LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI

BLOK MUSKULOSKELETAL

OTOT RANGKA DAN BIOMEKANISME OTOT BISEP

2012-2013

Kelompok A12

Ketua : Danny Syabilla Azhar 1102012048

Sekretaris : Ganiah Utami 1102012095

Anggota : Aisyah Mayang Wulan 1102012012

Ajeng Dwi Restiantie 1102012013

Bella Amelia Sefilla 1102012043

Clara Kusuma Sri H 1102012047

Ghea Ghaisany 1102012096

Gilang Mayasari 1102012098

Illona Putri Pertiwi 1102012120

FAKULTAS KEDOKTERAN

YARSI

2013

DASAR TEORI

Otot adalah spesialis kontraksi pada tubuh. Kontraksi otot rangka menyebabkan tulang tempat otot tersebut melekat bergerak. Kontraksi otot yang menghasilkan panas penting untuk mengatur suhu. Karena kemampuan yang tinggi untuk kontraksi, sel-sel otot mampu memendek dan membentuk tegangan yang memungkinkan mereka menghasilkan gerakan dan melakukan kerja.

Sebagai respon terhadap sinyal listrik, otot mengubah energi kimia ATP menjadi energi mekanis yang dapat bekerja pada lingkungan. Otot digolongkan sebagai volunter atau involunter bergantung pada apakah dipersarafi oleh sistem saraf somatik dan berada dibawah pengaruh kesadaran atau oleh sistem saraf otonum dan tidak dibawah kontrol kesadaran.

Otot rangka dirangsang untuk berkontraksi melalui pengeluaran asetil kolin ( Ach) di neuromuscular junction antara ujung-ujung akhir neuron motorik dan sel otot. Salah satu ciri menonjol otot rangka adalah banyaknya nukleus di sel otot, banyaknya mikokondria karena tingginya kebutuhan energi suatu jaringan seaktif otot rangka. Ciri struktural yang paling menonjol pada serat otot rangka adalah banyaknya neofibril. Setiap nefibril terdiri dari susunan teratur unsur-unsur sitoskeleton yang sangat terorganisasi yaitu filamen tebal dan filamen tipis. Filamen tebal adalah susunan khusus dari protein miosin. Dalam filamen tebal tersebut, terdapat pita gelap ( anisotrop ) ato lebih dikenal dengan pita A. Didaerah yang lebih terang didalam bagian tengah pita A, terdapat filamen-filamen tipis yang tidak bertemu dikenal sebagai zona H. Pita terang ( isotorp I) hanya berisi filamen tipis. Garis tengah setiap pita i yang memadat terlihat sebuah garis Z vertikal. Daerah antara dua garis Z disebut Sarkomer.

Setiap serat otot dipersarafi oleh neuron motorik. Setiap serat otot memiliki ambang rangsang yang berbeda-beda. Oleh karena itu apabila seberkas otot dirangsang dalam arus tertentu yang relatif kecil maka tidak dari semua myofilamen otot berkontraksi karena mempunyai batas treshold dan sub threshold yang berbeda-beda.

Serat otot dalam keadaan relaksasi, tidak terjadi kontraksi. Aktin tidak mampu berikatan dengan jembatan silang karena posisi 2 jenis protein di dalam molekul aktin tropomiosin dan troponin. Molekul tropomiosin adalah protein berbentuk benang disepanjang alur spiral aktin yang menutupi bagian-bagian aktin yang berikatan dengan jembatan silang, sehingga molekul ini menghambat interaksi yang akan menghasilkan kontraksi otot. Tropomiosin distabilisasi dalam posisi menghambat ini oleh molekul troponin, troponin adalah suatu kompleks protein yang terdiri dari 3 jenis polipeptida :

• Yang mengikat tropomiosin adalah troponin T

• Yang menghambat ikatan aktin dengan miosisn troponin I

• Yang berikatan dengan ion Ca2+ troponin C

Urutan peristiwa yang terjadi pada kontraksi dan relaksasi otot rangka, tahap-tahap kontraksi:

1. Pelepasan muatan oleh ion motorik

2. Pelepasan transmitter (aseltilkolin) di end-plate motorik

3. Pengikatan asetilkolin ke reseptor asetilkolin nikotinik

4. Peningkatan konduktansi Na dan K di membran end plate

5. Pembentukan potensial di end plate

6. Pembentukan potensial aksi di serabut-serabut otot

7. Penyebaran depolarisasi ke dalam sepanjang tubulus T

8. Pelepasan Ca dari sisterna terminalis retikulum sarkoplasma serta difusi Ca ke filamen tebal dan tipis

9. Pengikatan Ca ke troponin C sehingga membuka tempat pengikatan miosin di molekul aktin

10. Pembentukan ikatan silang (cross linkage) antara aktin dan miosin dan pergeseran filamen tipis pada filamen tebal. Sehingga menghasilkan gerakan

