Sistem Neuromuskularskeleton dalam

Fisiologi Gerak dan Postur Tubuh

Disampaikan oleh :

Ade Perdana Setiawan

Fisiologi gerak dan postur tubuh melingkupi :1. Sistem otot2. Sistem tulang3. Sistem syaraf

Sistem Otot

• Skeletal Muscle / otot seran lintang / lurik • Cardiac Muscle / otot jantung• Smooth Muscle / otot polos

Skeletal Muscle• Struktur : serabut

panjang, lurik dengan garis terang dan gelap, memiliki inti jumlah banyak dan terletak dipinggir

• Kontraksi: menurut kehendak (dibawah) kendali, gerakan cepat, kuat, mudah lelah dan tidak beraturan

Cardiac Muscle• struktur : serabutnya

memanjang, silindris, bercabang. garis terang dan gelap. memiliki satu inti yang terletak di tengah

• Kontraksi: tidak menurut kehendak, gerakan lambat, ritmis dan tidak mudah lelah

Smooth Muscle• Struktur : bentuk serabut

panjang seperti kumparan, ujung runcing, inti satu terletak di tengah.

• Kontraksi : tidak menurut kehendak, gerakan lambat, ritmis dan tidak mudah lelah.

Fungsi Otot Skeletal

1. Menggerakkan tulang2. Memelihara postur tubuh dan posisi

badan3. Menyokong jaringan lunak4. Pelindung pintu masuk dan pintu keluar

tubuh5. Memelihara suhu tubuh

Review Mikroanatomi serat otot

1. Sarkolema &Tubulus T2. Miofibril

1. Filamen tipis: Aktin1. F-aktin2. Nebulin3. Tropomiosin4. Troponin

2. Filamen tebal: Miosin

1. Titin

3. Retikulum sarkoplasma

4. sarkomer

Review Mikroanatomi serat otot

Organisasi sarkomer:

1. A-Band1. M-line2. H-Zone3. Overlaping

zone2. I-Band

1. Z-line

Motor Unit

1 motor unit:Semua serat otot yang

dikelola/ diatur oleh 1 sel saraf

Rasio motor unitOtot punggung

1:100Otot jari1:10Otot mata1:1

Motor Unit (continued)

• Tiap serat otot menerima satu akson terminal neuron somatik.

• Tiap akson dapat memiliki cabang kolateral yang mensarafi serat otot yang sama

Figure 12-4

Mekanisme Kontraksi

• Filamen tebal:– Penyusun utama:

myosin.• Filamen tipis:

– Penyusun utama: actin.

• Sarcomere:– Z disc ke Z disc.

• Titin:– Protein elastin yang

menyangga myosin dari M line ke Z disc.

• Perannya dalam elastic recoil otot.

YANG BERPERAN DALAM KONTRAKSI OTOT

a. ActinTersusun dari tiga protein:

1. F-aktin fibrosaTerbentuk dari 2 rantai globular G-aktin

2. Molekul tropomiosinMembentuk filamen yg memanjang melebihi subunit aktin & melapisi sisi yg berkaitan dgn crossbridge miosin

3. Molekul troponinBerikatan dgn molekul tropomiosin & menstabilkan posisi penghalang pada molekul tropomiosin

b. Miosin

Terbentuk dari 2 rantai protein berat yg identik & 2 pasang rantai ringan

1. Bag ekor rantai yg berat berpilin satu sama lain dgn dua kepala protein globular (crossbridge), menonjol di salah satu ujungnya

2. Crossbridge menghubungkan filamen tebal ke filamen tipis

3. Beberapa ratus molekul miosin tersusun dlm setiap filamen tebal dgn ekor cambuknya yg salingbertumpang tindih & kepala globularnya menghadap ke ujungnya.

MIOFILAMEN• Filamen tipis : actin actin troponin (suatu protein yang berbentuk globular

yang tersusun atas 3 subunit ) tropomyosin (suatu molekul yang panjangnya bisa

mencapai 40 nm)

• Filamen tebal : myosin head/ kepala hinge/ leher (engsel) rod/ tubuh (batang)

Protein penyusun filamen

c. Peranan Ion ca ++

- Jika kalsium (ca++) tdk ada, tropomiosin dan troponin mencegah terjadinya ikatan antara aktin dan miosin

- Jika kalsium (ca++) ada, maka reorganisasi troponin-tropomiosin memungkinkan terjadinya hub antara aktin dan miosin

d. Teori Kontraksi Otot

• Mekanisme kerja otot pada dasarnya melibatkan suatu perubahan dalam keadaan yang relatif dari filamenfilamen aktin dan myosin.

• Selama kontraksi otot, filamen-filamen tipis aktin terikat pada dua garis yang bergerak ke Pita A, meskipun filamen tersebut tidak bertambah banyak.

