Fisiologi : Laporan Ergograf

BAB I
PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Hampir semua jenis makhluk hidup memiliki kemampuan untuk melakukan pergerakan, Pergerakan yang dilakukan oleh tubuh didukung oleh dua komponen penting yaitu otot dan tulang. Yang mana dalam hal ini otot merupakan faktor yang paling utama yaitu berperan sebagai alat gerak aktif. Fenomena pergerakan ini dapat berupa transport aktif melalui membran, translokasi polimerase DNA sepanjang rantai DNA, dan lain-lain termasuk kontraksi otot.

Jaringan otot berasal dari lapisan mesoderm. Jaringan ini terdiri atas sel-sel yang memanjang atau berbentuk serabut yang dapat berkontraksi karena adanya molekul miofibril. Pada vertebrata, secara tipikal mempunyai tiga jenis otot, yaitu otot skelet (rangka), otot jantung (cardiac), dan otot polos. Otot skelet berstruktur bergaris melintang, berfungsi untuk menggerakkan rangka. Otot ini bersifat sadar (voluntary), karena mampu diatur oleh kemauan kita. Serabut ototnya mempunyai banyak nukleus yang terletak ditepi. Otot rangka mempunyai garis melintang yang gelap (pita anisotrop) dan garis terang (pita isotrop). Otot jantung merupakan otot bergaris melintang dan bercabang. Sifat otot ini tidak sadar (involuntary), karena kontraksinya tidak bisa diatur oleh kemauan kita.

Melihat betapa pentingnya peranan otot tersebut, kita perlu mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi kontraksi otot dan yang menyebabkan kelelahan otot. Dalam percobaan ini akan dilakukan pemeriksaan terhadap kerja otot dengan beberapa perlakuan seperti: kerja dengan frekuensi rendah dan tinggi, pengaruh hambatan aliran darah (iskemia), pengaruh istirahat dan pemijatan, nyeri akibat iskemia.

1.2  Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah :

      Melihat pengaruh beberapa faktor terhadap kerja (kontraksi) dan kelelahan otot.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

Jaringan otot terdiri atas sel-sel yang memanjang atau berbentuk serabut yang dapat berkontraksi karena adanya molekul miofibril. Pada manusia, secara tipikal mempunyai tiga jenis otot, yaitu otot skelet (rangka), otot jantung (cardiac), dan otot polos (http://id.wikipedia.org, 2008)..

Otot skelet atau otot rangka berstruktur bergaris melintang, berfungsi untuk menggerakkan rangka. Otot ini bersifat sadar (voluntary), karena mampu diatur oleh kemauan kita. Serabut ototnya mempunyai banyak nukleus yang terletak ditepi. Otot rangka mempunyai garis melintang yang gelap (pita anisotrop) dan garis terang (pita isotrop) (http://id.wikipedia.org, 2008)..

Otot jantung merupakan otot bergaris melintang dan bercabang. Sifat otot ini tidak sadar (involuntary), karena kontraksinya tidak bisa diatur oleh kemauan kita. Nukleus terletak ditengah sel. Pada bagian ujung sel, terdapat sambungan rapat, yang membentuk struktur pembawa sinyal untuk kontraksi dari satu sel ke sel lainnya selama denyut jantung (http://id.wikipedia.org, 2008)..

Otot polos berbentuk seperti spindle. Kontraksi otot polos lebih lambat dibbandingkan otot skelet, namun mereka mampu kontraksi dalam waktu lebih lama. Otot polos bersifat tidak sadar (involuntary), seperti otot jantung. Otot polos ditemukan pada banyak organ tubuh, diantaranya terdapat pada dinding pembuluh darah dan melapisi organ dalam seperti usus dan uterus. Membran plasmanya disebut sarkolema dan sitoplasmanya sering disebut sarkoplasma. Sitoplasma yang mengandung miofibril dengan ketebalan mencapai 1 mikron (http://id.wikipedia.org, 2008)..

Berenang merupakan aktivitas berat yang membutuhkan energi besar. Dengan tersedianya ATP yang memadai, maka kemampuan kontraksi otot dapat dipertahankan sampai batas waktu tertentu. Berenang merupakan aktivitas fisik yang menghabiskan energi + 500 kalori/jam pada manusia dewasa. Energi tersebut diperoleh dari metabolisme anaerob dengan sisa metabolitnya berupa asam laktat.

Otot dapat melakukan aktivitas yang sangat kuat selama beberapa detik dengan membutuhkan energi ekstra. Sebagian besar energi ekstra tersebut, dibutuhkan selama kerja berat dalam waktu lebih 5 sampai 10 detik, tetapi kurang dari 1 sampai 2 menit didapatkan dari glikolisis anaerob. Akibatnya, glikogen otot selama kerja berat menjadi berkurang, sedangkan kadar asam laktat darah meningkat.

