Eksitasi Otot Rangka : A. Pengahantaran Neuromuskular B. Gabungan Eksitasi-KOntraksi Penghantaran Impuls dari Saraf ke Serat Otot Rangka : Hubungan Neuromuskular

Serat otot rangka dipersarafi oleh serat saraf besar dan bermyelin yg berasal dr motoneuron besar pd kornu anterior dr medulla spinalis
Tiap2 serat saraf bercabang bbrp kali dan merangsang dr tiga sampai bbrp ratus serat otot rangka
Ujung2 saraf membuat suatu sambungan yg disebut sambungan neuromuskular, ketika serat otot mendekati pertengahan serat, dan potensial aksi di dalam serat menjalar dlm 2 arah menuju ujung2 serat otot
Penghantaran Impuls dari Saraf ke Serat Otot Rangka : Hubungan Neuromuskular
Serat saraf akan bercabang pd ujungnya utk membentuk suatu kompleks terminal cabang saraf, yg berinvaginasi ke dlm serat otot tetapi terletak di luar membran plasma serat otot ? lempeng akhir motorik (motor end plate)
Invaginasi membran disebut parit sinaps atau palung sinaps, dan ruangan antara terminal dan membran serat disebut celah sinaps.
Celah sinaps lebarnya 20-30nanometer dan terisi oleh suatu lamina basalis, yg mrpk lapisan tipis dgn serat retikular seperti busa yg dapat dilalui oleh cairan ekstraseluler scr difusi
Penghantaran Impuls dari Saraf ke Serat Otot Rangka : Hubungan Neuromuskular
Pd bag.dasar parit tdpt banyak lipatan kecil membran otot yg disebut celah subneural, yg sangat memperluas perm.daerah tempat transmitter bekerja.
Pd terminal akson banyak tdpt mitokondria, utk menyediakan energi, terutama dlm pembentukan bhn transmiter perangsang, yakni asetilkolin.
Asetilkolin akan merangsang serat otot.
Asetilkolin disintesis di dalam sitoplasma bag.terminal.
Matriks lamina basalis dilekati oleh sejumlah besar enzim asetilkolinesterase, yg mampu merusak asetilkolin.
Sekresi Asetilkolin oleh Terminal Saraf
Bila potensial aksi menyebar ke seluruh terminal saraf, maka saluran kalsium bergerbang voltase (suatu struktur yg tdr dr dense bar dengan pertikel protein di setiap sisinya, yg dpt menembus membran) akan terbuka dan sejumlah besar ion kalsium berdifusi ke dlm terminal.
Ion2 kalsium diduga menarik vesikel asetilkolin ke membran saraf yg berdekatan dgn dense bar.
Bbrp vesikel akan bersatu dgn membran saraf dan mengeluarkan asetilkolinnya ke dalam celah sinaptik melalui proses eksositosis
Reseptor Asetikolin
Tdpt banyak reseptor asetilkolin dalam membran otot.
Resepto asetilkolin sbnrnya mrpk saluran ion bergerbang asetilkolin, yg terletak hampir seluruhnya mendekati mulut dr celah subneural yg terletak tepat di bwh daerah dense bar.
Setiap reseptor mrpk kompleks protein besar yg memiliki BM 275.000.
Kompleks ini tdr dr 5 protein subunit : dua protein alfa, dan satu protein beta, delta dan gamma.
Reseptor Asetilkolin
Saluran asetilkolin yg terbuka memiliki diameter sekitar 0,65 nanometer, yg memungkinkan seluruh ion positif yg penting, seperti natrium, kalium dan kalsium dpt bergerak masuk. Sebaliknya ion negatif, seperti ion klorida tdk dpt lewat krn di dlm mulut saluran tdpt muatan negatif yg kuat.
Efek utama dr pembukaan saluran asetilkolin adalah membuat sejumlah besar ion natrium masuk ke dalam serat sehingga terbawa sejumlah besar muatan positif, kemudian menyebabkan terjadi perubahan potensial setempat pd membran serat otot yg disebut potensial lempeng akhir.
Potensial lempeng akhir kemudian menimbulkan suatu potensial aksi pd membran otot lalu menyebabkan kontraksi otot

Penghancuran Asetilkolin
Asetilkolin dihancurkan dgn 2 cara :
Sebagian besar asetilkolin akan dihancurkan oleh enzim asetilkolinesterase yg terlekat pd bag.lamina basalis, yaitu suatu lapisan seperti busa dr jaringan ikat halus yg mengisi ruang sinaptik antara terminal presinaptik dan membran otot postsinaptik.
Sejumlah kecil asetilkolin lainnya akan berdifusi keluar dr ruang sinaptik dan kmdn tdk lagi tersedia utk bekerja membran serat otot
Potensial Lempeng Akhir dan Perangsangan Serat Otot Rangka
Ion2 natrium yg tiba2 masuk ke dalam serat otot ketika sal.asetilkolin terbuka akan menyebabkan potensial membran internal dlm daerah setempat dr lempeng akhir meningkat ke arah positif sebesar 50-75 milivolt ? potensial lempeng akhir
Potensial lempeng akhir kemudian menimbulkan potensial aksi dlm serat otot.


