Histologi sistem otot
Otot Rangka Serabut adalah otot rangka berbeda dari jaringan tubuh
lainnya karena fungsinya yang sangat khusus. Banyak organel yang terbentuk dari serat otot unik ini.
Sarcolemma adalah membran sel dari serabut otot. Sarcolemma bertindak
sebagai konduktor untuk sinyal elektrokimia yang merangsang sel otot.
Terhubung
ke sarcolemma adalah tubulus transversal (T-tubules) yang membantu membawa
sinyal elektrokimia ini ke tengah serat otot. Retikulum sarkoplasma berfungsi
sebagai fasilitas penyimpanan ion kalsium (Ca2 +) yang sangat penting untuk
kontraksi otot. Mitokondria, "rumah kekuatan" sel, melimpah di sel
otot untuk memecah gula dan memberikan energi dalam bentuk ATP ke otot aktif.
Sebagian besar struktur serat otot terdiri dari myofibril, yang merupakan
struktur kontraktil sel.
Myofibril terdiri dari banyak serat protein yang
disusun menjadi subunit yang berulang yang disebut sarcomeres. Sarkomer adalah
unit fungsional dari serabut otot. (LihatMacronutrien untuk informasi lebih
lanjut tentang peran gula dan protein.)
Sarkomer Struktur
Sarcomeres terbuat dari dua jenis serat protein: filamen tebal dan filamen
tipis.
Filamen tebal . Filamen tebal terbuat dari banyak unit ikatan protein
myosin. Myosin adalah protein yang menyebabkan otot berkontraksi.
Filamen tipis . Filamen tipis terbuat dari tiga protein:
Aktin. Actin membentuk struktur heliks yang membentuk sebagian besar massa
filamen tipis. Aktin berisi situs pengikat myosin yang memungkinkan myosin
terhubung dan bergerak aktin selama kontraksi otot.
Tropomiosin . Tropomyosin adalah serat protein panjang yang membungkus
aktin dan mencakup situs pengikat myosin pada aktin.
Troponin . Terikat sangat erat dengan tropomiosin, troponin memindahkan
tropomiosin menjauh dari situs pengikat myosin selama kontraksi otot.
Fungsi Jaringan Otot
Fungsi utama dari sistem otot adalah gerakan. Otot adalah satu-satunya
jaringan di tubuh yang memiliki kemampuan berkontraksi dan karena itu
memindahkan bagian tubuh yang lain.
Terkait fungsi gerakan tubuh adalah fungsi kedua sistem otot: perawatan
postur tubuh dan posisi tubuh. Otot sering berkontraksi untuk menahan tubuh
tetap atau pada posisi tertentu daripada menyebabkan gerakan. Otot yang
bertanggung jawab atas postur tubuh memiliki daya tahan yang paling besar dari
semua otot di tubuh - mereka menahan tubuh sepanjang hari tanpa menjadi lelah.
Fungsi lain yang terkait dengan gerakan adalah pergerakan zat di dalam
tubuh. Otot jantung dan visceral terutama bertanggung jawab untuk mengangkut
zat seperti darah atau makanan dari satu bagian tubuh ke tubuh lainnya.
Fungsi akhir jaringan otot adalah generasi panas tubuh. Sebagai hasil dari
tingkat metabolisme otot kontraksi yang tinggi, sistem otot kita menghasilkan
banyak panas buangan. Banyak kontraksi otot kecil di dalam tubuh menghasilkan
panas alami tubuh kita. Ketika kita mengerahkan diri kita lebih dari biasanya,
kontraksi ekstra otot menyebabkan kenaikan suhu tubuh dan akhirnya berkeringat.
Otot rangka sebagai engsel
Kerangka otot bekerja sama dengan tulang dan persendian membentuk sistem
pengungkit. Otot bertindak sebagai kekuatan usaha; sendi bertindak sebagai
titik tumpu; tulang yang digerakkan otot bertindak sebagai tuas; dan objek yang
dipindahkan bertindak sebagai beban.