Pada suatu penelitian, tikus coba yang diberi exercise berupa uji renang, dilihat kemampuan struggling dan akumulasi asam laktat plasmanya. Struggling merupakan keadaan yang menunjukkan tikus berenang sekuat-kuatnya sebagai insting untuk bertahan hidup (survive) dalam air karena tikus bukan merupakan binatang air. Keadaan ini menyebabkan metabolisme yang terjadi kemungkinan besar adalah anaerob. Dalam keadaan anaerob terjadi pengurangan ATP dan akumulasi asam laktat sebagai produk sisa metabolit pada otot. Apalagi pada penelitian tersebut, tikus tersebut telah dipuasakan selama 12 jam, sehingga tikus coba berada dalam keadaan kelaparan. Kondisi kelaparan seperti ini akan mengakibatkan kehabisan energi. Hal ini akan menyebabkan kelalahan, sehingga tikus tersebut tidak mampu lagi untuk berkontraksi.

Parameter akumulasi asam laktat sebagai indikator kelelahan diperkuat oleh pendapat Westerblad, yang menjelaskan dalam penelitiannya bahwa kelelahan otot disebabkan oleh asidosis intraseluler akibat akumulasi asam laktat. Peningkatan kadar asam laktat dalam plasma atau otot selama aktivitas berat disebabkan oleh kebutuhan energi yang sangat tinggi, berupa peningkatan kebutuhan energi sekitar 100 kali lipat dibandingkan dengan kondisi istirahat. Dalam kondisi aktivitas yang sangat berat kebutuhan energi diperoleh dari metabolisme anaerob. Dalam keadaan anaerob terjadi metabolisme glukosa yang tidak sempurna dengan hasil akhir berupa 2 ATP ditambah produk sisa berupa asam laktat.

Produksi sisa yang berupa asam laktat, setelah mengalami disosiasi menjadi laktat dan H+ merupakan asam kuat. Ion laktat mempunyai efek yang tidak terlalu besar terhadap kontraksi otot, tetapi peningkatan H+ sangat berpengaruh terhadap munculnya kelelahan otot skelet tersebut. Kelelahan otot skelet yang disebabkan oleh peningkatan H+ dibuktikan oleh 2 kenyataan yaitu:

1)      penelitian pada kelelahan otot manusia memperlihatkan hubungan yang sangat kuat terjadinya penurunan kekuatan kontraksi otot sebanding dengan penurunan pH (peningkatan keasaman) jaringan otot

2)      selanjutnya penelitian pada serat otot skelet menggambarkan dalam keadaan asidosis sel otot akan terjadi reduksi kekuatan isometri dan kecepatan kontraksi otot. Keadaan asidosis sel otot akan menurunkan kemampuan kontraksi otot hingga menimbulkan kelelahan. Keadaan sarkoplasma atau sel otot dengan asam yang tinggi akan menghambat penglepasan Ca++ dari retikulum sarkoplasma, yang pada akhirnya kontraksi otot tidak dapat terjadi lagi, sehingga menghentikan aktivitas.

Mekanisme Kontraksi Otot

            Timbul dan berakhirnya kontraksi otot terjadi dalam urutan tahap-tahap berikut (Guyton and Hall. 2000):

1.      suatu potensial aksi berjalan disepanjang sebuah saraf motorik sampai keujungnya pada serat otot.

2.      Pada setiap ujung saraf menyekresikan subtansi neurotransmiter, yaitu asetilkolin, dalam jumlah sedikit.

3.      Asetilkolin bekerja pada area setempat pada membran serat otot untuk membuka banyak saluran bergerbang asetilkolin melalui molekul-molekul protein dalam membran serat otot.

4.      Terbukanya saluran asetilkolin memungkinkan sejumlah besar ion natrium untuk mengalir kebagian dalam membran serat otot pada titik terminal saraf. Peristiwa ini akan menimbulkan suatu potensial aksi dalam serat otot.

5.      Potensial aksi akan berjalan disepanjang membran serat otot dalam cara yang sama seperti potensial aksi berjalan sepanjang membran saraf.

6.      Potensial aksi akan menimbulkan depolarisasi membran serat otot, dan juga berjalan secara dalam di dalam serat otot, pada tempat dimana potensial aksi menyebabkan retikulum sarkoplasma melepaskan sejumlahbesar ion kalsium, yang telah disimpan didalam retikulum, kedalam miofibril.

7.      Ion-ion kalsium menimbulkan kekuatan menarik antara aktin dan miosin, yang menyebabkannya bergerak bersama-sama dan menghasilkan proses kontraksi.

8.      Setelah kurang dari satu detik, ion kalsium dipompa kembali kedalam retikulum sarkoplasma, tempat ion-ion ini disimpan sampai potensial aksi otot yang baru datang lagi; pengeluaran ion kalsium dari miofibril akan menyebabkan kontraksi otot terhenti.

Jenis-jenis kelainan sistem otot dan rangka antara lain meliputi http://ms.wikipedia.org/wiki/Otot_rangka:

a.       Poliomylitis

Penderita polio adalah mengalami kelumpuhan otot sehingga otot akan mengecil dan tenaganya melemah, peradangan akibat virus polio yang menyerang sumsum tulang belakang pada anak usia 2 (dua) tahun sampai 6 (enam) tahun.

b.      Muscle Dystrophy

Anak mengalami kelumpuhan pada fungsi otot. Kelumpuhan pada penderita muscle dystrophy sifatnya progressif, semakin hari semakin parah. Kondisi kelumpuhannya bersifat simetris yaitu pada kedua tangan atau kedua kaki saja, atau kedua tangan dan kedua kakinya.

Penyebab terjadinya muscle distrophy belum diketahui secara pasti.
Tanda-tanda anak menderita muscle dystrophy baru kelihatan setelah anak berusia 3 (tiga) tahun melalui gejala yang tampak yaitu gerakan-gerakan anak lambat, semakin hari keadaannya semakin mundur jika berjalan sering terjatuh tanpa sebab terantuk benda, akhirnya anak tidak mampu berdiri dengan kedua kakinya dan harus duduk di atas kursi roda.

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Alat

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini yaitu, ergograf, metronom, sphygmomanometer, kimograf.

III.2 Cara Kerja

            orang coba duduk dengan lengan bawah kanan diletakkan ditas meja. Peganglah ergograf seperti memegang pistol yaitu memegang pegangan ergograf dengan jari telunjuk pada pelatuknya. Tariklah pelatuk ergograf sekuat-kuatnya dengan hanya menggerakkan jari telunjuk. Jari-jari lainnya harus tetap bergerak. Pusatkan perhatian pada kerja tersebut tanpa melihat pada hasil pencatatan dan lakukan protokol antara lain:

a.       Kerja dengan frekuensi rendah

Lakukan kerja dengan menarik pelatuk setiap empat detik menurut irama metronom sambil menjalankan kimograf. Catatlah kontraksi sampai satu kali putaran tromol dan perhatikan kurva kerja yang terbentuk.

b.      Kerja dengan frekuensi tinggi

Lakukan tarikan setiap satu detik sesuai dengan metronom. Kerja dihentikan setelah terjadi kelelahan sempurna. Namun sebelumnya aturlah beban ergograf sesuai dengan kekuatan orang coba dengan mengatur pegasnya, agar diperoleh pembebanan yang cukup untuk menimbulkan kelelahan.

c.       Pengaruh hambatan aliran darah (iskemia)

Pasanglah manset sphygmomanometer pada lengan atas dari lengan yang melakukan kerja. Lakukanlah tarikan setiap empat detik seanyak duabelas tarikan. Pada tarikan ketiga belas, pompalah manset sampai denyut arteri radialis tidak teraba lagi. Orang coba terus melakukan tarikan sampai terjadi kelelahan sempurna. Kemudian turunkanlah tekanan maset sehingga aliran darah kembali terbuka. Kekuatan tarikan akan kembali dan berangsur-angsur meningkat sampai mencapai kekuatan semula. Berilah tanda pada ergogram (tromol pencatat) pada saat arteri radialis tertutup rapat, dan pada saat arteri radialis terbuka kembali.

d.      Pengaruh istirahat dan pemijatan (message)

Lakukanlah tarikan setiap satu detik sesuai dengan irama metronom sampai terjadi kelelahan sempurna. Kemudian orang coba istirahat selama 3 menit. Selama istirahat lengan diletakkan diatas meja. Kemudian lakukan kembali tarikan-tarikan sampai terjadi kelelahan sempurna.  Orang coba kembali beristirahat selama 3 menit dan salah satu anggota regu memijat lengan orang coba kearah sentral (jantung) selama waktu istirahat tersebut. Lakukan kembali tarikan-tarikan untuk ketiga kalinya sampai terjadi kelelahan sempurna. Perhatikan pengaruh pemijatan pada waktu istirahat terhadap hasil kerja terhadap hasil kerja orang coba.

e.       Nyeri akibat iskemia

Lakukanlah kerja seperti point C. Tetapi disini kerja dilakukan setelah arteri radialis tidak teraba lagi dan frekuensi kerja adalah satu tarikan setiap satu detik. Lakukanlah kerja sampai timbul kelelahan sempurna atau rasa nyeri pada lengan tersebut, kemudian turunkanlah tekanan dalam manset. Perhatikanlah suhu dan warna lengan bawah sebelum dan sesudah penekanan pada arteri brachialis.

DAFTAR PUSAKA

Guyton and Hall. 2000. Medical Physiology. W.B.Saunders Company : New
York

Lande, Rante dan J.M. Ch. Pelupessy , ___, Bunyi Jantung, Cermin dunia Kedokteran, www.google.com, diakses pada tanggal 2 November 2008.

Moehadsjah, O. K. dkk. 2001. Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam: Jilid I. Jakarta: Balai Penerbit FKUI

Wikipedia Indinesia. 2008. Otot. http://id.wikipedia.org, diakses pada tanggal 2 november 2008.

Medicine and linux. 2008. Mekanisme Kerja Otot. http://medlinux.blogspot.com, diakses pada tanggal 6 november 2008

Klabunde, Richard. 2007. Cardiovascular Physiology Concepts.http://www.cvphysiology.com, diakses pada tanggal 6 November 2008.