Biologi Molekular Pembentukan dan Pelepasan Asetilkolin
Vesikel kecil, kira2 40 nanometer, dibentuk oleh aparatus Golgi dlm badan sel motoneuron pd medulla spinalis. Vesikel in kmdn diangkut oleh “aliran” aksoplasma melalui inti akson dr badan sel pusat pd medulla spinalis yg terletak di ujung serat saraf.  Kira2 300.000 vesikel2 kecil ini berkumpul di bag.terminal saraf dr sebuah lempeng akhir otot rangka
2.     Asetilkolin disintesis di dalam sitosol serat saraf terminal
3.     Dlm keadaan istirahat, terkadang vesikel bersatu dgn membran perm.terminal dan melepaskan asetilkolin ke dlm parit sinaps ? lempeng akhir miniatur
Biologi Molekular Pembentukan dan Pelepasan Asetilkolin

4. Bila suatu potensial aksi tiba pd terminal saraf, akan membuka banyak saluran kalsium dlm membran terminal sehingga konsentrasi ion kalsium pd terminal meningkat sktr 100 kali lipat. Kmdn terjadi peningkatan laju penggabungan vesikel asetilkolin dgn membran terminal kira2 10.000 kali lipat. Ketika msg2 bergabung, kmdn perm.luarnya robek melewati membran sel ? eksositosis asetilkolin ke dlm celah sinaps.
    Asetilkolin kmdn diuraikan oleh enzim asetilkolinesterase menjadi ion asetat dan kolin, dan kolin scr aktif diabsorbsi ke terminal saraf utk digunakan kembali dlm pembentukan asetilkolin yg baru.
    Slrh rangkaian ini terjadi dlm waktu 5-10 milidetik

Biologi Molekular Pembentukan dan Pelepasan Asetilkolin
5. Vesikel kemudian ditarik kembali dari membran saraf melalui endositosis.
    Dlm waktu bbrp dtk sesudah potensial aksi selesai, pd membran saraf terminal muncul “terowongan berlapis” yg disebabkan oleh adanya protein kontraktil dr sitosol, khususnya protein klatrin. Dlm wkt kira2 20 dtk, protein2 berkontraksi dan menyebabkan terowongan melepaskan diri ke bag.dalam membran, jadi membentuk vesikel baru. Dlm wkt bbrp dtk kmdn asetilkolin ditransfer ke dalam vesikel ini, dan selanjutnya siap utk msk ke dalam siklus pelepasan asetilkolin yg baru. 
Obat-obat yang Mempengaruhi Penghantaran pada Sambungan Neuromuskular
Obat2 yg merangsang serat otot melalui kerja mirip asetilkolin : metakolin, karbakol, nikotin dll.
    Tetapi obat2 ini tdk dpt dirusak oleh asetilkoliensterase atau dirusak sangat lambat.
Obat2 yg menghambat penghantaran pd sambungan neuromuskular : obat2 kurariform. Obat2 ini dpt mencegah masuknya impuls dr lempeng akhir ke dlm otot dgn cara bersaing dgn asetilkolin dlm menduduki reseptor asetilkolin.
Obat2 yg merangsang sambungan neuromuskular dgn cara inaktivasi asetilkolinesterase : neostigmin, fisostigmin dan diisopropil fluorofosfat.
    ? dapat menimbulkan spasme otot
Miastenia Gravis
:     Menyebabkan kelumpuhan akibat ketidakmampuan sambungan neuromuskular utk menghantarkan sinyal dr serat saraf ke serat otot.
Terjadi kira2 1 dari 20.000 orang
Tdpt anggapan mrpk penyakit autoimun krn pd penderita ini terbentuk antibodi yg melawan saluran ion teraktivasi asetilkolin miliknya sendiri.
Bila cukup parah, penderita dpt meninggal krn paralisis otot pernapasan
Biasanya dpt disembuhkan dgn pemberian neostigmin atau obat2 antikolinesterase lainnya.
Potensial Aksi Otot
Potensial membran istirahat : kira2 -80 sampai -90 milivolt pd serat otot rangka. Sama seperti yg tdpt pd serat saraf besar bermyelin
Lamanya potensial aksi : 1 sampai 5 milidetik pd otot rangka, kira2 5x lbh lama drpd saraf besar bermyelin
Kecepatan penghantaran : 3 sampai 5 meter/detik, kira2 1/8 kecepatan penghantaran pd serat saraf besar bermyelin yg merangsang otot rangka.
Eksitasi - Kontraksi
Utk menimbulkan kontraksi, arus listrik dr potensial aksi harus menembus ke sekitar semua miofibril yg terpisah.
Hal ini terjadi melalui penyebaran potensial aksi sepanjang tubulus transversa (tubulus T) yg menembus seluruh jalan melalui serat otot dr satu sisi ke sisi lain
Kemudian potensial aksi tubulus T menyebabkan retikulum sarkoplasmik melepaskan ion2 kalsium ke semua miofibril dan menimbulkan kontraksi

Eksitasi-Kontraksi
Setelah ion2 kalsium dikeluarkan dr tubulus sarkoplasmik dan telah berdifusi ke miofibril, kontraksi otot akan terus berlangsung selama konsentrasi ion kalsium dlm cairan miofibril tetap tinggi.
Sebuah pompa kalsium yg terus menerus aktif, yg terletak pd dinding retikulum sarkoplasmik, akan memompa ion2 kalsium keluar dr miofibril kembali ke dalam retikulum sarkoplasmik.
Sehingga, konsentrasi ion kalsium dlm miofibril tetap pd derajat sangat rendah, kecuali sesaat setelah potensial aksi.

Referensi
Guyton & Hall. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi 9.
Ganong, W.F. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran.