sel homeostatsis otot sensoris 2011
DESCRIPTION
AnatomiTRANSCRIPT
Homeostasis “lingkungan dalam”Sel dan transport membranPotensial aksi dan kontraksi otot
ErkadiusBagian Fisiologi FK Unand
Tujuan fisiologi Menjelaskan faktor kimia/fisika yang mendasari
asal-usul, perkembangan, dan perjalanan kehidupan
Fisiologi: virus, kuman, sel, tanaman, manusia
Fisiologi manusia
Tentang ciri-ciri dan mekanisme spesifik yang membuatnya hidup
lapar cari makanan dingin cari kehangatan takut cari perlindungan reproduksi cari pasangan
Sel: Unit dasar kehidupan
Sel jaringan organ sistem Setiap jenis sel: fungsi khusus
eritrosit, neuron, kelenjar, benih jumlah sel sekitar 100 x 1012
Ciri-ciri dasar bersama butuh O2 dan membentuk enerji CO2 dan bahan sisa reproduksi sel
Cairan tubuh Tubuh dewasa: 60% cairan Ekstrasel 33%, intrasel 67% Cairan ekstrasel
selalu bergerak di seluruh tubuh transport cepat sebagai darah bergabung dengan cairan jaringan
Cairan interstitium: di antara sel-sel “millieu interieur” [lingkungan dalam] sumber kehidupan sel
A. Homeostasis lingkungan dalam
“Pemeliharaan keadaan statik atau konstan di lingkungan dalam”
Cairan interstitium (lingkungan dalam): harus konstan mekanisme homeostasis
Fungsi bersama semua organ paru-paru: O2
ginjal: kadar ion yang konstan pencernaan: makanan
Sistem-sistem yang terlibat
Transportasi Perolehan sumber nutrien Pembuangan sisa metabolisme Kontrol oleh syaraf dan hormon Reproduksi
1. Transport
Pergerakan darah di pembuluh darah lewat di organ-organ rest: 1x, sangat aktif: 6x per menit
Pergerakan cairan dari kapiler ke sel kapiler permiabel untuk zat terlarut plasma interstitium: pertukaran interstitium sel jarak kapiler–sel: <50 μm
2. Sumber nutrien
Respirasi: tebal alveoli-kapiler 0,4-2,0 μm O2 berdiffusi dengan mudah
Pencernaan: penyerapan makanan Hati: metabolisme Muskuloskeleton: mencari makanan
3. Pembuangan sisa metabolik
Paru-paru CO2, hasil akhir terbesar metabolisme
Ginjal sisa metabolisme sel: asam urat, urea kelebihan air dan ion
Kulit air, mineral
4. Pengaturan fungsi
Syaraf: Sensoris: panca indera Pusat: otak dan medulla spinalis Motorik: pelaksana keinginan Otonom: kontrol bawah sadar
Hormon: mengatur metabolisme tiroid, insulin, paratiroid kortisol, aldosteron
5. Reproduksi
Penerusan kehidupan Pengganti generasi yang menjadi tua Dorongan kuat pada usia reproduksi
B. SISTEM-SISTEM KONTROL TUBUH
Genetik Kontrol fungsi setiap organ Kontrol hubungan antar organ
Contoh: respirasi: kontrol [CO2] ekstrasel hati/pankreas: [glukosa] ekstrasel ginjal: [H], [Na], [K], [PO4], ekstrasel
Pengaturan [O2] & [CO2]
Fungsi penyangga O2 hemoglobin Paru-paru: Hb mengikat O2
Interstitium: O2 lepas kalau [O2] rendah
CO2 adalah sisa utama oxidasi sel CO2 merangsang pusat pernafasan
nafas cepat dan dalam CO2 dibuang menumpuk: reaksi oksidatif terhenti
Pengaturan tekanan darah arteri
Baroreseptor: a. karotid arkus aorta
Tekanan darah ↑ baroreseptor tertekan simpatis ↓: pemompaan jantung berkurang pembuluh darah melebar tekanan darah turun
Pentingnya sistem kontrol
Suhu: naik 7°C kematian sel Perubahan pH: <6,9; >8.0 kematian [K+]: rendah lumpuh;
tinggi depresi jantung [Ca++]: rendah tetani [Glukosa] rendah: mental kacau, pingsan
Kontrol ‘negative feedback’
Negatif dibandingkan stimulus awal ekstrasel: CO2↑ ventilasi ↑ CO2↓ tekanan darah ↑ reaksi-reaksi TD ↓
Mengembalikan kelebihan atau kekurangan ke angka normal
Kontrol ‘positive feedback’
A merangsang B, B merangsang A Bahaya:
efek berlebihan syok, kematian Kegunaan:
merangsang keseimbangan baru contoh: pembekuan darah, melahirkan
C. STRUKTUR DAN FUNGSI SEL Dua bagian utama
inti: dibatasi membran inti sitoplasma: dibatasi membran sel