Pada tahap relaksasi:

1. Ca di pompa kembali ke dalam retikulum sarkoplasma

2. Pelepasan Ca dari troponin

3. Penghentian interaksi antara aktin dan miosin

Berdasar teori Sliding-filament Mechanism, filament-filamen tipis dikedua sisi sarkomer bergeser masuk kearah pusat pita A selama kontraksi. Keika bergeser kearah pusat tersebut, filament-filamen tipis menarik garis-garis Z ke tempat filament-filament tersebut melekat mendekat satu sama lain, sehingga sarkomer memendek. Karena semua sarkomer diseluruh serat memendek secara simultan, keseluruhan serat menjadi lebih pendek dan terjadilah kontraksi otot.

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEKUATAN KONTRAKSI OTOT

1. Suhu

Suhu meningkat suhu atau semakin menurun maka akan menyebabkan reaksi enzimatik terganggu dan terjadi denaturasi protein, hal ini menyebabkan kekuatan kontraksi menurun.Bila kekuatan kontraksi menurun terjadi penigkatan masa laten, masa kontraksi & masa relaksasi pada mekanomiogram.

2. Initial Length

Panjang otot sebelum berkontraksi juga mempengaruhi kekuatan kontraksi otot. Untuk setiap serat otot terdapat panjang optimal.yg pada panjang tersebut dapat dicapai gaya maksimum pada

kontraksi tetanus berikutnya. Hubungan panjang-ketegangan ini dapat dijelaskan oleh mekanisme pengglinciran filament pada kontraksi otot.

3. Jenis Pembebanan

a. Pembebanan langsung, beban diberikan langsung pd ujung otot yg bebas .Otot di regang sebelum berkontraksi

b. Pembebanan tak langsung, Beban diberikan pd ujung otot yg terfiksasi dengan penumpu .Otot tidak diregang sebelum berkontraksi

4. Cara Perangsangan

a. Rangsang langsung, rangsang langsung pd otot tidak melalui syaraf motoriknya.Serat otot yg berkontraksi adalah serat otot yg secara mekanik langsung dipengaruhi oleh stimulator.

b. Rangsang tak langsung, perangsangan otot melalui syaraf motoriknya Semua serat otot dgn ambang rangsang terendah dlm 1 motor unit akan berkontraksi.

Berbagai faktor mempengaruhi tingkat ketegangan yang dapat dihasilkan. Faktor-faktor tersebut mencakup :

1. Frekuensi rangsangan

2. Panjang serat pada permulaan kontraksi

3. Tingkat kelelahan

4. Ketebalan serat

PELAKSANAAN PRAKTIKUM

Alat dan binatang yang diperlukan:

1. Kimograf + kertas + perekat

2. Statip + klem + pencatat otot + klem femur + batang kuningan

3. 2 buah sinyal magnet : 1 untuk mencatat waktu,1 untuk mencatat tanda rangsang

4. Stimulator induksi + elektroda perangsang + sakelar + kawat-kawat listrik

5. Papan fiksasi + jarum pentul = penusuk katak + katak

6. Benang + kapas + gelas arlogi

7. Botol plastik berisi larutan Ringer + pipet + Waskom kecil.

TATA KERJA

Hubungan antara kekuatan rangsang dan tinggi mekanomiagram akibat kerutan otot

1. Pasanglah semua alat sesuai dengan gambar

2. Buatlah sediaan otot menurut petunjuk umum. Sebelum digunakan bungkuslah sediaan otot

tersebut dengan kapas yang dibasahi dengan larutan Ringer dan letakkanlah di gelas arloji

3. Pasanglah sediaan otot sesuai dengan gambar.

P.II.1.1 Manakah yang harus diselesaikan lebih dahulu, pemasangan alat atau pembuatan

sediaan otot?

Jawaban : pemasangan alat dulu, karena sediaan otot harus digunakan sesegera

mungkin.

4. Dengan tromol tetap diam, otot dirangsang sehingga terdapat suatu kerutan

P.II.1.2 Bila hasil pencatatan kontraksi otot sangat kecil, bagaimana memperbesarkannya?