Ada tiga kelas tuas, namun sebagian besar tuas di tubuh adalah tuas kelas
tiga. Tuas kelas ketiga adalah sistem di mana titik tumpu berada di ujung tuas
dan usaha berada di antara titik tumpu dan beban di ujung tuas lainnya. Tuas
kelas ketiga di tubuh berfungsi untuk meningkatkan jarak yang digerakkan oleh
beban dibandingkan jarak yang otot berkontraksi.
Pengorbanan untuk peningkatan jarak ini adalah bahwa gaya yang dibutuhkan
untuk memindahkan muatan harus lebih besar daripada massa beban. Misalnya, otot
bisep brachia pada lengan menarik jari-jari lengan bawah, menyebabkan fleksi
pada sendi siku di sistem tuas kelas tiga. Perubahan yang sangat kecil pada
panjang bisep menyebabkan gerakan lengan dan tangan jauh lebih besar, namun
gaya yang diterapkan oleh biseps harus lebih tinggi daripada beban yang
digerakkan oleh otot.
Unit Motor
Sel saraf yang disebut motor neuron mengendalikan otot rangka. Setiap
neuron motor mengendalikan beberapa sel otot dalam kelompok yang dikenal
sebagai unit motor. Ketika neuron motorik menerima sinyal dari otak, ia
menstimulasi seluruh sel otot di unit motornya pada waktu bersamaan.
Ukuran unit motor bervariasi di seluruh tubuh, tergantung pada fungsi otot.
Otot yang melakukan gerakan halus-seperti mata dan jari-memiliki sedikit
serat otot di setiap unit motor untuk memperbaiki ketepatan kontrol otak
terhadap struktur ini. Otot yang membutuhkan banyak kekuatan untuk melakukan
fungsi seperti kaki atau otot lengan - memiliki banyak sel otot di setiap unit
motor. Salah satu cara agar tubuh bisa mengendalikan kekuatan masing-masing
otot adalah dengan menentukan berapa banyak unit motor yang bisa digerakkan
untuk fungsi tertentu. Ini menjelaskan mengapa otot yang sama yang digunakan
untuk mengambil pensil juga digunakan untuk mengambil bola bowling.
Siklus Kontraksi
Otot berkontraksi saat dirangsang oleh sinyal dari neuron motorik mereka.
Motor neuron menghubungi sel otot pada titik yang disebut Neuromuscular
Junction (NMJ). Neuron motor melepaskan bahan kimia neurotransmitter di NMJ
yang mengikat ke bagian khusus sarcolemma yang dikenal sebagai plat akhir
motor. Plat akhir motor berisi banyak saluran ion yang terbuka sebagai respons
terhadap neurotransmitter dan memungkinkan ion positif memasuki serat otot.
Ikatan positif membentuk gradien elektrokimia untuk terbentuk di dalam sel,
yang menyebar ke seluruh sarcolemma dan tubulus T dengan membuka lebih banyak
saluran ion.
Bila ion positif mencapai retikulum sarkoplasma, ion Ca2 + dilepaskan dan
dibiarkan mengalir ke dalam myofibril. Ion Ca2 + berikatan dengan troponin,
yang menyebabkan molekul troponin berubah bentuk dan bergerak mendekati molekul
tropomiosin. Tropomyosin dipindahkan dari situs pengikat myosin pada molekul
aktin, memungkinkan aktin dan myosin untuk mengikat bersama.
Molekul ATP mengeluarkan protein myosin dalam filamen tebal untuk menekuk
dan menarik molekul aktin dalam filamen tipis. Protein miosin bertindak seperti
dayung di atas kapal, menarik filamen tipis lebih dekat ke pusat sarkomer. Saat
filamen tipis disatukan, sarcomere lebih pendek dan berkontraksi. Myofibril
dari serabut otot terbuat dari banyak sarkomer secara berturut-turut, sehingga
ketika semua kontrak sarkoma, sel otot lebih pendek dengan gaya yang besar
dibandingkan dengan ukurannya.
Otot terus berkontraksi asalkan dirangsang oleh neurotransmitter. Ketika
neuron motor menghentikan pelepasan neurotransmitter, proses kontraksi
membalikkan dirinya. Kalsium kembali ke retikulum sarkoplasma; troponin dan
tropomiosin kembali ke posisi istirahat mereka; dan aktin dan myosin dicegah
untuk mengikat. Sarcomeres kembali ke keadaan istirahat mereka yang memanjang
begitu kekuatan myosin menarik aktin telah berhenti.
Jenis Kontraksi Otot
Kekuatan kontraksi otot dapat dikendalikan oleh dua faktor: jumlah unit
motor yang terlibat dalam kontraksi dan jumlah stimulus dari sistem saraf.
Impuls saraf tunggal dari motor neuron akan menyebabkan unit motor berkontraksi
sebentar sebelum bersantai. Kontraksi kecil ini dikenal sebagai kontraksi
kedutan. Jika neuron motor memberikan beberapa sinyal dalam waktu singkat,
kekuatan dan durasi kontraksi otot meningkat. Fenomena ini dikenal sebagai
penjumlahan temporal. Jika neuron motor memberikan banyak impuls saraf dengan
cepat, otot bisa memasuki keadaan tetanus, atau kontraksi lengkap dan langgeng.
Otot akan tetap berada di tetanus sampai tingkat sinyal saraf melambat atau
sampai otot menjadi terlalu lelah untuk mempertahankan tetanus.
Tidak semua kontraksi otot menghasilkan gerakan. Kontraksi isometrik adalah
kontraksi ringan yang meningkatkan ketegangan pada otot tanpa mengerahkan
kekuatan yang cukup untuk menggerakkan bagian tubuh. Ketika orang menegangkan
tubuh mereka karena stres, mereka melakukan kontraksi isometrik. Memegang benda
tetap dan mempertahankan postur tubuh juga merupakan hasil kontraksi isometrik.
Kontraksi yang menghasilkan gerakan adalah kontraksi isotonik. Kontraksi
isotonik diperlukan untuk mengembangkan massa otot melalui angkat besi.
Nada otot adalah kondisi alami dimana otot rangka tetap berkontraksi
sebagian setiap saat. Nada otot memberikan sedikit ketegangan pada otot untuk
mencegah kerusakan otot dan sendi akibat gerakan mendadak, dan juga membantu
menjaga postur tubuh. Semua otot mempertahankan sejumlah otot setiap saat,
kecuali otot telah terputus dari sistem saraf pusat karena kerusakan saraf.
Jenis Fungsional Serat Muscle Skeletal
otot rangka dapat dibagi menjadi dua jenis berdasarkan bagaimana mereka
menghasilkan dan menggunakan energi: Tipe I dan Tipe II.
Serat tipe I sangat lambat dan disengaja dalam kontraksi mereka. Mereka
sangat tahan terhadap kelelahan karena mereka menggunakan respirasi aerob untuk
menghasilkan energi dari gula. Kami menemukan serat Tipe I pada otot di seluruh
tubuh untuk stamina dan postur tubuh. Dekat daerah tulang belakang dan leher,
konsentrasi Serat Tipe I yang sangat tinggi menahan tubuh sepanjang hari.
Serat Tipe II dipecah menjadi dua subkelompok: Tipe II A dan Tipe II B.
Serat Tipe II A lebih cepat dan lebih kuat dari serat Tipe I, namun tidak
memiliki banyak daya tahan. Serat Tipe II A ditemukan di seluruh tubuh, tapi
terutama di kaki tempat mereka bekerja untuk menopang tubuh Anda sepanjang hari
berjalan dan berdiri.
Serat Tipe II B lebih cepat dan lebih kuat dari Tipe II A, namun memiliki
daya tahan yang lebih sedikit. Serat Tipe II B juga jauh lebih ringan warnanya
dibandingkan Tipe I dan Tipe II A karena kekurangan mikoglobin, pigmen
penyimpanan oksigen. Kami menemukan serat Tipe II B di seluruh tubuh, tapi
terutama di bagian atas tubuh dimana mereka memberi kecepatan dan kekuatan pada
lengan dan dada dengan mengorbankan stamina.
Metabolisme Otot dan Kelelahan
Otot mendapatkan energinya dari sumber yang berbeda tergantung pada situasi
dimana otot bekerja. Otot menggunakan respirasi aerobik saat kita memanggil
mereka untuk menghasilkan tingkat gaya yang rendah sampai sedang. Pernapasan
aerobik membutuhkan oksigen untuk menghasilkan sekitar 36-38 molekul ATP dari
molekul glukosa. Pernapasan aerobik sangat efisien, dan bisa berlanjut selama
otot menerima jumlah oksigen dan glukosa yang cukup untuk terus berkontraksi.
Ketika kita menggunakan otot untuk menghasilkan tingkat kekuatan yang tinggi,
mereka menjadi sangat tertekan sehingga oksigen yang membawa darah tidak dapat
masuk ke otot. Kondisi ini menyebabkan otot menciptakan energi dengan
menggunakan fermentasi asam laktat, suatu bentuk respirasi anaerobik.
Pernapasan anaerobik kurang efisien daripada respirasi aerobik-hanya 2 ATP yang
diproduksi untuk setiap molekul glukosa.
Untuk menjaga otot bekerja untuk jangka waktu yang lebih lama, serat otot
mengandung beberapa molekul energi penting. Myoglobin, pigmen merah ditemukan
di otot, mengandung zat besi dan menyimpan oksigen dengan cara yang mirip
dengan hemoglobin dalam darah. Oksigen dari mioglobin memungkinkan otot untuk
melanjutkan pernapasan aerobik tanpa adanya oksigen. Bahan kimia lain yang
membantu menjaga otot bekerja adalah creatine phosphate. Otot menggunakan energi
dalam bentuk ATP, mengubah ATP menjadi ADP untuk melepaskan energinya. Creatine
phosphate menyumbangkan kelompok fosfatnya ke ADP untuk mengembalikannya ke ATP
untuk memberi energi ekstra pada otot. Akhirnya, serat otot mengandung glikogen
penyimpanan energi, makromolekul besar yang terbuat dari banyak glucoses yang
terkait. Otot aktif memecah glukosa dari molekul glikogen untuk menyediakan
suplai bahan bakar internal.
Ketika otot kehabisan energi selama respirasi aerobik atau anaerobik, otot
dengan cepat ban dan kehilangan kemampuannya untuk berkontraksi. Kondisi ini
dikenal sebagai kelelahan otot. Otot yang lelah mengandung sedikit atau tidak
ada oksigen, glukosa atau ATP, namun memiliki banyak produk limbah dari
respirasi, seperti asam laktat dan ADP. Tubuh harus mengambil tambahan oksigen
setelah mengerahkan oksigen untuk menggantikan oksigen yang tersimpan dalam
mioglobin dalam serat otot serta memberi daya respirasi aerobik yang akan
membangun kembali pasokan energi di dalam sel. Oksigen hutang (atau pemulihan
oksigen serapan) adalah nama untuk ekstra oksigen yang harus tubuh untuk
mengembalikan sel-sel otot ke keadaan istirahat mereka. Ini menjelaskan mengapa
Anda merasa kehabisan napas selama beberapa menit setelah melakukan aktivitas
berat-tubuh Anda mencoba memulihkan keadaan normal.
0 Response to "Histologi sistem otot, struktur sarkomer, fungsi, sikluk kontraksi"
Post a Comment