GAYA PADA TUBUH DAN DI DALAM TUBUH

Gaya merupakan suatu konsep umum yang dapat dirasakan secara intuisi bagi fisikiawan atau seorang insinyur.

Ada gaya bekerja pada tubuh dan ada gaya yang berada dalam tubuh kita sendiri. Gaya yang bekerja pada tubuh ini dapat diketahui apabila kita menabrak suatu objek. Sedangkan gaya yang berada dalam tubuh, sering-sering kita tidak ketahui, padahal gaya itu ada, misalnya gaya otot yang menyebabkan mengalirnya darah dan paru-paru yang memperoleh udara.

Newton telah membuat hukum gravitasi secara universal yang merupakan dasar asal mula gaya yang dikenal dengan gaya gravitasi.

Hukum ini merupakan gaya tarik antara dua benda, misalnya berat badan, ini merupakan gaya tarik bumi terhadap aliran darah yang mengalir secara berlawanan.

Selain gaya gravitasi ada pula gaya listrik yaitu gaya antara proton dan elektron pada atom hydrogen. Ada pula dua gaya yang fundamental/mendasar yaitu gaya inti kuat yang dihasilkan oleh proton dan gaya inti lemah yang dihasilkan elektron ( beta ) dari inti atom.

Hukum Newton tentang gerak

Hubungan fundamental pada mekanika klasik tercakup dalam hukum tentang gerak yang dikemukakan oleh Isaac Newton, seorang ilmuwan Inggris. Newton sangat berjasa dalam mempelajari hubungan antara gaya dan gerak.

Hukum 1.

Sebuah benda terus berada pada keadaan awalnya yang diam atau bergerak dengan kecepatan konstan kecuali benda itu dipengaruhi oleh gaya yang tak seimbang, atau gaya luar neto.
Secara sederhana Hukum Newton I mengatakan bahwa perecepatan benda nol jika gaya total (gaya resultan) yang bekerja pada benda sama dengan nol. Secara matematis dapat ditulis.
F neto = 0
Tubuh yang diam akan tetap diam, dan tubuh yang bergerak akan tetap bergerak dalam kecepatan yang konstan, kecuali dipengaruhi oleh gaya yang tidak seimbang.

Jika seseorang berada dalam bus yang berjalan dan tiba-tiba mengerem, mungkin orang tersebut bisa terpelanting dan berkata ”aku terlempar ke depan !”, padahal itu adalah inersia yang menyebabkan ke depan berlanjut walau bus telah berhanti.

Cedera benturan disebabkan kecenderungan kepala manusia untuk mematuhi hukum tersebut. Jika ada gaya sentakan dari belakang, badan akan tersentak keras ke depan karena ia berkontak dengan tempat duduknya. Namun kepala cenderung tidak bergerak dan tersentak dalam posisi yang menjulur (ekstensi). Karena kepala melekat pada badan, maka kepala akan terbentur dengan keras ke depan menyebabkan kerusakan pada vertebra serviks. Cedera dalam tinju atau football yang mengakibatkan kerusakan otak terjadi dalam proses serupa.

Pergerakan pada tubuh terjadi karena adanya gaya yang bekerja. Ada gaya yang bekerja pada tubuh dan gaya yang bekerja di dalam tubuh.
1. Gaya pada tubuh >>> dapat kita ketahui ex gaya berat tubuh.
2. Gaya dalam tubuh >>> seringkali td disadari ex Gaya otot jantung, gaya otot paru-paru

Gaya pada tubuh ada 2 tipe :
1. Gaya pada tubuh dlm keadaan statis.
2. Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis.

Gaya Berat dan Gaya Otot sebagai Sistem Pengumpil

Tubuh dalam keadaan Statis berarti tubuh dlm keadaan setimbang, jumlah gaya dan momen gaya yang ada sama dengan nol. Tulang dan otot tubuh manusia berfungsi sebagai sistem pengumpil.

Ada 3 kelas sistem pengumpil :

a. Klas pertama
Titik tumpuan terletak diantara gaya berat dan otot
Contoh: kepala & leher

b. Klas Kedua
Gaya berat diantara titik tumpu dan gaya otot.
contoh: tumit menjinjit

c. Klas Ketiga
Gaya otot terletak diantara titik tumpuan dan gaya berat
Contoh: otot lengan

Gaya paling sering diterapkan untuk menstabilkan ekstremitas yang cedera leher, punggung, atau area pelvik. Traksi terapeutik didapat dengan memberikan tarikan pada kepala, tubuh atau anggota gerak menuju sedikitnya dua arah, mis: tarikan traksi dan tarikan traksi lawannya. Gaya traksi – lawan atau gaya keduanya biasanya berasal dari: >> berat tubuh pasien pada saat bertumpu atau berat lain

Penerapan Analisa Gaya dalam Terapan Kesehata

1. Gaya Berat Tubuh & Posisi Duduk yang menyehatkan Tulang Belakang?

Punggung adalah salah satu organ tubuh yang bekerja nonstop selama 24 jam. Dalam keadaan tidur pun, punggung tetap menjalankan fungsinya untuk menjaga postur tubuh. Punggung tersusun dari 24 buah tulang belakang (vertebrae), dimana masing-masing vertebrae dipisahkan satu sama lain oleh bantalan tulang rawan atau diskus. Seluruh rangkaian tulang belakang ini membentuk tiga buah lengkung alamiah, yang menyerupai huruf S.

