Landasan Teori Praktikum Fisiologi Biceps Brachii

12
Landasan Teori 1.1 Anatomi otot rangka Otot rangka manusia terbentuk dari kumpulan sel-sel otot dengan rata-rata panjang 10 cm dan berdiameter 10- 100 μm yang berasal secara embrional dari ratusan sel-sel mesodermal yang melakukan fusi sehingga sebuah sel otot memiliki banyak inti. Secara mikroskopis sel otot dilapisi oleh struktur membran plasma (sarcolemma) dan dari sarcolemma ini akan terbentuk lipatan kedalam yang disebut sebagai tubulus T. Pada bagian dalam sel otot terdapat cairan intraseluler (sarcoplasma) yang berisi molekul-molekul glikogen, protein myoglobin dan mitokondria yang banyak. Di dalam sarcoplasma juga terdapat myofibril yang merupakan elemen kontraktil dari serabut otot. Myofibril tampak seperti diselubungi oleh struktur seperti jaring yang disebut Sarcoplasmic reticulum yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan ion kalsium yang diperlukan untuk proses kontraksi. Dua buah ujung sarcoplasmic reticulum yang melebar (terminal cisternae) membelakangi sebuah tubulus T membentuk struktur yang berperan dalam inisiasi proses kontraksi otot. Serabut-serabut otot ini akan bergabung dalam suatu kelompok yang lebih besar yang disebut fasikulus otot. Otot dilindungi oleh jaringan subkutis pada bagian luar dan fascia pada bagian dalam yang secara umum langsung membungkus otot. Jaringan subkutis yang terdiri atas sel-

description

Landasan Teori Praktikum Fisiologi Biceps Brachii. Praktikum fisiologi otot.Adapts otot.

Transcript of Landasan Teori Praktikum Fisiologi Biceps Brachii

Page 1: Landasan Teori Praktikum Fisiologi Biceps Brachii

Landasan Teori

1.1 Anatomi otot rangka

Otot rangka manusia terbentuk dari kumpulan sel-sel otot dengan rata-rata

panjang 10 cm dan berdiameter 10-100 μm yang berasal secara embrional dari ratusan

sel-sel mesodermal yang melakukan fusi sehingga sebuah sel otot memiliki banyak

inti.

Secara mikroskopis sel otot dilapisi oleh struktur membran plasma

(sarcolemma) dan dari sarcolemma ini akan terbentuk lipatan kedalam yang disebut

sebagai tubulus T. Pada bagian dalam sel otot terdapat cairan intraseluler

(sarcoplasma) yang berisi molekul-molekul glikogen, protein myoglobin dan

mitokondria yang banyak.

Di dalam sarcoplasma juga terdapat myofibril yang merupakan elemen

kontraktil dari serabut otot. Myofibril tampak seperti diselubungi oleh struktur seperti

jaring yang disebut Sarcoplasmic reticulum yang berfungsi sebagai tempat

penyimpanan ion kalsium yang diperlukan untuk proses kontraksi. Dua buah ujung

sarcoplasmic reticulum yang melebar (terminal cisternae) membelakangi sebuah

tubulus T membentuk struktur yang berperan dalam inisiasi proses kontraksi otot.

Serabut-serabut otot ini akan bergabung dalam suatu kelompok yang lebih besar yang

disebut fasikulus otot.

Otot dilindungi oleh jaringan subkutis pada bagian luar dan fascia pada bagian

dalam yang secara umum langsung membungkus otot. Jaringan subkutis yang terdiri

atas sel-sel adiposit berfungi sebagai penghambat panas dan pelindung otot dari

trauma fisik.

Fascia adalah jaringan ikat padat ireguler yang melapisi dan juga

mengelompokkan otot-otot dengan fungsi yang sama. Fascia juga dilewati oleh

serabut saraf, pembuluh darah dan limfe. Ujung-ujung dari fascia ini akan memanjang

membentuk tendon yang berfungsi untuk melekatkan otot ke tulang dan apabila ujung

tersebut membentuk lapisan yang lebar dan mendatar disebut sebagai aponeurosis.