• Namun, gerakan pergeseran itu mengakibatkan perubahan dalam penampilan sarkomer, yaitu penghapusan sebagian atau seluruhnya garis H.

• Selain itu filamen myosin letaknya menjadi sangat dekat dengan garis-garis Z dan pita-pita A, setra lebar sarkomer menjadi berkurang sehingga kontraksi terjadi.

• Kontraksi berlangsung pada interaksi antara aktin miosin untuk membentuk komplek aktin-miosin.

Mekanisme Kontraksi Otot

IsomatrikKontraksi yg terjadi saat otot membentuk daya atau tegangan tanpa hrs memendek untuk memindahkan suatu beban (otot dapat berkontraksi tapi tidak menghasilkan gerakan )

IsotonikKontraksi yg terjadi saat otot memendek untuk mengangkat atau memindahkan suatu beban (otot yang dapat menghasilkan gerakan selama kontraksi )

• Isotonik & isomatrik dapat digunakan dalam terapi latihan

Isotonik Exercises Isometrik Exercises

KOMPONEN YANG MEMBENTUK REFLEX

1. Receptor (Bagian tubuh yang berfungsi sebagai penerima rangsangan, yaitu indra)

2. Afferent / sensory nerve3. Central nerve (Spinal cord / brain system) 4. Efferent / motoric nerve5. Effector

Bagian tubuh yang menanggapi rangsangan, yaitu otot dan kelenjar : skeletal muscle, smooth muscle, cardiac muscle, salivary gland, lacrimal gland, gaster gland, intestinal gland, endocrine gland.

III. MEKANISME REFLEKS

• Refleks adalah respon otomatis terhadap stimulus tertentu yg menjalar pada rute yg disebut lengkung refleks

• Gerak refleks disebabkan oleh rangsangan tertentu yang biasanya mengejutkan dan menyakitkan. Misalnya bila kaki menginjak paku,secara otomatis kita akan menarik kaki dan akan berteriak. Refleks juga terjadi ketika kita membaui makanan enak , dengan keluarnya air liur tanpa disadari.

Semua lengkung refleks terdiri dari komponen yang sama :

1. Reseptor → ujung distal dendrit

2. Jalur aferen → melintas di sepanjang neuron sensorik sampai otak/ medula spinalis

3. Bagian pusat → sisi sinaps yg berlangsung dalam substansi abu-abu SSP

4. Jalur eferen → yg merespon impuls eferen sehingga menghasilkan aksi yg khas

5. Efektor → dapat berupa otot rangka, otot jantung, otot polos, atau kelenjar yang merespon

IV. AKTIVITAS REFLEKS

• Refleks yg paling simpel adalah refleks peregangan 1. Monosimpatik : hanya ada sati sinaps yg terjadi

antara neuron sensorik & neuron motorik2. Ipsilateral : kedua neuron berterminasi di sisi yg

sama pd tbh3. Refleks patelar/ knee-jerk : merupakan salah satu

peregangan yg dipakai dlm pemeriksaan neurologis

• Sebagian besar refleks (selain refleks peregangan) adalah refleks polisinaptik/ multisinaptik

1. Refleks sentakan : terjadi akibat stimulus nyeri

2. Refleks ekstensor bersilangan : berkaitan erat dgn refleks fleksor, merupakan ekstensi lengan yg terjadi akibat fleksi lengan pada sisi ipsilateral

• Pada refleks yg lebih kompleks, sinyal sensorik yg diterima dari mata, telinga, kulit, atau reseptor sensorik lannya diinteraksikan dgn unsur integratif dan unsur motorik lainnya.

Sistem syaraf

Gambar 1: Pengenalan informasi oleh sistem syaraf

Alat Indera

Efektor

Neuron motorik

Pengolahan

Neuron sensorik

Sistem Syaraf Tepi (SST)

Sistem Syaraf Pusat (SSP)

• Sistem syaraf manusia disusun oleh 2 jenis sel.a. Sel Syaraf / Neuronb. Sel pendukung / Glia

Penyusun Sistem Syaraf

Gambar 3 : Otak Manusia

A. Struktur neuron pada manusia (vertebrata)

Dendrit

Badan Sel

Nukleus

AksonArah Jalannyaimpuls

Sinapsis

Selubung Myelin

Terminal sinapsis

Neuron Pra Sinaps Neuron Pasca Sinaps

Gambar 4 : Neuron Manusia

Lanjutan…

Selubung MyelinNodus Ranvier

Sel SchwanSel Schwan

Nucleus Sel Schwann

AksonSelubung myelin

Nodus Ranvier

0.1 µm

Akson

Sinapsis

Neuron pra sinaps

NeuronPasca sinaps

Vesikelsinapsis mengandungneurotransmitter

Membran paska sinaps

Celah sinaps

Ligan (pintu gerbang ion)

Na+

K+

Ligan

Membran neuron

Neuro-transmitter

Gambar 5 : Sinapsis

B. Sel Pendukung / Sel Glia

50 µ

m

Sel Glia

adalah sel pendukung sistem syaraf.

Berfungsi :

• Mendukung neuron

• Regulasi konsentrasi

ekstraseluler ion dan neurotransmiter

• Memberi nutrisi

• Impuls syaraf adalah pesan syaraf yang dialirkan sepanjang akson dalam bentuk gelombang listrik.

• Impuls berjalan dari satu neuron ke neuron yang lain melalui sinapsis.

Perjalanan Rangsangan atau Impuls Syaraf

* Proses Jalannya Impuls Melalui Sel Syaraf

1. Dalam keadaan tidak ada rangsang, neuron dalam keadaan istirahat.

2. Saat neuron istirahat, muatan listrik diluar neuron bermuatan positif. Sedangkan muatan listrik di dalam neuron bermuatan negatif (Polarisasi)3. Apabila ada rangsangan maka bagian tubuh akan mengenalinya (reseptor) dan kemudian menimbulkan impuls syaraf.

4. Impuls syaraf terjadi karena terjadinya perubahan dari keadaan polarisasi menjadi depolarisasi (muatan listrik di luar neuron bermuatan negatif dan muatan listrik di dalam neuron bermuatan positif).

a. Polarisasi

b. Ada Rangsangan

c. Depolarisasi

Lanjutan…

5. Proses depolarisasi ini berlangsung cepat dan berjalan sepanjang neuron. Inilah yang dimaksud dengan impuls syaraf.(Impuls bisa mencapai kecepatan 1/1000 detik).6. Setelah impuls berlalu, neuron akan kembali ke keadaan semula (polarisasi).

d. Impuls syaraf berjalan

e. Neuron kembali terpolarisasi

7. Saat impuls berjalan sampai di teminal sinapsis, impuls akan dibawa oleh neurotransmiter menuju neuron lainnya. Begitu seterusnya sampai impuls berjalan menuju otak.8. Di otak, impuls akan diterjemahkan dan ditanggapi dalam bentuk yang disesuaikan dengan bentuk rangsangannya

Sinapsis meneruskan impuls dari satu neuron ke neuron yang lain

* Impuls berjalan melalui sinapsis

Vesikelsinapsis mengandungneurotransmitter

Membran paska sinaps

Celah sinaps

Ligan (pintu gerbang ion)

Ligan

Membran neuron

Neuro-transmitter

C. Gerak Refleks

Neuron motorik lalumerangsang otot pahauntuk berkontraksi meng-Angkat kaki.

5

Neuron sensorikmembawa impuls menujusumsum tulang belakang.

3 Neuron mendeteksirangsangan pada lutut

2

Gerak refleks adalah gerakcepat yangtidak disadari.

1

Sumsum TulangBelakang

Neuron Sensorik

Neuron Motorik

Neuron Penghubung

Di sumsum tulang belakang impulsditeruskan ke neuron motorik atau melalui neuronpenghubung untuk ditanggapi

4

Neuron penghubung

Susunan Sistem Syaraf Pada Manusia

Gambar 1: Susunan Sistem Syaraf pada Manusia, terdiri atas 2 kelompok yaitu SSP dan SST

Otak

Sumsum tulang belakang

Syaraf Kranial

Syaraf Spinal

Sistem Syaraf Pusat (SSP)

Sistem Syaraf Tepi (SST)

• Merupakan pusat koordinasi utama dalam sistem syaraf.• SSP terdiri atas dua bagian, yaitu Otak dan Sumsum tulang belakang

A. Sistem Syaraf Pusat (SSP)

1. Otak

• Otak manusia merupakan organ sistem

syaraf terpenting.

• Memiliki berat sekitar 1,35 – 1, 5 Kg

• Otak dilindungi oleh tulang tengkorak kepala

dan tulang tengkorak muka

• Disamping itu, suatu jaringan dibawah

tengkorak yang disebut selaput meninges

juga memberikan perlindungan ekstra bagi

keamanan otak dari gangguan. Gambar 2 : Otak manusia

1.a. Anatomi Otak– Terdiri dari 2 belahan, yaitu belahan kiri dan belahan kanan.– Masing - masing belahan, terdiri atas 2 substansi pokok, yaitu substansi

kelabu dan substansi putih.

Substansi Kelabu(Kumpulan badan sel, dendrit dan akson tak bermielin)

Substansi Putih(Kumpulan akson bermielin)

Ventrikel (rongga berisi cairan serebrospinal)

Gambar 3 : Susunan anatomi otak yang disayat vertikal.

