BAB
I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang Teori
1.1.1 Sistem Saraf Perifer
System saraf perifer terdiri dari
saraf kranial dan saraf spinal yang menghubungkan otak dan medulla spinalis
dengan reseptor dan efektor. Secara
fungsional sistem saraf perifer dibagi menjadi dua, yaitu:
1.
Saraf Aferen (sensorik)
Mentransmisi informasi
dari reseptor sensorik ke sistem saraf pusat.
2.
Saraf Eferen (motorik)
Mentransmisi
informasi dari sistem saraf pusat ke otot dan
kelenjar. Sistem ini mempunyai dua
subdivisi, yaitu:
a.
Divisi Somatik (volunter)
Berkaitan
dengan perubahan lingkungan eksternal dan
pembentukan respons motorik volunter pada otot rangka.
b. Divisi Otonom (involunter)
Mengendalikan seluruh respons involunter pada otot
polos, otot jantung, dan kelenjar dengan cara mentransmisi impuls saraf melalui
dua jalur, yaitu:
(i)
Saraf Simpatis
Berasal dari areal
toraks dan lumbal pada medulla
spinalis.
(ii)
Saraf Parasimpatis
Berasal
dari area otak dan sakral pada medulla spinalis. (Sloane,
2003)
1.1.2
Morfologi
Otot Lurik
Otot
di dalam tubuh manusia membentuk 50% massa tubuh manusia, kira-kira 40% dari
seluruh tubuh terdiri dari otot rangka dan mungkin 10% lainnya berupa otot
polos dan otot jantung Fenomena pergerakan ini dapat berupa transport aktif
melalui membran, translokasi polimerase DNA sepanjang rantai DNA, dan lain-lain
termasuk kontraksi otot. Pada makalah ini, fokus perhatian kita adalah otot
lurik.
Otot lurik atau otot rangka adalah sejenis otot yang
menempel pada rangka tubuh dan digunakan untuk pergerakan. Otot ini mempunyai
pigmen mioglobin dan mendominasi tubuh vertebrata. Otot ini disebut otot lurik
karena pada otot ini tampak daerah gelap (miosin) dan terang (aktin) yang
berselang-seling. Disebut juga otot rangka, karena melekat di rangka dan juga
otot sadar, karena bekerja di bawah kesadaran kita. Kontarksi otot lurik berlangsung
cepat bila menerima rangsangan. Setiap sel otot lurik berbentuk silindris
panjang berinti banyak , terletak di tepi sel. Bila di lihat dibawah mikroskop
akan terlihat garis-garis melintang gelap dan terang berselang seling sehingga
member gambaran lurik-lurik pada sel otot. Membrane sel otot disebut sarkolema
yang dibungkus endomesium yaitu jaringan otot yang banyak mengandung kolagen,
reticulum dan elastin.
1.1.3 Mekanisme
Umum Kontraksi Otot (Guyton, 1997)
Tahap-tahap
kontraksi otot adalah sebagai berikut :
a.
Pada serat otot, suatu potensial aksi
berjalan di sepanjang sebuah saraf motorik sampai pada ujungnya.
b.
Pada setiap ujung, saraf mensekresi
substansi neutransmiter yaitu asetilkolin dalam jumlah sedikit.
c.
Asetilkolin bekerja pada area setempat
pada membran serat otot untuk membuka saluran bergerbang asetilkolin melalui
molekul-molekul protein dalam membran serat otot.
d.
Terbukanya saluran asetilkolin
memungkinkan sejumlah besar ion natrium untuk mengalir ke bagian dalam membran
serat otot pada titik terminal saraf. Peristiwa ini akan menimbulkan suatu
potensial aksi dalam serat otot.
e.
Potensial aksi akan berjalan di
sepanjang membran serat otot dalam cara yang sama seperti potensial aksi
berjalan di sepanjang membran saraf.
f.
Potensial aksi akan menimbulkan
depolarisasi membran serat otot pada tempat dimana potensial aksi menyebabkan
retikulum sarkoplasma melepaskan sejumlah besar ion kalsium yang telah disimpan
di dalam retikulum ke dalam miofibril.
g.
Ion-ion kalsium menimbulkan kekuatan
tarik-menarik antara filamen aktin dan miosin yang menyebabkan kedua filamen
tersebut bergerak bersama-sama dan menghasilkan proses kontraksi.
h.
Setelah kurang dari satu detik ion
kalsium dipompa kembali ke dalam retikulum sarkoplasma (tempat ion-ion ini
disimpan sampai potensial aksi otot yang barn datang lagi). Pengeluaran ion
kalsium dari miofibril akan menyebabkan kontraksi otot terhenti.
1.1.4 Mekanisme Molekular Pada Kontraksi
Otot
Kontraksi otot merupakan mekanisme
pergeseran filamen antara filamen aktin dan filamen miosin. Pergeseran filamen aktin kedalam filamen
miosin disebabkan oleh kekuatan yang dibentuk oleh interaksi jembatan silang
dari filamen miosin ke filamen aktin. Filamen aktin terdiri dari tiga komponen
protein yaitu aktin, tropomiosin, dan troponin. Troponin terbagi lagi menjadi 3
sub unit yaitu troponin I, troponin T, troponin C. Kepala jembatan silang
berikatan dengan ATP kemudian ATP dipecah oleh ATPase menjadi ADP dan fosfat
dan terikat pada kepala. Bila kompleks troponin-tropomiosin berikatan dengan
ion-ion kalsium, bagian aktif pada filamen aktin menjadi tersingkap, kepala
miosin kemudian berikatan dengan filamen aktin. Kepala kemudian menekuk ke arah
lengan jembatan silang dengan menarik filamen aktin. Energi yang digunakan
untuk menarik filamen aktin adalah molekul ATP yang telah dipecah sebelumnya.
