Mekanisme Kontraksi Otot - Dari Eksitasi sampai Kontraksi
Summary
TLDRThe video script discusses the comprehensive process of muscle contraction, starting from the neuromuscular junction to the release of acetylcholine, leading to the depolarization of muscle fibers. It explains how the action potential spreads across the muscle cell membrane, triggering the release of calcium ions from the sarcoplasmic reticulum, which then bind to troponin, causing the myosin filaments to slide over actin and create contraction. The script also covers the relaxation phase, where acetylcholinesterase breaks down acetylcholine, and calcium ions are pumped back into the sarcoplasmic reticulum, allowing the muscle to return to its resting state.
Takeaways
- 💡 The initiation of muscle contraction begins at the neuromuscular junction, where the neuron meets the muscle cell.
- ⚡ Action potential in the neuron leads to the opening of calcium channels at the axon terminal.
- 🧠 Calcium influx triggers the release of neurotransmitters, specifically acetylcholine, into the synaptic cleft.
- 🔑 Acetylcholine binds to receptors on the muscle cell, opening sodium and potassium channels and allowing ion movement.
- 🔋 Sodium enters the muscle cell, causing depolarization and initiating an action potential in the muscle cell.
- 🌊 This action potential spreads across the sarcolemma and down into T-tubules, triggering further changes.
- ⚙️ The action potential activates receptors in the T-tubules, which then signal the sarcoplasmic reticulum to release calcium.
- 🎯 Released calcium binds to troponin on thin filaments, shifting tropomyosin and exposing active sites on actin.
- 🔗 Myosin binds to actin, performing a power stroke fueled by ATP, which pulls the thin filaments toward the center of the sarcomere.
- ⏳ Muscle relaxation occurs when acetylcholinesterase breaks down acetylcholine, and calcium is pumped back into the sarcoplasmic reticulum, ending the contraction cycle.
Q & A
What is the role of the neuromuscular junction in muscle contraction?
-The neuromuscular junction is the site where the neuron and muscle cell interact. It is responsible for transmitting the signal from the neuron to the muscle, initiating the process of muscle contraction.
How does an action potential in the neuron lead to muscle contraction?
-An action potential in the neuron causes calcium channels in the neuron to open, allowing calcium ions to enter. This triggers the release of neurotransmitters (acetylcholine) through exocytosis, which binds to receptors on the muscle cell membrane, initiating muscle contraction.
What is the significance of acetylcholine in muscle contraction?
-Acetylcholine binds to receptors on the muscle cell membrane, causing ion channels to open and allow sodium to enter the muscle cell. This influx of sodium depolarizes the muscle membrane, triggering an action potential that leads to muscle contraction.
What happens during depolarization of the muscle cell?
-During depolarization, sodium ions enter the muscle cell, making the inside of the cell more positive. This change in electrical charge is called depolarization and is necessary for triggering muscle contraction.
How does calcium affect the proteins involved in muscle contraction?
-Calcium released from the sarcoplasmic reticulum binds to troponin on the thin filaments of the muscle. This causes a shift in the position of tropomyosin, exposing the active sites on actin, allowing myosin heads to bind and initiate muscle contraction.
What is the role of the sarcoplasmic reticulum in muscle contraction?
-The sarcoplasmic reticulum stores calcium ions and releases them into the cytosol in response to an action potential. This calcium release is crucial for initiating the interaction between actin and myosin, leading to muscle contraction.
What is a 'power stroke' in muscle contraction?
-A power stroke is the action of the myosin head pulling the actin filament toward the center of the sarcomere. This process shortens the muscle fiber and generates force, and it is powered by the hydrolysis of ATP.
How does the muscle relax after contraction?
-After contraction, acetylcholine is broken down by the enzyme acetylcholinesterase. Calcium is pumped back into the sarcoplasmic reticulum, allowing troponin and tropomyosin to block the active sites on actin, leading to muscle relaxation.
What is the latent period in muscle contraction?
