5. Dgn adanya ATP, kepala miosin akan lepas dari F-aktin

Gambar Pergeseran filamen

TROPOMIOSIN DAN TROPONIN• Troponin T (TpT) berikatan dgn tropomiosin• Troponin I (TpI) menghambat interaksi F-aktin-

miosin• Terikat dengan kedua komponen tropin lainnya.

Troponin C (TpC) adalah • protein pengikat Ca+ (analog kalmudulin), 4 Ca+

terikat pd 1 molekul TpC.

Keadaan relaksasi, • TpI menyebabkan perubahan konformasi F-aktin

melalui tropomiosin/ menggeser posisi trompomiosin, shg tempat pengikatan miosin pd F –aktin dihambat

PERANAN KALSIUM (Ca++)Keadaan istirahat, [Ca++] sarkoplasma di bawah 10-7mol/ LDlm Retikulum, sarkoplasma Ca++ terikat pada kalsekuestrin.

Pd Sarkolema, ada saluran-saluran ke dalam tubuli T, dekat retikulum sarkoplasma dan mengelilingi sarkomer.

Rangsangan saraf tiba pd sarkolema, sinyal diteruskan ke tubuli T, mk saluran Ca++ pd retikulum sarkoplasma terbuka, masuk ke sarkoplasma dan kadarnya meningkat.

TpC berikatan dgn Ca++, membtk TpC-4 Ca++, berinteraksi dgn TPI dan TPT, shg topomiosin bergeser Atau terjadi perubahan konformasi F-aktin dan kepala miosin ADP-Pi dapat berikatan dengan F-aktin dan siklus kontraksi dimulai.

PEMBUKAAN SALURAN PELEPASAN CA2+

HIPERTEMIA MALIGNA

PROTEIN LAINYA DALAM OTOT

SUMBER ATP DALAM OTOT

RANGKUMAN• OTOT RANGKA BERFUNGSI DALAM KEADAAN AEROB

(ISTIRAHAT) DAN ANAERBOB (MISAL, LARI SPRINT) SEHINGGA GLIKOLISIS AEROB DAN ANAEROB, KEDUANYA BEKERJA MENURUT KEADAAN

• OTOT RANGKA MENGANDUNG MIOGLOBIN SEBAGAI TEMPAT SIMPANAN OKSIGEN

• OTOT RANGKA MENGANDUNG BERBAGAI TIPE SERABUT YANG TERUTAMA DISESUAIKAN DENGAN KEADAAN ANAEROB (SERABUT KEDUT CEPAT) DAN AEROB (SERABUT KEDUT LAMBAT)

• AKTIN, MIOSIN, TROPOMIOSIN, KOMPLEKS TROPONIN (TpT, TpI DAN TpC), ATP DAN CA 2+ MERUPAKAN UNSUR PENTING SEHUBUNGAN DENGAN KONTRAKSI.

• CA 2+ ATPASE, SALURAN PELEPASAN CA 2+, DAN KALSEKUESTRIN ADALAH PROTEIN YANG TERLIBAT DALAM BERBAGAI ASPEK METABOLISME CA 2+ DI DALAM OTOT.

• INSULIN BEKERJA PADA OTOT RANGKA UNTUK MENINGKATKAN AMBILAN GLUKOSA

• DALAM KEADAAN KENYANG, SEBAGIAN BESAR GLUKOSA DIGUNAKAN UNTUK MENYINTESIS GLIKOGEN, YANG BEKERJA SEBAGAI TEMPAT PENYIMPANAN GLUKOSA UNTUK DIGUNAKAN PADA LATIHAN FISIK, “PRELOADING” DENGAN GLUKOSA DI GUNAKAN OLEH BEBERAPA ATLIT LARI JARAK JAUH UNTUK MEMBANGUN SIMPANAN GLIKOGEN

• EFPINEFRIN MENGSTIMULASI GLIKOGENOLISIS DALAM OTOT RANGKA , SEDANGKAN GLUKAGON TIDAK KARENA TIDAK ADA RESEPTORNYA

• OTOT RANGKA TIDAK DAPAT BERPERAN LANGSUNG PADA GLUKOSA DARAH KARENA KARENA TIDAK MEMILIKI GLUKOSA 6-FOSFATASE

• LAKTAT YANG DIHASILKAN METABOLISME ANAEROB PADA OTOT RANGKA AKAN DI BAWA KE HATI, YANG DI GUNAKAN UNTUK MENGSINTESIS GLUKOSA YANG KEMUDIA DAPAT KEMBALI KE DALAM OTOT (SIKLUS CORI)

• OTOT RANGKA MENGANDUNG FOSFOCREATIN, YANG BEKERJA SEBAGAI CADANGAN ENERGI UNTUK KEPERLUAN JANGKA PENDEK (SEKUNDER)

• ASAM LEMAK BEBAS DARI PLASMA MERUPAKAN SUMBER ENERGI UTAMA, KHUSUSNYA PADA LARI MARATON DAN KELAPARAN YANG LAMA

• OTOT RANGKA DAPAT MENGGUNAKAN BADAN KETON SELAMA KELAPARAN

• OTOT RANGKA ADALAH TAPAK UTAMA METABOLISME ASAM AMINO RANTAI BERCABANG, YANG DIGUNAKAN SEBAGAI SUMBER ENERGI

• PROTEOLISIS OTOT SELAMA KELAPARAN AKAN MEMASOK ASAM-ASAM AMINO UNTUK GLUKONEOGENESIS

• ASAM AMINO UTAMA YANG DI KELUARKAN DARI OTOT ADALAH ALANIN (DI TUJUKAN TERUTAMA UNTUK GLUKONEOGENESIS DI HATI DAN MELAKUKAN SEBAGIAN SIKLUS GLUKOSA-ALANIN) DAN GLUTAMIN ( DITUJUKAN TERUTAMA UNTUK USUS DAN GINJAL.

KEPUSTAKAAN