Laporan praktikum fisiologi medikKELELAHAN OTOT-SARAF PADA ORANG

KELOMPOK A4

KETUA KELOMPOK : Debbie Cinthia Dewi 102009021

ANGGOTA :Vally Osmond Luas 102007143Ahmed Haykal Hilman 102008160 Elsa Marliska 102009061Augustine Natasha 102009101Tubagus Siswandi Wijaksana 102009141Marthi Atik Coline 102009181Rambu Shinta A M A Praing 102009221Ivan D P Sunardi 102009261Nurul Shahirah Binti Ma Ajih 102009301Farah Farhanah Binti Mansor 102009341

Tujuan percobaan :Agar mahasiswa memahami proses fisiologis otot dan saraf pada manusia, serta faktor-faktor yang mempengaruhi kekuatan kerja otot.

Alat-alat yang digunakan :1. Kimograf + kertas + perekat 2. Manset sfigmomanometer3. Ergograf4. Metronome (frekuensi 1 detik)

Cara kerja :I. Kerja ready-state1. Siapkan alat-alat sesuai dengan gambar yang disediakan.2. Sambil dicatat, dilakukan satu tarikan setiap empat detik menurut irama metronome yang dipasang.3. Lakukan penarikan sampai putaran tromol.4. Setiap kali setelah melakukan tarikan, lepaskan segera jari dari pelatuk sehingga grafik kembali ke posisi semula.

II. Pengaruh gangguan peredaran darah1. Pasang manset sfigmomanometer pada lengan percobaan oprang percobaan yang sama dari percobaan pertama.2. Sebagai latihan lakukan beberapa kali oklusi pembuluh darah lengan atas dengan jalan memompa manset dengan cepat sampai denyut nadi a. radialis tidak teraba.3. Dengan manset tetap terpasang namun tidak ada oklusi, lakukan 12 kali tarikan dengan frekuensi satu tarikan setiap 4 detik sambil dicatat pada kimograf.4. Tanpa menghentikan tromol pada tarikan ke-13, mulailah memompa manset dengtan cepat sampai denyut nadi a. radialis tidak lagi teraba. Selama pemompaan, orang percobaan tetap melakukan latihan.5. Berilah tanda pada kurva pada saat denyut nadi a. radialis tidak teraba lagi.6. Setelah terjadi kelelahan total, turunkan tekanan di dalam manset sehingga peredaran darah pulih kembali.7. Dengan frekuensi yang sama, teruskan tarikan dan pencatatan sehingga pengaruh oklusi tidak terlihat lagi.

III. Pengaruh istirahat dan massage1. Latihan ini dilakukan oleh orang percobaan yang berbeda.2. Besarkan beban ergograf sampai hampir maksimal.3. Sambil dicatat lakukan satu kali tarikan tiap satu detik sampai terjadi kelelahan total, kemudian hentikan tromol.4. Berilah istirahat 2 menit dengan lengan dibiarkan diatas meja.5. Beri jarak pada kertas pencatat, jalan kimograf dan lakukan kembali tarikan dengan frekuensi dan beban yang sama sepert sebelumnya sampai terjadi kelelahan total, kemudian hentikan tromol.6. Berilah istirahat selama 2 menit lagi dengan lengan OP diberi massage. Massage dilakukan dengan cara mengurut dengan kuat kearah perifer, kemudian dengan tekanan ringan kearah jantung. Massage dilakukan dari fossa cubiti hingga ujung jari.7. Setelah kertas kembali digeser, jalankan kimograf dan lakukan kembali tarikan dengan frekuensi sama seperti sebelumnya sampai terjadi kelelahan total.8. Bandingkan ketiga grafik yang dihasilkan.