Ketika jembatan silang menekuk menyebabkan pelepasan ADP dan ion fosfat yang
sebelumnya melekat di kepala. Ditempat pelepasan ADP terikat molekul ATP yang baru.
Pelepasan ikatan baru ini menyebabkan terlepasnya kepala dari aktin. Proses
akan berlangsung terus sampai filamen aktin menarik membran Z menyentuh ujung
akhir filamen miosin atau sampai beban pada otot menjadi terlalu besar untuk
tarikan lebih lanjut.
Karakteristik
Kontraksi Otot Rangka (Sloane, 2003)
a. Stimulus Ambang
Adalah voltase listrik minimum yang
menyebabkan kontraksi serabut otot tunggal.
·
Respons all-or-none serabut otot
Jika
stimulasi ambang telah tercapai; maka serabut otot akan merespons secara
maksimal atau tidak sama sekali selama kondisi lingkungan serabut tidak
berubah.
·
Dengan meningkatkan stimulus sampai
melebihi ambang batasnya, tidak akan memperbesar respons serabut otot tunggal.
b.
Kedutan Otot
(i) Jika preparat otot distimulasi, maka
setiap serabut otot dalam otot akan mematuhi semua hukum all-or-none tetapi
serabut yang berbeda memiliki ambang yang berbeda pula.
(ii)
Jika derajat voltase stimulus meningkat
maka serabut tambahan turut merespons.
(iii)
Kedutan otot (kontraksi maksimum
keseluruhan otot) akan terjadi saat intensitas stimulus cukup untuk seluruh
serabut.
1.1.5 Sumber Energi Untuk Kontraksi Otot
Kontraksi otot bergantung pada energi yang disediakan oleh ATP.
Konsentrasi ATP didalam serabut otot kira-kira 4 milimolar. Sumber energi
pertama yang digunakan untuk menyusuun kembali ATP adalah substansi kreatin
fosfat. Kreatin fosfat memiliki jumlah energi bebas yang sedikit lebih tinggi
daripada yang dimiliki oleh setiap ikatan ATP. Sumber energi penting kedua yang
digunakan untuk menyusun kembali kreatin fosfat dan ATP adalah “glikolisis”
dari glikogen yang sebelumnya tersimpan dalam sel otot. Makna penting dari
mekanisme glikolisis ada dua. Pertama, reaksi glikolisis dapat terjadi bahkan
bila tidak ada oksigen, sehingga kontraksi otot dapat tetap dipertahankan untuk
berdetik-detik dan kadang sampai lebih dari satu menit. Kedua, kecepatan
pembentukan ATP oleh proses glikolisis kira-kira 2,5 kali kecepatan pembentukan
ATP. Namun, begitu banyak produk akhir dari glikolisis akan berkumpul dalam sel
otot sehingga glikolisis juga kehilangan kemampuannya untuk mempertahankan
kontraksi otot. Sumber energi ketiga sekaligus yang terakhir adalah metabolisme
oksidatif. Hal ini berarti mengkombinasikan oksigen dengan produk akhir
glikolisis dan berbagai zat makanan sel untuk membebaskan ATP. Sebagian besar
energi yang digunakan oleh otot untuk berkontraksi jangka panjang yang
berkesinambungan berasal dari sumber ini (metabolisme
oksidatif).
1.1.6 Faktor
yang mempengaruhi kontraksi otot
1.
Treppe atau staircase effect, yaitu
meningkatnya kekuatan kontraksi berulang kali pada suatu serabut otot karena
stimulasi berurutan berseling beberapa detik. Pengaruh ini disebabkan karena
konsentrasi ion Ca2+ di dalam serabut otot yang meningkatkan
aktivitas myofibril.
2.
Sumasi, berbeda dengan treppe , pada
summasi tiap otot berkontaksi dengan kekuatan berbeda yang merupakan hasil
penjumlahan kontraksi dua jalan (sumasi unit motor berganda dan sumasi
bergelombang)
3.
Fatique adalah menurunnya kapasitas
bekerja karna pekerjaan itu sendiri.
4.
Tetani adalah peningktan frekuensi
stimulasi dengan cepat sehingga tidak ada peningkatan tegangan kontraksi
1.1.7 Potensial
Aksi Saraf
Sinyal saraf dihantarkan melalui potensial aksi yang
merupakan perubahan cepat pada potensial membran. Tiap potensial aksi dimulai
dengan perubahan mendadak dari potensial negatif istirahat normal menjadi
potensial membran positif (depolarisasi) dan kemudian dengan kecepatan yang
hampir sama kembali ke potensial negatif (repolarisasi). Untuk menghantarkan sinyal
saraf, potensial aksi bergerak di sepanjang serat saraf sampai tiba di ujung
saraf.
