Daftar Isi Pendahuluan
2
Bab 1 Struktur Musculoskeletal
3
Makroskopis
3
Mikroskopis
9
Bab 2 Mekanisme Kerja Otot dan Tulang
15
Bab 3 Metabolisme Otot dan Tulang
18
Metabolisme Otot
18
Metabolisme Tulang
19
Bab 4 Pemeriksaan Penunjang (Radiologi)
Penutup dan Kesimpulan Daftar pustaka
20
22 23
1
Pendahuluan Sistem muskuloskeletal pada manusia adalah seluruh kerangka manusia dengan seluruh otot yang menggerakkannya dengan tugas melindungi organ vital dan bertanggung jawab atas lokomosi manusia. Lokomosi ialah pergerakan berbagai otot yang dapat menggerakkan anggota badan dalam lingkup gerakan sendi tertentu. Jadi yang dimaksud dengan system muskuloskeletal mencakup semua struktur tulang, sendi, otot, dan struktur terkait seperti tendon, ligamen serta sistem saraf perifer. Maka kelainan muskuloskeletal mencakup kelainan seperti lazimnya pembagian penyakit yaitu: 1. Kelainan bawaan 2. Kelainan dan penyakit yang didapat berupa:
Penyakit radang dan infeksi
Trauma
Neoplasma
Degeneratif
Group miscellaneous antara lain penyakit metabolisme, penyakit postpolio, cerebral palsy, dan sebagainya.
2
Bab 1 Struktur Mukuloskeletal Sistem musculoskeletal manusia merupakan jaringan yg terdiri dari bagian-bagian lebih kecil yang menyusunnya. Berikut ini merupakan pembagian system musculoskeletal manusia secara makroskopis dan mikroskopis. 1. Makroskopis
Yang dimaksud secara makroskopis disini adalah struktur bagian tubuh secara garis besar dan biasanya secara umum banyak orang ketahui. Misalnya otot, tulang, sendi, ataupun bagian tubuh yang lain. Pada pembahasan kali ini, akan dibahas mengenai struktur makroskopis dari otot, tulang dan sendi. a. Otot
Pada manusia, otot dapat digolongkan lagi menjadi tiga bagian besar yang masingmasing memiliki fungsi khusus. Otot tersebut ialah otot rangka, otot polos, dan otot jantung. 1) Otot rangka Otot rangka adalah spesialisasi kontraksi pada tubuh yang letaknya melekat pada tulang. Kontraksi otot rangka menyebabkan tulang tempat otot tersebut melekat bergerak, yang memungkinkan tubuh melaksanakan barbagai aktivitas motorik. Otot rangka yang menunjang homeostatis mencakup antara lain otot-otot yang penting dalam akusisi, mengunyah, dan menelan makanan dan otot-otot yang penting untuk bernapas. Otot rangka merupakan otot volunteer yang artinya otot ini dipersarafi oleh sistem saraf somatic dan dipengaruhi oleh kesadaran. Secara umum suatu otot yang menempel pada tulang akan dibagi menjadi 2 yaitu origo dan insertion. Origo berasal dari kata origin yang artinya asal, origo menempel pada otot
tulang tidak bergerak, sedangkan insertio menempel pada otot yang bergerak.
Musculis formis adalah otot berkepala satu, otot berserat sejajar. Musculus biceps adalah otot berkepala dua dengan otot berserat sejajar. Musculus biventer berperut dua dan otot berserat sejajar. Musculus planus adalah otot berkepala banyak dengan otot datar. Musculus intersectus adalah otot yang terbagi-bagi oleh tendo antara dan memiliki otot berperut banyak. Musculus semipennatus adalah otot berserabut satu sisi. Musculus pennatus adalah otot berserabut dua sisi. 3
2) Otot polos Otot polos secara umum terdapat di dinding organ-organ berongga dan saluransaluran. Kontraksi terkontrol otot polos bertanggung jawab untuk mengatur aliran darah melalui pembuluh darah, gerakan makanan melalui saluran pencernaan, aliran udara melalui saluran pernapasan, dan aliran urin keluar tubuh. Kontraksi otot ini menimbulkan tekanan pada dan mengatur pergerakan maju isi struktur-struktur tersebut. Otot polos dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu otot polos viseral dan otot polos multi-unit. Otot polos viseral terdapat di lapisan-lapisan penutup yang luas, contohnya adalah jaringan otot dinding usus, uretter,dan uterus. Otot polos multi-unit tersusun dari unit-unit tersendiri tanpa adanya jembatan antar membrane sel. Ditemukan pada berbagai struktur, misalnya iris mata, yang dapat menghasilkan kontraksi halus dan bertahap. Dan tidak dapat dikendalikan secara volunteer. 3) Otot jantung Otot jantung hanya ditemukan di jantung. Otot ini memiliki serat bergaris-garis yang sangat terorganisasi seperti otot rangka. Seperti otot polos unit tunggal , sebagian serat otot jantung mampu menghasilkan potensial aksi, yang menyebar ke seluruh jantung melalui gap junction. Otot jantung hanya terdapat di dinding jantung, yang kontraksinya memompa darah penunjang kelangsungan hidup ke seluruh tubuh. Secara structural dan fungsional memiliki kesamaan dengan otot rangka dan otot polos unit tunggal. Otot ini memiliki serat bergarisgaris yang sangat terorganisasi seperti otot rangka.
b. Tulang
Secara umum, tulang pada tubuh manusia dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu tulang keras dan tulang rawan. Berikut ini akan dibahas mengenai tulang-tulang tersebut secara makroskopis. Tul ang Keras
Struktur tulang keras secara makroskopis dapat dibagi menjadi lima bagian menurut bentuknya di dalam tubuh. Pembagian tersebut adalah sebagai berikut;
Ossa longa (tulang oanjang) yaitu tulang-tulang yang ukuran panjangnya terbesar, misalnya ossa humerus.
4
Ossa brevia (tulang pendek) yaitu tulang-tulang yang ketiga ukurannya kira-kira sama besar, misalnya ossa carpi.
Ossa plana (tulang gepeng) yaitu tulang-tulang yang ukuran lebarnya terbesar, misalnya ossa parietale.
Ossa irregularis (tulang tak beraturan) misalnya ossa spheniodale.
Ossa pneumatic (tulang berongga hawa) yaitu tulang-tulang yang berongga berisi hawa, misalnya ossa maxilla. Kalau sebuah tulang kita belah, maka Nampak bahwa tulang itu terdiri dari suatu lapis
luar yang padat atau kompak ialah zat mampat (substantia compacta) dan suatu lapis bagian dalam yang berlobang-lobang ialah zat mampung (substantia spongiosa). Pada tulang gepeng kedua lapis zat mampat dinamakan tabula externa dan tabula interna, sedangkan bagian mampung yang terdapat di antara kedua itu disebut diploe. Permukaan dalam tulang diliputi suatu selaput yang dinamakan endostium dan permukaan luarnya diliputi selaput yang dinamakan periosteum. Disebelah dalam tulang terdapat rongga sumsum (covum medullare) yang berisi sumsum tulang yang kuning (medulla ossium flava) pada tulang panjang orang dewasa, dan yang merah warnanya didalam tulang-tulang pendek dan gepeng (medulla ossium rubra). Namun struktur tulang juga dapat dibagi lagi menjadi beberapa jenis berdasarkan arsitekturnya, berikut ini penjelasan mendetail mengenai arsitektur tulang keras itu sendiri. Tulang spongiosa terdiri atas banyak trabekel / lempeng-lempeng yang saling
berhubungan. Trabekel terdiri dari lamel-lamel yang jumlahnya beragam, di dalamnya terkandung lacuna yang ditempati osteosit dan system kanakuli yang berhubungan. Struktur tulang spongiosa
Tulang kompakta merupakan bagian dari tulang keras yang tersusun teratur sesuai
distribusi pembuluh darah yg memasoknya. Pembuluh darah di dalamnya berjalan dalam saluran havers. Di dalam tulang kompakta ini juga terdapat saluran yang menghubungkan 5
permukaan dalam dan luar tulang, dengan saluran havers, dan saluran havers satu dgn lainnya yang disebut dengan saluran volkmann. Di tulang ini juga terdapat lamel general luar dan dalam serta lamel interstitial. Gambar struktur tulang kompakta
Periosteum Merupakan salah satu bagian pembentuk tulang yang permukaan luarnya
diliputi selubung fibrosa, kecuali pd permukaan sendi. Tulang ini tediri dari dua lapisan, namun batasnya tidak jelas. Lapisan dalam tulang ini tediri dari jaringan ikat fibrosa (ada pembuluh darah) dan lapisan dalam tediri dari jaringan ikat longgar dan sedikit kolagen. Pada orang dewasa byk sel osteoprogenitor yang aktif bermitosis membentuk tulang pada fraktur tulang. Yang mengikat periosteum ke tulang disebut serat sharpey (serat kolagen yg menembus matriks tulang). Endosteum merupakan lapisan yang berupa jaringan retikular padat yg memiliki
kemampuan osteogenik dan hemopoetik. Lapisan ini terdapat pada permukaan dalam tulang, atau dinding rongga sumsum tulang. Gambar struktur tulang pada lapisan periosteum dan endosteum
6
Tul ang rawan
Struktur tulang rawan secara makroskopis dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu tulang rawan hialin, tulang rawan elastis, dan tulang rawan fibrokartilago / fibrosa. Berikut ini penjelasannya. Tulang rawan hialin pada keadaan segar memiliki struktur yang bening putih
kebiruan dan licin, dan beberapa serat dapat terlihat, serta dapat tembus cahaya. Letak dari tulang rawan hialin ini biasa terdapat pada dinding trakea, dan juga terdapat pada seluruh kerangka fetus yang sedang mengalami proses penulangan. (penulangan kondral). Tulang rawan hialin ini diliputi perikondrium. Tulang rawan elastis pada keadaan segar berwarna kuning keruh. Tulang rawan ini
banyak mengandung serat elastin dan mengandung sedikit serat kolagen. Tulang rawan ini merupakan modifikasi dari tulang rawan hialin dan juga diliputi oleh perikondrium. Tulang rawan elastic biasa ditemukan pada telinga luar, epiglottis, tulang auditiva dan tulang laring. Tulang rawan fibrokartilago / fibrosa memiliki penampilan seperti rantai parallel
kolagen berwarna merah muda terang. Ditemukan pada diskus intervertebralis, simfisi pubis, dan juga pada tempat melekatnya tendo dan ligament tertentu pada tulang. Tulang rwan ini tidak pernah terdapat tersendiri, namun menyatu dengan tulang rawan hialin di dekatnya atau dengan jaringan ikat padat fibrosa. Tulang rawan ini tidak memiliki perikondrium.
c. Sendi
Sendi adalah pertemuan antara dua atu lebih tulang atau tulang rawan. Dalam arthrologi sendi itu ialah tiap persambungan tulang umumnya, Suatu artikulasi atau persendian terjadi pada saat permukaan dari dua tulang bertemu, adanya pergerakkan atau tidak bergantung pada sambungannya. Persendian dapat dibedakan menurut struktur (berdasarkan ada tidaknya rongga persendian di antara tulang-tulang yang berartikulasi dan jenis jaringan ikat yang berhubungan dengan persendian tersebut); dan menurut fungsi persendian (berdasarkan jumlah gerakan yang mungkin dilakukan pada persendian). Berikut ini pembagian tulang menurut strukturnya;
Persendian fibrosa: tidak memiliki rongga sendi dan diperkokoh dengan jaringan ikat fibrosa
7
Persendian kartilago: tidak memiliki rongga sendi dan diperkokoh dengan jaringan kartilago.