Lengkung paling atas adalah segmen servikal (leher), yang dilanjutkan dengan segmen toraks (punggung tengah), dan segmen paling bawah yaitu lumbar (punggung bawah). Lengkung lumbar inilah yang bertugas untuk menopang berat seluruh tubuh dan pergerakan.

Berdasarkan data British Chiropractic Association, sekitar 32% populasi dunia menghabiskan waktu lebih dari 10 jam sehari untuk duduk di depan meja kerja. Separuh dari populasi tenrsebut tidak pernah meninggalkan meja kerja, bahkan saat makan siang. Sementara itu, dua pertiga populasi menambah porsi duduk tegak saat berada di rumah.

”Postur tubuh yang baik akan melindungi dari cedera sewaktu melakukan gerakan karena beban disebarkan merata keseluruh bagian tulang belakang,” ungkap Barbara Dorsch. Postur tubuh yang baik, lanjut dia, akan dicapai jika telinga, bahu, dan pinggul berada dalam satu garis lurus ke bawah.

Duduk dalam posisi tegak 90 derajat, kerap menyebabkan timbulnya pergerakan sendi belakang sehingga posisi tubuh tidak seimbang. Maka itu, posisi duduk santai dengan postur miring 135 derajat adalah posisi terbaik. Dalam posisi ini, tulang belakang akan berada dalam posisi ideal, di mana tulang belakang bagian bawah akan berbentuk seperti huruf S.

Kelebihan dari posisi ini adalah :

Posisi duduk dengan sudut kemiringan 135 derajat akan memperbaiki sirkulasi darah di bagian bawah tubuh, sehingga dapat terhindar dari gangguan varises, selulit, dan penggumpalan darah di kaki serta mengurangi kelelahan di kaki. “Tubuh akan terasa lebih rileks, sehingga mengurangi terjadinya ketegangan otot,” papar Barbara.
Duduk dengan posisi kemiringan 135 derajat juga akan menghasilkan mobilitas yang lebih baik, mudah bergerak di atas kursi, dan lebih mudah untuk naik turun kursi.

2. Traksi Pada Praktik Klinik
           Traksi adalah tahanan yang dipakai dengan berat atau alat lain untuk menangani kerusakan atau gangguan pada tulang dan otot. Tujuan dari traksi adalah untuk menangani fraktur, dislokasim atau spasme otot dalam usaha untuk memperbaiki deformitas dan mmpercepat penyembuhan. Ada dua tipe utama dari traksi : traksi skeletal dan traksi kulit, dimana didalamnya terdapat sejumlah penanganan.
           Prinsip Traksi adalah menarik tahanan yang diaplikasikan pada bagian tubuh, tungkai, pelvis atau tulang belakang dan menarik tahanan yang diaplikasikan pada arah yang berlawanan yang disebut dengan countertraksi. Tahanan dalam traksi didasari pada hokum ketiga (Footner, 1992 and Dave, 1995). Traksi dapat dicapai melalui tangan sebagai traksi manual, penggunaan talim splint, dan berat sebagaimana pada traksi kulit serta melalui pin, wire, dan tongs yang dimasukkan kedalam tulang sebagai traksi skeletal (Taylor, 1987 and Osmond, 1999).

Traksi dapat dilakukan melalui kulit atau tulang. Kulit hanya mampu menanggung beban traksi sekitar 5 kg pada dewasa. Jika dibutuhkan lebih dari ini maka diperlukan traksi melalui tulang. Traksi tulang sebaiknya dihindari pada anak-anak karena growth plate dapat dengan mudah rusak akibat pin tulang.

Indikasi traksi kulit diantaranya adalah untuk anak-anak yang memerlukan reduksi tertutup, traksi sementara sebelum operasi, traksi yang memerlukan beban 5 kg. Akibat traksi kulit yang kelebihan beban di antaranya adalah nekrosis kulit, obstruksi vaskuler, oedem distal, serta peroneal nerve palsy pada traksi tungkai.
Traksi tulang dilakukan pada dewasa yang memerlukan beban > 5 kg, terdapat kerusakan kulit, atau untuk penggunaan jangka waktu lama. Kontratraksi diperlukan untuk melawan gaya traksi, yaitu misalnya dengan memposisikan tungkai lebih tinggi pada traksi yang dilakukan di tungkai.

Keseimbangan adalah kemampuan untuk mempertahankan kesetimbangan tubuh ketika di tempatkan di berbagai posisi.

