Tangal Praktikum : 26 Februari 2013

Jam Praktikum : Pukul 11.00 – 13.30 WIB

Dosen Pembimbing : Drs. Pudji Achmadi, M.Sc

Kelompok Praktikum : IIA5

OTOT

Anggota kelompok:

Meilany Cyntia B04110009 ( )

Saadah Daroyni Alhasanah B04110011 ( )

Alamsah Firdaus B04110033 ( )

Gina Melisa Sitorus B04110034 ( )

Prista Ayu Nurjanah B04110041 ( )

M. Ibnu Abdhika B04110047 ( )

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2013

PENDAHULUAN

A. Rangsangan terhadap sediaan otot saraf

Tujuan

Praktikum kali ini bertujuan untuk mempelajari cara mematikan katak untuk diambil

bagian tubuhnya, mempelajari cara membuat sediaan otot saraf, mengenal jenis dan kerja

beberapa alat perangsang, serta mengenal berbagai macam rangsangan terhadap sediaan otot

saraf.

Dasar Teori

Otot memiliki karakteristik tersendiri yakni eksitabilitas, kontraktilitas,

ekstensibilitas, dan elastisas. Fungsi otot adalah untuk pergerakan, mempertahankan posture

tubuh, dan produksi panas. Otot terbagi atas tiga jenis, yakni otot rangka, otot jantung, dan

otot polos (Campbell et al, 2004).

1. Impuls pada saraf dan kontraksi otot

Impuls pada saraf merambat dari dendrit sampai ujung akson. Setiap rangsangan

Yang kekuatanya mencapai harga ambang akan menimbulkan potensial aksi yang akan

merambat sepanjang akson dan ini disebut impuls saraf. Pada ujung akson, pada motor

end plate, impuls saraf ini menyebabkan sekresi asetilkolin-reseptor ini menimbulkan

potensial aksi pada serabut otot yang akan menjalar berupa impuls otot melalui tubulus T

yang nantinya akan sampai pada sisterne retikulum sarkoplasma, dan menstimulasi

pengeluaran Ca2+. Peningkatan kadar ion Ca2+ bebas intra sel yang berasal dari retikulum

sarkoplasma ini diperlukan untuk berlangsungnya kontraksi otot rangka, demikian pula

energi dari ATP yang dihidrolisa oleh ATP-ase. Setelah kontraksi selesai ion kalsium

harus dipompa kembali ke dalam sisterne secra aktif yang juga memerlukan energi dari

ATP (Staf Pengajar Fisiologi, 2013).

2. Mekanisme kerja alat perangsang

a. Pinset Galvanis.

Kaki-kaki pinset galvanis terdiri dari tembaga dan seng. Menurut deret volt antar

keduanya terdapat perbedaan potensial, yang bila dihubungkan melalui suatu larutan

elektrolit akan terjadi arus listrik, Cu merupakan kutub positif dan Zn merupakan kutub

negatif (Staf Pengajar Fisiologi, 2013).

Bahan dan Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini antara lain sonde (jarum penusuk)

otak katak, papan katak, beberapa buah jarum pentul, alat diseksi, gunting, gelas arloji

atau gelas petri, pinset galvanis, stimulator elektronik lengkap dengan kabel kabelnya,

gelas pengaduk, korek api. Bahan-bahan yang dipakai adalah dua ekor katak sawah

(Fejervarya cancrivora), larutan garam faali berupa NaCl 0.65% atau larutan ringer,

kristal garam dapur atau gliserin dan cuka glasial.

Tata Kerja

1. Mematikan katak untuk keperluan percobaan

Memperlakukan hewan percobaan dengan menimbulkan rasa sakit seminimal

mungkin agar katak tidak merasa sakit, otaknya dirusak dan agar tidak meronta selama

perlakuan, sumsum punggungnya dirusak.

Katak dipegang dengan posisi yang benar, yakni kepala katak dipegang antara

telunjuk dan jari tengah, katak difiksir dengan ketiga jari lainnya dan kepalanya

dibengkokan. Otak katak ditusuk dengan sonde yang tajam pada bagian foramen

occipitalenya (sudut medial antara garis tulang kepala dengan garis tulang punggung),

sonde dimasukkan ke ruang otak, diputar kekiri, kekanan, keatas dan kebawah. Mata

katak dilihat, bila setengah menutup dan tidak ada reaksi lagi terhadap sentuhan,

perusakkan dihentikan. Kemudian sumsum punggung dirusak dengan menusukkan sonde

ke arah belakang ke dalam kanalis vertebralis, sonde ditusukkan sejauh mungkin dan

perhatikan kaki katak tang meronta-ronta sewaktu sonde ditusukan sebagai tanda medula

spinalis telah tertusuk. Sonde dilepaskan dan kaki katak menjadi lemas.

2. Membuat sediaan otot saraf

Katak yang telah mati pada percobaan pertama diletakkan di atas papan, lalu kulit

katak dan otot perut dibuka dan jeroannya disingkirkan. N.ischiadicus diperhatikan

keluar dari sumsum tulang belakang, dan masing masing n.ischiadicus dilihat. Kemudian

n.ischiadicus dipotong pada bagian cranial dan badan katak dibalikkan. Tulang ekor

diangkat tinggi-tinggi serta dipotong kearah cranial sejauh mungkin, n.ischiadicus

ditelusuri sampai ke atas sambil menggunting otot otot disebelah atasnya. Facia antara m.

biceps femoris dengan m. semimembranosus disayat dan akan tampak n.ischiadicus dan

a. femoralis setelah kedua otot tadi dikuakkan. Paha dipotong di atas seperempat bagian

bawah (n.ischiadicus jangan terpotong). Lalu m. gastrocnemius dilepaskan dari tulangnya

dan tendo achilles dipotong maka akan dapat preparat otot saraf yang terdiri dari,

sepertiga bagian bawah paha, n.ischiadicus, m. gastrocnemius.

3. Berbagai macam rangsangan pada sediaan otot saraf

a.Rangsangan mekanis

Pangkal dari n.ischiadicus dipijat dengan batang korek api atau gelas pengaduk.

b. Rangsangan Galvanis

Kaki kaki pinset galvanis ditempelkan pada saraf dan saraf harus dalam keadaan basah

oleh larutan faali. Satu kaki pinset ditempelkan pada saraf dan kaki satunya pada

medium garam faali,lalu kaki kaki pinset ditempelkan pada mediumnya saja sementara

saraf berada pada diantaranya. Perhatikan pada saat kaki diangkat dari medium dan

pada saat ditempelkan pada medium.Adakah pada keduanya itu montraksi otot?

c.Rangsangan otomatis

Sejumlah kecil serbuk garam dapur ditempelkan dengan kertas atau gelas pengaduk

pada pangkal saraf.Tunggu beberapa menit dan perhatikan sifat kontraksi.Jika tidak ada

garam dapur dapat memakai gliserin.

d. Rangsangan kimiawi

Sepotong kertas atau kapas dicelupkan ke dalam cuka glasial dan ditempelkan pada

pangkal saraf.

e.Rangsangan panas

Sebatang korek api dinyalakan lalu dipadamkan dan ditempelkan pada pangkal saraf

atau gelas pengaduk direndam dalam air yang mendidih, dengan hati-hati diangkat dan

ditempelkan pada pangkal saraf.

f. Rangsangan paradis

Saraf dirangsang dengan rangsangan tunggal dengan elektroda dari suatu stimulator dan

atur kekuatan rangsangannya (voltasenya).

B. Kontraksi sederhana

Tujuan

Menentukan masa laten, masa kontraksi dan masa relaksasi dari suatu kontraksi

sederhana (atau disebut juga kontraksi tunggal) dari otot skelet.

Dasar teori

Kontraksi otot adalah hasil kontraksi. Kontraksi terjadi karena adanya dua set

filamen di dalam sel otot kontraktil berupa aktin dan miosin. Cara kerja kontraksi otot

bergantung pada interaksi kedua protein kontraktil ini. Dalam kontraksi otot juga, peran

kalsium dan protein-protein regulasi sangat dibutuhkan (Campbell, et al, 2010).

Kontraksi otot rangka tunggal merupakan sentakan semua atau tidak sama sekali

yang singkat, kontraksi otot secara keseluruhan. Terdapat tiga fase atau periode saat otot

tersebut akan berkontraksi sampai selesai dan siap menerima stimulus yang lain. Periode

laten adalah waktu selama impuls berjalan sepanjang sarkolema dan tuulus transversa

bagian bawah ke reticulum sarkoplasmik. Pada periode ini, kalsium muncul dan berperan

dalam kontraksi otot. Selanjutnya, otot akan berkontraksi yang diawali dengan difusi

asetilkolin melalui celah pada jembatan neuromuskular, lalu serabut otot terstimulasi dan

impuls mengalur sampai ke sarkoplasmik retikulum (SR) .Ion Ca keluar dari SR dan

berikatan dengan molekul troponin. Kemudian, troponin dan tropomiosin berinteraksi

agar gugus ikatannya menghadap ke aktin dan ujung saraf motorik melepaskan

asetilkolin. Aktin dan miosin saling bersinggungan setelah ATP dikepala

miosin terhidrolisa sehingga jembatan lintasan menarik aktin

masuk.Serabut otot memendekpada waktu kontraksi (Campbell, et al,

2010).

Pada periode relaksasi, asetilkolin esterase memecah asetilkolin

diserabut otot sehingga membran tidak terstimulasi dan ion Ca

ditransport kembalit ke SR. Adanya ATP mengakibatkan hubungan

aktin-miosin terputus tanpa harus terdegradasi, troponin dan

tropomiosin berinteraksi untuk mencegah ikatan aktin. Lalu, serabut

otot relaks dan ATP terhidrolisa dan miosin siap untuk stimulasi

berikutnya (Campbell, et al, 2010).

Bahan dan Alat

Bahan yang dipakai dalam percobaan kali ini adalah sediaan otot saraf

(n.ischiadicus dan m. gastrocnemius), larutan garam faali (NaCl 0.65%), sedangkan alat

yang digunakan berupa kimograf lengkap dengan drum dan kertas pencatat, stimulator,

alat fiksasi otot (klem otot), alat pencatat rangsangan dan statif.

Tata kerja

Otot difiksasi dengan klem otot atau jarum pentul besar bila menggunakan bak

khusus. Tendo archilles diikat dengan benang pada alat pencatat kontraksi dengan kuat

sehingga tidak kendur. Selama perlakuan,otot diusahakan selalu basah oleh larutan garam

faali. Selanjutnya, listrik dihubungkan dengan alat pencatat rangsangan, elektroda

perangsang disentuhkan pada saraf atau ototnya. Kemudian, kunci rangsangan otomatis

diaktifkan, stimulator dinyalakan dan diatur untuk rangsangan tunggal. Pada kimograf

dibuat putaran dengan putaran yang paling cepat dan dinyalakan. Kunci rangsangan

tunggal ditekan sampai tercatat kontraksi otot pada kertas tromol kemudian putaran drum

dihentikan dengan rem atau tangan sebelum terjadi kontraksi otot yang kedua. Berikan

tanda-tanda yang diperlukan untuk masa laten, masa kontraksi dan masa relaksasi.

Gunakan pencatat kontraksi untuk memproyeksikan puncak kontraksi pada garis dasar

dan masa laten, masa kontraksi, dan masa relaksasi dihitung. Bila kecepatan kimograf

berputar dapat diketahui maka masa-masa tadi dapat dihitung dengan membagi jarak

masing-masing tadi dengan kecepatannya. Hitung dengan detik atau milidetik.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Tabel 1. Hasil Pengamatan Reaksi Otot terhadap Berbagai Rangsangan

Jenis Rangsangan Kekuatan Kontraksi

Rangsangan Mekanis +

Rangsangan Galvanis

a. Reaksi Tertutup

b. Reaksi Terbuka

-

+

Rangsangan Osmotis ++

Rangsangan Kimia -

Rangsangan Panas +++

Rangsangan Faradis -

Keterangan : +++ : Respon tinggi ++ : Respon sedang + : Respon rendah- : Tidak ada respon

Lembar kerja B

Gambar 1. Hasil Kimograf Percobaan Kontraksi Sederhana

1. Kecepatan kimograf : 625 mm/sec V

2. Jarak masa laten = 4mm sL

3. Jarak kontraksi = 3 mm sK

4. Jarak masa relaksasi = 2.5 cm = 250 mm sR

tL = sL/v =4/625 = 0.0064 milidetik Waktu Laten

tK = sK/v =3/625 = 0.0048 milidetik Waktu Kontraksi

tR = sR/v =250/625 = 0.4 milidetik Waktu Relaksasi

Stimulus setiap reseptor sensoris menimbulkan sejenis penyandian yang terdiri atas

potensial aksi yang disalurkan oleh serabut saraf dan pembukaan sandi dalam sistem saraf pusat.

Impuls dari organ indera dapat berbeda dalam (1) jumlah serabut yang menyalurkan, (2) serabut

tertentu yang membawa potensial aksi, (3) jumlah potensial aksi yang melalui suatu serabut

tertentu, (4) frekuensi potensial aksi yang melalui serabut tertentu atau (5) hubungan waktu

antara serabut potensial aksi dengan serabut-serabut tertentu berbeda-beda (Ville et al, 1984).

Mekanoreseptor merupakan reseptor yang peka terhadap peregangan, tekanan atau

perputaran yang terjadi pada jaringan oleh bobot tubuh, gerakan-gerakan relatif dari bagian-

bagian, dan dampak medium sekitar (air dan udara). Mekanoreseptor memberi informasi

mengenai bentuk, tekstur, bobot, dan hubungan topografis dari benda di lingkungan sekitarnya.

Bergeraknya tendo Achilles merupakan akibat jalannya impuls saraf dari Nervus ischiadicus

menuju tendo Achilles. Refleks sentakan tendo Achilles melibatkan lebih dari satu sirkuit

sensoris/ motoris sederhana. Kontraksi otot paha diikuti oleh inhibisi otot paha yang melenturkan

kaki bawah dan menariknya ke arah tubuh (Campbell et al, 2004). Percobaan yang dilakukan

sesuai dengan teori, karena ketika n. Ischiadicus ditekan dengan gelas pengaduk, m.

Gastrocnemius bergerak. Namun, gerak otot tersebut hanya kecil saja karena kemungkinan

sediaan otot yang dibuat sudah rusak.

Percobaan selanjutnya dengan memberikan rangsangan galvanis menggunakan pinset

galvanis. Rangsangan yang diberikan oleh pinset galvanis dapat disebabkan karena adanya

perbedaan ion Cu pada rangsangan tertutup yang mengakibatkan kecepatan kontraksi lebih besar

bila dibandingkan dengan rangsangan terbuka. Pada rangsangan galvanis arus tertutup terdapat

rangsangan dari elektroda (Zn dan Cu) secara tidak langsung terhadap saraf, sehingga otot tidak

berkontraksi, sedangkan pada rangsangan terbuka, salah satu kaki dari pinset galvanis diletakkan

langsung pada saraf dan kaki satunya pada cairan fisiologis sehingga terjadi arus listrik yang

mengalir pada saraf dan mengakibatkan otot berkontraksi.

Percobaan selanjutnya yaitu dengan memberikan rangsangan osmotis pada serabut saraf

dengan penambahan NaCl pada bagian luar serabut saraf yang akan meningkatkan terdifusinya

Na ke dalam sitosol serabut saraf. Pada percobaan didapatkan kontraksi otot yang lambat. Hal ini

sama seperti literatur yang membahas bahwa pada rangsangan osmotis kontraksi otot lemah dan

waktunya lambat. Kekuatan kontraksi dan kecepatan waktu kontraksi yang disebabkan oleh ion

Na dari NaCl hanya menghantarkan reseptor ke dalam serabut saraf. Kontraksi dapat terjadi

karena potensial aksi pada membran sel serabut saraf yang dihantarkan sampai ke terminal

akson, sama seperti potensial aksi normal yaitu membuka saluran kalsium, melepaskan

asetilkolin, menciptakan potensial aksi baru di membran sel serabut otot dan di sarkoplasmik

retikulum yang akhirnya akan mengakibatkan kontraksi otot (Campbell et al, 2004).