• Otak manusia dibagi menjadi 3 bagian, yaitu otak depan, otak tengah dan otak belakang.

1.b.Pembagian Otak

Otak Depan

Telencephalon

Otak Tengah

Otak Belakang

Diencephalon

Mesencephalon

Metencephalon

Myelencephalon

Cerebrum (Otak Besar)

Diencephalon (thalamus, hipothalamus, epithalamus)

Otak Tengah (merupakan bagan dari batang otak)

Pons (bagian dari batang otak) , cerebellum

Medulla oblongata (bagian dari batang otak)

Otak Tengah

Otak Belakang

Otak Depan

a. Embrio saat berumur 1 bulan

(b) Embrio saat berumur 5 minggu

(c) Otak manusia dewasa

MesencephalonMetencephalon

Myelencephalon

Syaraf Spinal

Diencephalon

Telencephalon

CerebralDiencephalon:

Hipothalamus

ThalamusKelenjar Pineal(bagian dari epithalamus)

Batang Otak:

Otak Tengah

Pons

Medullaoblongata

Cerebellum (Otak Kecil)Syaraf Spinal

• Otak besar (Cerebrum) merupakan bagian otak yang paling besar.• Cerebrum terbagi menjadi 4 lobus yang masing-masing memiliki fungsi berbeda, yaitu :

lobus frontal, lobus parietal, lobus oksipital, dan lobus temporal

1. Cerebrum

Lob.Frontal

Lob.Temporal Lob.Oksipital

Lob.Parietal

Frontalassociationarea

Bicara

Bau

Mendengar

Auditoryassociationarea Melihat

Visualassociationarea

Somatosensoryassociationarea

Membaca

Bicara

RasaS

omat

osen

sory

cor

tex

Mot

or c

orte

x

Gambar 4 : Pembagian lobus pada Otak Besar (Cerebrum)

• Otak kecil (Cerebrum) berfungsi mengatur pergerakan otot, keseimbangan kerja otot dan rangka, serta mengatur sikap dan posisi tubuh.

• Medulla oblongata berfungsi untuk gerak tak sadar seperti bernafas, menelan, batuk, bersin dll. Juga bertanggung jawab mengatur kecepatan pernafasan, dan aktivitas jantung dan pembuluh darah.

• Pons juga terlibat dalam proses-proses tubuh yang terjadi pada medulla oblongata.

2. Cerebellum

Pons Medulla

oblongata

Otak kecil

Otak Belakang

Gambar 6 : Pembagian Otak Belakang menjadi 3 bagian

2. Sumsum Tulang Belakang (Medulla Spinalis)

• Terdiri atas 2 lapis substansi, yaitu substansi putih dibagian luar dan substansi kelabu di dalam.

• Berfungsi membawa rangsangan dari seluruh tubuh menuju otak dan membawa respon dari otak ke efektor untuk menanggapi rangsang.

• Fungsi ini darat dilakukan karena medulla spinalis membentuk percabangan ke seluruh bagian tubuh, yang disebut sistem syaraf tepi.

Medulla spinalis

Substansi kelabu

Substansi putih

Susunan Sistem Syaraf Tepi (SST)

GERAKAN TUBUH

Gerakan merupakan kerjasama beberapa sistem, antara lain :

• Sistem syaraf : motorik somatik• Sistem muskuloskeletal :

– Otot rangka – Tulang – Sistem sendi

Sistem Syaraf

• Sistem syaraf gerakan : sistem syaraf motorik somatik (SMS)

• Sistem syaraf motorik somatis (SMS) terdiri atas 2 bagian:– Pyramidal : gerakan halus, ketrampilan– Extrapyramidal : gerakan kasar, postur

Pyramidal

• Dari otak menuju medulla spinalis

• Menyilang :– Otak kanan untuk anggota

gerak kiri– Otak kiri untuk anggota

gerak kanan

• Apabila rusak, dapat mengakibatkan kelumpuhan separuh badan

Kelumpuhan separuh badan

Extrapyramidal

• Tidak menyilang

• Melayani otot besar tubuh, mis:– Otot penyangga kepala leher– Otot dada, punggung dan paha

• Jika rusak, maka :– Tak mampu menegakan kepala– Gangguan postur tubuh tak mampu berdiri tegak

Hubungan saraf & otot

• Saraf neurotransmiter ditangkap reseptor khusus di otot

• Otot merespon dengan berkontraksi

Postur

• Memberikan bentuk tubuh• Upaya tubuh untuk melawan berat

yang dipengaruhi gravitasi• Ditentukan terutama oleh

– Vertebrae– Otot – otot besar tubuh : otot

punggung, paha, dll – Sistem extrapyramidal

Terimakasih, Semoga bermanfaat