Potensial aksi merupakan manifestasi elektris antara
dalam dan luar membran sel. Perubahan potensial elektris tersebut disebabkan
perubahan konsentrasi elektrolit di dalam maupun di luar sel. Transmembran
potensial pada akson antara di dalam dan luar sel pada keadaan istirahat adalah
-70 mV sampai -90 mV, yang menunjukkan potensial elektris di dalam sel lebih
negatif dibandingkan di luar sel. Elektrolit utama yang berperan terhadap perbedaan
potensial antara dalam dan luar sel membran eksitabel adalah natrium, kalium,
dan chlor.
Pada keadaan istirahat, ion natrium (sodium) jauh lebih
banyak di luar daripada di dalam sel. Sebaliknya ion kalium (potassium) jauh
lebih banyak di dalam daripada di luar sel. Rangsangan adekuat pada sel
eksitabel akan memberi jawaban berupa suatu potensial aksi. Potensial aksi yang
terjadi akan mengikuti hukum “all or none” dan akan dirambatkan ke semua arah
(propagation), yang dapat direkam dengan osiloskop. Rangsangan yang tidak
mencapai nilai ambang/treshold hanya menimbulkan suatu potensial lokal yang
tidak akan disebarkan dan mengikuti hukum sumasi.
Rangsangan adekuat atau rangsangan yang mencapai nilai
ambang, baik yang besar maupun yang kecil, akan menimbulkan potensial aksi sama
besar. Artinya, potensial aksi tidak dapat bertambah besar walaupun rangsangan
diperbesar.
Potensial aksi atau disebut impuls dirambatkan sepanjang
membran sel. Oleh karena rangsangan yang adekuat maka permeabilitas membran
terhadap ion natrium meningkat sehingga masuk ke dalam (influx), oleh karena
natrium membawa muatan positif maka di dalam sel menjadi lebih positif
dibanding di luar sel. Fase ini disebut depolarisasi. Selanjutnya ion kalium
keluar sehingga di luar sel kembali lebih positif dan keadaan ini disebut fase
repolarisasi. Membran sel yang sedang mengalami potensial aksi berarti dalam
keadaan refrakter, apabila dirangsang tidak akan menghasilkan aksi.
Urutan tahap potensial aksi terdiri dari :
· Tahap istirahat. Tahap ini adalah tahap potensial membran istirahat sebelum terjadinya
potensial aksi. Membran dikatakan menjadi terpolarisasi selama tahap ini karena
adanya potensial membran negatif yang
besar.
· Tahap depolarisasi. Pada tahap ini membran tiba-tiba menjadi permeabel
terhadap ion natrium, sehingga banyak ion natrium bermuatan positif mengalir ke
dalam akson. Keadaan polarisasi normal sebesar -90 mV akan hilang dan potensial
meningkat dengan cepat dalam arah positif (keadaan di dalam sel menjadi lebih
positif). Pada serat saraf besar, potensial membran mempengaruhi nilai nol dan
menjadi sedikit lebih positif, namun pada serat yang lebih kecil juga banyak
neuron sistem saraf pusat, potensial hanya mendekati nilai nol dan tidak
melampaui sampai keadaan positif.
· Tahap repolarisasi. Dalam waktu yang sangat singkat sekali (sekitar satu per
beberapa puluh ribu detik) sesudah membran menjadi sangat permeabel terhadap
ion natrium, saluran natrium mulai menutup dan saluran kalium mulai terbuka
lebih daripada normal. Selanjutnya difusi ion kalium yang berlangsung cepat ke
bagian luar akan membentuk kembali potensial membran istirahat negatif yang
normal.
1.1.8 Hubungan
Antara panjang Otot, Tegangan, dan Kecepatan Kontraksi
Kecepatan Kontraksi Otot berbanding terbalik dengan besar
beban pada otot. Pada pemberian beban, kecepatan akan maksimal pada panjang
istirahat dan menurun bila otot lebih pendek atau lebih panjang dari lamanya
istirahat. Otot melakukan kerja bila suatu otot berkontraksi melawan suatu
beban. Ini berarti ada energi yang dipindahkan dari otot ke beban eksternal,
sebagai contoh untuk mengangkat suatu obyek yang lebih tinggi atau untuk
mengimbangi tahapan pada waktu melakukan gerak. Dalam hubungan matematis, maka
kerja ini didefinisikan oleh persamaan berikut :
W
= F . S
W = ( m
. g ) . S
Keterangan :
W = Hasil
Kerja (Joule) m
= massa beban (kg)
F = Beban yang diterima oleh otot (N) g
= gaya gravitasi (m/s2)
S = Jarak peregangan otot (m)
1.1.9 Kelelahan
otot
Kelelahan otot adalah
gejala kesakitan yang dirasakan otot terlalu tegang. Ketika otot diberi
stimulus, ia akan berkontraksi dan terjadi ketegangan. Jika stimulus diberikan
terus menerus, maka performanya akan semakin menurun, yaitu pada kekuatan otot
dan gerakan yang semakin lambat. Kelelahan otot meningkat hampir berbanding
langsung dengan kecepatan penurunan glikogen otot. Pada kondisi tubuh terdapat
cukup oksigen, kontraksi otot akan berlangsug secara aeobik. Sedangkan pada
kondisi tubuh tidak terdapat cukup oksigen, kontraksi otot akan berlangsung
secara anaerobik dan menghasilkan asam laktat. Kandungan asam laktat yang
tinggi inilah yang akan menimbulkan rasa lelah
1.1.10 Kontraksi
After Loaded
After loaded artinya setelah otot berkontraksi akibat
rangsangan barulah otot mendapat pembebanan (after stimulated loaded).
