Daftar isi
Kerja Otot Gastrocnemius
Bab I. Pendahuluan
A. Latar Belakang
Otot dirangsang dengan rangsangan maksimal secara beruntun (multiple) dan frekuensi ditinggikan berpotensi menimbulkan beberapa gambaran kontraksi otot yang berbeda. Kekuatan kontraksi otot dipengaruhi oleh tingkat kepekaan saraf yang melayaninya, cara perangsangannya, dan faktor pembebanan yang diberikan kepeda otot tersebut. Pembebanan pada otot dapat diberikan pada saat otot kontrakasi (after loaded) dapat juga diberikan pada saat sebelum otot kontraksi (preloaded). After loaded dan preloaded memberikan pengaruh yang berbeda terhadap kekuatan kontraksi dan kerja otot. Otot yang dapat digunakan untuk mengetahui kerja otot adalah otot gastrocnemius pada katak. Katak memiliki banyak persamaan dalam segi bentuk dan fungsi dengan vertebra yang lebih tinggi maupun manusia.
Untuk mempermudah dalam mengamati peristiwa seperti kontraksi dan relaksasi pada otot maka perlu diadakan pengamatan terhadap kerja otot. Selanjutnya, sebagai pertanggung jawaban kegiatan yang telah dilakukan maka laporan hasil pengamatan ini disusun berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan.
B. Tujuan
- Mahasiswa bisa mengidentifikasi kontraksi otot.
- Mahasiswa bisa engidentifikasi pengaruh stimulasi mekanik, listrik, termal, dan kimia terhadap kontraksi otot.
Bab II. Kajian Teori
A. Otot
Menurut Ville et al. (1988), Otot adalah sistem biokontraktil dimana sel-sel atau bagian dari sel memanjang dan dikhususkan untuk menimbulkan tegangan pada sumbu yang memanjang. Otot merupakan jaringan umum pada tubuh kebanyakan binatang yang terbuat dari sel panjang/ benang-benang khusus untuk kontraksi. Hal itu menyebabkan adanya pergerakan tubuh dan bagian kerja otot adalah voluntari (dibawah kontrol kesadaran) atau involuntari (tidak dibawah kontrol keinginan).
Otot merupakan alat gerak aktif, disebut alat gerak aktif karena mampu berkontraksi. Fungsi Otot antara lain (http://byulteens.blogspot.com/) adalah :
- Membuat gerakan pada tubuh
- Mempertahankan postur tubuh bersama rangka
- Menstabilkan hubungan antar tulang
- Mempertahankan suhu tubuh
- Melindungi jaringan dalam tubuh
- Berfungsi sebagai pintu keluar masuk
- Menyimpan sedikit nutrisi
Sifat-sifat otot adalah sebagai berikut (slide 3 : sistem otot) : - Eksitabilitas: kapasitas otot untuk merespon suatu stimulus
- Kontraktilitas: kemampuan otot untuk memendek dan memunculkan kekuatan menarik
- Ekstensibilitas: otot dapat tertarik kembali ke panjang semula.
- Elastisitas: kemampuan otot untuk kembali ke panjang semula setelah tertarik.
Berdasarkan sifat kerjanya (http://byulteens.blogspot.com/ ), otot dibedakan menjadi: - Sinergis: yaitu cara kerja dari dua otot atau lebih yang sama berkontraksi dan sama-sama berelaksasi. Contoh: otot-otot pronator yang terletak pada lengan bawah.
- Antagonis: cara kerja dari dua otot yang satu berkontraksi dan yang lain relaksasi. Contoh: otot trisep dan bisep pada lengan atas.
Jenis-jenis otot (uny.ac.id) adalah sebagai berikut: - Otot polos, yang tidak dapat dipengaruhi kehendak. Gerakan yang tidak dipengaruhi kehendak ini terlihat pada menegaknya rambut dan menutup dan membukanya selaput pelangi mata.
- Otot jantung, terdapat pada jantung dan sama halnya dengan otot polos dikendalikan oleh sistem syaraf otonom yang tidak dipengaruhi kehendak. Meskipun otot jantung tardier dari sel-sel individual, otot ini bergerak secara bersama-sama yaitu sel-sel berkontraksi dan relaksasi pada waktu yang sama.
- Otot rangka , otot ini disebut demikian sebab sebagian besar otot jenis ini melekat pada tulang. Otot rangka disebut juga otot seran lintang atau lurik. Otot ini bekerjanya dipengaruhi oleh kehendak. Jaringan otot rangka tardier dari serabut-serabut (fibrae), satu serabut merupakan satu sel yang memanjang dan didalamnya terdapat banyak inti (nuclii).
B. Stimulus
Menurut Ganong (2003:62) Sel-sel otot, seperti juga neuron, dapat dirangsang secara kimiawi, listrik, dan mekanik untuk membangkitkan potensial aksi yang dihantarkan sepanjang membran sel. Berbeda dengan sek saraf, otot memiliki kontraktil yang digiatkan oleh potensial aksi. Protein kontraktil aktin dan myosin, yang menghasilkan kontraksi, terdapat dalam jumlah sangat banyak di otot. Otot rangka dapat berkontraksi bila ada rangsangan yang berangkai. Bila rangsangan diberikan pada otot sewaktu berkontraksi, maka kontraksi otot akan bertambah besar. Keadaan ini disebit sumasi. Bila rangsangan diberikan terus menerus, maka kontraksi mendatar. Otot dikatakan berfungsi bila otot tersebut menjadi memendek dan diameternya membesar (Irianto, 2004: 68). (http://byulteens.blogspot.com/)
Kita dapat mengenal beberapa intensitas raangsangan (http://yayanajuz.blogspot.com) yaitu :
rangsang dibawah ambang (subliminal, subminimal) yang merupakan rangsang yang tidak mampu menimbulkan tanggapan rangsang ambang (liminal, minimal) merupakan rangsangan terkecil yang tepat menimbulkan tanggapan rangsang submaksimal, merupakan rangsangan yang intensitasnya bervariasi dari rangsang ambang sampai rangsang maksimal rangsang maksimal merupakan rangsang yang dapat menimbulkan tanggapan maksimal rangsang supramaksimal merupakan rangsangan yang intensitasnya lebih besar dari rangsang maksimal tetapi menimbulkan tanggapan yang juga maksimal
C. Proses Respon
Menurut istilah psikologi (http://a-research.upi.edu), respon dikenal dengan proses memunculkan dan membayangkan kembali gambaran hasil pengamatan. Menurut Kartono (1996) “Respon bisa diidentifikasi sebagai gambaran ingatan dari pengamatan”. Berbicara menegai respon, sya (1995) mengemukakan bahwa “pengamatan artinya proses menerima, menafsirkan, dan memberi arti terhadap rangsangan yang masuk melalui indera-indera.
Proses terjadinya respon, pertama indera mengamati objek tertentu, setelah itu muncul bayangan pengiring yang berlangsung sangat singkat sesaat sesudah perangsang berlalu. Setelah bayangan perangsang berlalu muncul baying eiditis, bayangan ini sifatnya lebih tahan lama, lebih jelas dari bayangan perangsang. Setelah itu muncul tanggapan (http://a-research.upi.edu).
D. Katak
Menurut Faustine (2009), Katak banyak digunakan dalam berbagai studi karena ukuran dan ketersediaannya. Selain itu, katak juga memiliki banyak persamaan dalam segi bentuk dan fungsi dengan vertebra yang lebih tinggi maupun manusia. Detail strukturnya dapat dengan mudah diamati dengan cara pembedahan. Selain itu, fisiologi katak juga banyak diketahui dan mudah didemonstrasikan.
- Sistem Muskular
Tubuh katak terdiri dari 3 jenis otot, yakni otot polos, jantung, dan lurik. Ketiga jenis otot tersebut berbeda dalam struktur mikroskopik dan fisiologinya. Sistem muskular eksternal terdiri dari otot skeletal atau volunter, yang melekat pada tulang. Otot-otot ini akan bergerak dibawah kehendak yang disadari. Setiap otot terdiri dari banyak serat lurik paralel, yang disatukan oleh jaringan ikat. Beberapa otot bekerja bersama dan beberapa berkontraksi lebih dari yang lain. Koordinasi ini diatur oleh sistem saraf. Setiap serat atau kelompok serat memiliki ujung saraf motorik yang menyampaikan impuls untuk merangsang kontraksi. - Sistem Saraf
Proses fisiologi kompleks dalam berbagai organ dan relasi katak dengan lingkungan luarnya, diatur dan dikoordinasi oleh sistem saraf. Sistem saraf terdiri dari sistem saraf pusat dan sistem saraf perifer. Sistem saraf pusat terdiri dari otak dan sumsum tulang belakang.
Bab III. Metode Praktikum
A. Alat dan Bahan
- Alat:
a. Statif
b. Klem
c. Papan bedah
d. Jarum preparat
e. Pipet tetes
f. Beker gelas (gelas piala) 250 ml
g. Beker gelas (gelas piala) 500 ml
h. Jarum jahit - Bahan:
a. Otot gastrocnemisus katak
b. Garam fisiologis sebagai ganti larutan ringer
c. Kapas
d. Benang
e. Baterai
f. Kabel
g. HCl
h. Paku
i. Lilin
B. Prosedur Kerja
- Cara mengisolasi otot gastrocnemius (otot betis) katak
a. Merusak saraf dengan cara dekapitasi
1. memotong kepala katak dibagian pangkal dengan pisau
2. menusuk sumsum tulang belakang sedalam-dalamnya hingga tubuh katak menjadi lemas
b. Isolasi otot gastrocnemius katak
Melakukan tahap-tahap berikut untuk mengisolasi otot.
1) memotong kulit di sekeliling pergelangan kaki
2) menarik kulit dengan pinset
3) menusuk tendo achiles dengan jarum dan benang
4) memotong otot bagian distal
5) memotong tulang tibia dan fibula
6) memotong tulang dan otot mendekati ujung paha secara melintang
7) selama otot digunakan, menetesi secara terus menerus otot dengan larutan fisiologis. - Menyiapkan otot gastrocnemius pada statif
a. memasangkan satu klem pada ujung atas statif
b. memasangkan satu klem yang lain di bawahnya, kurang lebih berjarak 15 cm
c. mengikatkan benang pada masing-masing ujung otot
d. mengikatkan benang pada satu ujung otot pada klem atas.
e. Mengikatkan ujung benang yang lain pada klem bawah, sehingga posisi otot lurus atas bawah. - Memberi rangsangan
a. Memberi rangsangan listrik
1) Menyiapkan baterai dan menghubungkan baterai dengan kutup positif dan negative baterai
2) Menempatkan penggaris disebelah otot dengan posisi lurus (atas-bawah) sesuai posisi panjang otot. Menandai daerah yang berbatasan dengan tendon atas dan daerah yang berbatasan dengan tendon bawah.
3) Menempelkan ujung positif dan negatif kabel pada otot, dengan segera daerah yang berbatasan dengan tendon atas dan daerah yang berbatasan dengan tendon bawah.
4) Mengukur panjang otot dari daerah yang berbatasan dengan tendon atas dan daerah yang berbatasan dengan tendon bawah. Menulis panjang otot pada tabel yang disediakan. Menuliskan data pada tabel pengamatan.
5) Melakukan tahap 1) – 4) dengan posisi penggaris melintang.
b. Memberi rangsangan mekanik
Melakukan langkah nomor 3.a.1) – 5) dengan langkah a dan c diganti dengan memberikan rangsangan mekanik dengan mencubit otot dengan pinset.
c. Memberi rangsangan termal
Melakukan langkah nomor 3.a.1) – 5) dengan langkah a dan c diganti dengan pemberian rangsangan termal dengan menyentuh otot menggunakan paku panas.
d. Memberi rangsangan kimia
Melakukan langkah nomor 3.a.1) – 5) dengan langkah a dan c diganti dengan memberikan rangsangan kimia dengan meneteskan larutan HCl ke otot. - Tabel Pengamatan
Tabel 3.1. Pengamatan Pengaruh Berbagai Stimulus terhadap
Panjang Otot Gastrocnemius Katak
No.
Macam Stimulus
Panjang Otot (mm)
Saat Kontraksi Otot (memendek/tetap)
Relaksasi
Kontraksi
1.
Listrik
2.
Mekanik
3.
Termal
4.
Kemik
Tabel 3. 2. Pengamatan Pengaruh Berbagai Stimulus terhadap
Panjang Otot Gastrocnemius Katak
No.
Macam Stimulus
Panjang Otot (mm)
Kondisi Otot
(memendek/tetap)
Relaksasi
Kontraksi
1.
Listrik
2.
Mekanik
3.
Termal
4.
Kemik
Bab IV. Pembahasan
A. Hasil Pengamatan
Tabel 4.1. Pengamatan Pengaruh Berbagai Stimulus terhadap Panjang Otot Gastrocnemius Katak
| No. | Macam Stimulus | Panjang Otot (cm) | Saat Kontraksi Otot (memendek/tetap) | |
| Relaksasi | Kontraksi | |||
| 1. | Listrik | 3,1 | 3,05 | Memendek |
| 2. | Mekanik | 3,1 | √ | Sulit diamati |
| 3. | Termal | 3,1 | 3,05 | Memendek |
| 4. | Kemik | 3,1 | 2,95 | Memendek |
2. Pengamatan Kondisi Otot saat Mendapatkan Rangsangan
Tabel 4.2. Pengamatan Pengaruh Berbagai Stimulus terhadap Panjang Otot Gastrocnemius Katak
| No. | Macam Stimulus | Panjang Otot (cm) | Kondisi Otot (memendek/tetap) | |
| Relaksasi | Kontraksi | |||
| 1. | Listrik | 3,1 | x | Sulit diamati |
| 2. | Mekanik | 3,1 | x | Sulit diamati |
| 3. | Termal | 3,1 | √ | Mengkerut pada bagian yang terkena panas. |
| 4. | Kemik | 3,1 | √ | Melebar |
- Pengamatan Kontraksi Otot saat Mendapatkan Rangsangan
Tabel 4.1. Pengamatan Pengaruh Berbagai Stimulus terhadap
Panjang Otot Gastrocnemius Katak
No.
Macam Stimulus
Panjang Otot (cm)
Saat Kontraksi Otot (memendek/tetap)
Relaksasi
Kontraksi
1.
Listrik
3,1
3,05
Memendek
2.
Mekanik
3,1
√
Sulit diamati
3.
Termal
3,1
3,05
Memendek
4.
Kemik
3,1
2,95
Memendek - Pengamatan Kondisi Otot saat Mendapatkan Rangsangan
Tabel 4.2. Pengamatan Pengaruh Berbagai Stimulus terhadap
Panjang Otot Gastrocnemius Katak
No.
Macam Stimulus
Panjang Otot (cm)
Kondisi Otot
(memendek/tetap)
Relaksasi
Kontraksi
1.
Listrik
3,1
x
Sulit diamati
2.
Mekanik
3,1
x
Sulit diamati
3.
Termal
3,1
√
Mengkerut pada bagian yang terkena panas.
4.