Protoplasma: zat-zat pembentuk sel Air: 70-85% Ion: K, Mg, PO4, HCO3 Protein: struktural dan globulus Lipid: fosfolipid, kolesterol, trigliserida Karbohidrat: 1% sel (3% otot, 6% hati)
Membran-membran sel
Pembatas struktur sel, inti, retikulum endoplasma, mitokhondria, lisosom, apparatus Golgi
Dibentuk oleh lipid dan protein lipid: pembatas gerak air dan zat terlarut protein: enzim, gerbang karbohidrat: reaksi imun, reseptor hormon
Organella dan inti sel
Retikulum endoplasma (RE) sintesis protein, lipid
Apparatus Golgi: membentuk lisosom dan vesikel sekresi
Mitokhondria: membentuk ATP Nukleus
pusat kontrol sel: DNA amat banyak
D. TRANSPORT MELALUI MEMBRAN
Komponen interstitium Na, Ca, HCO3, PO4; pH 7.4 glukosa, tekanan O2
Komponen intrasel K, SO4; pH 7.0 asam amino, protein, lemak, tekanan CO2
Dipisahkan oleh membran sel
Barrier lipid dan protein transport
Lipid bilayer penghalang: air dan zat larut air diffusi langsung: zat larut lemak
Protein transport saluran: ion dan molekul tertentu ‘carrier’: ikatan dengan zat yang dibawa sangat selektif
Jalur transport membran sel
Diffusi melalui membran sel Diffusi sederhana:
perpindahan zat berkonsentrasi tinggi osmosis: perpindahan air
Melalui lipid bilayer: zat larut lemak O2, N2, CO2, alkohol
Melalui saluran protein air dan molekul tak larut lemak
Diffusi terbantu: interaksi carrier–zat glukosa, asam amino
Diffusi terbantu
Tranport K+ dan Na+
Transport aktif
Pindah melawan beda konsentrasi Pemindahan K ke dalam sel Pemindahan Na ke luar sel
Primer - enerji pemecahan ATP Na, K, Ca, H, Cl dan beberapa ion lain
Sekunder: enerji dari beda konsentrasi ion tercipta dari TA primer sebelumnya
TA primer: pompa Na-K
Na keluar 3, K masuk sel 2 enerji dari pemecahan ATP (Na-K pump)
Calcium: Ca-pump keluar sel, ke mitokhondria
Hydrogen: H-pump ke sel parietal lambung ke saluran tubuli distal ginjal
Pompa Na-K
Transport aktif sekunder
Beda kadar Na daya diffusi Co-transport atau counter-transport
Co-transport: glukosa, asam amino carrier untuk perlekatan Na dan zat Na + zat bersama masuk sel
Counter-transport: Ca++, H+
Na + zat Na masuk, zat keluar
co-transport
TA melalui barisan sel
Barisan sel epitel: usus, kandung empedu, tubuli ginjal, kelenjar, pleksus khoroideus otak
Pada usus, empedu, tubuli: Diffusi Na dan air: lumen, basal, lateral TA Na: bagian basal dan lateral
Transport aktif barisan sel
E. Potensial membran
Pemisahan muatan berlawanan pada semua membran plasma antara cairan intrasel dan interstitium memiliki ‘potensi’ daya kerja
Penyebab timbulnya Kation: Na interstitium, K interasel Anion intrasel: dari protein intrasel
Peran pergerakan K
K keluar sel membawa kation anion tertahan intrasel lebih negatif potensial akibat K = -90 mV
Na ke dalam sel membawa kation anion tertinggal di luar (Cl-) potensial akibat Na = +60 mV
Efek gabungan pada sel syaraf resting membrane potential = -70 mV
Jaringan peka rangsang
Rangsangan potensial berubah cepat Action potential
polarisasi: potensial di membran depolarisasi: potensial menuju arah 0 mV repolarisasi: potensial kembali ke ‘resting’ hiperpolarisasi: potensial makin negatif
Proses pada action potential
Pemicu: depolarisasi potensial istirahat ke potensial ambang naik pelan: -70 mV -50/-55 mV
Depolarisasi tajam: bisa ‘overshoot’ ke +30 mV
Repolarisasi: sering dengan hiperpolarisasi (-80 mV)
Kembali ke potensial istirahat
Anatomi neuron
dendrit (banyak) badan sel akson: 1 mm - >1 m
pangkal gembung (axon hillock)
bisa bercabang(collateral)
Propagasi action potential
Arus lokal pada syaraf depolarisasi pangkal menyebar ke ujung
Konduksi saltatori (lompatan) syaraf bermyelin: arus tidak bocor celah antar myelin: “nodes of Ranvier”
tempat arus melompat propagasi cepat Ukuran serat syaraf ~ kecepatan konduksi
Neuromus-cular junction
axon terminal vesikel