Ada kalanya suatu tendon diselubungi oleh jaringan ikat fibrosa yang disebut

selubung tendon yang berisis cairan synovial untuk mengurangi gesekan antara 2 lapis

selubung tersebut. 1

Page 2: Landasan Teori Praktikum Fisiologi Biceps Brachii

Gambar 1.1 Struktur otot skeletal

Gambar 1.2 Struktur serat otot

1.2 Biceps brachii

Untuk mencapai gerak fungsional dibutuhkan kerjasama dari otot. Otot biceps

sebagai salah satu komponen yang dapat menghasilkan gerakan melalui kontraksinya

membutuhkan suatu kekuatan untuk menghasilkan performance yang tinggi. Kerja

otot biceps yang maksimal dapat meningkatkan kemampuan kerja seseorang yang

pada akhirnya akan meningkatkan produktifitasnya 2

Page 3: Landasan Teori Praktikum Fisiologi Biceps Brachii

Biceps brachii adalah otot yang fasikulusnya berbentuk fusiform dengan 2

kepala. Kedua kepala tersebut berasal dari prosesus scapulae dan akan bersatu pada

bagian distal dan dihubungkan oleh tendon ke tulang radius. Dari Supraglenoid

tuberculum, tendon dari kepala yang lebih besar akan melewati kepala humerus dari

cavum glomerohumeral. Ketika menuruni intertubular sulcus dari humerus, tendon

ini akan diselubungi oleh membran sinovial.Struktur ligamentum tranversus humeral

berfungsi untuk menahan agar tendon tersebut tetap berada pada posisinya.

Otot biceps brachii tergabung pada kelompok fleksor lengan atas yang

dibatasi oleh medial dan lateral intermuscular septum yang dibentuk oleh bagian

dalam brachial fascia yang menyelubungi lengan atas dan berbatasan langsung

dengan fascia deltoid, pectoralis, axilary dan infraspinosus.

Salah satu otot yang memiliki peran penting dalam beraktifitas olahraga

adalah otot biceps brachii. Otot ini memiliki fungsi utama yaitu sebagai penggerak

sendi siku untuk gerakan fleksi. Otot Biceps brachii adalah otot yang dominan

memiliki serabut otot tipe II atau tipe fast twicth, Otot tipe fast twicth adalah otot

yang memiliki serabut otot putih sehingga memiliki kontraksi otot yang sepat dan

tajam sebagai otot tipe I yang merupakan penggerak sendi maka otot tersebut akan

dapat dengan mudah mengalami peningkatan kekuatan otot bila diberikan latihan

khususnya latihan beban. 3

1.3 Adaptasi otot

Serat otot banyak beradaptasi sebagai respons terhadap kebutuhan yang

dibebankan kepadanya. Berbagai jenis olahraga menimbulkan pola lepas muatan

neuron yang berbeda ke otot yang bersangkutan. Di serat otot terjadi perubahan adptif

jangka panjang, bergantung pada pola aktivitas neuron, yang memungkinkan serat

berespons lebih efisie terhadap kebutuhan yang dibebanan kepadanya. Karena ini, otot

rangka memiiki derajat platisitas yang tinggi.

Otot mampu beradaptasi. Latihan berlebih akan memperbanyak serta

memperbesar protein kontraktil (hipertropi). Pembesaran otot yang terjadi terutama

disebabkan oleh meningkatnya garis tengah serat-serat glikolitik cepat yang

diaktifkan selama kontraksi-kontraksi kuat tersebut. Sebagian besar penebalan serat

Page 4: Landasan Teori Praktikum Fisiologi Biceps Brachii

disebabkan oleh meningkatnya sintesis filament aktin dan myosin, yang

memungkinkan peningkatan kesempatan interaksi jembatan silang dan selanjutnya

terjadi peningkatan kekuatan kontraktril otot.

Penggunaan menurun akan mengurangi protein kontraktil (atrofi). Pada konsis

lain, jika suatu otot tidak digunakan maka kandungan aktin dan miosinnya berkurang,

seratnya menjadi lebih kecil, dan karenanya massanya menjadi berkurang dan lebih

lemah. Atrofi otot dapat terjadi melalui dua cara, diffuse atrophy terjadi ketika ketika

suatu otot tidak digunakan dalam waktu lama meskipun persarafannya utuh. Atrofi

denervasi terjadi setelah persarafan ke suatu otot terputus. 4

1.4 Kontraksi otot rangka

Kontraksi otot melibatkan dua proses pada serabut otot yang terdiri atas:

1) Depolarisasi sarcoplasma karena adanya interaksi asetilkolin dengan

reseptornya

2) Adanya power stroke dari protein kontraktil otot.

Melekatnya asetilkolin dengan reseptornya menyebabkan terbukanya kanal

natrium pada membran plasma sel otot sehingga terjadi aktivitas listrik yang menjalar

hingga ke struktur tubulus T. Adanya aktivitas listrik menyebabkan struktur protein

dihidropiridin yang sensitif terhadap stimulasi elektrik menjadi berubah, sehingga

kanal-kanal kalsium pada ujung lateral reticulum sarcoplasmic yang ditutupinya

menjadi terbuka.

Terbukanya kanal kalsium menyebabkan ion kalsium yang tersimpan pada

reticulum sarcoplasmic keluar menuju ke sarkoplasma dan berikatan pada troponin di

serabut halus. Setelah berikatan, struktur troponin akan berubah sehingga mengekspos

myosin binding space.

Page 5: Landasan Teori Praktikum Fisiologi Biceps Brachii

Gambar 1.3. Mekanisme terbukanya Myosin Binding Site

Pada saat yang bersamaan, kepala myosin yang sudah teraktivasi melalui

energi yang dihasilkan oleh hidrolisis ATP, akan berikatan pada aktin dan

menyebabkan terjadinya power stroke, yaitu terjadinya penarikan molekul aktin

mendekati kepada garis M pada sarkomer otot.

Hidrolisis ATP yang akan menghasilkan ADP+Pi (fosfat anorganik), dimana

ADP akan melekat pada kepala myosin hingga akhir dari power stroke kemudian

terlepas dan posisinya akan digantikan oleh molekul ATP yang baru. Melekatnya

molekul ATP yang baru akan menyebabkan terjadinya pelepasan kepala myosin dari

aktin dan siklus ini terus berulang pada serabut yang tebal pada otot.

Proses kontraksi otot tidak terjadi secara sinkron, yaitu ketika salah beberapa

kepala myosin berikatan pada aktin, yang lainnya akan terlepas. Hal ini

memungkinkan terjadinya pemendekan sarkomer yang optimal, dimana terdapat

beberapa kepala myosin yang melanjutkan proses power stroke yang telah terjadi

sebelumnya, tanpa menyebabkan pemanjangan kembali dari sarkomer.

Page 6: Landasan Teori Praktikum Fisiologi Biceps Brachii

Gambar 1.4 Mekanisme Power stroke

Relaksasi otot terjadi ketika tidak adanya ikatan asetilkolin dengan

reseptornya, menyebabkan tidak adanya potensial listrik yang menyebabkan lepasnya

kalsium tambahan dan protein Ca-ATPase memompakan kalsium kembali kedalam

reticulum sarcoplasmic. Tidak adanya kalsium menyebabkan troponin kembali pada

posisi awalnya menutupi Myosin binding site pada aktin.

Pemendekan sarkomer akibat adanya ikatan antara myosin dan aktin

menyebabkan terjadinya ketegangan pada serabut otot yang bersangkutan.

Ketegangan ini akan diteruskan pada bagian jaringan ikat yang tidak ikut serta dalam

proses kontraksi. Ketegangan dari otot dipengaruhi oleh:

1)  Banyak serabut otot yang ikut berkontraksi

2)  Ketegangan dari tiap serabut otot yang berkontraksi

Banyak serabut otot ditentukan oleh seberapa besar kekuatan otot yang

diperlukan, jika semakin besar kekuatan otot yang diperlukan maka akan semakin

banyak motor unit yang akan direkrut untuk ikut serta oleh kontrol persarafan pusat.

Ketegangan tiap serabut otot dipengaruhi oleh:

1)  Frekuensi rangsangan saraf pada otot

Page 7: Landasan Teori Praktikum Fisiologi Biceps Brachii

2)  Panjang otot sebelum kontraksi

Otot dapat diaktivasi oleh beberapa potensial aksi karena otot memerlukan

waktu yang lebih lama dalam menyelesaikan satu siklus kontraksinya dimana

potensial aksi dan masa refrakter dari neuron yang memepersarafinya telah lama

berakhir.

Ada dua cara frekuensi saraf yang tinggi dapat meningkatkan ketegangan otot,

pertama tembakan potensial aksi kedua yang terjadi sebelum siklus kontraksi otot

selesai akan menambah kembali jumlah kalsium didalam sel. Kadar kalsium yang

tinggi kembali memungkinkan untuk terbukanya myosin binding space yang terdapat

pada aktin. Kedua , otot memiliki sifat elastis yang akan kembali lagi ke bentuk

awalnya setelah kontraksi.Akan tetapi jika mendapat potensial aksi selanjutnya

sebelum terjadi hal itu, maka ketegangan otot akan bertambah dengan adanya

tegangan residual dari kontraksi sebelumnya.

