Muscle
Content
MUSCLE
drg. ANIS A. MAKKY, MKes
Physiology - Oral Biology Dept. Dentistry Unair Surabaya, March 13, 2008
EXCITABLE CELL
1. NEURON 2. MYOCITES
Neuron
NERVOUS SYSTEM
Peripheral NS : Nn. Cranialis Nn. Spinalis
Central NS : Brain & Medulla spinalis
Autonomic NS :
Sympathetic NS
Parasympathetic NS
3
SKELETAL MUSCLE
SMOOTH MUSCLE
CARDIAC MUSCLE
SA node AV node Bundle of His
Purkinje fibers
Signal transduction
Message / stimulus / substance / Hormone / Cytokine RECEPTOR
(membrane cell / organells )
Bahan / substant : second messenger
Characteristic excitability tissue
Action Potential Stimulus
conduction
Neurolemma = membrane cell of neuron
Ions for action potential
1. Natrium channel : open n close rapidly
2. Kalium
channel : open n close slowly
Overshoot
+30 mV
repolarization
- 0 mV
depolarization Firing level
- 55 mV
- 70 mV
Action potential
ACTION POTENTIAL
1. Stimulus
2. Cannel Na+ open
3. Depolarization
: Na+ influx
4. Channel Na+ close
5. Cl- influx 6. Channel K+ open 7. Repolarization : first repolarization : K+ efflux
Voltage – gated sodium channels Na+
Closed
Na+
Opened
gate
Na+
Potensial aksi
+
+
+
+
+
-
-
-
-
amyelin axon
Action Potential
Saltatory conduction
Node of Ranvier
myelin axon
Schwann cell
neuroglia – type : oligodendrocyte
Function : - Protect for neuron
- Form myelin sheath
Local potential
0
mVolt
Potential
action
Firing level
NA
Time Summation
Types of stimulus
1. Subliminal
2. Liminal 3. Supraliminal
: local potential
: action potential : sda
4. Submaximal
5. Maximal
6. Supramaximal
Action potential
1. Follow ‘All or None’
2. Propagation
3. No summasi
Local potential
1. No ‘All or None’
2. No propagation
3. summasi
Potential action
Summation
Potential local
Action potential
Propagation
Axon
mvolt
Hipopolarisation - 55
Firing level RMP
- 70
Hiperpolarisation
Na+
Na+
Closed
Opened
Na+ gate
NEUROMUSCULAR JUNCTION
&
SKELETAL MUSCLE
Motorik nerve A
Motorik nerve A
NMJ
Muscle spindle
Miofibril
Muscle fiber
MUSCLE FIBER
Function : Contraction
Inervasi : Motorik nerve A
MUSCLE SPINDLE
Function : - Receptor reflex strech
- menghaluskan contraction
Inervasi : motor nerve A
sensory nerve IA & II
Contractile structure of skeletal muscle
Myofibril
myofilament : actin & myosin
Filament Actin
• Actin double helix • Tropomyosin double helix • Troponin : C,I,T
Filament myosin
Rangkaian / helix molecule myosin
Myosin
2 globular heads & 1 Long tail (double helix)
sarcomere
actin
Z
line
myosin
Z
line
Nebulin
actin
Titin
Proses konduksi impuls
Motorneuron Saraf Motorik A NMJ Sarcotubuler system T tubules / Triad DHP rec
impuls dimulai dari : Discharge impuls
motorneuron
Medulla spinalis
Saraf motorik somatik
A
Discharge impuls ( potensial aksi )
di
NMJ
Maka akan disebarkan kesemua arah - Sarcolemma
Impuls yang timbul di NMJ akan dirambatkan ke semua bagian Sarcolemma, selanjutnya masuk atau merambat sepanjang SARCOTUBULAR sistem dan akhirnya sampai di :
TRIAD
TRIAD
cysterna
tube
T
2 cysternae + 1 Transverse tubule ( T tubule )
DHP Rec
tube
T
merangsang
Ca++
Ca
++
Rd Rec.
Rd Rec : Ryanodine Rec.
Ca
++
SR
Cysterna
Proses Kontraksi & Relaksasi
• • • • • Calsium keluar dari cysterna Ca berikatan dgn Troponin C Actin binding site terbuka Head myosin menempel : kontraksi Calsium pump bekerja memasukkan Ca kembali ke SR • Head myosin lepas : relaksasi
Impuls sampai di
TRIAD
Ion Ca akan keluar dari cysterna
Ca akan mengikat troponin Filamen actin menjadi aktif Head myosin akan menempel pada actin Proses sliding terjadi
( kontraksi )
Summasi kontraksi
Time
Wave Summation = Summasi temporal
Multiple motor unit summation = spatial summation
RGS liminal
supraliminal
Maximal
Tetani kontraksi
Kontraksi maksimal dalam jangka waktu cukup lama, beberapa menit s/d beberapa jam. O.k. discharge impuls dari saraf pusat yang sangat tinggi sehingga melebihi frekuensi kritis.
Contoh : 1.Penderita penyakit tetanus, tetani pada otot dinding abdomen, dapat menimbulkan kematian apabila mengenai otot pernafasa. 2.Trismus : pada m. masseter, sehingga mulut tidak dapat dibuka ( abses gigi-geligi atau tonsil ) 3.Intoksikasi insektisida
Cramp = spasm skeletal muscle Kontraksi maksimal otot rangka yang tidak diikuti relaksasi O.k. kurang cepatnya penyediaan ATP, untuk proses relaksasi, sehingga troponin tetap terikat oleh Ca, akibatnya head myosin tidak dapat lepas dari binding site actin
Myasthenia gravis : Kontraksi otot rangka yang makin melemah. O.k. Kurangnya jumlah vesicles yang berisi acetylcholine ( Ach ), atau jumlah Ach yang di sintesa kurang.
Rigor mortis / Kaku mayat : Kekakuan pada otot rangka , sesudah kematian yang terjadi. Dimulai 2 jam s/d 24 jam. O.k. proses metabolisme berhenti sehingga tidak terbentuk ATP, yang berfungsi untuk memasukkan Ca++ kedalam SR, agar terjadi relaksasi.
RM mulai melemas, sesudah 24jam kematian, o.k. autolisis terhadap actin & myosin
Mekanisme transmisi impuls dari ujung saraf A ke sarcolemma ( didalam NMJ )
Impuls /potensial aksi yang sampai di ujung axon akan mengakibatkan terbukanya voltage-gated ion Ca++ channels, akibatnya ion ion Ca++ masuk kedalam sitosol axon (axoplasma)
Ion Ca tersebut akan mengaktifkan sisten enzim yang ada, selanjutnya merangsang vesicle yang berisi neurotransmitter untukmelakukan docking kemudian exocytosis, sehingga neurottransmitter keluar kedalam celah sinap.
Neurotransmitter di ujung axon tersebut adalah ACETYLCHOLINE (ACh)
Ach akan berikatan dengan receptor yang ada di sarcolemma, berakibat saluran ion Na di sarcolemma terbuka. Selanjutnya di tempat tersebut terjadi potensial aksi kemudian disebar kesemua arah
Type receptor di sarcolemma tersebut adalah : Cholinergic receptor – Nicotinic type
Receptor ini dapat dihambat oleh CURARE Tidak dapat dihambat oleh Atropin
TRIAD
Adalah ujung / akhir dari SARCOTUBULAR sistem
drg. ANIS A. MAKKY, MKes
Physiology - Oral Biology Dept. Dentistry Unair Surabaya, March 13, 2008
EXCITABLE CELL
1. NEURON 2. MYOCITES
Neuron
NERVOUS SYSTEM
Peripheral NS : Nn. Cranialis Nn. Spinalis
Central NS : Brain & Medulla spinalis
Autonomic NS :
Sympathetic NS
Parasympathetic NS
3
SKELETAL MUSCLE
SMOOTH MUSCLE
CARDIAC MUSCLE
SA node AV node Bundle of His
Purkinje fibers
Signal transduction
Message / stimulus / substance / Hormone / Cytokine RECEPTOR
(membrane cell / organells )
Bahan / substant : second messenger
Characteristic excitability tissue
Action Potential Stimulus
conduction
Neurolemma = membrane cell of neuron
Ions for action potential
1. Natrium channel : open n close rapidly
2. Kalium
channel : open n close slowly
Overshoot
+30 mV
repolarization
- 0 mV
depolarization Firing level
- 55 mV
- 70 mV
Action potential
ACTION POTENTIAL
1. Stimulus
2. Cannel Na+ open
3. Depolarization
: Na+ influx
4. Channel Na+ close
5. Cl- influx 6. Channel K+ open 7. Repolarization : first repolarization : K+ efflux
Voltage – gated sodium channels Na+
Closed
Na+
Opened
gate
Na+
Potensial aksi
+
+
+
+
+
-
-
-
-
amyelin axon
Action Potential
Saltatory conduction
Node of Ranvier
myelin axon
Schwann cell
neuroglia – type : oligodendrocyte
Function : - Protect for neuron
- Form myelin sheath
Local potential
0
mVolt
Potential
action
Firing level
NA
Time Summation
Types of stimulus
1. Subliminal
2. Liminal 3. Supraliminal
: local potential
: action potential : sda
4. Submaximal
5. Maximal
6. Supramaximal
Action potential
1. Follow ‘All or None’
2. Propagation
3. No summasi
Local potential
1. No ‘All or None’
2. No propagation
3. summasi
Potential action
Summation
Potential local
Action potential
Propagation
Axon
mvolt
Hipopolarisation - 55
Firing level RMP
- 70
Hiperpolarisation
Na+
Na+
Closed
Opened
Na+ gate
NEUROMUSCULAR JUNCTION
&
SKELETAL MUSCLE
Motorik nerve A
Motorik nerve A
NMJ
Muscle spindle
Miofibril
Muscle fiber
MUSCLE FIBER
Function : Contraction
Inervasi : Motorik nerve A
MUSCLE SPINDLE
Function : - Receptor reflex strech
- menghaluskan contraction
Inervasi : motor nerve A
sensory nerve IA & II
Contractile structure of skeletal muscle
Myofibril
myofilament : actin & myosin
Filament Actin
• Actin double helix • Tropomyosin double helix • Troponin : C,I,T
Filament myosin
Rangkaian / helix molecule myosin
Myosin
2 globular heads & 1 Long tail (double helix)
sarcomere
actin
Z
line
myosin
Z
line
Nebulin
actin
Titin
Proses konduksi impuls
Motorneuron Saraf Motorik A NMJ Sarcotubuler system T tubules / Triad DHP rec
impuls dimulai dari : Discharge impuls
motorneuron
Medulla spinalis
Saraf motorik somatik
A
Discharge impuls ( potensial aksi )
di
NMJ
Maka akan disebarkan kesemua arah - Sarcolemma
Impuls yang timbul di NMJ akan dirambatkan ke semua bagian Sarcolemma, selanjutnya masuk atau merambat sepanjang SARCOTUBULAR sistem dan akhirnya sampai di :
TRIAD
TRIAD
cysterna
tube
T
2 cysternae + 1 Transverse tubule ( T tubule )
DHP Rec
tube
T
merangsang
Ca++
Ca
++
Rd Rec.
Rd Rec : Ryanodine Rec.
Ca
++
SR
Cysterna
Proses Kontraksi & Relaksasi
• • • • • Calsium keluar dari cysterna Ca berikatan dgn Troponin C Actin binding site terbuka Head myosin menempel : kontraksi Calsium pump bekerja memasukkan Ca kembali ke SR • Head myosin lepas : relaksasi
Impuls sampai di
TRIAD
Ion Ca akan keluar dari cysterna
Ca akan mengikat troponin Filamen actin menjadi aktif Head myosin akan menempel pada actin Proses sliding terjadi
( kontraksi )
Summasi kontraksi
Time
Wave Summation = Summasi temporal
Multiple motor unit summation = spatial summation
RGS liminal
supraliminal
Maximal
Tetani kontraksi
Kontraksi maksimal dalam jangka waktu cukup lama, beberapa menit s/d beberapa jam. O.k. discharge impuls dari saraf pusat yang sangat tinggi sehingga melebihi frekuensi kritis.
Contoh : 1.Penderita penyakit tetanus, tetani pada otot dinding abdomen, dapat menimbulkan kematian apabila mengenai otot pernafasa. 2.Trismus : pada m. masseter, sehingga mulut tidak dapat dibuka ( abses gigi-geligi atau tonsil ) 3.Intoksikasi insektisida
Cramp = spasm skeletal muscle Kontraksi maksimal otot rangka yang tidak diikuti relaksasi O.k. kurang cepatnya penyediaan ATP, untuk proses relaksasi, sehingga troponin tetap terikat oleh Ca, akibatnya head myosin tidak dapat lepas dari binding site actin
Myasthenia gravis : Kontraksi otot rangka yang makin melemah. O.k. Kurangnya jumlah vesicles yang berisi acetylcholine ( Ach ), atau jumlah Ach yang di sintesa kurang.
Rigor mortis / Kaku mayat : Kekakuan pada otot rangka , sesudah kematian yang terjadi. Dimulai 2 jam s/d 24 jam. O.k. proses metabolisme berhenti sehingga tidak terbentuk ATP, yang berfungsi untuk memasukkan Ca++ kedalam SR, agar terjadi relaksasi.
RM mulai melemas, sesudah 24jam kematian, o.k. autolisis terhadap actin & myosin
Mekanisme transmisi impuls dari ujung saraf A ke sarcolemma ( didalam NMJ )
Impuls /potensial aksi yang sampai di ujung axon akan mengakibatkan terbukanya voltage-gated ion Ca++ channels, akibatnya ion ion Ca++ masuk kedalam sitosol axon (axoplasma)
Ion Ca tersebut akan mengaktifkan sisten enzim yang ada, selanjutnya merangsang vesicle yang berisi neurotransmitter untukmelakukan docking kemudian exocytosis, sehingga neurottransmitter keluar kedalam celah sinap.
Neurotransmitter di ujung axon tersebut adalah ACETYLCHOLINE (ACh)
Ach akan berikatan dengan receptor yang ada di sarcolemma, berakibat saluran ion Na di sarcolemma terbuka. Selanjutnya di tempat tersebut terjadi potensial aksi kemudian disebar kesemua arah
Type receptor di sarcolemma tersebut adalah : Cholinergic receptor – Nicotinic type
Receptor ini dapat dihambat oleh CURARE Tidak dapat dihambat oleh Atropin
TRIAD
Adalah ujung / akhir dari SARCOTUBULAR sistem