asetilkholin space (celah) motor end-plate
bagian khusus membran sel otot
Neuromuscular junction
1. Action potential 2. Ca++ influx 3. ACh dilepaskan, 4. Berikatan dg reseptor 5. Saluran motor end-pkate terbuka 6. Arus lokal ke membran dan serat 7. Penghancuran ACh Act. Pot. habis
Events at a neuromuscular junction
F. Susunan sel otot rangka
Otot (organ) Serat otot (cell) Myofibril (struktur intrasel) Thick & thin filaments (sitoskeleton) Myosin and actin (protein)
Cross section of muscle
Myofibril and thick-thin filament
Paduan rangsangan dengan kontraksi
Action potential Ca keluar sarcoplasmic reticulum
memasuki sitoplasma berikatan pada troponin thin filaments kontraksi otot
Rangsangan tegangan otot
Kontraksi isotonik: tegangan dipakai memendekkan otot tegangan pada otot tidak berubah
Kontraksi isometrik: tegangan tidak mampu memendekkan otot tegangan pada otot meningkat
Kontraksi dan kebutuhan oksigen
Kontraksi anaerobik suplai oksigen tidak cukup untuk kontraksi oksigen: piruvat ATP dan as. laktat menghindari cepatnya kelelahan terjadi
Kontraksi aerobik oksigen: glikolisis dan siklus Krebs asam laktat tidak terbentuk
G. SISTEM SYARAF SENSORIK
Pembagian Sistem Syaraf Sistem syaraf pusat
otak medulla spinalis
Sistem syaraf tepi somatik: motorik dan sensorik otonom: simpatis dan parasimpatis
Sistem somato-sensorik
Otot, tendon dan sendi regangan otot: muscle spindle regangan tendon: aparatus tendon Golgi posisi sendi: reseptor kinestetik
Reseptor kulit: nyeri, dingin, panas tekanan, perabaan
Reseptor sy. sensoris sy. pusat
Aksissomatosensoris
Area somatosensoris korteks
Reseptor Menerima rangsangan dari lingkungan Meneruskan informasi ke SSP: afferent
(sensoris) Memiliki sifat adaptasi
adaptasi cepat: informasi cepat dilupakan tekanan, perabaan
adaptasi lambat: informasi terpantau lebih lama otot, tendon, sendi baroreseptor dan khemoreseptor vestibulum telinga (keseimbangan arah gerakan)
Sensasi nyeri Mekanisme proteksi tubuh
kulit, permukaan tulang, sendi dinding arteri, permukaan otak tidak beradaptasi
Nyeri visera (alat dalam): regangan dan spasme organ saluran iskemia, rangsangan kimiawi
Referred pain: nyeri visera terasa di permukaan tubuh
Lengkung refleks Reseptor
Jalur afferent: sensoris Pusat integrasi: SSP
Jalur efferent: motorik Organ efektor: otot
Withdrawal reflex illustrasi refleks spinal
Crossed extensor reflex
INJURED FOOT: withdrawal reflex:
pada sisi yang sama protektif
crossed extensor reflex: pada sisi yang berlawanan menyangga berat badan
Crossed extensor reflex coupled with withdrawal reflexes
Indera penglihatan Cahaya melewati struktur transparan
konjungtiva kornea lensa korpus vitreus
Retina sebagai reseptor cahaya Khoroid sebagai penyerap kelebihan
cahaya Sklera sebagai struktur pelindung
Proses penglihatan dan akomodasi Penipisan / pencembungan lensa
bayangan retina n. Optikus Jumlah cahaya masuk besar
rangsangan dikontrol oleh ukuran pupil
Kontraksi m. siliaris ligamen penggantung lensa mengendur lensa makin mencembung kekuatan lensa bertambah
Gerakan bola mata
Otot rektus (lurus): 4 m. rektus lateralis m. rektur medialis m. rektus superior m. rektus inferior
Otot oblique (serong/miring): 2 m. obliquus superior m. obliquus inferior
Pendengaran dan keseimbangan Getaran membran timpani menggetarkan;
tulang malleus, inkus, stapes foramen ovale dan cairan di dalam cochlea membran basalis cochlea
Organ corti di cochlea merangsang reseptor n. auditorius terangsang
Canalis semicircularis: gerakan cairan sesuai dengan gerakan kepala
Pembauan dan pengecapan
Bau dikenal oleh reseptor pembau signal ke bulbus olfactorius ke otak melalui n. Olfactorius
Rasa dikecap reseptor dalam bentuk terlarut manis: di ujung lidah asin: di pinggir lateral lidah pahit: di pangkal lidah