Panjang serabut otot yang optimal memungkinkan terjadi keluaran tenaga

yang maksimal. Hal ini didukung oleh adanya Length-tension Relationship yang

menyatakan bahwa apabila panjang serabut otot menjadi lebih pendek atau panjang

dari optimal maka akan terjadi penurunan dari keluaran tenaga otot tersebut, karena

akan terjadi ikatan antara molekul aktin dan myosin yang tidak maksimal.

Pada serabut otot yang lebih pendek terjadi tumpang tindih antara molekul

aktin yang berdekatan sehingga jumlah ikatan antara aktin-myosin akan menurun dan

jarak antara 2 garis Z yang memendek akan menyebabkan halangan bagi sarkomer

untuk memendek lebih lanjut, sebaliknya serabut otot yang lebih panjang

menyebabkan kurangnya jumlah aktin yang dapat berikatan pada myosin karena

terjadi pemanjangan pita-A dari sarkomer. 4

1.4.1 Jenis-jenis kontraksi otot

a. Isotonik

Proses kontraksi menyebaban pemendekan panjang otot. Pada jenis

isotonik, tonus otot tidak berubah dan terjadi pemendekan pada sarkomer.

Sebagai contoh, pada saat menekuk siku untuk mengangkat beban.

Page 8: Landasan Teori Praktikum Fisiologi Biceps Brachii

b. Isometric

Pada jenis kontraksi isometric, tidak terjadi pemendekan otot tetapi

tonus otot meningkat. Sebagai contoh, saat mendorong beban.5

1.5 Konsep sistem tuas

Sebagian besar otot rangka melekat ke tulang melewati sendi, membentuk

sistem tuas. Tuas adalah struktur kakau yang mampu bergerak mengelilingi satu titik

sumbu yang dikenal sebagai flukrum. Di tubuh tulang berfungsi sebagai tuas dan

sendi sebagai flukrum dan otot rangka menghasilkan gaya untuk menggerakkan

tulang. Bagian tuas antara flukrum dan titik tempat gaya ke atas terbentuk disebut

lengan daya, bagian antara flukrum dan gaya kebawah yang ditimbulkan beban

disebut lengan beban.

Sistem tuas yang paling umum dicontohkan oleh sendi siku. Otot-otot rangka,

misalnya sendi yang menekuk sendi siku (Articulatio cubiti), terdiri dari banyak serat

penghasil tegangan yang sejajar, yang dapat menghasilkan gaya besar di tempat

insersi tetapi memendek hanya dalam jarak pendek dan kecepatan relative rendah.

Sistem tuas sendi siku memperkuat gerakan lambat pendek bisep menjadi gerakan

tangan yang lebih cepat dan jangkauan lebih panjang. Kekurangan sistem tuas ini

adalah insersio harus menghasilkan gaya tujuh kali lebih besar daripada beban. Hasil

kali panjang lengan daya dan gaya ke atas yang diberikan harus sama dengan hasil

kali panjang lengan beban dan gaya ke bawah yang ditimbulkan oleh beban. Otot-otot

bekerja dengan mengunakan tegangan pada tempat-tempat insersi di dalam tulang,

dan tulang-tulang kemudian membentuk berbagai jenis sistem pengungkit.4

Page 9: Landasan Teori Praktikum Fisiologi Biceps Brachii

Gambar 1.5 Sistem tuas pada lengan

1. http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/35212/4/Chapter%20II.pdf .

Anonim

2. http://eprints.ums.ac.id/3957/1/J110070060.pdf . Pengaruh Kontraksi

Konsentrik dan Eksentrik Terhadap Peningkatan Kekuatan Otot Biceps

Brachii oleh Suprin Humonggio. Program Studi Fisioterapi. Fakultas Ilmu

Kesehatan. Universitas Muhammadiyah Surakarta.

3. http://eprints.ums.ac.id/28863/2/BAB_I.pdf . Anonim

4. Sherwood

5. http://staff.ui.ac.id/system/files/users/kuntarti/material/fisiologiotot.pdf .

Sistem Saraf Motorik. Kuntarti. Departemen Fisiologi FKUI.