MIKROANATOMI DAN FISIOLOGI OTOT FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Dasar perpindahan/pergerakan sel yang hidup meliputi kontraktil protein yang dapat merubah energi kimia menjadi energi mekanik Protein yang memiliki perangkat protein tidak hanya ditemukan pada sel otot, tetapi juga terdapat pada pergerakan sel darah putih, pergerakan mitokondria, pergerakan silia pada sel epitel FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Kontraksi otot diperlukan dalam bernafas, sirkulasi darah dan banyak aktifitas2 reproduksi Sel otot bekerjasama dengan jaringan ikat agar elastis dan jaringan ikat ini juga berfungsi sebagai jalur bagi pembuluh darah & syaraf untuk masuk ke sel otot. FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 3 Tipe Sel Otot FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 3 Tipe Sel Otot Otot Polos (Smooth muscle = involuntary smooth muscle) disebut juga involuntary, unstriped, visceral atau plain muscle otot polos banyak ditemukan pada sistem digestiva, sistem urogenital, sistem respirasi & sistem vaskular FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Struktur Berbentuk kumparan dengan nukleus di bagian tengah Ukuran bervariasi; panjang antara50 – 250 µ; diameter 5 – 10 µ Porsi terbesar adl sarcoplasma, kmd sarcolemma. Filamen2 tda molekul actin & myosin, & sebagian kecil troponin & tropomyosin FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

Plastisitas (kelenturan) Otot polos memiliki properti khusus yang disebut plastisitas, disebut juga stress-relaxation, Merupakan kemampuan untuk mengatur peregangan tanpa menurunkan/menaikkan tegangan Plastisitas terjadi pada lambung (ketika dipenuhi oleh banyak makanan), usus (ketika proses penyerapan berlangsung lama), pembuluh darah (ketika volume darah meningkat), kantung kemih (ketika volume meningkat) & uterus (ketika masa kebuntingan) Plastisitas terjadi karena adanya perubahan susunan molekul myosin & actin Otot polos dilapisi oleh jaringan ikat (yang tda jaringan retikular, kolagen, & serat elastis) FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Kontraksi & Relaksasi Otot polos yang terdapat di organ2 tubuh menerima rangsangan dari syarat otonom, ttp rangsangan seperti ini tidak cukup membuat otot polos normal berkontraksi Implus kontraksi (aksi potensial) akan menyebar melewati jaringan karena terdapat hubungan antara serat (dimana plasma membran pada sel yang berdekatan saling bersentuhan) FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Jadi otot polos dapat berhubungan secara elektrik. Penyampaian secara langsung ini disebut konduksi ephatic Implus akan berpindah dengan mudah & sifat resisten lambat. Energi yang dihasilkan pada saat aksi potensial -35 mv; pada saat istirahat -55 sd -50 mv Otot polos sensitiv thd stimuli syaraf, hormon, kimia & mekanik Sifat khas otot polos, yaitu kontraksi lambat & terus menerus. FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Kontraksi terjadi atas kerjasama antara sarcolemma & myofibril, striation & Z-line Kontraksi otot polos sering berupa kontraksi alami dengan ritmis yang teratur, seperti terlihat pada gerakan peristaltik usus Peregangan terjadi secara bertahap (gradual) FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Sel penanda (pacemaker sel) yang menghasilkan pacemaker waves berlokasi disepanjang otot polos organ dalam. Kehadiran stimulus (biasanya secara kimiawi) akan menimbulkan aksi potensial yang menyebabkan terjadinya gerakan peristaltik (gelombang kontraksi) di sepanjang bagian dalam viscera (hollow viscera) dari saluran gastrointestinal, sal. Empedu, sal. Ureter & uterus selama proses kelahiran FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

2. Otot Jantung (cardiac muscle) Disebut juga involuntary striated muscle Beberapa karakteristik menyerupai otot skeletal, tetapi serat tidak sejelas otot skeletal Ke-2 tipe sebagian besar mengandung sarcoplasma, myofibril, sarcoplascmic retikulum, transverse retikulum, nukleus dan sarcolemma Ditemukan suatu struktur yang unik, disebut intercalated disk Kepingan terletak antara segmen2 otot dengan jarak 50 – 120 µ Terletak berlawanan arah dengan serat-serat otot, dan tidak teratur FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Setiap segmen mengandung 1 nukleus intercalated disk berfungsi untuk menyampaikan aksi potensial dari 1 sel ke sel yang lain Kontraksi cardiac muscle tidak di bawah stimulasi syaraf, Otot jantung memiliki kemampuan yang unik untuk melakukan aksi potensialnya, tugas ini dilakukan oleh suatu pacemaker yang disebut S-A node FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Aksi potensial otot jantung jauh lebih rendah dari otot skeletal 0,15 detik pada atrium; 0,3 detik pada ventrikel (pada otot jantung) 0.005 – 0.01 detik pada otot skeletal Hypertrophy dapat terjadi pada jantung yang terlalu berat bekerja FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

3. Otot Lurik (skeletal muscle) Disebut juga voluntary striated muscle Mengandung: Sarcolemma: tipis, pembungkus yang transparan terdiri atas plasmalemma/membran sel, basal lamina bagian luar dan serat retikular Myofibril: serat tipis yang tersusun paralel sepanjang serat otot FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Sarcoplasmic reticulum: merupakan suatu sistem dari vesicle yang pipih, berasal dari retikulum endoplasma, membungkus myofibril seperti rajutan kain. Transverse tubuli: merupakan pembungkus pada membran plasma fiber, mengelilingi myofibril tiap disk-Z pada sarkomer Sarcoplasma: sitoplasma FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Sarcolemma dan endomysium bersama-sama memberi kontribusi dalam elastisitas otot dan sebagai penghubung serat otot dengan tendon Setiap serat otot (muscle fiber) memiliki bagian yang menebal pada permukaan membran, disebut motor end-plate Permukaannya memiliki kontur yang tidak beraturan, menyerupai tapak kaki yang memiliki cabang. Bagian ini menyampaikan impuls syaraf berupa substansi kimia yaitu acetylcholine Synaptic junction dan permukaan membran yang tebal ini disebut neuromuscular junction (myoneural junction). FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Motor end-plate Presynaptic terminal Sarcolemma Synaptic vesicle Acetylcholine receptor mitochondria FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Setiap serat otot mengandung beberapa ratus hingga beberapa ribu myofibril Setiap myofibril mengandung sekitar 1500 myosin dan 3000 actin filament Kontraksi-relaksasi otot terjadi karena aktifitas myosin-actin pada satu sarcomere Pada satu sarcomere tampak terdapat daerah yang terang dan gelap (densitas/kepadatan yang silih berganti), yang disebut dengan I-band dan A-band I-band hanya mengandung filamen actin (filamen tipis), disebut I-band karena bersifat isotropik terhadap cahaya sehingga tampak terang FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 A-band tampak gelap karena filamen actin overlap terhadap myosin, disebut A-band karena anisotropik terhadap cahaya 1 sarkomer dengan sarkomer lain dipisah oleh lapisan gelap, disebut disk-Z (piringan Z) A-band tertata paralel heksagonal dalam daerah yang disebut daerah H (H zone) I-band terkait langsung dengan disk Z Daerah gelap pada A-band merupakan tempat relasi antara A-band dan I-band, relasi ini berupa cross-bridge (=jembatan silang) yang berselang secara teratur FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Disamping myosin dan actin, pada myofibril terdapat protein lain yang jumlahnya sedikit, seperti: α-aktinin; untuk mengikat filamen tipis pada disk-Z Desmin; tepi disk-Z, berfungsi menjaga keteraturan susunan antar myofibril Vimentin; sama dengan desmin titin; berada pada filamen tebal sampai dis-Z, berfungsi seperti pegas agar filamen tebal tetap berada ditengah sarkomer 5. nebulin; berada di sepanjang filamen tipis, berfungsi untuk untuk mempertahankan panjang filamen FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

MEKANISME KONTRAKSI OTOT 1. ATP muncul dan mengikatkan diri pada kepala miosin sehingga celah aktin terbuka, akibatnya kepala miosin melepaskan ikatannya pada aktin 2. Celah aktin menutup kembali bersamaan dengan proses hidrolisis ATP, menyebabkan kepala miosin tegak (energi tinggi) 3. Kepala miosin mengikatkan diri dengan lemah pada monomer aktin yang paling dekat dengan disk-Z FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 4. Kepala miosin melepaskan Pi sehingga celah aktin tertutup, akibatnya afinitas kepala miosin terhadap aktin membesar (disebut keadaan transien) 5. Hentakan daya terjadi dan suatu geseran konformasional yang turut menarik ekor kepala miosin sejauh 60 Angstrom menuju disk-Z 6. ADP dilepaskan oleh kepala miosin dan siklus berlangsung lengkap FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

PENGATURAN KONTRAKSI OTOT Implus syaraf tiba pada neuromuscular junction sehingga substansi kimia acetylcholine yang tersimpan keluar, kemudian berdifusi menyebrangi synaptic cleft Acetylcholine (ACh) disintesa di sitoplasma pada ujung syaraf oleh enzim choline acetyltransferase (acetylase) dengan mengkombinasikan acetyl-CoA dengan choline. ACh disimpan di bagian ujung motor end-plate. Jika ada impuls syaraf ACh akan dihantar langsung ke transverse tubuli/T. tubule FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Kemudian sinyal menuju ke sarkoplasmic retikulum (SR), Secara normal SR non-permeabel terhadap Ca2+, jika ada impuls syaraf SR menjadi permeabel terhadap Ca2+, akibatnya Ca2+ berdifusi melalui saluran Ca2+ khusus menuju interior myofibril Konsentrasi internal Ca2+ akan bertambah Dan terjadi perubahan konformasi troponin dan tropomiosin. Kontraksi otot terjadi Saat rangsangan syaraf berakhir, membran SR kembali impermeabel terhadap Ca2+. Ca2+ dalam myofibril terpompa keluar menuju SR Otot menjadi rileks FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

Peran Kalsium dan Protein Regulasi Tropomiosin (protein regulasi) dan kompleks troponin terikat ke untaian aktin (filamen tipis) Pada serat otot yang beristirahat, tropomiosin menutup situs pengikatan miosin di sepanjang filamen tipis, mencegah aktin & miosin berinteraksi Ketika Ca2+ terakumulasi ke dalam sitosol, ia berikatan dengan kompleks troponin, menyebabkan terbukanya situs pengikatan miosin Sehingga filamen tipis & tebal meluncur melewati satu sama lain, & serat otot berkontraksi Ketika konsentrasi Ca2+ turun, situs tertutup, kontraksi terhenti FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015

FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015 Electron micrograph FISIOLOGI TERNAK/ANATOMI OTOT/CIN/2015