1.1.11 Kontraksi
Pre Loaded
Kontraksi ini terjadi apabila otot diberi beban terlebih
dahulu sebelum dirangsang untuk berkontraksi. Berbeda dengan after loaded, masa
laten kontraksi pre loaded relatif lebih cepat sehingga kecepatan pemendekan
otot juga menjadi lebih cepat.
1.1.12 Kontraksi Tetani
Bila otot di
rangsang ber ulang-ulang, dimana rangsangan berikutnya terjadi sebelum fase
relaksasi, maka akan di hasilkan suatu kontraksi maksimum yang dikenal sebagai
Tetani.
Ketegangan
yan dihasilkan oleh kontraksi serat – serat otot meningkat seiring dengan
pergeseran filamen- filamen tipis kedalam lebih jauh akibat siklus jembatn
silang. Seiring dengan penigkatan frekuensi potenisal aksi jarak pergeseran filamen dan ketegangan yang terbentuk semakin
menigkat sampai kontraksi tetani maksimum tercapai sebagai respon terhadap
sebuah potensial aksi terjadi pengeluaran Ca2+ .
1.1.13 Rangsangan berdasarkan
intensitas dan frekuensi rangsangan
v Rangsangan subliminal : rangsangan dengan intensitas
lebih kecil dari nilai ambang (treshold) yang hanya mengakibatkan terjadinya
respon berupa potensial lokal.
v Rangsangan liminal : rangsangan terkecil yang sudah dapat
menimbulkan potensial aksi, oleh karena rangsangan tersebut mencapai nilai
ambang.
v Rangsangan supraliminal : rangsangan yang intensitasnya
melebihi liminal, tapi responnya juga menimbulkan potensial aksi yang sama
besar dengan potensial aksi akibat rangsangan liminal (mengikuti hukum all or
none).
v Rangsangan submaksimal : rangsangan dengan intensitas lebih rendah dari rangsangan
maksimal tapi dapat mengaktifkan hampir semua sel saraf.
v Rangsangan maksimal
: rangsangan terkecil yang dapat mengaktifkan semua serat saraf untuk
menimbulkan potensial aksi maksimal.
v Rangsangan supramaksimal : rangsangan dengan intensitas
lebih tinggi dari rangsangan maksimal tetapi kekuatan yang dihasilkan sama
dengan rangsangan maksimal.
1.2
Permasalahan
1. Apakah
bedanya antara rangsangan luminal dan nilai ambang?
2. Apakah
perbedaan antara rangsangan maksimal dan supramaksimal, kontraksi maksimal dan
supramaksimal?
3. Bagaimana
menerangkan hubungan antara hokum “all or none” dengan peristiwa-peristiwa pada
percobaan ini?
4. Apa
bedanya antara tetani dan sumasi?
5. Bilamana
didapatkan kontraksi tetani bergerigi dan tetani lurus?
6. Apakah
yang terjadi bila rangsangan multiple diberikan terus dalam waktu yang lama?
1.3
Tujuan
Praktikum
1. Mengetahui
kepekaan saraf perifer dengan berbagai intesitas rangsangan
2. Mengetahui
perbedaan dan pengaruh dari kontraksi
After Loaded dan Pre Loaded
3. Mengetahui
bagaimana terjadinya kontraksi tetani dan sumasi
BAB
II
METODE
KERJA
2.1 Alat
dan Bahan Praktikum
Alat
dan Bahan yang diperlukan antara lain :
·
Katak percobaan
·
Jarum Penusuk
·
Papan percobaan
·
Pinset
·
Alat-alat tumpul
·
Benang
·
Larutan ringer
·
Elektroda
·
Sekrup Penyangga
·
Kimograf
·
Kertas Kimograf
·
Beban
2.2 Tata Kerja Praktikum
Dalam
melakukan praktikum penghantaran impuls, kepekaan saraf, kerja otot, dan tetani
diperlukan dua tahap antara lain :
1.
Tahap Persiapan.
a.
Merusak
Otak katak dan Medulla Spinalis
Cara kerja :
1)
Peganglah katak dengan tangan kiri, sedemikian rupa sehingga jari telunjuk diletakkan dibagian kepala dan ibu jari
dibagian punggung. Lalu tekan jari telunjuk agar kepala katak sedikut menunduk,
sehingga terdapat lekukan antara cranium dan columna vertebralis agar sela
inerspinalisnya menjadi lebar.
2)
Bagian Perut dan kaki katak jangan
dipegang terlalu untuk menghindari agar tubuh katak tidak rusak.
3)
Tusukkan jarum penusuk pada lekukan antara cranium & columna vertebralis.
4)
Arahkan jarum penusuk pada rongga tengkorak dan gerakkan jarum kesana kemari
untuk merusak katak.
5)
Pindahkan arah jarum kearah medulla
spinalis. Lalu putar jarum kea rah yang berlainan , untuk merusak medulla
spinalis.
6)
Tanda bahwa jarum masuk ke dalam rongga
dan medulla spinalis adalah kekejangan dari kedua otot kaki katak.
b.
Membuat
sediaan otot Gastrocnemius.
Cara kerja:
1) Letakkan
katak tengkurap pada papan.
2) Guntinglah
kulit tungkai kanan secara melingkar setinggi pergelangan kaki.
3) Angkat
kulit yang telah lepas ke atas dengan pinset.