-The latent period is the time between the initiation of an action potential in the muscle and the beginning of muscle contraction. During this time, the biochemical processes that lead to contraction, such as calcium release, are taking place.
Why is ATP important in both muscle contraction and relaxation?
-ATP is essential for powering the myosin head during the power stroke in contraction and for the active transport of calcium back into the sarcoplasmic reticulum during muscle relaxation.
Outlines
🧠 Muscle Contraction Process Initiation
The contraction of muscles starts at the neuromuscular junction, where the neuron and muscle cell meet. This connection is critical in triggering muscle contraction through a series of electrical signals. The process begins when an action potential (a sudden shift in electrical charge) reaches the neuron, opening calcium channels. The influx of calcium causes the release of neurotransmitters, specifically acetylcholine, into the synapse. Acetylcholine binds to receptors on the muscle cell membrane, triggering ion exchange and leading to depolarization. As sodium enters the cell, the inside becomes more positively charged, leading to an action potential that spreads across the muscle cell, signaling the start of muscle contraction.
⚡ Propagation of Action Potential in Muscle Cells
Once the action potential is initiated in the neuromuscular junction, it spreads across the muscle cell membrane (sarcolemma), causing further sodium ions to enter the cell. This triggers a cascade of positive charge throughout the muscle, allowing the action potential to propagate. Following this excitation phase, the enzyme acetylcholinesterase breaks down acetylcholine, preventing continuous stimulation. This process happens rapidly, in just milliseconds, and prepares the muscle for the next phase of contraction by transmitting the action potential deep into the muscle cells through structures called T-tubules.
💪 Muscle Contraction at the Molecular Level
The action potential travels into the T-tubules, where it activates receptors and releases calcium ions from the sarcoplasmic reticulum. These calcium ions bind to troponin on the thin filaments (actin), causing a shift in the tropomyosin structure and exposing active sites on actin. Myosin heads (thick filaments) then bind to these exposed sites, leading to a strong cross-bridge formation. Powered by ATP, the myosin heads pull the actin filaments toward the center, shortening the muscle fiber. This repetitive process of myosin binding, pulling, and releasing continues as long as calcium remains in the muscle cytosol, causing the muscle to contract further.
Mindmap
Keywords
💡Neuromuscular Junction
💡Action Potential
💡Calcium Channels
💡Acetylcholine
💡Depolarization
💡Sarcoplasmic Reticulum
💡Troponin
💡Myosin
💡ATP (Adenosine Triphosphate)
💡Acetylcholinesterase
Highlights
The contraction of muscles begins at the neuromuscular junction, where the neuron meets the muscle cell.
An action potential travels down the neuron, causing calcium channels in the axon terminal to open.
Calcium enters the neuron, leading to the release of neurotransmitter acetylcholine into the synapse through exocytosis.
Acetylcholine binds to receptors on the muscle cell membrane, allowing sodium ions to enter the muscle and potassium ions to exit.
The entry of sodium into the muscle cell leads to depolarization, which triggers an action potential across the muscle cell membrane.
The action potential spreads across the sarcolemma (muscle membrane) and into the T-tubules, allowing the electrical signal to reach deep into the muscle.
Calcium is released from the sarcoplasmic reticulum, a key storage site within the muscle, into the cytosol.
Calcium binds to the protein troponin on the thin filament, causing a shift in tropomyosin and exposing the active sites on actin.
Myosin heads attach to the exposed actin sites, initiating the power stroke, which shortens the muscle fiber.
The power stroke is fueled by ATP, which is hydrolyzed to ADP and inorganic phosphate, providing the necessary energy.
If calcium is still present, the cycle of myosin-actin interaction repeats, leading to continued contraction.
When no more action potential occurs, acetylcholinesterase breaks down acetylcholine, ending the signal transmission.
Calcium is pumped back into the sarcoplasmic reticulum, which requires ATP, and the muscle relaxes.
The period between the action potential and muscle contraction is called the latent period.
Muscle contraction is a rapid process that takes place in milliseconds, while the relaxation phase lasts longer.
Transcripts
hai teman-teman
[Musik]
Hai
mobil setelah sebelumnya kita membahas
tentang dasar memukul berkontraksi otot
sekarang kita membahas kontraksi otot
secara menyeluruh dari mulai terjadinya
eksitasi sampai terjadinya kontraksi
otot nah awal mula terjadinya kontraksi
otot itu bermula pada daerah sini nih
yaitu persimpangan antara sel otot dan
juga sel neuron nah persimpangan antara
sel otot dengan sel neuron itu disebut
sebagai new muscular Junction atau tahu
neuromuscular ya Nah sekarang kita
berfokus ini nih pada daerah sini
bagaimana bisa terjadi adanya lompatan
untuk dari sel neuron juga saat out nah
kalau kita terbesar pada bagian neuron
multipolar Junction itu gambarnya
seperti ini jadi ketika akan terjadi
kontraksi otot ketika otak kita itu
menyuruh otot untuk berkontraksi itu
pada daerah neuron tersebut itu terdapat
namanya potensial aksi eh yang Bagaimana
terbentuknya potensial aksi ini
dipelajari di
mengurung kalau di sini kita cukup tau
aja bahwa potensial aksi Ini adanya
adanya perubahan ekstrim dari potensial
membran sel neuron fb-nya yang tadinya
itu di dalam bermuatan negatif sekarang
jauh lebih positif nah adanya potensial
aksi pada ujung akson itu akan membuat
kanal kanal kalsium pada ujung akson ini
terbuka
pintu-pintu listrik artinya kalau ada
listrik ya akan terbuka Nah dengan
ketika kanal kalsium mirip buka kaus ibu
itu akan masuk menuruni gradien
konsentrasinya dengan kalsium itu kan
keadaannya lebih banyak pada Excel nah
ketika karena ini terbuka dia akan masuk
memasukinya kalsium ini itu akan membuat
kantong-kantong neuro transmitter itu
menjadi pecah sehingga ujung akson ini
akan mengeluarkan menurut Translate ya
atau prosesnya namanya eksositosis neuro
transmitter ya keluarkan itu berupa
asetilkolin Jadi sebelumnya asetilkolin
ini itu sudah terbentuk di
kantong-kantong ujung akson sini nah
ketiga kalsium masuki akan pecah
sehingga asetilkolin ini dia akan keluar
menuju ke sinopsis ini nah asetilkolin
ini nantinya apa ini jadi nantinya
asetilkolin ini setelah melepaskannya
akan menempel pada karena udah sektor
pintu asetilkolin Nah maksudnya apa nih
karena reseptor berpintu asetilkolin
maksudnya karena reseptor ini itu agar
bisa terbuka dia butuh asetilkolin dan
Noah jadi asetilkolin ini itu nantinya
akan menempel pada tempat reseptor ini
pada bagian tepinya tidak nih Tekan nah
ketika asetilkolin ini menempel pada
kalau reseptor berbeda asetilkolin
karena reseptor ini dia akan terbuka nih
ya Yang sebelumnya itu tertutup karena
enggak ada asetilkolin yang akan terbuka
karena meninggalnya asetilkolin Nah
terbukanya karena lebih pintu
asetilkolin ini Oh
ya mengingat Kamal berpintu reseptor
asal Jerman ini merupakan Karena untuk
lalu-lintas caption nonspesifik maka
ketika kenal ini terbuka baik kalium
maupun natrium di akan bermigrasi nih
Nah tanya konsentrasi natrium itu lebih
banyak pada ekstrasel dia akan masuk
dari ekstrasel menuju ke intrasel otot
ya ini ini sel otot ya kemudian karena
kalium itu kadarnya lebih tinggi pada
intrasel dia akan keluar menuju
ekstrasel Ya nah tapi karena perbedaan
gradien konsentrasi natrium diluar sel
dengan di-install itu lebih tinggi
daripada kalium akan lebih banyak
natrium yang masuk daripada kalium yang
keluar kalau boleh dibayangin misalnya
disini itu terdapat seribu natrium
disini cuma terdapat 10 natrium
sedangkan disini terdapat 500 kalium
disini terdapat cuman lima kalium Nah
otomatis lebih jurus Naruto di antara
perpindahan kawin sama Tinambung lebih
terus natrium logam karena dia perbedaan
konsentrasinya itu sangat lebih mencolok
daripada yang kalium tuh nah akhirnya
karena lebih banyak natrium yang masuk
ke sel otot maka bagian sel otot itu
menjadi lebih positif Ketika suatu sel
itu menjadi lebih positif disebut
mengalami yang namanya
depolarisasi nah ketika depolarisasi
tersebut itu melampaui ambang batas yang
akan diubah menjadi potensial aksi ya
Nah potensial aksi ini dia akan menyebar
ke seluruh permukaan sel otot karena
satu sel otot itu kan cuma Anda satu Nur
muscular Johnson nah bagian permukaan
otot lainnya gimana nah bagian permukaan
laut lainnya juga akan terjadi potensial
aksi Gimana caranya karena akan terjadi
penyebaran ya hipotensi lagi ini dia
akan menyebar
menyimpannya potensial aksi ini akan
membuka akan membuka kanal gedung di
seluruh permukaan sel itu terbuka hingga
natrium gitu bisa masuk
kemudian akan menambah uang positif yang
masuk sehingga muatan positif di dalam
sel itu akan bertambah juga kemudian
disini terjadi potensial aksi Kemudian
menyebar lagi si potensial aksi menyebar
lagi potensial aksi hidup terus nah
kemudian setelah eksitasi itu selesai
kita itu pengen relaksasi ya akan ada
suatu enzim yang namanya asetil
cholinesterase ini yang warna biru di
ada di bawah nah enzim
asetilkolinesterase ini dia berfungsi
untuk menghancurkan asetilkolin yang
supaya kita bisa beradaptasi nih Nah
keseluruhan proses ini itu terjadi
sangat cepat nih cuma beberapa milidetik
aja Nah setelah kita memahami proses
yang terjadi pada neuron scholar
Junction lagi kita lanjut lagi nih tadi
kan terjadi potensial akibatnya seluruh
permukaan sel otot nah potensial aksi
ini dia akan menyebar di cuma belum
membran plasma sel otot nih atau disebut
sarkolema ia membernya menyebarnya
potensial aksi pada sarkolema
hal itu juga akan merambat ke Hai buste
youtubemulti merupakan sumur atau tipe
pipa yang masuk dari membran plasma tadi
ya Nah sehingga potensial aksi itu juga
merambat masuk menuju ke tubuh triknya
seperti yang sudah dipelajari di video
sebelumnya tentang dasar molekular
kontraksi otot ketika tubuh Stein itu
mengalami potensial aksi atau dalam
artian terdapat listrik pada tubuh stay
dia akan dideteksi oleh Nusa tol
dihidropiridine pada tubuh States
sendiri nah ketika reseptor tersebut itu
telah mendeteksi ini akan
menyampaikannya ke protein kaki yang ada
di retikulum sarkoplasma nah ketika
sudah disampaikan bahwa ada potensial
aksi
hai aduh Static umum sarkoplasma ini dia
akan mengeluarkan ion-ion kalsium ia
melalui karena lepaskan sini nah
dikeluarkannya ion kalsium jadi
retikulum sarkoplasma itu akan membuat
perubahan pada protein kontraktil otot
yaitu terutama pada filamen tipis nah
Apa efek dilepaskannya kamsin ke sitosol
dari retikulum sarkoplasma Teddy efeknya
ramsing ini dia akan menempel pada
filamen tipis yaitu tepatnya pada
molekul Pro premium ya Nah melekatnya
kalsium pada molekul troponin I akan
membuat perubahan susunan pada filamen
tipis Yaitu molekul troponin dan juga
tropomiosin itu akan bergeser nih
yang tadinya molekul troponin dan
tropomiosin ini menutupi Sisi aktif Dari
aktin ya ketika kalsium sudah berikatan
ia akan membuka
Hai guys dangdut bereaksi ini Iya karena
cuci aktif Dari akting ini terbuka
jembatan silang pada mesin itu akan
langsung nyamber nih cetir perhatikan
disini miosin itu akan langsung
berikatan dengan Sisi aktif pada aktin
nah ketika sudah terjadi ikatan antara
akting dengan mesin akan terjadinya
namanya kayuhan kuat kayuhan kuat ini
ditenagai oleh ATP yang sebelumnya sudah
dimetabolisme terlebih dahulu bahkan
sebelum kontraksi otot ya metabolisme
Atep sebelum kontraksi otot yang akan
diubah menjadi ADP dan fosfat inorganic
ya Nah setelah terjadi kayuhan kuat
filamen tipis itu akan bergerak menuju
ke bagian medial dari musim nah Kang Ade
itu menggerakkan filamen tipis menuju
kekejian Tengah diri dan miosin Ya baik
dari sisi sebelah sini 07 11 ini
di sebelah sini akan ditarik menuju ke
medial sana sehingga serat otot itu akan
menjadi lebih pendek ya makanya ketika
kita kontraksi otot kita menjadi lebih
pendek Nah setelah terjadi kayuhan kuat
ia akan balik lagi nih kalau Setelah dia
balik lagi itu masih terdapat kalsium
jadi akan mengulanginya lagi pada bagian
aktin disampingnya ya Misalnya ini aktif
yang tadi dikayuh disini nah sekarang
sampingnya di sini ya entar disini
disini urut gitu Jadi nanti semakin ke
medial dia akan berulang terus ketika
kalsium ini masih ada nih Nah ketika
kalium tersebut itu masih tetap pada
siklus akan berulang lagi nih ya dia
akan Nempel Lagi kemudian terjadi
kayuhan kuat lagi Kemudian yang terlepas
lagi Nempel Lagi kayuan kuat lepas
nempel kayu yang kuat lepas tempel
kayuhan kuat lepas dan seterusnya nah
tapi apabila
keep relaksasi yaitu Nanti pada sel
neuron nya sudah tidak ada potensial
aksi kemudian asetilkolinesterase itu
membasmi asetilkolin akibatnya tidak ada
tottenville pada sarkolema kemudian
tidak ada potensial aksi pada tubulus t
sehingga tidak ada I am kalsium yang
dikeluarkan ya Nah ketika tidak ada ion
kalsium yang dikeluarkan
The Monkey teleponin dan tropomiosin ini
itu akan kembali menutupi Sisi aktif
Dari aktin ya Nah kemudian kalsium yang
tadinya itu menyebar di sitosol sel otot
yang akan dikembalikan melalui pompa
kalsium ya Widya akan dimasukkan lagi ke
retikulum sarkoplasma ya Nah pompa
kalsium ini dia membutuhkan ATP juga nih
Nah perhatikan juga nih tabel berikut
ini ya tampil ini memberikan informasi
kepada kita bahwa
potensial aksi yang terjadi di sel otot
itu sangat sebentar deh perhatikan nih
cuma satu milisecond
sedangkan respon kontraksinya itu lebih
lama nih ya itu bisa sampai 100 mil
second pilih tabel ini bisa kita lihat
bahwa bahwa terjadinya kontraksi otot
itu setelah terjadinya potensial aksi
yang sudah selesai nih ya sudah selesai
duluan baru terjadi kontraksi otot
tidak barengan kayak gini ya tapi dia
udah selesai lebih dulu baru dia
berkontraksi no periode antara awal
terjadinya potensial aksi sampai terjadi
kontraksi otot itu disebut periode laten
ya kemudian segini kontraksi Nah gini
relaksasi ini
[Musik]
hai hai
5.0 / 5 (0 votes)