Kemik
3,1
√
Melebar
B. Analisis
Berdasarkan hasil pengamatan kontraksi otot saat mendapat rangsangan dengan stimulus yang berbeda mengalami kontraksi otot yang berbeda-beda. Panjang otot gastrocnemius pada katak saat relaksasi 3,1 cm dan saat kontaksi untuk stimulus yang berbeda mengalami perubahan panjang yang berbeda.
Panjang otot gastrocnemius pada katak saat mendapat stimulus lintrik panjang otot semakin memendek menjadi 3,05 cm, saat mendapat stimulus mekanik panjang otot sulit diamati, saat mendapat stimulus termal panjang otot semakin memendek menjadi 3,05 cm, dan saat mendapat stimulus kemik mengalami perubahan yang lebih banyak dari pada stimulus yang lain yaitu memendek menjadi 2,95 cm, stimulus kemik yang digunakan yaitu larutan HCl.
Berdasarkan hasil pengematan kondisi otot saat mendapatakan rangsangan dengan stimulus yang berbeda mengalami perubahan kondisi otot yang berbeda-beda. Panjang otot gastrocnemius pada katak saat relaksasi 3,1 cm dan saat kontaksi untuk stimulus yang berbeda mengalami perubahan panjang yang berbeda. Panjang otot gastrocnemius pada katak saat mendapat stimulus lintrik panjang otot sulit diamati, saat mendapat stimulus mekanik panjang otot sulit diamati, saat mendapat stimulus termal panjang otot semakin mengkerut pada bagian yang terkena panas tetapi tidak terukur perubahannya, dan saat mendapat stimulus kemik panjang otot semakin melebar namun tidak bisa terukur perubannya, stimulus kemik yang digunakan yaitu larutan HCl.
Gejala ini muncul karena otot dapat berkontraksi dan berelaksasi karena tersedianya energi dari sistem energi (Sarifin, 2010). Selain itu, otot rangka dapat mengadakan kotraksi dengan cepat, apabila ia mendapatkan rangsangan dari luar berupa rangsangan arus listrik, rangsangan mekanis panas, dingin dan lain-lain.(http://byulteens.blogspot.com/).
Stimulus menggunakan zat kimia mengalami respon paling kuat karena zat kimia memberika rangsangan supramaksimal yaitu rangsangan terbesar yang dapat mengaktifkan semua serat saraf untuk menimbulkan potensial aksi maksimal dan menghasilkan kontraksi supramaksimal yang artinya kontraksi otot yang paling besar atau paling tinggi nilainya. Kontraksi maksimum terjadi bila terdapat tumpang tindih maksimum antara filament aktin dan jembatan penyebrangan filament myosin.
Hal ini disebabkan karena semua saraf telah diaktifkan, sehingga tidak bisa memiliki besaran yang lebih besar lagi (Guyton: 2007). Sedangkan, stimulus menggunakan mekanik menagalami respon yang sangat lemah karena untuk membangkitkan potensial aksi yang dihantarkan sepanjang membran sel dilakukan sangat lambat. (http://byulteens.blogspot.com/). Selain itu, rangsangan yang diberikan adalah rangsangan liminal yang artinya rangsangan terkecil yang dapat menimbulkan potensial aksi (menggambarkan kontraksi otot terkecil) karena mencapai nilai ambang sehingga menyebabkan otot dapat berkontraksi secara lemah (Guyton: 2007)
Bab V. Penutup
A. Kesimpulan
Melalui pengamatan terhadapat otot gastrocnemius katak maka mahasiswa bisa mengidentifikasi kontraksi otot secara langsung, serta mahasiswa bisa mengidentifikasi pengaruh stimulasi mekanik, listrik, termal, dan kimia terhadap kontraksi otot dengan hasil kontraksi yang berbeda-beda pada stimulus yang berbeda-beda. Meskipun dalam praktikum terjadi sedikit kendala seperti otot berkontraksi sangat lemah saat diberikan rangsangan secara mekanik.
Hal ini disebabkan karena saraf perifir umumnya tidak peka terhadap rangsangan yang lemah, sehingga menyebabkan rangsangan yang diberikan harus kuat, tetapi rangsangan yang kuat juga membuat jaringan menjadi rusak. Stimulus menggunakan zat kimia mengalami respon paling kuat karena zat kimia memberika rangsangan supramaksimal.
JAWABAN PERTANYAAN
- Apa fungsi penetesan otot secara terus-menerus dengan larutan fisiologis?
- Menurut anda, apa yang akan terjadi jika yang diteteskan adalah air suling/ akuades?
- Bagaimana panjang dan tebal otot saat diberi empat macam stimulus? Jelaskan!
Jawaban - Fungsi penetesan otot secara terus menerus dengan garam fisiologis adalah untuk mempertahankan agar otot gastrocnemius katak tetap hidup. Garam fisiologis atau larutan fisiologis adalah larutan isotonis yang terbuat dari NaCl 0,9 % yang sama dengan cairan tubuh atau darah. Larutan tersebut mengandung ion yang mengandung unsur elektrolit yang dapat mempertahankan tekanan osmotik dan isotonis plasma sel. Larutan tersebut mengandung ion Na+ yang dapat mempertahankan daya hidup katak secara invitro. Hal ini berhubungan dengan proses difusi melalui membran. Konsentrasi sel dalam otot sama dengan konsentrasi pada larutan fisiologis, sehingga cairan dalam otot yang keluar dapat tergantikan dengan cairan larutan fisiologis karena yang masuk melalui membran semipermiabel tetap dan kepekatan tetap.
- Apabila otot gastrocnemius katak ditetesi menggunakan air suling maka otot tidak akan bertahan hidup atau mati. Hal ini berhubungan dengan proses osmosis pada membran. konsentrasi H₂O pada air suling lebih tinggi dari pada konsentrasi H₂O dalam sel, sehingga H₂O di luar sel masuk melalui membran semi permiabel, namun zat terlarut dalam sel tidak bisa keluar melewati membrane semi permiabel sehingga menjadikan konsentrasi sel berkurang dan membuat sel tidak mampu lagi melakukan proses metabolisme.
- Berdasarkan hasil pengamatan, tebal dan panjang otot saat diberi empat macam stimulus yang berbeda mengalami kontraksi yang berbeda. Hal ini dapat terjadi karena stimulus yang berbeda dapat menyebabkan kontaksi yang berbeda. Kontraksi otot yang sangat terlihat yaitu saat menggunakan zat kimia sebagai stimulus.
DAFTAR PUSTAKA
Faustine. 2009. Efek Neuroterapi. Fakultan Kedokteran, Unibersitas Indinesia
Keeton, T., W. 1986. Biological Investigations i The Laboratory, W.W. Norton Company, nc. New York.
Sarifin. 2010. Kontraksi Otot dan Kelelahan. Jurnal ILARA, Volume I, Nomor 2, hlm. 58 – 60. Program Studi Ilmu Keolahragaan FIK Universitas Negeri Makasar.
Ville, C. A., F. W. Warren, and R. D. Barnes. 1988. General Biology. W. B. Saunders Co., New York. http : //edy.cybermuslim.net/handbookair.pdf, diakses pada tanggal 17 Maret 2015
Wulangi, K. Penuntun Praktikum Fisiologi Hewan. Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung
http://byulteens.blogspot.com/2011/11/dasar-teori-praktikum-kontraksi-otot.html, diakses pada tanggal 17 Maret 2015.
http://yayanajuz.blogspot.com/2012/05/kontraksi-otot.html, diakses pada tanggal 17 Maret 2015.
http://uny.ac.id/bahan-ajar-materi-otot.pdf, diakses pada tanggal 26 Maret 2015
http://a-research.upi.edu/operator/upload/s_geo_0705816_chapter2x.pdf, diakses pada tanggal 26 Maret 2015