Percobaan dengan memberikan rangsangan kimiawi dapat dilakukan dengan

menempelkan asam cuka glasial yang akan menimbulkan respon. Namun, pada percobaan ini

tidak terjadi kontraksi setelah saraf diberikan rangsangan kimiawi. Hal ini dapat terjadi karena

keadaan saraf yang sudah mulai lemah atau bisa saja karena terjadi karusakan pada saraf.

Sehingga otot tidak memberikan respon positif terhadap rangsangan dari cuka glasial. Percobaan

dengan memberikan rangsangan panas dapat dilakukan dengan cara menempelkan gelas

pengaduk pada saraf yang telah direndam dalam air mendidih. Hasil percobaan didapatkan

bahwa otot katak tersebut masih dapat berkontraksi dengan cepat dan kuat setelah menempelkan

gelas pengaduk yang panas pada pangkal syaraf.

Semua sel hidup mempunyai perbedaan muatan listrik melintasi (di kedua sisi) membran

plasmanya. Perbedaaan muatan ini menghasilkan gradient voltase listrik melintasi membran.

Voltase yang diukur melintasi membran disebut potensial membran, voltase ini biasanya berkisar

-50 sampai -100mV pada sel hewan. Potensial membran di luar sel lebih positif jika

dibandingkan dengan potensial membran di dalam sel. Potensial membran disebabkan oleh

perbedaan komposisi ionik dalam cairan intraseluler dan ekstraseluler. Rangsangan Faradis

merupakan rangsang yang terjadi akibat adanya sinyal listrik yang dialirkan melalu elektroda

bermuatan positif dan negatif. Saraf yang teraliri listrik akan mengalami perubahan potensial

listrik sehingga terjadi aliran impuls saraf dan menyebabkan terjadinya kontraksi otot (Ville et al,

1984). Pada percobaan rangsangan Faradis, hasil yang diperoleh negatif karena sediaan otot saraf

yang digunakan kemungkinan sudah mulai rusak sehingga saraf tidak mampu menghantarkan

impuls saraf yang diberikan oleh elektroda.

Percobaan kontraksi sederhana dilakukan dengan menggunakan alat stimulator dan

kimograf untuk menghitung masa laten, masa kontraksi, dan masa relaksasi. Berdasarkan data

yang diperoleh, diketahui massa laten 0.0064 milidetik, massa kontraksi 0.0048 milidetik, dan

massa relaksasi 0.4 milidetik. Hal tersebut dapat membuktikan teori yang menyatakan bahwa

waktu relaksasi lebih lama dibandingkan dengan waktu kontraksi maupun relaksasi karena pada

saat relaksasi, terjadi pemutusan hubungan aktin-miosin tanpa harus terdegradasi,

serta troponin dan tropomiosin berinteraksi untuk mencegah ikatan aktin

sehingga memerlukan waktu yang relatif lebih lama (Campbell, et al, 2010).

KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa otot dapat berkontraksi

karena adanya inervasi dari saraf. Inervasi tersebut dapat dirangsang oleh beberapa rangsangan

seperti rangsangan mekanis, rangsangan galvanis, rangsangan osmotis, rangsangan kimiawi,

rangsangan panas, dan rangsangan Faradis. Semua rangsangan menyebabkan otot berkontraksi

kecuali rangsangan tertutup galvanis dan rangsangan kimia. Hal tersebut dapat terjadi karena

sediaan otot yang dibuat sudah rusak. Berdasarkan hasil yang diperoleh dari percobaan kontraksi

sederhana, dapat diketahui bahwa massa relaksasi lebih lama dibandingkan dengan massa

kontraksi maupun massa laten.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell et al. 2004. Biologi Edisi Kelima Jilid 3. Wasmen Manalu, penerjemah. Jakarta:

Erlangga. Terjemahan dari: Biology, Fifth Edition.

Campbell, et al. 2010. Biologi Edisi Kedelapan. Damaring Tyas Wulandari, penerjemah. Jakarta:

Erlangga. Terjemahan dari: Biology Eight Edition.

Staf Pengajar Fisiologi. 2013. Buku Penuntun Praktikum Fisiologi II. Bogor: Fakultas

Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor.

Villee et al. 1984.Zoologi Umum Edisi Keenam. Nawangsari Sugiri, penerjemah. Jakarta:

Erlangga. Terjemahan dari: General Zoology Sixth edition.