Jawaban : menambah voltase supaya otot dapat berkontraksi secara lebih optimal

P.II.1.3 Bila hanya sebagian kontraksi yang tercatat, apa yang harus diperhatikan atau

diperbaiki?

Jawaban : Sediaan otot, tidak boleh dibiarkan terlalu lama dan pada waktu tertentu harus

diberi cairan Ringer.

5. Pencatatan selalu dilakukan pada tromol yang diam.

Berilah waktu istirahat selama 15 detik sesudah tiap rangsangan. Putarlah tromol sepanjang

½ cm pada tiap kali sesudah pemberian rangsang tutup dan 2 cm pada tiap kali sesudah

rangsang buka.

P.II.1.4 Mengapa harus diberi waktu untuk istirahat?

Jawaban : agar tidak terjadi kelelahan otot (fatigue)dan juga memberika waktu buat otot

untuk relaksasi.

6. Rangsanglah sediaan otot dengan rangsang tutup dan rangsang buka berturut-turut dengan

kekuatan rangsang yang setiap kali diperbesar ½ v, sehingga didapatkan mekaniomiogram

sebagai hasil perangsangan bawah ambang, ambang, submaksimal, maksimal, dan

supramaksimal.

P.II.1.5 Apa yang disebut rangsang bawah ambang (subthreshold)?

Jawaban : rangsang terkecil yang belum mampu menimbulkan respons kontraksi.

P.II.1.6 Mengapa efek fisiologis arus buka lebih besar daripada arus tutup walaupun

voltase sama?

Jawaban, Karena pada arus buka otot tidak sempat melakukan relaksasi dan terjadi

kontraksi yang terus menerus yang membutuhkan energi yang lebih besar.

P.II.1.7 Bagaimana kita dapat membedakan rangsang maksimal dengan supramaksimal?

Jawaban : maksimal: rangsangan dengan intensitas terbesar, hasil respon maksimal,

supramaksimal : rangsangan dengan intensitas yang lebih besar, hasil respon sama

dengan rangsang maksimal.

Hasil praktikum :

Pada percobaan otot katak tanpa beban, kami mencatat:

Kuat arus rangsang Kimograf Intensitas Rangsangan

2,5 v

70 Sub Threshold/

Rangsang ambang

bawah

3 v 80Threshold/ Ambang

rangsang

3,5 v 110 Sub Maksimal

4 v 155 Maksimal

4,5 v 100 Supra maksimal

2,5 V 3 V 3,5 V 4 V 4,5 V0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Kuat arus rangsang

Kuat arus rangsang

KESIMPULAN

Semakin besar arus yang diberikan ke otot maka akan semakin besar pula kontraksi otot, tetapi

kontraksi yang supramaksimal ketika ditambah arus yang lebih tinggi otot tetap akan

berkontraksi sebagaimana pada arus yang diberikan ketika terjadi kotraksi maksimal.

OTOT RANGKA II

TUJUAN

Pada Akhir latihan ini mahasiswa harus dapat :

1. Merangsang sediaan otot katak dengan arus faradic dengan berbagai kekuatan rangsang.

2. Membebani sediaan otot katak dengan cara pembebanan langsung dan tidak langsung

3. Mendemonstrasikan hubungan antara panjang awal otot dengan kekuatan konstraksi

4. Menghitung sediaan otot katak

5. Mendemonstrasikan hubungan antara panjang awal otot dengan kerja otot

6. Mengukur kekuatan konstraksi otot ekstensor dan fleksor dalam pelbagai sikap tubuh

PELAKSANAAN PRAKTIKUM

Alat dan binatang percobaan yang diperlukan

1. Kimograf + kertas + perekat

2. Statit + klem +pencatat otot + klem femur

3. Stimulator induksi + elektroda perangsang

4. Papan fiksasi + jarum-jarum pentul + penusuk katak + katak

5. Beban-beban dan penggantungnya

6. Benang + kapas +gelas arloji

7. Botol plastik berisi + pipet +baskom + kelas beker

8. Dinamometer

TATA KERJA

I. Pengaruh panjang awal (Initial Length) otot katak terhadap kekuatan kerutan

1. Pasanglah semua alat sesuai dengan gambar.

2. Buatlah sediaan otot menurut petunjuk umum. Sebelum digunakan, bungkuslah sediaan

otot tersebut dengan kapas yg dibasahi dengan larutan Ringer dan letakkanlah digelas

arloji

3. Pasanglah sediaan otot sesuai dengan gambar.

P.II.2.1. Manakah yang harus di selesaikan lebih dahulu, pemasangan alat atau

pemasangan sediaan otot?

Jawaban : Yang harus disiapkan terlebih dahulu adalah pemasangan alat karena

ketika didahulukan sediaan otot, cenderung otot akan lemah/ mati ketika menunggu

persiapan alat.

4. Bebanilah otot dengan beban seberat 20 gram. Kendorkan sekrup penumpu sehingga

terjadi pembebanan langsung. Dengan memutar tombol, buatlah garis sepanjang ± 10 cm

dan tulislah : “garis dasar 20” pada ujung akhir garis tersebut.

P.II.2.2. Apa yang di maksud dengan pembebanan langsung?

Jawaban : Pembebanan yang dilakukan dengan mengendurkan sekrup penumpu atau

Beban yang diberikan langsung pada ujung otot yang bebas

5. Angkatlah seluruh pembebanan sehingga otot kembali ke panjang semula. Buatlah sekali

lagi garis sepanjang ± 10 cm tepat diatas garis yg pertama dan tulislah “ garis dasar 0”

pada ujung akhir garis tersebut.

P.II.2.3. Mengapa setelah beban diangkat otot kembali lagi ke panjang semula?

Jawaban : karena saat pemberian beban, otot meregang dan bila beban di angkat,

kontraksi otot tidak sebesar saat meregang sehingga otot kembali ke panjang semula.

6. Gantungkanlah lagi beban 20 gram dan dengan sekrup penumpu kembalikan ujung

pencatat otot ke garis dasar 0, sehingga terjadi pembebanan tidak langsung

P.II.2.4. Apa yang di maksud dengan pembebanan tidak langsung?

Jawaban : pemeberian beban yang di berikan secara langsung namun mendapat

tumpuan .

7. Dengan melakukan pencatatan pada awal garis dasar 0, carilah kekuatan rangsang faradic

maksimal sub.6. untuk perangsangan selanjutnya

P.II.2.5. Mengapa harus diberi waktu untuk istirahat?

Jawaban : agar kontraksi otot bisep katak dapat menghilangkan beban asam laktat

pada sel otot saat di rangsang dan sekaligus memberikan jeda untuk otot relaksasi dan

menjadi seperti bentuk awal lagi

P.II.2.6 Apa yang dimaksud dengan rangsang faradic maksimal ?

Jawaban : Faradic maksimal adalah suatu arus langsung yang mengganggu atau

mempengaruhi atau menginduksi suatu zat durasi pendek sehingga zat tersebut dapat

mencapai batas tertinggi untuk terinduksi maksimal

8. Gunakan selalu kekuatan rangsang faradic maksimal sub.6 untuk perangsangan

selanjutnya.

9. Putarlah tromol sejauh 1 cm setiap kali sesudah perangsangan. Carilah besar pembebanan

yang pada perangsangan menghasilkan mekaniogram setinggi 1 cm. Untuk percobaan

selanjutnya tetap digunakan beban ini.

Putarlah tromol sejauh 2 cm dan catatlah sekali lagi mekaniogram yang terakhir

10. Putarlah tromol sejauh 1 cm dan kemudian turunkanlah ujung pencatat otot sehingga

terletak tepat ditengah-tengah antara garis dasar 20 dan garis dasar 0 (gunakan sekrup

penumpu). Putarlah lagi sejauh 1 cm dan ulangilah perangsangan dan pencatatan.

P.II.2.7. Apa yang kita harapkan terjadi akibat tindakan tersebut?

Jawaban : untuk membuktikan apakah panjang awal berpengaruh terhadap kontraksi

otot.

11. Putarlah tromol sejauh 1 cm dan turunkanlah ujung pencatat otot sampai garis dasar 20,

putar tromol lagi sejauh 1 cm dan ulangilah sekali lagi perangsangan dan pencatatan

II. Pengaruh beban terhadap kerja otot

1. Buatlah garis dasar 0 yg baru sepanjang mungkin

2. Dengan menggunakan kekuatan rangsang sebesar ad.I.6. buatlah mekaniogram pada

tromol yg diam. Pencatatan selalu dimulai pada garis dasar 0 dengan mengatur sekrup

penumpu.

3. Ulangi perangsangan dan pencatatan,dimulai dengan pembebanan 10 gram, sehingga

dicapai beban maksimal. Setiap kali setelah pencatatan, putarlah tromol sepanjang 1 cm

dan berilah otot istirahat selama 30 detik.

P.II.2.8. Apa yang dimaksud dengan berat maksimal?

Jawaban : beban terbesar yang diberikan yang dapat membuat pencacatan kimograf

yang paling tinggi.

4. Hitunglah kerja sediaan otot pada setiap pembebanan yg saudara berikan,

P.II.2.9. Bagaimana saudara menghitung besar kerja sediaan otot?

5. Simpulkan pengaruh beban kerja terhadap otot.

Karena disebabkan keterbatasan waktu kelompok kami tidak berkesempatan untuk

melakukan percobaan ini.

III. Pengaruh regangan terhadap kekuatan kerutan otot ekstensor dan fleksor pada

manusia

A. Mengukur kekuatan kerutan otot ekstensor

1. Suruh o.p duduk dipinggir meja alat tersebut dengan membelakangi timbangan dan

dengan tungkai bawahnya tergantung secara bebas

2. Pasanglah ban kulit pada salah satu pergelangan kaki dan hubungkanlah ban kulit

tersebut, dengan kawat baja yg dapat menarik timbangan melalui katrol

3. Suruhlah o.p meluruskan tungkainya sekuat tenaga dan catatlah kekuatan kerutan otot

ekstensor untuk tiap-tiap sikap berikut ini :

a. Duduk tegak

b. Duduk sambil membungkukkan badan sejauh-jauhnya

c. Berbaring telentang

B. Mengukur kekuatan kerutan otot fleksor

1. Suruhlah o.p duduk dipinggir meja alat tersebut dengan menghadapi timbangan dan

dengan tungkai bawah tergantung secara bebas

2. Pasanglah ban kulit seperti pada A.2

Suruhlah o.p membengkokkan tungkainya sekuat tenaga dan catatlah kekuatan

kerutan otot fleksor untuk tiap-tiap sikap seperti pada A.3

P.II.2.10. Apakah terdapat perbedaan kekuatan kerutan otot ekstensor dan fleksor

pada sikap tersebut?

Jawaban : ada karena sikap duduk tegak, duduk bungkuk, dan berbaring

terlentang memberikan tegangan kontraksi otot yang berbeda.

HASIL PRAKTIKUM

OP Percobaan I

Percobaan II

Percobaan III

Mean

Fleksi Duduk tegak 7 Kg 8 Kg 6 Kg 7 KgDuduk bungkuk 8 Kg 8 Kg 8 Kg 8 Kg

Berbaring terlentang

3 Kg 2 Kg 3 Kg 2,6 Kg

Ekstensi Duduk tegak 15 Kg 17 Kg 18 Kg 13,3 KgDuduk bungkuk 8 Kg 7 Kg 8 Kg 7,6 Kg

Berbaring terlentang

17 Kg 16 Kg 16 Kg 16,3 Kg

Posisi fleksor

Kekuatan kontraksi otot fleksor paling tinggi adalah pada posisi Fleksi / duduk

bungkuk (8 Kg), karena pada posisi duduk bungkuk otot sudah melakukan fleksi yang

mendekat ke arah sumbu tubuh, oleh karena itu akan semakin besar juga kekuatan otot

fleksornya. Sedangkan pada posisi Fleksi (Berbaring terlentang) otot cenderung bekerja lebih

kecil (2,6 Kg).

Posisi ekstensor

Kekuatan kontraksi otot ekstensor paling tinggi adalah pada posisi Berbaring terlentang (16,3

Kg), karena pada posisi berbaring terlentang otot tubuh berekstensi sehingga ketika kaki op

melakukan posisi ekstensi kontraksi otot pun akan lebih besar. Sedangkan sebaliknya pada

posisi duduk bungkuk ketika otot melakukan posisi fleksi, kekuatan untuk posisi ekstensi

juga akan cenderung lebih kecil.

KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan dapat disimpulkan bahwa kekuatan dari otot fleksor maupun

ekstensor kaki dipengaruhi oleh posisi tubuh dimana dalam percobaan dilakukan posisi

duduk tegak, duduk bungkuk, dan berbaring terlentang. Untuk otot fleksor akan berkontraksi

secara maksimal ketika dalam posisi duduk bungkuk, sedangkan untuk otot ekstensor akan

berkontraksi secara maksimal ketika dalam posisi berbaring terlentang.

DAFTAR PUSTAKA

⌨ Buku Penuntun Praktikum Mahasiswa Blok Muskuloskeletal .2009.Jakarta:Fakultas

Kedokteran Universitas Yarsi.

⌨ Sherwood, Lauralee.Human Physiology From Cells to Systems 5 th ed .2004