Persendian sinovial: memiliki rongga sendi dan diperkokoh dengan kapsul dan ligamen artikular yang membungkusnya Berikut ini pembagian sendi berdasarkan fungsionalnya;
1) Synarthrosi s, merupakan suatu kesinambungan pada sendi ini karena di antara kedua ujung tulang yang bersendi terdapat suatu jaringan sehingga tidak dapat atau sedikit sekali dapat melakukan gerakkan. Synarthrosis ini dapat dibagi lagi menjadi;
Sutura: pinggir-pinggir tulang yang bertemu dihubungkan oleh suatu lapis jaringan ikat yang tipis. Mis, di antara tulang-tulang tengkorak
Synchondrosis: sendi yang tulang-tulangnya dihubungkan dengan kartilago hialin. Contohnya adalah lempeng epifisis sementara antara epifisis dan diafisis pada tulang panjang seorang anak. Saat sinkondrosis sementara berosifikasi, maka bagian tersebut dinamakan sinostosis
Amfiartrosis: sendi dengan pergerakan terbatas yang memungkinkan terjadinya sedikit gerakan sebagai respon terhadap torsi dan kompresi.
Gomphosis: tulang yang satu berbentuk kerucut masuk ke dalam lekuk yang sesuai dengan bentuk itu pada tulang yang lain. Mis, antara gigi dengan rahang.
Schindylesis: suatu lempeng pada tulang yang satu terjepit di dalam celah atau takik pada tulang yang lain. Mis, antara rostrum sphenoidale dan vomer.
Syndesmosis: terbentuk pada saat tulang-tulang yang berdekatan dihubungkan dengan serat-serat jaringan ikat kolagen. Ditemukan pada tulang yang letaknya bersisian dan dihubungkan dengan membran interosseus, seperti pada radius dan ulna.
Symphisis:sendi yang kedua tulangnya dihubungkan dengan diskus kartilago, yang menjadi bantalan sendi dan memungkinkan terjadinya sedikit gerakan.
Synostosis: Jaringan penghubungnya berupa jaringan tulang. Mis, antara os ilium, os pubis, dan os ischium pada orang dewasa
2) Diarthrosis, merupakan suatu ketidaksinambungan karena di antara tulang-tulang yang bersendi terdapat suatu rongga (cavum articulare) sehingga sendi ini dapat melakukan gerakan bebas.
Sendi engsel / art ginglymus: sumbu gerak tegak lurus pada arah panjang tulang, permukaan konveks sebuah tulang masuk dengan pas pada permukaan konkaf tulang 8
kedua. Sendi ini memungkinkan gerakan ke satu arah saja dan dikenal sebagai sendi uniaksial. Contoh : pada art cubiti (sendi siku).
Sendi kisar / art trochoidea: tulang berbentuk kerucut yang masuk dengan pas ke dalam cekungan tulang kedua, dan dapat berputar ke semua arah. Sendi ini merupakan sendi uniaksial yang memungkinkan terjadinya rotasi di sekitar aksis sentral. Contoh : os atlas dengan os axis di daerah prosesus odontoid axis.
Sendi telur / art ellipsoidea: terdiri dari sebuah kondilus oval suatu tulang yang masuk dengan pas ke dalam rongga berbentuk elips di tulang kedua. Sendi ini merupakan sendi biaksial, yang memungkinkan gerakan ke dua arah di sudut kanan setiap tulang. Contoh : antara os radius dan os carpal
Sendi pelana / art sellaris: permukaan tulang yang berartikulasi berbentuk konkaf di satu sisi dan konveks di sisi lainnya sehingga tulang tersebut akan masuk dengan pas ke dalam permukaan tulang kedua yang bentuk konveks dan konkafnya berada pada sisi berlawanan, seperti dua pelana yang saling menyatu. Persendian ini adalah sendi kondiloid yang termodifikasi sehingga memungkinkan gerakan yang sama. Contoh : antara os carpal dan metacarpal pada ibu jari.
Sendi peluru / art globoidea: permukaan kedua tulangnya berbentuk datar sehingga memungkinkan gerakan meluncur antara satu tulang terhadap tulang lainnya. Sedikit gerakan ke semua arah mungkin terjadi dalam batas prosesus atau ligamen yang membungkus persendian. Persendian ini disebut persendian nonaksial. Contoh : sendi antara tulang-tulang carpal.
Sendi buah pala / art spheroidea : terdiri dari sebuah tulang dengan kepala berbentuk bulat yang masuk dengan pas ke dalam rongga berbentuk cangkir pada tulang lain. Sendi ini disebut sendi traksial atau multiaksial, memungkinkan rentang gerak yang lebih besar, menuju ke segala arah. Contoh : sendi panggul.
2. Mikroskopis
Yang dimaksud secara makroskopis disini adalah struktur bagian tubuh dalam bentuk unit paling kecil yang menyusun bagian tubuh tersebut. Dalam pembahasan kali ini, akan dibahas mengenai struktur mikroskopis jaringan ikat yang terdiri dari jarinagn tulang dan tulang rawan, serta jaringan otot, baik otot polos, otot rangka maupun otot jantung. a. Jaringan ikat
9
Jaringan ikat yang akan dibahas disini ialah secara mikroskopis, yang terdiri dari jaringan tulang keras dan jaringan tulang rawan. Berikut ini adalah pembahasannya; 1) Jaringan tulang keras Tulang merupakan bentuk jaringan ikat yang kejur, dan tulang ini dibentuk dari komponen-komponen yang lebih kecil lagi, antara lain ialah;
Sel, yang terdiri dari osteoprogenitor, osteoblas, osteosit, dan osteoklas.
Serat, yang terdiri dari kolagen (paling banyak) dan elastin.
Zat antar sel / matriks, yang terdiri dari zat organic dan zat anorganik (kalsium fosfat 85%, kalsium karbonat 10%, Cacl, MgF) Sel osteoprogenitor / osteogenik merupakan populasi sel induk atau stem cell. Selnya
berbentuk gelendong, dan intinya pucat. Sel ini terdapat di lapisan dalam perikondrium, endomsteum dan di saluran vascular tulang kompak. Ada dua jenis selosteoprogenitor, yaitu preosteoblas yang nantinya akan menjadi osteoblas, dan preosteoklas yang nantinya kan menjadi osteoklas. Osteoblas terdapat padapermukaan tulang tempat matriks ditambahkan. Bentuknya
kuboid-piramid, dan lembaran seperti epitel. Sel osteoblas ini mempunyai tonjolantonjolan sitoplasma mirip jari yang menonjol ke dalam matriks. Osteosit merupakan sel osteoblas yang terpendam dalam matriks. Intinya terlihat
terpulas gelap. Pada sediaan atau preparat, sel ini mengkerut, dan lakunanya berbentuk lonjong tidak teratur. Tonjolan halus dari sitoplasmanya menjulur ke dalam kanalikuli, yang keluar dari lacuna. Osteoklas merupakan sel raksasa berinti besar, dengan banyak anak inti yang
jumlahnya bervariasi. Terdapat pada permukaan tulang, sering dalam lekukan dangkal yang biasa disebut dengan lacuna howship. Sel ini dapat mengeluarkan kolagenase dan enzim proteolitik, yang nantinya enzim hidrolitik ini dapat menghancurkan kolagen pada tulang itu sendiri. Jadi sel ini berfungsi agar pertumbuhan tulang yang menebal dapat terkendali, dan tetap pada postur yang ideal. Gambar sel osteoprogenitor, osteoblas, osteosit, dan osteoklas
10
Zat intersel / matriks Unsur organiknya, kira-kira 35%, terutama tediri dari kolagen
tipe I. Jumlah kondroitin sulfat lebih sedikit daripada di tulang rawan. Matriks bersifat asidofil. Unsur anorganik, 65% dari berat tulang. Bahan mineralnya terutama kristal kalsium fosfat yaitu hidroksiapatit. Tersusun dalam lapisan yang konsentris disebut lamel. Lamel terbentuk akibat peletakan matriks yg ritmik. 2) Jaringan tulang rawan Jaringan tulang rawan berkembang dari sel-sel mesenkim. Jaringan ini disusun dibentuk dari komponen-komponen yang lebih kecil lagi, antara lain ialah;
Sel-sel, yang terdiri dari kondrosit dan kondroblas.
Serat-serat, terdiri dari kolagen dan elastin.
Substansi dasar, yaitu glikosaminoglikan dan proteoglikans. Sel-sel tulang rawan terdiri dari kondroblas yang terdapat dalam kondrogenik dan juga
aktif menghasilkan matriks. Kemudian sel kondrosit yang mempunyai matriks teritorium, terletak dalam lacuna atau rongga-rongga dalam matriks, dan berkelompok dalam sel nest atau isogen. Kemudian fibroblast yang terdapat dalam perikondrium. Perikondrium itu sendiri terdiri dari elastin dan kolagen tipe I, yang fungsinya menutupi tulang rawan dan diperlukan untuk perbaikan tulang rawan. Sel-sel undifferentiated berdiferensiasi menjadi fibroblas. Lapisan kondrogenik terletak langsung di bawah perikondrium. Lapisan ini mensekresikan senyawa makromolekul, di lapisan ini pula terdapat kondroblas.
b. Jaringan otot
Seperti yang sebelumnya dijelaskan bahwa manusia memiliki tiga jenis otot, yaitu otot rangka, otot polos, dan otot jantung. Masing-masing otot tersebut memiliki kerja yang
11
spesifik dan juga terdiri atas unit-unit penyusun mikroskopis yang berbeda pula. Dan berikut ini pembahasannya. 1) Otot rangka Otot rangka atau biasa disebut dengan otot skelet berbentuk serat silindris panjang dan ujungnya tumpul. tampak bergaris-garis atau berlurik-lurik jika dilihat melalui mikroskop. Otot tersebut terdiri dari banyak kumpulan (bundel) serabut paralel panjang dengan diameter penampang 20-100μm yang disebut serat otot. Panjang serat otot ini mampu mencapai panjang otot itu sendiri. Membran sel dari serat otot ini disebut sarkolema. Sarkolema ini merupakan membran plasma. Pada ujung serat otot, lapisan permukaan sarkolema ini bersatu dengan serat tendon Serat-serat tendon ini kemudian berkumpul menjadi berkas untuk membentuk tendon otot dan kemudian men yisip kedalam tulang. Setiap serat otot mengandung beberapa ratus-ribu miofibril terdiri dari filamen aktin dan filamen miosin yang merupakan molekul protein polimer besar yang bertanggung jawab untuk kontraksi otot. Filamen miosin dan aktin sebagian saling bertautan sehingga menyebabkan miofibril memiliki pita terang dan gelap yang berselang seling. Pita-pita terang hanya mengandung filamen aktin dan disebut pita I, karena mereka bersifat isotropik terhadap cahaya yang dipolarisasikan. Pita-pita gelap mengandung filamen miosin, disebut pita A karena mereka bersifat anisotrop terhadap cahaya yang dipolarisasikan. Ujung filamen aktin melekat pada lempeng z, dari lempeng ini filamen filamen tersebut memanjang dalam dua arah untuk saling bertautan dengan filamen myosin. Bagian miofibril yang terletak antara dua lempeng z yang berurutan disebut sarkomer . Lempeng z, yang terdiri dari protein filamentosa, berbeda dari filamen aktin dan miosin, berjalan menyilang melewati miofibril dan juga menyilang dari satu miofibril ke miofibril lainnyan melekatkan miofibril satu dengan yang lain disepanjang serat otot. Miofibril
Gambaran aktin dan myosin
12
2) Otot polos Jaringan otot polos terdiri dari sel / serat otot polos dan jaringan penyambung antar serat (umumnya jaringan penyambung jarang). Otot ini umumnya terdapat di dalam rongga berlumen, seperti usus, saluran urine, dll. Serat otot polos ini panjangnya sekitar 15-200µm dan berbentuk seperti gelendong. Terdapat tiga jenis filament pada sebuah otot polos. Filamen tersebut ialah filament myosin tebal, yang lebih panjang daripada yang ditemukan pada otot rangka. Filamen aktin tipis, yang tidak memiliki troponin dan tropomiosin. Dan filament ukuran menengah (intermediate size) yang khas untuk otot polos dan tampaknya tidak berpartisipasi langsung dalam proses kontraktil, namun mungkin berfungsi sebagai bagian dari komponen elastic sel. Gambaran kontraksi dan relaksasi serat otot polos
3) Otot jantung Garis lintang otot jantung serupa dengan otot rangka, dan terdapat garis-garis Z. Sejumlah besar mitokondria panjang ditemukan dekat fibril-fibril otot. Serat-serat otot bercabang dan saling menjalin, tetapi masing-masing merupakan unit lengkap dikelilingi oleh membrane sel. Di tempat ujung suatu serat otot berbatasan dengan yang lain, membrane kedua serat otot sejajar satu sama lain membentuk serangkaian lipatan yang 13
luas. Area ini, yang selalu terbentuk di garis Z dinamakan intercalated disks. Intercalated disks membentuk ikatan yang kuat antar serat, mempertahankan kohesi antar sel, sedemikian sehingga tarikan satu unit kontraktil dapat diteruskan sepanjang sumbunya ke unit di sebelahnya. Di sepanjang sisi serat-serat otot, dekat diskus membrane sel serat-serat yang berdekatan menyatu cukup jauh, membentuk gap junctions. Gap junctions ini membentuk jembatan-jembatan pertahanan listrik rendah untuk penyebaran impuls dari satu serat ke serat lain. Memungkinkan otot jantung berfungsi seperti sinsitium, meskipun tidak terdapat jembatan protoplasma antar sel.
14
Bab 2 Mekanisme Kerja Otot dan Tulang Mekanisme kerja/kontraksi otot rangka
Otot lurik yang dapat digerakan sesuai kemauan. Oleh karena itu proses kontraksinya berlangsung cepat terhadap respon dan cepat lelah. Proses terjadinya kontraksi pada otot lurik dengan otot yang lainnya tentu berbeda karena mereka memiliki perbedaan struktur sehingga letak masing-masing otot pun berbeda-beda. Eksitasi serat otot rangka oleh neuron motoriknya menimbulkan kontraksi melalui serangkaian proses yang menyebabkan filamen-filamen tipis bergeser saling mendekat satu sama lain di antara filamen tebal. Mekanisme penggelinciran filamen pada kontraksi otot ini diaktifkan oleh pengeluaran Ca++ dari kantung lateral retikulum sarkoplasma. Pengeluaran Ca++ terjadi sebagai respons terhadap penyebaran potensial aksi serat otot ke bagian tengah serat melalui tubulus T (tubulus transversus, yaitu membran permukaan yang menyusup masuk ke dalam serat otot di setipa taut antara pita A dan pita I). Kalsium yang dikeluarkan berikatan dengan kompleks troponin-tropomiosin filamen tipis, menyebabkan reposisi kompleks tersebut, sehingga tempat pengikatan jembatan silang aktin terbuka. Setelah aktin berikatan dengan jembatan silang miosin, interaksi molekuler antara aktin dan miosin membebaskan energi di dalam kepala miosin yang disimpan dari penguraian ATP sebelumnya oleh ATPase miosin. Energi yang dibebaskan ini menggerakkan jembatan silang. Selama gerakan mengayun, jembatan silang yang telah aktif melengkung ke arah bagian tengah filamen tebal, “mendayung” ke arah dalam filamen tipis tempat jembatan silang tersebut melekat. Dengan penambahan sebuah molekul ATP segar ke jembatan silang miosin, miosin dan aktin terlepas, jembatan silang kembali ke bentuknya semula, dan siklus kembali diulangi. Siklus aktivitas jembatan silang yang berulang-ulang menyebabkan filamen tipis bergeser ke arah dalam selangkah demi selangkah. Apabila tidak terdapat lagi potensial aksi lokal, kantung lateral secara aktif menyerap Ca++, troponin dan tropomiosin bergeser kembali ke posisi menghambatnya, dan terjadi relaksasi otot. Keseluruhan respons kontraktil berlangsung sekitar seratus kali lebih lama daripada potensial aksi.
Karakteristik Kontraksi Otot Rangka
15
Stimulus ambang adalah voltase listrik minimum yang menyebabkan kontraksi serabut otot tunggal. Prinsip stimulus ambang berdasarkan Respons all-or-none artinya jika stimulus ambang telah tercapai, maka serabut otot akan merespon secara maksimal atau tidak sama sekali selama kondisi lingkungan serabut tidak berubah. Dengan meningkatkan intensitas stimulus melebihi ambang batasnya tidak akan memperbesar respon serabut otot tunggal, tetapi serabut otot yang memiliki peka rangsang terhadap derajat voltase yang lebih tinggi dari ambang batas akan berespon. Tonus otot adalah keadaan berkontraksi sebagian pada otot rangka. Impuls saraf dari medula spinalis menjalar ke serabut otot untuk mempertahankan keadaan kontraksi tetanik (jika frekuensi stimulus meningkat melebihi batas relaksasi otot, maka kontraksi akan bergabung menjadi kontraksi yang panjang dan kuat) pada sekitar 10% serabut otot dengan dasar yang tetap berotasi. Tonus otot sangat penting pada otot postural. Tonus juga menghasilkan panas tubuh. Produksi panas oleh otot. Karena otot rangka mencapai setengah dari seluruh berat tubuh, maka panas yang dihasilkan dari reaksi kimia pada kontraksi merupakan sumber panas utama tubuh dan untuk mempertahankan suhu tubuh. Kontraksi isometrik dan kontraksi isotonik. Kontraksi isometrik adalah kontraksi yang terjadi saat otot membentuk daya atau tegangan tanpa harus memendek untuk memindahkan suatu beban. Aktivasi crossbridge berlangsung, tetapi miofilamen tidak bergeser saat kontraksi isometrik berlangsung. Contoh kontraksi isometrik, kontraksi saat mempertahankan kepala tetap tegak dan tubuh tetap berdiri. Sedangkan, kontraksi isotonik adalah kontraksi yang terjadi saat otot memendek untuk mengangkat atau memindahkan sesuatu beban. Otototot dalam tubuh dapat berkontraksi secara isometrik atau isotonik. Sebagian besar kontraksi merupakan kombinasi kedua jenis kontraksi tersebut. Misalnya, berjalan dan berlari. Hipertrofi dan Atrofi. Hipertrofi otot merupakan hasil aktivitas muskular yang kuat dam berulang. Jumlah serabut tidak bertambah, tetapi ada peningkatan diameter dan panjang serabut yang juga berkaitan dengan peningkatan unsur-unsur filamen. Atrofi otot merupakan kebalikan dari hipertrofi. Jika suatu otot tidak dipakai, maka otot itu akan mengecil. Pada akhirnya serabut otot akan diinfiltrasi dan digantikan dengan jaringan fibrosa dan lemak. Kekuatan setiap gerakan atau kontraksi tergantung pada panjang asli dari serabut-serabut, jumlah serabut yang diaktifkan oleh sistem syaraf dan keadaan metabolik otot. Kontraksi otot yang tidak normal dapat terjadi dalam bentuk : 1. Spasmus, suatu kontraksi yang tidak sengaja, dalam waktu yang singkat dan tiba-tiba. 16
2.
Kejang/kram, spasme yang menimbulkan rasa nyeri kram, merupakan reaksi tetanus yang sempurna.
3. Kontraksi tetanus,keseluruhan serabut berkontraksi. 4. Konktraktur, otot berkontraksi tetapi tidak bisa kembali ke bentuk semula.
Kerja otot polos
dipersarafi oleh saraf otonom (involunter), ditemukan pada dinding organ berongga seperti pada kandung kemih, uterus, dll. Serabut otot berbentuk spindel dengan nukleus sentral yang terelongasi. Ukurannya kecil, berkisar antara 20 mikron sampai 0,5 mm pada uterus ibu hamil. Kontraksinya kuat dan lamban, kadang mengalami tetani, tidak cepat lelah.
Kerja otot jantung
otot lurik, involunter, hanya ditemukan di jantung. Serabut terelongasi dan membentuk cabang dengan salah satu nukleus sentral. Kontraksi otot jantung untuk mendorong darah dicetuskan oleh potensial aksi yang menyebar melalui membran sel otot. Jantung berkontraksi atau berdenyut secara berirama akibat potensial aksi yang ditimbulkan sendiri, suatu sifat yang dikenal dengan otoritmisitas. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, terdapat dua jenis khusus sel otot jantung yaitu 99% sel otot jantung kontraktil yang melakukan kerja mekanis, yaitu memompa. Sel – sel pekerja ini dalam keadaan normal tidak menghasilkan sendiri potensial aksi. Sebaliknya, sebagian kecil sel sisanya adalah, sel otoritmik, tidak berkontraksi tetapi mengkhususkan diri mencetuskan dan menghantarkan potensial aksi yang bertanggung jawab untuk kontraksi sel – sel pekerja.
17
Bab 3 Metabolisme Otot dan Tulang Metabolisme Otot
Ada beberapa syarat/ciri untuk otot supaya terjadi te naga gerak: 1. Harus ada energy kimia, yaitu ATP dan keratin-P 2. Harus ada pengaturan aktivitas mekanik, yaitu kecepatan, lama/waktu, kontraksi otot 3. Perlu ada operator, yaitu system saraf 4. Harus dapat kembali pada keadaan semula, karena penggunaan lebih dari satu kali. Otot tersebut dapat menggerakan tulang karena terjadinya kontraksi pada otot itu sendiri. Siklus biokimia dari kontraksi otot tersebut terdiri dari 5 tahap, yaitu: 1. Miosis menghidrolisis ATP
ADP + Pi, tetapi tidak dapat melepaskan produknya.
2. Miosin + ADP + Pi mengikat F-aktin 3. Interaksi tersebut akan melepaskan ADP + Pi 4. Molekul ATP terikat pada kompleks myosin F-Aktin,
Perubahan konformasi myosin
Perubahan pada tempat ikatan myosin-aktin
Pergeseran (sliding) dari filament tebal dan tipis: Konraksi
5. Perlepasan aktin dari myosin : relaksasi (tergantung pada pengikatan ATP-miosin) Karena ATP yang tersimpan dalam otot biasanya akan habis setelah kontraksi, maka ATP harus dibentuk kembali untuk kelangsungan aktivitas otot melalui sumber lain. Terdapat empat jalur biokimia yang menyediakan ATP untuk kontraksi otot : 1. Pemindahan fosfat berenergi tinggi dari kreatin fosfat simpanan ke ADP, yang merupakan sumber pertama ATP pada permulaan olahraga. 2. Fosforilasi oksidatif, yang secara efisien mengekstraksi sejumlah besar ATP dari molekul nutrien apabila tersedia cukup O2 untuk menunjang sistem ini. Fosforilasi oksidatif merupakan reaksi aerob. 3. Glikolisis, yang dapat mensintesis ATP walaupun tidak tersedia O2 tetapi menggunakan banyak glikogen dan dalam prosesnya menghasilkan asam laktat. 4. Oxygen debt yaitu oksigen ekstra yang harus dihirup setelah aktivitas berat. Terdapat tiga jenis serat otot, diklasifikasikan berdasarkan jalur yang mereka gunakan untuk membuat ATP (oksidatif atau glikolitik) dan kecepatan mereka menguraikan ATP dan 18
kemudian berkontraksi (kedutan lambat - kedutan cepat), yaitu serat oksidatif-lambat, serat oksidatif-cepat, dan serat glikolitik-cepat.
Metabolisme Tulang
Kalsifikasi tulang rawan didahului dengan penimbunan glikogen sehingga membuat pembengkakan sel-sel tulang rawan akibatnya kalsifikasi terjadi memerlukan energy dari pemecahan glikogen tersebut. Seperti halknya dengan jaringan tubuh lain unsur-unsur tulang selalu bertukar dengan unsure-unsur dalam plasma. Proses demineralisasi tulang terjadi bila intake Ca dan P tidak cukup atau hilang dari tubuh. Vitamin D meningkatkan Ca dan P darah dengan cara meningkatkan absorpsi di usus
kalsium fosfat dapat mengendap dalam tulang. Enzim fosfatase alkalis darah naik adalah upaya tubuh meningkatkan P. Dan enzim fosfatase alkalis dapat membebaskan ion P dari esterofosfat pada PH alkalis. Faktor-faktor yang berperan pada metabolisme tulang; 1. Vitamin D,
Meningkatkan absorpsi Ca usus
Membantu mineralisasi normal tulang
Mempercepat reabsorpsi Ca dari tulang
2. Vitamin A, berperan dalam pertumbuhan tulang. 3. Vitamin C, berfungsi untuk pertumbuhan normal tulang. 4. Estrogen, menghambat produksi asam laktat pada glikolisis dalam tulang, dan untuk mineralisasi tulang 5. Hormon paratiroid, meningkatkan resorbsi tulang. 6. Kalsitonin, mempercepat pemasukan Ca dan P dari darah ke tulang, sehingga mempercepat mineralisasi tulang. 7. Glukortikoid, dapat mengurangi matriks tulang sehingga menyebabkan osteoporosis. 8. Growth hormone,
Meningkatkan absorpsi Ca dari usus
Meningkatkan sintesis kolagen
Meningkatkan produksi somatomedin
Meningkatkan pertumbuhan tulang panjang pada epifisis
19
Bab 4 Pemeriksaan Radiologi Musculoskeletal
Perkembangan teknologi terbaru telah menghasilkan teknik dan prosedur pencitraan yang kompleks dan membingungkan. Namun demikian, prinsip dasar pencitraan adalah tetap, yaitu memberikan gambaran anatomi bagian tubuh tertentu dan kelainan-kelainan yang berhubungan, dengan modalitas utama pencitraan sebagai berikut: 1. Radiologi Konvensional Menggunakan sinar X untuk menggambarkan struktur dada, abdomen, tulang dan sebagainya. Film polos dihasilkan oleh pergerakan electron-elektron tersebut melintasi pasien dan menampilkan film radiografik. Tulang dapat menyerap sebagian besar radiasi, menyebabkan pajanan pada film paling sedikit, sehingga film yang dihasilkan tampak bewarna putih.7 Biaya lebih murah dan hasil memuaskan pada foto tulang. 2. CT Scan Computed Tomografi ( CT ) Scan atau CAT Scan suatu alat radiologis penunjang diagnostik yang menggunakan Sinar X melalui teknik Tomografi dan komputerisasi yang modern. Sinar X menembus tubuh manusia dibuat sedemikian rupa, sehingga dalam bentuk potongan penampang tipis (slicing), seakan-akan tubuh kita dipotong-potong dalam bentuk potongan-potongan penampang tipis horizontal/axial, sinar-sinar tersebut setelah menembus tubuh akan direkam oleh detektor-detektor dalam bentuk data-data digital. Oleh perangkat komputer data digital yang diperoleh, dikonversikan ke dalam bentuk bayangan organ hitam putih dan kemudian dapat dicetak pada kertas film atau direkam dalam bentuk format CD atau DVD,dimana data-data digital tersebut bisa dikonversikan dalam bentuk file extensi .jpeg atau untuk file animasi gerak dalam bentuk extensi .mpeg.Seiring dengan kemajuan teknik komputerisasi, alat CT Scan mengalami kemajuan yang sangat pesat terutama selama tahun 1990-2000, mulai dari konvensional CT Scan kemudian menjadi Helical/Spiral CT Scan pada tahun 1995, dan saat ini sudah sampai era multidetektor CT Scan (MDCT) atau disebutkan juga Multislices CT Scan.Perbedaan nyata antara CT Scan sebelumnya dan MDCT adalah dalam jumlah detektornya. Sebelum era MDCT, alat CT Scan hanya memiliki satu baris detektor, untuk itu alat CT Scan yang bukan MDCT disebutkan juga sebagai single detektor CT- SDCT, termasuk di 20
dalamnya spiral /helical CT. Jumlah detektor dalam satu baris bervariasi dari ratusan sampai ribuan jumlahnya, semakin canggih semakin banyak detektornya.MDCT memiliki detektor lebih dari satu baris, itu sebabnya disebut Multidetektor CT. Saat ini ada MDCT berdetektor 2,4,8 dan 16 baris, dan saat ini teknologi tercanggih dalam MDCT adalah 16 baris. 3. M. R. I (Magnetic Resonance Imaging) Pemindaian resonansi magnetic menghasilkan citra tubuh dengan memanfaatkan satu sifatsifat magnetic inti atom tertentu, terutama inti Hidrogen pada molekul air. Pasien diposisikan pada terowongan pemindai, dikelilingi oleh magnet besa r dan dipajankan pada medan magnet berintensitas tinggi. Hal ini mendorong inti atom Hidrogen untuk bersatu pada medan magnet. Prinsip dasar MRI adalah mempelajari respon ringan dalam suatu medan magnet terhadap frekuensi gelombang radio, dimana jaringan paologis memantulakan sinyal yang berbeda dibandingkan jaringan normal. Biaya operasional mahal, tidak akurat. 4. Nuclear medicine Menggunakan tenaga nuklir dan dapat digunakan untuk melihat aktivitas otak, memakai radiofarmaka, memiliki daya tembus kecil. 5. Ultrasonografi Ultrasonografi menggunakan gelombang suara berfrekuensi tinggi, yang dihasilkan oleh kristalpiezo-elektrik pada tranducer. Gelombang tersebut berjalan melewati tubuh dan dipantulkan kembali secara bervariasi, tergantung pada jenis jaringan yang terkena gelombang. Tulang dan udara merupakan konduktor suara yang buruk, sehingga tidak dapat divisualisasikan dengan baik, sedangkan cairan memiliki kemampuan menghantarkan suara sangat baik.
21
Penutup dan Kesimpulan
Jaringan otot dan jaringan tulang merupakan dua unsur yang sangat penting dalam tubuh manusia yang berperan dalam fungsi motoris. Keduanya memiliki fungsi masing-masing, dimana otot adalah alat gerak aktif dan tulang adalah alat gerak pasif. Yang mana keduanya bekerja sama dalam suatu mekanisme yang seimbang, sehingga memungkinkan manusia dapat melakukan berbagai aktifitas. Jika salah satu dari jaringan tersebut mengalami gangguan baik itu kerusakan ataupun yang lain. Maka fungsi kerja motoris manusia akan terganggu, dan akan sulit untuk melakukan aktifitas yang berhubungan dengan gerak. Oleh sebab itu, melalui pembahasan yang telah dibahas pada bab sebelumnya, dapat ditarik kesimpulan bahwa hipotesis dapat diterima.
22
Daftar Pustaka
1. Munandar A. Ikhtisar anatomi alat gerak dan ilmu gerak. Jakarta: EGC; 1979. 2. Sherwood L. Fisiologi manusia: dari Sel ke Sistem / Lauralee Sherwood; alih bahasa, Brahm U. Pendit; editor, Beatricia I. Santoso. Ed 2. Jakarta: EGC; 2001. 3. Sloane E. Sistem muskular. Dalam : Widyastuti P. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: Penerbit buku kedokteran ECG; 2003.h.119-41.Histologi dasar 4. Medical Environment, Sex and Health. CT Scan. Edisi 2007. Diunduh dari http://medicalenvironment.blogspot.com/2007_08_01_archive.html, 25 Maret 2009. 5. Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana. Musculoskeletal 1. Jakarta: UKRIDA; 2009. 6. Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana. Dasar biologi sel 2. Jakarta: UKRIDA; 2008. 7. Radiologi.
http://radiologi.fk.ui.ac.id/test_rad/main.php?hlmn=fasilitas
8. Kelainan Sistem Muskuloskeletal pada Lanjut Usia. Edisi 2008. Diunduh dari www.usu.ac.id, 25 maret 2009
23