IV. Rasa nyeri, perubahan warna, dan suhu kulit akibat iskemia1. Latihan ini dilakukan pada orang percobaan lain dan tanpa pencatatan ergogram.2. Pasanglah manset pada lengan kanan atas OP dan berikan pembebanan yang cukup berat sehingga penarikan hanya akan menunjukkan penyimpangan ujung yang kecil.3. Perhatikan warna dan suhu lengan bawah OP.4. Lakukan tarikan dengan frekuensi satu detik tiap tarikan sambil diadakan oklusi sehinga terjadi kelelahan total atau sampai terjadi rasa sakit yang tak tertahankan.5. Hentikan tindakan oklusi segera setelah OP merasa nyeri yang sangat hebat. Perhatikan suhu dan warna kulit lengan bawah kanan OP.

Pembahasan :Menurut jenisnya, otot dibagi menjadi tiga macam yaitu otot rangka, otot polos, dan otot jantung. Otot rangka adalah otot yang berlurik, bekerja dengan disadari, dan melekat pada rangka. Otot polos adalah otot tidak berlurik, bekerja tanpa sadar, dan biasanya ditemukan pada dinding organ berongga seperi kantung kemih dan usus. Dan yang terakhir adalah otot jantung yang merupakan otot berlurik, bekerja tanpa disadari, dan hanya ditemukan pada jantung. Disesuaikan dengan judul percobaan, maka pembahasan akan lebih banyak membahas kinerja otot rangka. Otot rangka merupakan suatu kesatuan serabut otot dengan lapisan luar yang disebut epimisium. Setiap otot terdiri dari sejumlah berkas yang disebut fasikulus otot. Fasikulus otot sendiri terdiri dari sejumlah sel otot yang terbungkus bersama dengan perimisium.Pada sebuah sel otot, unsur terbesar yang menempati sel adalah unit kontraktil yang disebut miofibril. Setiap miofibril terdiri atas miofilamen tebal dan miofilamen tipis. Miofilamen tebal tersusun dari protein miosin. Molekul miosin tersusun membentuk ekor berbentuk cambuk dengan dua kepala globular, menyerupai tongkat golf berkepala dua. Sedangkan miofilamen tipis terususun dari protein aktin.Otot rangka terkenal dengan ciri khas sebagai otot berlurik. Ciri ini muncul karena penyusunan miofilamen yang menghasilkan suatu pola pemitaan tertentu. Pada otot lurik, dikenal penamaan pada setiap area yaitu pita A, pita I, garis Z, zona H, garis M, dan sarkomer. Pita A merupakan area gelap pada miofibril. Disebut pita A karena sifatnya yang mampu mempolarisasi cahaya atau anisotropik. Pita A terdiri atas filamen-filamen miosin dan ujung filamen-filamen aktin yang saling tumpang tindih. Kemudian pita I merupakan arena yang lebih terang pada miofibril. Disebut pita I karena sifatnya yang tidak mempu mempolarisasi cahaya atau isotropik. Pita I hanya mengandung filamen aktin saja.Garis Z merupakan garis yang terbentuk dari suatu protein penunjang dan merupakan tempat pelekatan ujung aktin. Protein penunjang dari garis Z sendiri tersusun menyilang dari satu miofibril ke miofibril lainnya. Lalu ada zona H, yang merupakan area pada pita A yang tidak mengandung filamen aktin. Zona H sendiri dibagi oleh garis M. Garis M terbentuk dari protein penunjang lain yang menahan filamen tebal tetap bersatu pada susunan. Jarak antara satu garis Z dengan garis Z lain disebut sarkomer.Filamen aktin dam miosin tersusun tetap karena dipertahankan oleh molekul protein berfilamen yang disebut titin. Karena berbentuk filamen, protein titin ini sangat elastis. Molekul elastis inilah yang berfungsi sebagai kerangka kerja yang menahan filamen aktin dan miosin agar tetap berada di tempat sehingga perangkat kontraksi sarkomer dapat bekerja.Selain tersusun atas miofibril, setiap sel otot juga memiliki membran plasma, sitoplasma, dan