4) Pisahkan
tendo achiles dari jaringan sekitarnya dengan alat tumpul.
5) Lalu
ikatlah bagian tendo achiles dengan ikatan mati yang kuat.
6) Potong
tendo achiles pada bagian distal dari ikatan benang.
7) Pasang
ikatan benang yang kuat pada tulang fibia, fibula, serta otot-otot yang melekat
padanya kira-kira 5 mm dibawah lutut.
8) Potonglah
tulang-tulang beserta oto-otot yang telah diikat tersebut dibawah ikatan
benang.
9) Kembalikan
kulit tadi ke bawah sehingga menutupi kembali otot gastrocnemius untuk
melindunginya agar tidak kering.
10)
Basahi sediaan ini setiap kali, dengan larutan Ringer agar tidak kering.
c.
Membuat
sediaan saraf Ischaidicus.
Cara kerja :
1)
Letakkan katak terlungkup, lalu guntinglah kulit memanjang pada bagian paha
belakang kanan, sehingga ototnya terbuka.
2)
Carilah Saraf Ischiadicus, dengan
memisahkan otot-otot pada daerah paha dengan alat-alat tumpul. Hati-hati jangan
sampai merusak pembuluh darah yang berjalan bersama-sama saraf tersebut.
3)
Buatlah simpu longgar pada saraf Ischiadicus,
kemudian saraf diantara otot-otot.
d.
Mempersiapkan
sediaan saraf otot untuk percobaan selanjutnya.
Cara kerja :
1)
Letakkan katak terlungkup pada papan katak.
2)
Fiksir kaki kanan, dengan lutut pada tepi bawah papan, sehingga
Sehingga nantinya otot gastrocnemius dapat
tergantung bebas.
3)
Fiksir ketiga kaki yang lain paha kanan dalam posisi tegak lurus untuk
memudahkan pemasangan electrode.
4)
Hubungkan tali pada ujung tendo Achiles dengan penulis.
5)
Atur posisi penulis, tanda rangsang dan
tanda waktu sehingga ujung dari ketiganya pada posisi vertikal.
2.
Tahap
Pelaksanaan.
a.
Kepekaan
saraf perifer
Cara
kerja:
1).
Siapkan preparat katak untuk sediaan saraf otot.
2).
Tahan penulis otot dengan menggunakan sekrup penyangga.
3).
Berikan rangsangan tunggal dengan intensitas rangsangan yang minimal.
4).
Seterusnya beri rangsangan tunggal berturut-turut dengan
Interval 30 detik, dengan tmenambah
intensitas rangsangan.
5). Kemudian drum diputar ± 0,5 cm,
carilah rangsangan dengan kontraksi sub liminal, liminal, supraliminal,
submaksimal, maksimal, dan supramaksimal.
b. Kontraksi After Loaded pada otot
katak
Cara Kerja:
1). Atur sekrup penyangga sehingga ujung
sekrup menyangga
penulis, dan garis dasar (base line)
penulis tidak berubah.
Dengan demikian, panjang otot tidak
berubah oleh beban
Meskipun tempat beban diisi beban.
2). Rangsanglah dengan rangsangan tunggal
yang maksimal
(dengan voltage yang diperoleh pada
percobaan a, dan
voltage yang dicapai ini dinaikkan
sedikit.
3). Putar kimograf ± 0,75 cm setiap kali
memberi rangsangan.
4). Beri otot katak istirahat
selama ± 20 detik antara rangsangan yang satu dengan yang lain.
5). Beri beban 10 gram, putar kimograf dan
rangsanglah lagi.
6). Ulangi
tindakan no.5 dengan setiap kali menambah beban sebesar 10 gram hingga otot
tidak dapat mengangkat beban lagi.
c. Kontraksi Pre-Loaded pada otot
katak.
Cara kerja :
1).
Ambil semua beban yang dipasang pada percobaan.
2).
Longgarkan sekrup penyangga yang menyangga penulis
sehingga kini otot katak secara langsung
menahan beban.
3).
Atur letak penulis sehingga posisinya horizontal.
4).
Rangsanglah dengan rangsangan tunggal yang maksimal
(dengan voltage yang dipasang pada
percobaan A).
5).
Putar kimograf ±0,75 cm, beri beban 10 gram, putar lagi kimograf ±0,75 cm
kembalikan penulis ke posisi horizontal.,
putar lagi kimograf ±0,75 cm, dan berilah
rangsangan.
6).
Ulangi tindakan no.5 setiap kali menambah beban 10 gram, hingga otot tidak
dapat mengangkat beban lagi.
d. Kontraksi tetani
Cara kerja:
1).
Siapkan sediaan saraf otot katak.
2).
Atur pemasangan electrode perangsang dan tindakan lain
seperti pada percobaan kepekaan saraf
perifer.
3).
Tentukan besarnya rangsangan maksimal ( dengan voltage yang diperoleh pada
percobaan A).
4).
Lakukan rangsangan berulang (multiple) dengan frekuensi rendah 3-5 detik. Beri
istirahat ± 60 detik sebelum rangsangan berikutnya.
5).
Seterusnya lakukan rangsangan berkali-kali dengan frekuensi makin tinggi,
sehingga didapatkan kontraksi tetani lurus. Jangan lupa memberi istrirahat
sebelum memberi rangsangan.
BAB III
HASIL PRAKTIKUM
Tabel Hasil Percobaan Kepekaan
Saraf Perifer
Rangsangan (volt)
|
Kontraksi
(cm)
|
1
|
0
|
2
|
0
|
3
|
0
|
4
|
0
|
5
|
0
|
8
|
0
|
10
|
0.8
|
13
|
1
|
15
|
1.8
|
18
|
1.9
|
20
|
2.2
|
23
|
2.5
|
24
|
2.5
|
25
|
2.5
|
Tabel Hasil Percobaan Kontraksi
After loaded dan Pre loaded
Kontraksi After Load
|
Kontraksi
Pre load
|
||
Beban
(g)
|
Kontraksi
(cm)
|
Beban
(g)
|
Kontraksi
(cm)
|
10
g
|
1.8
|
10
g
|
3.3
|
20
g
|
0.5
|
20
g
|
3.1
|
30 g
|
-
|
30
g
|
2.3
|
40
g
|
1.9
|
||
50
g
|
1.2
|
||
60
g
|
0.4
|
||
70
g
|
-
|
||
d
|
e
|
a
|
b
|
c
|
f
|
Kerja
otot =beban x pemendekan otot
W = F x S
= m . g . S
Keterangan
: W = Usaha / kerja otot (joule)
m = Beban (kg)
g =
Percepatan gravitasi (10 m/s2)
S =
Pemendekan otot (m) dalam perhitungan dilambangkan “b”
Rumus
untuk menghitung kontraksi:
Keterangan
: a = garis yang tercetak pada kertas
milimeter (m)
b = Pemendekan otot (m)
c = Jarak sekrup ke
penulis = 20
cm = 20.10-2
m
e = Jarak otot ke sekrup
= 2cm = 2.10-2 m
Perhitungan Kontraksi After Loaded
a) b = 0,018 x 0,02
0,2
= 1.8 x 10-3
m
W = f x s
= m x g x s
= 0.01 x 10 x 1.8 x 10-3 = 0.18 x 10-3 =18. 10-5 J
b) b = 0,005 x 0,02
0,2
= 5.10-4 m
W = f x s
= m x g x s
= 0,02 x 10 x 5.10-4 = 0,2 x 5.10-4 = 10-4 J
Perhitungan
Kontraksi Pre Loaded
a) b = 0,033 x 0,02
0,2
= 3.3 x 10-3 m
W = f x s
= m x g x s
= 0,01 x 10 x 3.3.10-3 = 3.3 x 10-4 J
b) b = 0,031 x 0,02
0,2
= 3.1 x 10-3 m
W = f x s
= m x g x s
= 0,02 x 10 x 3.1 x 10-3
= 6.2 x 10-4 J
c) b = 0,023 x 0,02
0,2
= 2.3 x 10-3
m
W = f x s
= m x g x s
= 0,03 x 10 x 2.3x10-3
= 6.9 x 10-4 J
d) b = 0,019 x 0,02
0,2
= 1,9.10-3
m
W = f x s
= m x g x s
= 0,04 x 10 x 1,9.10-3
= 7.6 x 10-4 J
e) b = 0,012 x 0,02
0,2
= 1.2x10-3 m
W = f x s
= m x g x s
= 0,05 x 10 x 1.2x10-3
=0. 6 x 10-4 J
f) d = 0,004 x 0,02
0,2
= 4.10-4
m
W = f x s
= m x g x s
= 0,06 x 10 x 4.10-3
= 2.4 x 10-4 J
Grafik
Perbandingan After Load dan Pre Load
Kontraksi Tetani / Sumasi
Frek.
Rangsangan (kali/det)
|
Tetani (+/-)
|
Sumasi (+/-)
|
1x/det
|
-
|
-
|
2x/det
|
-
|
+
|
3x/det
|
-
|
+
|
4x/det
|
-
|
+
|
5x/det
|
-
|
+
|
10x/det
|
+ Bergerigi
|
|
25x/det
|
+ lurus
|
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Diskusi Hasil Praktikum
4.1.1
Kepekaan Saraf Perifer
Besarnya
rangsangan yang diberikan pada saraf ischiadicus mempengaruhi kontraksi pada
otot gastrocnemius. Otot memiliki stimulus ambang yaitu voltase listrik minimum
yang menyebabkan otot berkontraksi. Jika stimulus tidak mencapai ambang batasnya
maka otot tidak akan memberikan respon. Pada praktikum yang telah dilaksanakan
didapatkan bahwa :
a) Rangsangan
subliminal adalah rangsangan yang diberikan tetapi belum ada satu motor unit
yang bereaksi terhadap rangsangan tersebut dalam bentuk potensial aksi. Dalam
praktikum kami, besar rangsangan subliminalnya adalah < 10 volt. Dimana besar kontraksinya 0. Ini
menunjukkan bahwa katak yang kami uji cobakan belum mengalami potensial aksi
sehingga belum ada rangsangan yang mengalir.
b) Rangsangan
liminal adalah rangsangan yang diberikan dan mulai terjadi reaksi dari satu
motor unit yang paling peka atau dalam kata lain terjadi kontraksi pertama
kali. Dalam praktikum kami besar rangsangan liminalnya adalah 10 volt dengan besar kontraksi 0,8 cm. Ini adalah saat pertama kali
katak memberikan respon kepada rangsangan yang kami berikan, yang menandakan
bahwa satu saraf motorik unit pada katak itu telah berkontraksi.
c) Rangsangan supraliminal adalah rangsangan yang
menyebabkan terjadinya kontraksi yang lebih besar daripada liminal. Dalam
praktikum kami besar rangsangan supraliminalnya adalah 13 volt dengan kontraksi 1 cm. pada katak yang kami uji cobakan,
setelah satu unit saraf motorik katak tersebut berkontraksi, kemudian kami
memberikan rangsangan berikutnya saraf-saraf motorik yang lain juga
berkontraksi sehingga hasil kontraksinya pada kertas kimograf mengalami
kenaikan.
d) Rangsangan submaksimal adalah rangsangan yang
diberikan sehingga terjadi kontraksi yang besarnya mendekati nilai maksimalnya.
