Struktur Dan Fungsi Otot dalam Tubuh

Otot dapat dikategorikan menjadi tiga jenis berdasarkan struktur, fungsi, dan lokasi di dalam tubuh. Rincian spesifik dari otot, termasuk struktur, fisiologi kontraksi, kebutuhan energi, penyejuk otot, dan penyakit, dapat digambarkan dengan menggunakan otot rangka.

Tiga Jenis Otot

Ketiga jenis otot rangka, jantung, dan otot polos. Otot rangka melekat pada kerangka dan menggerakkan tubuh dan komponen-komponennya. Ini muncul lurik (bergaris) di bawah mikroskop dan berada di bawah kontrol sukarela.

Bisep lengan adalah contoh dari otot rangka. Otot jantung hanya terletak di jantung. Otot jantung juga lurik, tapi biasanya tidak di bawah kontrol sukarela. Otot polos mengelilingi pembuluh darah dan jalan lain dan mengubah ukuran bukaan atau lorong-lorong dan mendorong materi melalui tabung tubuh.

Otot polos didistribusikan ke seluruh tubuh. Ini tidak memiliki striations dan tidak disengaja. Saluran pernapasan dan pencernaan memiliki lapisan otot polos di dinding mereka.

Ultrastruktur otot

Sebuah serat otot rangka terbentuk dari fusi banyak sel embrio selama perkembangan untuk membentuk sel-sel ramping yang membentang dari satu ujung otot yang lain. Setiap serat otot biasanya memiliki satu serat saraf yang meluas ke membran sel, membentuk sambungan neuromuskuler. Ada ruang 100-nanometer, celah sinaptik, antara serat saraf dan serat otot.

Bentuk membran sel otot ke dalam proyeksi, tubulus transversal, terkait dengan retikulum endoplasma halus sel (di sini disebut retikulum sarkoplasma). Retikulum sarkoplasma menyimpan kalsium dan mengelilingi bundel protein kontraktil.

Protein kontraktil, yang melakukan pekerjaan kontraksi, sejajar dan diatur dalam pola tumpang tindih yang menimbulkan striations otot. Pola striations diulang berkali-kali di sepanjang serat otot pada segmen yang disebut sarkomer.

Loading...

Protein dari sarkomer yang dikelompokkan dalam filamen tebal dan filamen tipis. Kontraksi terjadi ketika filamen tebal dan tipis meluncur melewati satu sama lain, menarik otot berakhir lebih dekat bersama-sama. Sebuah filamen tebal adalah bundel dari sekitar dua ratus protein myosin. Sebagian dari masing-masing proyek myosin protein luar untuk membentuk kepala myosin.

Filamen tipis tumpang tindih filamen tebal dan terdiri dari tiga jenis molekul protein. Protein utama adalah aktin. Tiga 100-400 molekul aktin globular (G aktin) link seperti manik-manik dalam kalung untuk membentuk untai yang disebut aktin berserat (F aktin). Dua seperti “kalung” kemudian terjalin ke dalam double helix longgar. Dalam alur antara dua actins F, seperti string, adalah tropomysin protein.

Setiap aktin G berisi situs aktif untuk mengikat kepala myosin. Ketika otot sedang beristirahat, tropomysin mencakup situs aktif aktin. Terlampir untuk tropomysin adalah troponin, sebuah kompleks kecil dari tiga polipeptida. Susunan struktur ini memungkinkan otot untuk kontrak.

Kontraksi otot

Kontraksi otot dimulai ketika serat saraf melepaskan neurotransmitter asetilkolin ke dalam celah sinaptik. Asetilkolin bergerak di celah sinaps dan berikatan dengan reseptor pada serat otot. Ini secara tidak langsung memulai potensial aksi, perubahan muatan listrik pada membran yang mirip dengan peristiwa di neuron.

Potensial aksi menyebar di seluruh dan ke dalam serat otot melalui tubulus transversal dan memicu pelepasan kalsium dari retikulum sarkoplasma. Selanjutnya, kalsium mengikat troponin, menyebabkan troponin untuk berubah bentuk.

Karena troponin melekat tropomysin, perubahan troponin membentuk tropomysin ditarik jauh dari situs aktif aktin, yang menjadi terkena. Kepala myosin, yang sebelumnya diblokir oleh tropomysin, sekarang mengikat ke situs aktif aktin, membentuk cross-jembatan antara filamen tebal dan tipis.

Dalam gerakan ratchetlike, myosin menarik filamen tipis melewati myosin sebagai kepala myosin berulang kali flexes, melepaskan aktin, meluas dan menempel ke situs aktif baru, dan flexes lagi. Sebagai banyak kepala myosin terus mengulangi proses ini, filamen tipis meluncur melewati filamen tebal dan sarkomer yang dipersingkat. Memperpendek semua sarkomer dalam hasil serat otot kontraksi seluruh serat.[

Struktur Dan Fungsi Otot dalam Tubuh
Struktur Dan Fungsi Otot dalam Tubuh

Otot rileks dan kembali ke bentuk aslinya ketika tropomysin menutupi situs aktif aktin, mencegah pembentukan lintas-jembatan. Relaksasi juga melibatkan penghancuran asetilkolin oleh acetylcholinesterase di celah sinaptik, berakhir stimulasi otot, dan re-uptake kalsium ke dalam retikulum sarkoplasma.