organel sel pada umumnya, namun dengan penamaan yang berbeda. Membran plasma pada otot disebut sarkolema. Sitoplasma pada sel otot disebut sarkoplasma dan retikulum endoplasma pada otot disebut retikulum sarkoplasma. Yang membuat sel otot lebih unik lagi adalah adanya invaginasi sarkolema membentuk tubulus T dan adanya sisternya terminal yang merupakan struktur berbentuk kantong di kedua sisi tubulus T.Kontraksi otot secara umum terjadi karena adanya interaksi antara aktin dengan miosin. Siklus kontraksi dapat diringkas sebagai berikut :1. Siklus kontraksi diawali oleh terikatnya ATP dengan kepala miosin di sisi enzim yang menghidrolisis, ATPase. 2. ATPase memecah ATP menjadi ADP dan fosfat anorganik. Keduanya tetap melekat pada kepala miosin.3. Energi yang dilepas melalui proses hidrolisis mengaktivasi kepala miosin ke dalam posisi yang condong, siap mengikat aktin.4. Ion-ion kalsium yang telah dilepas retikulum sarkoplasma berikatan dengan troponin yang melekat pada tropomiosin dan aktin.5. Kompleks troponin-ion kalsium mengalami perubahan susunan yang memungkinkan tropomiosin menjauhi posisi penghalang aktinnya.6. Sisi pengikat miosin pada aktin kemudian terbuka untuk memungkinkan terjadi perlekatan pada sisi pengikat aktin di kepala miosin.7. Saat pengikatan, ADP dan fosfat anorganik dilepas dari kepala miosin, dan kepala miosin bergerak dan berputar ke arah yang berlawanan untuk menarik filamen aktin yang melekat menuju garis H. Peristiwa ini disebut power stroke kepala miosin.8. Kepala miosin tetap terikat kuat pada aktin sampai sebuah molekul baru ATP melekat padanya dan dan melemahkan ikatan antara aktin dan miosin.9. Kepala miosin terlepas dari aktin, condong kembali, dan siap untuk melekat pada aktin di sisi baru, berputar, dan kembali menarik untuk mengulangi siklus.10. Siklus akan terus terjadi selama masih ada stimulasi saraf, jumlah ion kalsium, serta ATP yang mencukupi.Otot akan berelaksasi saat stimulasi saraf berhenti dan ion kalsium tidak lagi dilepas. Ion kalsium ditransfer kembali ke retikulum sarkoplasma dengan pompa kalsium dalam membran retikulum sarkoplasma.Untuk melakukan kontraksi otot membutuhkan ATP. Namun, ATP yang tersimpan dalam otot biasanya akan habis setelah 10 kali kontraksi. Oleh sebab itu, dibutuhkan sumber lain untuk terus menghasilkan ATP demi kelangsungan aktivitas otot. Sumber lain yang biasanya digunakan adalah kreatin fosfat (CP), reaksi anaerob (jalur glikolisis), reaksi Aerob (memakai oksigen), dan oxygen debt.Kreatin fosfat merupakan sumber energi yang langsung tersedia untuk memperbaharui ATP dari ADP. CP memungkinkan kontraksi tetap berlanjut saat ATP tambahan berusaha dibentuk. Sementara itu, reaksi anaerob merupakan suatu reaksi yang menghasilkan ATP tanpa membutuhkan oksigen. Reaksi terebut juga dikenal sebagai reaksi glikolisis. Reaksi ini menghasilkan ATP namun tidak efisien karena hanya menghasilkan 2 ATP untuk satu molekul glukosa. Reaksi anaerob juga menghasilkan bahan sampingan yang disebut asam laktat. Asam laktat merupakan asam piruvat yang berubah karena tidak adanya oksigen. Asam laktat inilah yang menyebabkan rasa pegal pada otot.Kemudian ada reaksi aerob yang menggunakan oksigen. pada reaksi ini, asam piruvat hasil glikolisis akan masuk kedalam mitokondria dan masuk ke dalam siklus asam sitrat untuk menghasilkan lebih banyak ATP. Dengan adanya oksigen, glukosa dapat terpecah sempurna menjadi karbon dioksida, air dan energi.Dan yang terakhir ATP dapat diperoleh melalui proses oxygen debt. Proses ini merupakan suatu usaha untuk menambah jumlah oksigen dengan menghirup oksigen lebih banyak daripada biasanya. Hal ini dibutuhkan terutama jika manusia melakukan aktivitas yang berat. Penumpukan asam laktat mengubah Ph dan mengakibatkan nyeri otot. Oleh sebab itu, dibutuhkan oksigen ekstra untuk dihirup dan itulah yang disebut oxygen debt.Otot dapat berkontraksi karena mendapat stimulus dari saraf. Setiap serabut otot menerima ujung neuron motorik somatik, sel saraf pada medulla spinalis yang membawa impuls ke otot rangka. Pada ujung neuron motorik tersebut, terdapat akson yang membentuk sambungan khusus dengan serabut otot rangka. Setiap ujung akson mengandung mitokondria dan banyak vesikel sinaptik kecil. Jika impuls saraf mencapai terminal akson, vesikel sinaptik akan melepas zat transmitter asetilkolin (Ach).Asetilkolin berdifusi menyeberangi celah sinaptik untuk berikatan dengan reseptor pada lipatan sarkolema. Hal ini menyebabkan perubahan yang tiba-tiba pada permeabilitas membran otot terhadap ion natrium dan kalium dan mengakibatkan depolarisasi membran. Depolarisasi tersebut menyebar ke serabut otot karena kerja tubulus T ke retikulum sarkoplasma sehingga retikulum sarkoplasma melepaskan ion kalsium. Ion kalsium nantinya akan menempel ke kompleks aktin-miosin sehingga siklus kontraksi bisa dimulai. Jika impuls saraf berhenti, maka depolarisasi membran selesai dan ion kalsium akan kembali ke retikulum sarkoplasma. Kontraksi otot rangka memiliki sejumlah karakteristik khusus. Pertama adalah bahwa otot rangka memiliki suatu stimulus ambang, suatu voltase listrik minimum yang dapat mengakibatkan terjadinya kontraksi. Serabut otot akan merespon stimulus ambang dengan respon all-or-none, dimana jika stimulus ambang terpenuhi, otot akan berkontraksi maksimal atau tidak sama sekali. Setiap serabut otot memiliki ambang yang berbeda. Kedua adalah bahwa kontraksi otot menghasilkan panas sehingga panas tersebut menjadi sumber panas untuk menjaga suhu tubuh.Karakteristik lainnya adalah Treppe yaitu suatu sebutan bagi kondisi dimana jika otot yang beristirahat diberi stimulus tingkat menengah, maka kekuatan awal kontraksi akan lebih lemah dibandingkan kontraksi selanjutnya.Serabut otot juga terbagi dalam beberapa jenis. Ketiga jenis otot dibedakan melalui perbedaan dalam kecepatan berkontraksi, resistensinya pada keletihan, dan kemampuan untuk menghasilkan ATP. Ketiga jenis otot tersebut adalah :1. Serabut merah kedut lambat, mengandung konsentrasi pigmen merah pernapasan yang sangat banyak, mioglobin, yang mengikat oksigen untuk memfasilitasi reaksi aerob. Serabut ini berdiameter kecil, dikelilingi banyak kapiler yang menyediakan oksigen dan nutrisi, kontraksinya lambat, dan resisten terhadap keletihan.2. Serabut putih kedut cepat, tidak memiliki mioglobin dan memiliki mitokondria serta kapiler yang lebih sedikit. Namun, simpanan glikogen dan enzimnya lebih banyak, mendukung reaksi anaerob. Serabut ini lebih tebal, mampu menghasilkan ATP dengan kecepatan tinggi, namun cepat letih saat simpanan glikogen menipis.3. Serabut pertengahan, memiliki mioglobin dan memiliki sifat serta resistensi keletihan tingkat menengah dibandingkan kedua serabut lainnya.Pada percobaan kerja steady-state, diperoleh hasil dimana grafik tidak menunjukkan penurunan ataupun lonjakan yang signifikan. Hal ini disebabkan dalam kondisi aktivitas sedang serta rentang antara satu tarikan beban dengan tarikan lain cukup lama, sehingga ATP