Dari hasil pratikum kami, didapatkan rangsangan sebesar 20 volt dengan kontraksi 2,2 cm.
e) Rangsangan maksimal adalah rangsangan yang
mengakibatkan semua motor unit memberikan reaksi dan menghasilkan kontraksi
paling tinggi. Dari hasil pratikum kami besar rangsangannya adalah 23 volt dengan kontraksi 2,5 cm.
f) Rangsangan
supramaksimal adalah rangsangan yang lebih besar dari rangsangan maksimal
tetapi kontraksinya sama dengan atau kurang dari rangsangan maksimal. Dalam
praktikum kami rangsangan supramaksimal besar rangsangan nya pada 24 volt dengan kontraksi 2,5 cm (sama dengan maksimal) dan pada 25 volt dengan kontraksi 2,5 cm (kurang dari kontraksi yang
dihasilkan pada rangsangan maksimal).
Sebuah otot akan
berkontraksi sangat cepat bila ia berkontraksi tanpa melawan beban. Tetapi bila
diberi beban, kecepatan kontraksi akan menurun secara progresif seiring dengan
penambahan beban. Bila beban meningkat sampai sama dengan kekuatan maksimum
yang dapat dilakukan otot tersebut, maka kecepatan kontraksi menjadi nol dan
tidak terjadi kontraksi sama sekali walaupun terjadi aktivasi serat otot.
Penurunan kecepatan dengan beban ini disebabkan oleh kenyataan bahwa beban pada
otot yang berkontraksi adalah kekuatan berlawanan arah yang melawan kekuatan
kontraksi akibat kontraksi otot.
4.1.2
Kontraksi
‘AFTER LOADED’ Otot katak
Dalam
percobaan ini, digunakan tumpuan pada sekrup yang bertujuan agar penambahan
beban tidak menyebabkan pertambahan panjang otot sebelum kerja dilakukan.
Setelah katak diberi rangsangan
(maksimal) dan diberi beban sebesar 10 gram otot mampu menahan beban dengan
panjang kontraksi 1.8
cm . Ketika diberi beban 20 gram dihasilkan panjang kontraksi 0,5 cm dan ketika
beban mencapai 30 gram otot tidak mampu lagi menghasilkan kontraksi.
Ketika beban diberikan, kontraksi
akan menurun secara progresif seiring penambahan beban. Ketika beban 30 gram
diberikan otot tidak mampu menimbulkan kontraksi karena telah mencapai kekuatan
maksimum yang dapat dilakukan oleh otot, walaupun terjadi aktivasi serabut
otot. Beban pada otot yang berkontraksi adalah kekuatan berlawanan arah yang
melawan kekuatan kontraksi akibat kontraksi otot.
4.1.3 Kontraksi ‘PRE LOADED’ Otot katak
Dalam percobaan
ini, tumpuan pada sekrup dilonggarkan, sehingga tiap pembebanan menyebabkan
panjang otot bertambah sebelum kerja dilakukan.
Kontraksi Preload merupakan kontraksi yang terjadi
dengan menggunakan beban sebelum otot kontraksi atau setelah otot berelaksasi.
Hal ini dilakukan dengan cara melonggarkan sekrup penyangga sehingga musculus
gastroenemius secara langsung menahan beban.
Otot
yang terlebih dahulu diberi beban sebelum menerima rangsangan ternyata jauh
lebih kuat dibanding otot yang diberi rangsangan terlebih dahulu baru diberikan
beban. Hal ini terlihat pada hasil percobaan yang menunjukkan bahwa otot mampu
menahan beban 10 sampai 60 gram. Ketika otot diberi beban sebesar 70 gram otot
sudah tidak mampu menimbulkan kontraksi.
Pada keadaan pre loaded otot mampu menahan
beban yang lebih besar karena sebelumnya otot sudah di beri beban terlebih
dahulu, sehingga otot dapat menyesuaikan dengan beban yang telah diberikan.
Dengan demikian ketika otot di beri rangsangan otot, maka otot dapat
berkontraksi lebih besar. Sedangkan pada after loaded otot terlebih dahulu
berkontraksi sebelum diberi beban, sehingga otot tidak dapat menyesuaikan
dengan berat beban yang diberikan. Dan hal tersebut berpengaruh pada kekuatan
kontraksi otot.
4.1.4
KONTRAKSI SUMASI
Kontraksi
Sumasi berarti penjumlahan kedutan otot untuk memperkuat dan menyelenggarakan
pergerakan otot. Pada umumnya, sumasi terjadi melalui dua cara yaitu: dengan
meningkatkan jumlah motor unit yang berkontraksi secara serentak (sumasi
spatial ) dan dengan meningkatkan
kecepatan kontraksi tiap unit motorik (sumasi temporal)
Pada
percobaan kontraksi sumasi dan tetani, kontraksi didapatkan dengan meningkatkan
frekuensi rangsangan secara terus menerus selama 3-5 detik.