Tanpa kalsium, troponin kembali ke bentuk aslinya, menarik tropomysin kembali atas situs aktif aktin. Myosin tidak lagi membentuk cross-jembatan, sehingga otot rileks.

Myosin kepala dalam myosin tebal filamen cluster untuk luar, dengan ekor berbaris dalam. Kepala di kedua titik akhir dalam arah yang berlawanan. Selama kontraksi otot, kepala menarik filamen aktin bersama-sama menuju zona telanjang tengah, kontraktor serat otot.

Perhatikan bahwa otot secara aktif dapat berkontraksi tetapi tidak bisa aktif memperpanjang sendiri. Untuk melepaskan, otot biasanya hadir berpasangan, masing-masing bekerja terhadap satu sama lain.

Struktur Dan Fungsi Otot dalam Tubuh
Depolarisasi membran T-tubulus menyebabkan pelepasan ion kalsium dari retikulum sarkoplasma, memicu kontraksi otot.

Energi (ATP) Persyaratan

Kontraksi serat otot memerlukan sejumlah besar energi dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP). ATP dibuat tersedia melalui berbagai mekanisme. Jumlah terbatas dari ATP disimpan dalam sel otot. ATP juga diproduksi oleh transfer fosfat dari kreatin fosfat ke ADP; otot yang menyimpan sejumlah besar kreatin fosfat. ATP yang disimpan dan ATP dibuat dari creatine phosphate yang tersedia untuk segera digunakan dan memberikan cukup sekitar ATP selama sekitar enam detik dari latihan.

ATP tambahan dapat dihasilkan melalui anaerobik dan metabolisme aerobik. Respirasi aerobik memberikan produksi yang lebih besar dari ATP, tetapi tergantung pada pengiriman oksigen yang cukup. Mioglobin, suatu protein dalam sel-sel otot yang mengikat oksigen, kontribusi beberapa oksigen untuk respirasi aerobik. Produksi ATP aerobik juga memerlukan mitokondria.

Otot dikemas dengan mitokondria memberikan daging warna yang lebih gelap (“daging gelap”) dibandingkan dengan otot mitokondria lebih sedikit (“daging putih”). Fermentasi anaerob memberikan sedikit energi, tetapi dapat menghasilkan ATP tanpa adanya oksigen. Sebuah kelemahan serius fermentasi anaerob adalah produksi asam laktat, sebuah produk yang dapat mengubah pH sel. Kedua proses dapat menggunakan glukosa dilepaskan dari glikogen, yang disimpan dalam otot sebagai bahan bakar cadangan.

Kelelahan otot

Penurunan kemampuan otot untuk kontrak kelelahan otot. Kelelahan otot dapat hasil dari ledakan pendek upaya yang maksimal, seperti berenang 50 meter, atau berkelanjutan kegiatan jangka panjang seperti lari marathon.

Penyebab kelelahan tergantung pada aktivitas. Kelelahan dari pendek, meledak luas aktivitas dapat hasil dari penipisan ATP atau penumpukan asam laktat. Kelelahan otot dari kegiatan yang berkelanjutan dapat hasil dari penipisan molekul bahan bakar atau penipisan asetilkolin pada sambungan neuromuskuler.

Hipertrofi dan penyejuk

Melalui pelatihan, otot dapat menjadi lebih besar (hipertrofi) dan memiliki daya tahan yang lebih besar. Sebuah otot tumbuh terutama dengan meningkatkan jumlah filamen tipis dan tebal di dalam serat. Hasil pertumbuhan dari kontraksi berulang otot, seperti dalam latihan angkat berat. Pendingin otot adalah peningkatan kemampuan otot untuk melakukan tugas, baik karena kekuatan yang lebih besar atau lebih baik kelelahan resistensi.

Banyak perubahan dalam kinerja otot, bagaimanapun, hasil dari perubahan dalam sistem kardiovaskular dan pernapasan, memungkinkan mereka untuk memberikan bahan bakar dan oksigen ke serat otot lebih efisien. Banyak perubahan khusus untuk serat otot melibatkan meningkatkan produksi energi, termasuk peningkatan jumlah mitokondria dan mioglobin dan penyimpanan yang lebih besar dari glikogen.

Penyakit otot

Penyakit yang mempengaruhi otot dapat hasil dari hilangnya neuron yang merangsang otot, seperti polio; perubahan sambungan neuromuskuler yang mengakibatkan hilangnya kemampuan untuk merangsang otot, seperti myasthenia gravis (penyakit autoimun); atau hilangnya integritas struktural dari serat otot, seperti distrofi otot. Semua hasil di menurunnya kemampuan otot untuk berkontraksi dan terkadang hilangnya lengkap fungsi otot itu.

Loading...

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *