Biomedik_Sistem Rangka dan Otot

SISTEM RANGKA

Pengertian
Sistem rangka adalah suatu sistem organ yang memberikan dukungan fisik dan memberi bentuk pada makhluk hidup. Sistem rangka umumnya dibagi menjadi tiga tipe:
1. Eksternal,
2. Internal, dan
3. Basis cairan (rangka hidrostatik),meskipun sistem rangka hidrostatik dapat pula dikelompokkan secara terpisah dari dua jenis lainnya karena tidak adanya struktur penunjang.
Rangka manusia dibentuk dari tulang tunggal atau gabungan (seperti tengkorak) yang ditunjang oleh struktur lain seperti ligamen, tendon,otot, dan organ lainnya. Otot mempunyai kemampuan untuk berkerut (kontraksi) sehingga dpt menggerakkan tulang. Rata-rata manusia dewasa memiliki 206 tulang, walaupun jumlah ini dapat bervariasi antara individu.

FUNGSI RANGKA
Beberapa fungsi rangka antara lain:
memberi bentuk tubuh
pelindung bagian-bagian tubuh yang lunak( otak,sumsum tulang belakang, jantung dan paru – paru)
menegakkan tubuh
tempat pembentukkan sel-sel darah
melekatnya otot
membentuk persendian yang berfungsi untuk gerakan
bekerja sebagai pengungkit
Tempat tersimpannya kalsium

MACAM – MACAM BENTUK TULANG
Berdasarkan bentuknya dibedakan menjadi 3, yaitu:
a. Tulang pipa: tulang lengan, paha, tungkai & ruas-ruas tulang jari.
b. Tulang pipih: tulang rusuk, dada, belikat, panggul, & dahi.
c. Tulang pendek: tulang pergelangan tangan, pergelangan kaki, telapak tangan, telapak kaki, dan ruas-ruas tulang belakang.



MACAM –MACAM TULANG BERDASARKAN PENYUSUNNYA
a. Tulang rawan: terdiri atas sel-sel tulang rawan/kondrosit & matriks tulang, bingkas & lentur, sedikit zat kapur.
b. Tulang sejati: terdiri atas sel-sel tulang keras (osteosit) & matriks tulang yg tersusun kolagen& zat kapur sehingga bersifat keras.

HUBUNGAN ANTAR TULANG (ARTIKULASI)
a. Diarthrosis, jika memungkinkan terjadinya gerakan leluasa (sendi: peluru, engsel, pelana, putar)
b. Amfiarthrosis, jika gerakan yg terjadi sangat terbatas
c. Sinarthrosis, jika antara 2 tulang yg dihubungkan tidak ada gerak.
Dibedakan atas: Sinkondrosis & Sinfibrosis.

BAGIAN- BAGIAN SISTEM RANGKA
Dua bagian sistem rangka adalah:
1. Rangka aksial /sumbu tubuh terdiri dari tulang-tulang yang membentuk sumbu tubuh, diantaranya adalah terdiri dari :
 Tulang tengkorak
Tulang tengkorak berfungsi melindungi otak, organ pendengaran dan organ penglihatan. Hubungan antar tulang yang terdapat pada tempurung kepala termasuk jenis suture, yaitu tidak ada gerak.
Bagian-bagian tengkorak ialah:
1. Kranium, berfungsi untuk melindungi otak.Mempunyai 8 keping tulang yang berdiri sendiri dan disambungkan melalui ligamentum (sendi tak bergerak).
2. Orbit, berfungsi untuk melindungi kedua bola mata.
3. Tulang hidung, berfungsi untuk menyokong jaringan hidung yang lembut.
4. Lubang telinga ,berfungsi untuk melindungi bagian dalam telinga.
5. Rahang atas (atau maksila), berfungsi menyokong barisan gigi atas.
6. Rahang bawah (atau mandibula),berfungsi menyokong barisan gigi bawah.Merupakan rahang yang dapat bergerak, yaitu untuk menguyah makanan dan sebagainya.
7. Foramen magnum, berfungsi untuk menyambung tengkorak dengan tulang belakang.
 Tulang belakang(vertebrae)
Tulang belakang atau yang disebut dengan vertebrae (baca: vertebre) berfungsi menyangga berat tubuh. Tulang belakang memungkinkan manusia melakukan berbagai macam posisi dan gerakan, misalnya berdiri, duduk atau berlari.
Tulang belakang terdiri dari beberapa bagian,yaitu :
1. Tulang Leher( Serviks),
2. Tulang punggung (Thorax),
3. Tulang pinggang (Lumbar),
4. Tulang selangkang (Sacrum), dan
5. Tulang ekor (Koksigea).
 Tulang dada (sternum)
Tulang dada (sternum) membentuk perisai pelindung bagi organ-organ penting yang terdapat di dada, yaitu paru-paru dan jantung.
 Tulang rusuk(costa)
Tulang rusuk (costa) membentuk perisai pelindung bagi organ-organ penting yang terdapat di dada, yaitu paru-paru dan jantung. Tulang rusuk (costa) juga berhubungan dengan tulang belakang (vertebrae).

2. Rangka penyokong / apendikular, merupakan rangka yang menyusun alat gerak. Rangka apendikuler terdiri :
 Tulang anggota gerak atas, terdiri atas:
1). Tulang selangka (Klavikula)
Tulang selangka (Klavikula) merupakan tulang leher membentuk bagian depan bahu.
2). Tulang belikat (Skapula)
Tulang belikat (skapula) terdapat di atas sendi bahu dan merupakan bagian pembentuk bahu.
3) Tulang pangkal lengan (Humerus), hasta (Ulna), Pengumpil (Radius)
Tulang pangkal lengan (Humerus) bersama dengan tulang pengumpil (Radius) dan tulang hasta (Ulna) menyusun lengan atas dan lengan bawah.
4)Tulang Tangan
Tulang tangan tersusun atas tulang-tulang pergelangan tangan, telapak tangan dan jari-jari. Jari tangan terdiri dari tiga ruas kecuali ibu jari yang hanya mempunyai dua ruas.



 Tulang anggota gerak bawah, terdiri atas :
1. Tulang panggul (Koksa)
Setiap makhluk vertebrata memiliki jumlah tulang panggul (Koksa) sebanyak dua bagian.1 bagian terdapat pada bagian kiri dan 1 bagiannya lagi pada bagian kanan. Tulang panggul membentuk tulang gelang panggul yang berfungsi untuk menahan berat tubuh. Sewaktu lahir setiap tulang panggul (Koksa) sebetulnya terdiri dari 3 tulang yaitu ileum, ischium, dan pubis. Namun, setelah dewasa ketiga tulang ini bersatu menjadi tulang panggul (koksa).
2. Tulang tempurung lutut
3. Tulang betis
4. Tulang kering
5. Tulang kaki : Tulang pergelangan kaki, tulang telapak kaki,tulang jari – jari kaki.

SUSUNAN RANGKA MANUSIA
Susunan tulang rangka manusia dapat
di golongkan menjadi 3 bagian yaitu:
I. Tengkorak
a. Bagian kepala
 1 tulang dahi
 2 tulang ubun-ubun
 1 tulang kepala belakang
 2 tulang baji
 2 tulang pelipis
b. Bagian muka
 2 tulang rahang atas
 2 tulang rahang bawah
 2 tulang pipi
 2 tulang langit-langit
 2 tulang.hidung
 2 tulang air mata
 1 tulang lidah

II. Badan
a. Ruas tulang belakang
 7 ruas tulang leher
 12 ruas tulang punggung
 5 ruas tulang pinggang
 5 ruas tulang kelangkang
 4 ruas tulang ekor

b. Tulang dada

c. Tulang rusuk
 7 pasang tulang rusuk sejati
 3 pasang tulang rusuk palsu
 2 pasang tulang rusuk

d. Tulang gelang bahu
 2 tulang belikat
 2 tulang selangka

e. Tulang panggul
 2 tulang usus
 2 tulang duduk
 2 tulang kemaluan

III. Tulang anggota gerak
a. Tulang lengan
 2 tulang lengan atas
 2 tulang hasta
 2 tulang pengumpil
 2 x 8 tulang pergelangan tangan
 2 x 5 tulang telapak tangan
 2 x 14 ruas tulang jari tangan (tiap 3 ruas kecuali ibu jari)


b. Tulang tungkai
 2 tulang paha
 2 tulang tempurung lutut
 2 tulang kering
 2 tulang betis
 2 x 7 tulang pergelangan kaki
 2 x 5 tulang telapak kaki
 2 x 14 ruas tulang jari kaki (tiap jari 3 ruas kecuali ibu jari 2 ruas)


OTOT
Pengertian
Otot merupakan alat gerak aktif. Pada umumnya hewan mempunyai kemampuan untuk bergerak. Gerakan tersebut disebabkan karena kerja sama antara otot dan tulang. Tulang tidak dapat berfungsi sebagai alat gerak jika tidak digerakan oleh otot. Otot mampu menggerakan tulang karena mempunyai kemampuan berkontraksi. Kerangka manusia merupakan kerangka dalam, yang tersusun dari tulang keras (osteon) dan tulang rawan (kartilago).

Sistem Otot
Jenis-jenis Otot :
 Otot Polos, otot polos mempunyai serabut-serabut (fibril) yang homogen sehingga bila diamati tampak polos atau tidak bergaris-garis. Otot polos berkontraksi secara refleks dan di bawah pengaruh saraf otonom. Bila otot polos dirangsang, reaksinya lambat. Otot polos terdapat pada saluranpencernaan, dinding pembuluh darah, saluran pernafasan.
 Otot Lurik/otot rangka, memiliki kontraksi yang berlangsung cepat bila menerima rangsangan, berkontraksi sesuai dengan kehendak dan di bawah pengaruh saraf sadar. Fungsi otot lurik untuk menggerakkan tulang dan melindungi kerangka dari benturan keras.

 Otot Jantung (miokardium), jaringan otot ini hanya terdapat pada lapisan tengah dinding jantung. Strukturnya menyerupai otot lurik,meskipun begitu kontraksi otot jantung secara refleks serta reaksi terhadap rangsang lambat. Fungsi otot jantung adalah untuk memompa darah ke luar jantung.

 Otot rangka adalah masa otot yang bertaut pada tulang yang berperan dalam menggerakkan tulang-tulang tubuh. Otot rangka dapat kita kaji lebih dalam misalnya dengan mempelajari otot gastroknemus pada katak. Otot gastroknemus katak banyak digunakan dalam percobaan fisiologi hewan. Otot ini lebar dan terletak di atas fibiofibula, serta disisipi oleh tendon tumit yang tampak jelas (tendon Achillus) pada permukaan kaki.

Cara Kerja Otot
Dengan adanya protein khusus aktin dan miosin, otot bekerja dengan memendek (berkontraksi) dan mengendur (relaksasi)
Cara kerja otot dapat dibedakan :
 Secara antagonis atau berlawanan; yaitu cara kerja dari dua otot yang satu berkontraksi dan yang lain relaksasi. Contoh: Otot trisep dan bisep pada lengan atas.
 Secara sinergis atau bersamaan; yaitu cara kerja dari dua otot atau lebih yang sama berkontraksi dan sama-sama berelaksasi. Contoh : otot-otot pronator yang terletak pada lengan bawah, otot-otot dada, - otot-otot perut
Kekuatan otot
Peningkatan kekuatan otot awalnya disebabkan oleh perbaikan kontrol sistem saraf motorik seperti penyelarasan rekrutmen motor unit, penurunan penghambatan autogen Golgi tendon organ, koaktivasi otot agonis dan antagonis serta frekuensi impuls motorik yang menuju motor unit. Perubahan struktur dapat terjadi sebagai akibat latihan kekuatan, baik di neuromuscular junction maupun di serat otot. Pembesaran otot, atau disebut juga hipertrofi otot dapat terjadi sebagai akibat dari latihan kekuatan otot.
Pada otot yang hipertrofi terjadi peningkatan jumlah miofibril, filamen aktin dan miosin, sarkoplasma, serta jaringan penunjang lainnya. Peningkatan pembentukan protein yang dipengaruhi oleh testosteron diduga sebagai faktor yang mempengaruhi perubahan ini .
Akibat latihan daya tahan, otot juga akan mengalami sedikit hipertrofi namun adaptasi terbesar terjadi pada proses biokimiawi di dalam otot. Mitokondria otot meningkat jumlahnya, disertai peningkatan jumlah dan aktivitas enzim oksidatif yang ditunjang oleh perubahan struktur lain yang menunjang peningkatan kerja otot seperti peningkatan mikrosirkulasi otot.
Penelitian selanjutnya memperlihatkan bahwa otot yang terlatih daya tahannya (endurance-trained) dapat lebih efektif menggunakan trigliserida, glukosa dan asam lemak bebas sebagai sumber energy sedemikian rupa sehingga sumber energi utama otot tersebut pada waktu latihan atau aktivitas berubah dari karbohidrat menjadi lemak.
Mekanisme Kerja OTOT
Mekanisme kerja otot pada dasarnya melibatkan suatu perubahan dalam keadaan yang relatif dari filamen-filamen aktin dan myosin. Selama kontraksi otot, filamen-filamen tipis aktin terikat pada dua garis yang bergerak ke Pita A, meskipun filamen tersebut tidak bertambah banyak.Namun, gerakan pergeseran itu mengakibatkan perubahan dalam penampilan sarkomer, yaitu penghapusan sebagian atau seluruhnya garis H. selain itu filamen myosin letaknya menjadi sangat dekat dengan garis-garis Z dan pita-pita A serta lebar sarkomer menjadi berkurang sehingga kontraksi terjadi. Kontraksi berlangsung pada interaksi antara aktin miosin untuk membentuk komplek aktin-miosin.

Kontraksi otot dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain :
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 miofibril.
2. Summasi, berbeda dengan treppe, pada summasi tiap otot berkontraksi dengan kekuatan berbeda yang merupakan hasil penjumlahan kontraksi dua jalan (summasi unit motor berganda dan summasi bergelombang).
3. Fatique adalah menurunnya kapasitas bekerja karena pekerjaan itu sendiri.
4. Tetani adalah peningkatan frekuensi stimulasi dengan cepat sehingga tidak ada peningkatan tegangan kontraksi.
5. Rigor terjadi bila sebagian terbesar ATP dalam otot telah dihabiskan, sehingga kalsium tidak lagi dapat dikembalikan ke RS melalui mekanisme pemompaan.