Dari
hasil praktikum kontraksi sumasi kelompok kami, sumasi terakhir yaitu pada
frekuensi rangsangan 2x/detik sampai 5x/detik. Pada kertas kimograf kami grafik
yang timbul bentuknya naik turun dan jaraknya merapat. Ini disebakan karena
otot melakukan kontraksi dan relaksasi, pada saat naik otot mengalami kontraksi
sedangkan pada saat turun otot mengalami relaksasi.
4.1.5
KONTRAKSI TETANI
Kontraksi
tetani adalah kontraksi yang timbul dari penjumlahan kontraksi yang
berulang-ulang sehingga otot tidak sempat relaksasi dan bila dirangsang pada
frekuensi besar secara progresif, maka setiap serabut mempunyai resistensi yang
berbeda-beda dan menyebabkan bersatunya kontraksi.
Pada saat reaksi rangsangan mencapai 10x/detik, otot katak mengalami tetani bergerigi. Hal
ini karena awal relaksasi otot katak berkontraksi akibat diberi rangsangan
multipel. Yang menyebabkan relaksasi tidak berlangsung sempurna.
Saat frekuensi rangsangan mencapai 25x/detik
dan seterusnya otot katak mengalami tetani lurus. Dimana, pada frekuensi yang
sedikit lebih tinggi, kekuatan kontraksi akan mencapai tingkat maksimumnya
sehingga tambahan peningkatan apapun pada frekuensi diatas titik ini tidak akan
memberi efek peningkatan daya kontraksi lebih lanjut. Hal ini dikarenakan
terdapat cukup ion kalsium yang dipertahankan dalam sarkoplasma otot, bahkan
diantara potensial aksi, sehingga terjadi keadaan kontraksi penuh yang
berlangsung terus menerus tanpa memungkinkan adanya relaksasi apapun diantara
potensial aksi.
4.2 Diskusi
Jawaban Pertanyaan
1. Apakah
bedanya antara rangsangan luminal dan nilai ambang?
Rangsangan
luminal adalah rangsangan terkecil yang dapat menimbulkan pontensial aksi pada
kontraksi otot, sedangkan nilai ambang adalah nilai terkecil yang memungkinkan
dapat menimbulkan potensial aksi. ( Ganong: hal 52)
2. Apakah
perbedaan antara rangsangan maksimal dan supramaksimal, kontraksi maksimal dan
supramaksimal?
Rangsangan
maksimal adalah rangsangan yang besar, sehingga dapat mengaktifkan semua
serabut saraf sehingga kontraksi yang terjadi sudah maksimal.
Rangsangan
supramakasimal adalah rangsangan yang lebih besar dari rangsangan maksimal,
tetapi kontraksi yang terjadi tidak dapat lebih besar lagi karena kontraksi
pada rangasanan maksimal sudah mengaktifkan semua serabut saraf yang ada.
Kontraksi
maksimal adalah kontraksi otot yang paling besar atau paling tinggi nilainya.
Kontraksi
supramaksimal adalah kontraksi yang memiliki besar yang sama dengan kontraksi
yang maksimal. Hal ini disebabkan karena semua saraf telah diaktifkan, sehingga
tidak dapat memiliki besaran yang lebih lagi.
3. Bagaimana
menerangkan hubungan antara hukum “all or none” dengan peristiwa pada percobaan
ini?
Hukum
“all or none” adalah dimana ketika otot dirangsang maksimal maka keseluruhan
saraf akan langsung aktif sehingga akan berkontraksi langsung seluruhnya. Pada
otot rangka tidak terjadi hukum ini, hal ini dibuktikan dengan rangsangan
liminal sehingga rangsangan maksimal yang menunjukkan angka berbeda-beda. Hukum
ini hanya dapat bekerja pada otot polos dan otot jantung saja.
4. Apakah bedanya antara Tetani dan
Sumasi?
Tetani adalah suatu kontraksi otot
yang timbul akibat rangsangan yang berulang ulang, dimana rangsangan berikutnya terjadi sebelum fase relaksasi
selesai .Sumasi merupakan penjumlahan kontraksi kedutan untuk dapat
meningkatkan intensitas seluruh kontraksi otot. (Guyton & Hall 9:102)
5. Bilamana
didapatkan kontraksi tetani bergerigi dan tetani lurus?
·
Tetani bergerigi = terjadi dengan cara
mengubah interval rangsangan (waktu istirahat antara rangsangan 1 dan 2
diperpendek sehingga rangsangan ke -2 tepat saat kontraksi 1 akan relaksasi)
akibatnya kontraksi 1 dan 2 bersatu menjadi satu kontraksi yang lebih besar.
·
Tetani lurus= terjadi karena kontraksi ke-2 dan seterusnya
terjadi saat kontraksi sebelumnya belum mengalami fase relaksasi.
6. Apakah yang terjadi bila rangsangan
multiple diberikan terus dalam waktu yang
lama?
Keadaan tersebut menyebabkan fatigue
atau kelelahan mungkin akibat dari ketidak mampuan proses kontraksi dan
metabolis serat-serat otot untuk terus memberi hasil kerja yang sama. (Guyton
& Hall, ed.9 : 103) Hal ini akan menyebabkan otot katak mengalami kontraksi
secara beruntun.
