mau lebih lengkap>> Dowload File ini >> Disini
LEARNING
OBJECTIVE
1. Bagaimana
mekanisme kerja kontraksi otot pada extremitas?
2. Bagaimana
proses biokimia pembentukan asam laktat?
PEMBAHASAN
Transmisi
impuls dari saraf ke otot rangka melalui sinapsis neuro muscular. Otot rangka diinervasi
oleh serabut saraf yang bermielin yang asalnya sebagianbesar dari medula
spinata akhir dari saraf membuat hubungan dengan otot lewat sinapsis neuro
muscular. Sinap akso muscarini terjadi penghantaran rangsang dari serabut saraf
ke otot. Dimana neuro transmiternya berupa asetil kolin yang akan ditangkap
oleh reseptornya pada membran sel otot. Kemudian akan timbul potensial aksi
disepanjang membran otot yang akan menyebabkan kontraksi otot. Terdapat tubulus
T(transverse tubulus) yang merupakan suatu kanal yang masuk ke sel otot, yang
berada di samping miofibril. Potensial aksi pada membran sel otot akan mencapai
miofibril melalui tubulus T. Disekitar miofibril terdapat retikulum
sarkoplasmik yang mengitari miofibril. Ketika potensial aksi mencapai retikulum
sarko plasmik maka menyebabkan pompa Ca+ dari retikulum sarkoplasmik ke
miofibril.
Miofibril
tersusun dari komponen aktin dan miosin. Filamen aktin tanpa kehadiran kompleks
tropomiosin-tropomin akan berikatan kuat dengan miosin jika ada magnesium dan
ATP. Pada kenyataanya terdapat kompleks tropomin-tropomiosin yang menutup sisi
aktif pada aktin sehingga tidak terjadi ikatan antara aktin dan miosin.
Tahapan-tahapan kontraksi pada
aktin dan miosin :
a. Sebelum
kontraksi dimulai kepala dari miosin berikatan dengan ATP. ATPase pada kepala
miosin secara cepat akan memecah ATP menjadi ADP dan Pi. Pada tahap ini
konformasi dari kepala miosin akan bergerak ke depan tegak lurus terhadap
aktin, tanpa berikatan dengan aktin.
b. Selanjutnya
sekresi ion kalsium dari retikulum sarkoplasmik dalam jumlah besar sebagai
respon dari potensial aksi. Ion kalsium akan berikatan dengan troponin, dimana
troponin pada tahap selanjutnya akan menggerakkan tropomiosin menjauhi sisi
aktif dari aktin. Kemudian kepala miosin akan berikatan dengan aktin pada sisi
aktif itu.
c. Ikatan
antara kepala miosin dan sisi aktif aktin menyebabkan perubahan konformasi dari
kepala miosin, menyebabkan kepala miosin menarik filamen aktin bergerak ke arah
garis M. Terjadi overlaping antara filamen aktin yang menyebabkan pemendekan
pada zona H dan zona I zona A tetap.
d. Ketika
kepala miosin bergerak miring menuju garis M terjadi pelepasan ADP and Pi. Hal
ini akan menyediakan sisi ikatan baru untuk ATP. Ikatan ATP dengan kepala
miosin akan menyebabkan lepasnya ikatan antara kepala miosin dengan aktin.
e. Setelah
kepala lepas dari aktin molekul ATP baru yang terikat tadi akan dipecah menjadi
ADP dan Pi.
f. Kemudian
kepala miosin akan berikatan dengan sisi aktif aktin yang baru.
g. Proses
ini akan berlangsung lagi dan lagi sampai aktin tertarik sampai garis, (Guyton, 1991).
Relaksasi (terjadi akibat transport aktif kembali ke retikulum
sarkoplasmik)
1. Konsentrasi ion kalsium di dalam retikulum sarkoplasmik,
2. Ion kalsium berdifusi menjauhi troponin,
3. Troponin dan tropomiosin kemudian membenahi posisi dengan
memblok sisi aktif dari molekul aktin,
4. Jembatan penyeberangan tidak terbentuk kembali, dan
terjadilah relaksasi muskulus,
5. Transport aktif ion kalsium ke dalam retikulum sarkoplasmik
juga membutuhkan ATP (Guyton, 2006).
2.
Pembentukan
asam laktat
reaksi anaerob (jalur glikolisis)
- otot dapat berkontraksi secara singkat tanpa memakai oksigen dengan menggunakan ATP yang dihasilkan melalui glikolisis anaerob. Langkah pertama dengan respirasi seluler
- glikolisis berlangsung dalam sarkoplasma, tidak memerlukan oksigen dan melibatkan pengubahan satu molekul glikosa menjdai dua molekul asam piruvat
- glikolisis anaerob berlangsung cepat tetapi tidak efesien karena hanya menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa. Glikolisis dapat memenuhi kebutuhan ATP untuk kontraksi otot dalam waktu singkat jika persendian oksigen tidak mencukupi.
- Pembentukan asam laktat dalam glikolisis anaerob
i.
Tanpa
oksigen, asam piruvat diubah menjadi asam laktat
ii.
Jika
aktivitas yang dilakukan sedang dan singkat, persendian oksigen yang adekuat
akan menghalangi akumulasi asam laktat
iii.
Asam
laktat berdifusi ke luar dari otot dan dibawa ke hati untuk disintesis ulang
jadi glukosa.
Siklus Cori:
•
Merupakan
siklus asam laktat pada
SDM & otot utk kembali mjd glukosa selama
respirasi anaerobik.
•
Bila otot memerlukan E yang cepat untuk
bergerak, sel otot
cenderung melakukan glikolisis secara
anaerobik untuk
menghasilkan ATP dalam jumlah yang melimpah.
•
Laktat selanjutnya di curahkan dlm darah dan
dibawa ke hati.
•
Pada hati laktat dikonversikan menjadi piruvat
oleh LDH.
•
Selanjutnya piruvat dikonversi menjadi glukosa
melalui proses
glukoneogenesis.
•
Glukosa akan digunakan utk menghasilkan E pada
SDM & otot.
•
Siklus Cori memerlukan 4 ATP dari 2 ATP hasil
glikolisis
anaerobik dan memerlukan 6 ATP pada
glukoneogenesis
•
Laktat diproduksi dari Piruvat kemudian
dibawa oleh darah menuju Hepar.
•
Di hepar laktat akan dikonversi menjadi
glukosa melalui proses glukoneogenesis.
•
Glukosa akan dibawa kembali di otot oleh
darah sebagai substrat untuk glikolisis.
•
1 siklus Cori didalam hepar diperlu 6
ATP untuk setiap 2 ATP yang dihasilkan dari proses glikolisis, sehingga netto
ATP yang diperlukan adalah 6-2 = 4 ATP.
•
Namun demikian, siklus Cori dilakukan
oleh organisme untuk mengakomodasi fluktuasi sejumlah besar kebutuhan E otot
skelet dalam keadaan rest maupun exercise.
•
Asam
laktat terakumulasi pada otot skelet selama exercise
anaerobik yang intensive sehingga menyebabkan
nyeri otot
yang bersifat sementara.
•
Timbunan asam laktat secara cepat akan dibuang
dari otot
pada metabolisme aerobik.
•
Delayed onset muscle soreness biasanya muncul lebih dari
24 jam setelah exercise yang disebabkan oleh buildup
asam
laktat.
•
Asam laktat merupakan asam karboksilat dengan
rumus
kimia C3H6O3.
•
Strukturnya merefleksikan nama sistematik :
asam 2-
hidroksipropanoat.
Penimbunan Asam Laktat
Sewaktu otot bekerja berlebihan, maka akan
terjadi pelepasan kalsium yang meregulasi kontraksi dan aktivitas metabolik.
Selama itu pula akan terjadi peningkatan konsentrasi kalsium dan kemudian kalsium ini men-turns on otot sehingga otot akan berada dalam kondisi
tegang (kontraksi) terus menerus serta mengakibatkan kelelahan otot dan
jaringan tubuh.
Di samping itu, kebutuhan otot akan
oksigen juga meningkat 70 kali di atas normal (istirahat). Kebutuhan yang cepat
dan panjangnya kelelahan otot akan meningkatkan aliran darah lokal, begitu pula
densitas pembuluh darah pada otot yang bersangkutan akan meningkat. Sebagai
akibatnya, aktivitas otot ini membutuhkan suplai oksigen, nutrisi dan
hormon-hormon dalam jumlah yang lebih banyak. Kondisi seperti ini juga
menyebabkan tubuh tidak dapat mengusir produksi panas dan produk metabolik lain
seperti asam laktat. Pemuaian dan peningkatan kapiler terjadi karena stres
dinding pembuluh darah, sehingga aliran dan tekanan darah akan meningkat pula.
Akumulasi
asam laktat selama kerja fisik berat merupakan suatu proses pertahanan tubuh
berupa oksidasi asam laktat yang dibuat konstan. Bila ambang batas ini
terlewati, maka akan terjadi proses glikolisis aerob. Semua ini dilakukan oleh
tubuh sebagai upaya menyimpan energi karena asam laktat dapat dipecah kembali
bila terdapat cukup oksigen yang bisa diperoleh bila kita cukup beristirahat.
Pemecahan asam laktat tersebut dapat dipakai kembali oleh tubuh menjadi sumber
energi baru. Jadi asam laktat sebenarnya bukanlah produk buangan, tetapi
merupakan mekanisme tubuh untuk mempertahankan diri terhadap stres karena kerja
berat. Pada saat istirahat, oksigen secara perlahan tapi pasti akan tercukupi
dan asam laktat akan digunakan sebagai
sumber energi kembali. Timbunan
asam laktat menurunkan pH otot sehingga kapasitas serat otot menurun,
menimbulkan rasa lelah. Asam laktat dibawa
ke liver, dan diubah kembali menjadi asam piruvat jika oksigen telah cukup
kembali. Pada respirasi anaerob hanya dihasilkan 2 ATP (per 1 molekul glukosa)
DAFTAR
PUSTAKA
Getty, Robert. 1975, The Anatomy of The Domestic Animals. Wb
Sounders Company,
Guyton. 2006. Medician of physiologi. Jakarta. EGC
Sherwood, 2002, fisiologi manusia darie sel ke system. Jakarta. EGC
No comments:
Post a Comment