yang dibutuhkan dalam kontraksi otot tetap terpenuhidengan baik tanpa menghasilkan asam laktat yang mengakibatkan kelelahan.Kemudian pada percobaan kedua, dimana lengan atas OP dipasang manset dan diberi oklusi, diperoleh bahwa setelah oklusi, tampak penurunan kekuatan setelah beberapa waktu secara teratur. Kondisi grafik tersebut terjadi karena dengan pemompaan manset, aliran darah menuju dan keluar lengan dihambat. Akibatnya, aliran oksigen terhambat dan ATP lebih banyak dihasilkan melalu proses anaerob yang menghasilkan asam laktat dan menyebabkan keletihan. Pemasangan manset tersebut juga mempengaruhi jenis otot yang ikut bekerja. Kekuatan tarikan menurun disebabkan karena dengan penghambatan aliran darah, serabut otot yang lebih bisa bertahan lama adalah serabut merah dan pertengahan, karena mengandung mioglobin yang dapat mengikat oksigen. sehingga, tanpa adanya aliran darah, selama beberapa waktu, otot masih bisa bekerja dengan ATP hasil respirasi aerob pada serabut otot merah. Akan tetapi, seperti yang diperoleh dari sumber pustaka, serabut otot merah lebih lemah kekuatan tarikannya dibandingkan serabut putih. Oleh sebab itu tampak pada grafik bahwa kekuatan tarikan semakin menurun.Kondisi tersebut juga berlaku pada percobaan keempat, dimana lengan atas OP diberi oklusi sambil tetap melakukan latihan. Rasa sakit yang timbul pada lengan OP disebabkan karena penumpukan asam laktat pada otot. Suhu lengan bawah OP juga menurun dikarenakan semakin sedikitnya otot yang berkontraksi, sehingga panas yang dihasilkan semakin sedikit. Untuk percobaan ketiga, terdapat tiga hasil melalui perlakuan yang berbeda. Pada hasil yang pertama, tampak bahwa karena sebelumnya OP tidak melakukan apa-apa, tarikan yang dihasilkan kuat dan tetap cukup kuat sampai saat keletihan total. Berbeda dengan hasil setelahnya, dimana tarikan yang dihasilkan tidap bisa sekuat tarikan pada percobaan bagian pertama.Pada hasil yang kedua dari percobaan ketiga ini, dimana OP beristirahat selama dua menit, tampak bahwa otot OP telah mengumpulkan kembali ATP sehingga pada awal tarikan, tampak bahwa tarikan yang dihasilkan cukup kuat. Akan tetapi, terjadi penurunan kekuatan yang signifikan tidak lama setelah latihan dimulai. Hal ini disebabkan karena ATP yang dihasilkan kembali dari dua menit istirahat tidak bisa sebanyak ATP sebelum melakukan latihan pertama-tama.Dan yang terakhir adalah jika setelah melakukan latihan diberi istrahat dua menit ditambah dengan pijatan. Grafik menunjukkan bahwa tarikan yang dihasilkan tidak sekuat tarikan-tarikan sebelumnya, akan tetapi, kekuatan yang dihasilkan tetap stabil setelah beberapa waktu sebelum mencapai keletihan total. Jika dibandingkan dengan percobaan sebelumnya (3B), tampak bahwa kekuatan yang dihasilkan lebih stabil. Hal ini mungkin disebabkan karena dengan pijatan tersebut, pendistributsian aliran darah lebih cepat dan nutrisi yang dibutuhkan untuk menghasilkan ATP lebih baik pendistribusiannya dalam otot. Oleh sebab itu, ATP yang dihasilkan selama istirahat menjadi lebih banyak dari yang sebelumnya. Serabut otot merah yang lebih tahan lelah juga mendapat oksigen lebih baik daripada sebelumnya sehingga kekuatan tarikan lebih stabil.

Kesimpulan :Kinerja otot sangat dipengaruhi oleh jumlah oksigen, berat ringannya aktivitas, dan jumlah ATP yang dihasilkan. Semakin baik jumlah ATP yang tersedia, kemampuan otot untuk berkontraksi semakin baik sedangkan jika aliran oksigen dan nutrisi dihambat, maka kinerja otot ikut menurun.