Definisi menurut O’Sullivan, keseimbangan adalah kemampuan untuk mempertahankan pusat gravitasi pada bidang tumpu terutama ketika saat posisi tegak. Selain itu menurut Ann Thomson, keseimbangan adalah kemampuan untuk mempertahankan tubuh dalam posisi kesetimbangan maupun dalam keadaan statik atau dinamik, serta menggunakan aktivitas otot yang minimal.

Keseimbangan juga bisa diartikan sebagai kemampuan relatif  untuk mengontrol pusat massa tubuh (center of mass) atau pusat gravitasi (center of gravity) terhadap bidang tumpu (base of support).

Keseimbangan melibatkan  berbagai gerakan di setiap segmen tubuh dengan di dukung oleh sistem muskuloskleletal dan bidang tumpu. Kemampuan untuk menyeimbangkan massa tubuh dengan bidang tumpu akan membuat manusia mampu untuk beraktivitas secara efektif dan efisien.

Keseimbangan terbagi atas dua kelompok, yaitu keseimbangan statis : kemampuan tubuh untuk menjaga kesetimbangan pada posisi tetap (sewaktu berdiri dengan satu kaki, berdiri diatas papan keseimbangan); keseimbangan dinamis adalah kemampuan untuk mempertahankan kesetimbangan ketika bergerak.

Keseimbangan merupakan interaksi yang kompleks dari integrasi/interaksi sistem sensorik (vestibular, visual, dan somatosensorik termasuk proprioceptor) dan muskuloskeletal (otot, sendi, dan jar lunak lain) yang dimodifikasi/diatur dalam otak (kontrol motorik, sensorik, basal ganglia, cerebellum, area asosiasi) sebagai respon terhadap perubahan kondisi internal dan eksternal. Dipengaruhi juga oleh faktor lain seperti, usia, motivasi, kognisi, lingkungan, kelelahan, pengaruh obat dan pengalaman terdahulu.

Fisiologi Keseimbangan

Kemampuan tubuh untuk mempertahankan keseimbangan dan kestabilan postur oleh aktivitas motorik tidak dapat dipisahkan dari faktor lingkungan dan sistem regulasi yang berperan dalam pembentukan keseimbangan. Tujuan dari tubuh mempertahankan keseimbangan adalah : menyanggah tubuh melawan gravitasi dan faktor eksternal lain, untuk mempertahankan pusat massa tubuh agar seimbang dengan bidang tumpu, serta menstabilisasi bagian tubuh ketika bagian tubuh lain bergerak.

Komponen-komponen pengontrol keseimbangan adalah :
Sistem informasi sensoris

Sistem informasi sensoris meliputi visual, vestibular, dan somatosensoris.

a. Visual

Visual memegang peran penting dalam sistem sensoris. Cratty & Martin (1969) menyatakan bahwa keseimbangan akan terus berkembang sesuai umur, mata akan membantu agar tetap fokus pada titik utama untuk mempertahankan keseimbangan, dan sebagai monitor tubuh selama melakukan gerak statik atau dinamik. Penglihatan juga merupakan sumber utama informasi tentang lingkungan dan tempat kita berada, penglihatan memegang peran penting untuk mengidentifikasi dan mengatur jarak gerak sesuai lingkungan tempat kita berada. Penglihatan muncul ketika mata menerima sinar yang berasal dari obyek sesuai jarak pandang.

Dengan informasi visual, maka tubuh dapat menyesuaikan atau bereaksi terhadap perubahan bidang pada lingkungan aktivitas sehingga memberikan kerja otot yang sinergis untuk mempertahankan keseimbangan tubuh.

b. Sistem vestibular

Komponen vestibular merupakan sistem sensoris yang berfungsi penting dalam keseimbangan, kontrol kepala, dan gerak bola mata. Reseptor  sensoris vestibular berada di dalam telinga. Reseptor pada sistem vestibular meliputi kanalis semisirkularis, utrikulus, serta sakulus. Reseptor dari sistem sensoris ini disebut dengan sistem labyrinthine. Sistem labyrinthine mendeteksi perubahan posisi kepala dan percepatan perubahan sudut. Melalui refleks vestibulo-occular, mereka mengontrol gerak mata, terutama ketika melihat obyek yang bergerak. Mereka meneruskan pesan melalui saraf kranialis VIII ke nukleus vestibular yang berlokasi di batang otak. Beberapa stimulus tidak menuju nukleus vestibular tetapi ke serebelum, formatio retikularis, thalamus dan korteks serebri.

Nukleus vestibular menerima masukan (input) dari reseptor labyrinth, retikular formasi, dan serebelum. Keluaran (output) dari nukleus vestibular menuju ke motor neuron melalui medula spinalis, terutama ke motor neuron yang menginervasi otot-otot proksimal, kumparan otot pada leher dan otot-otot punggung (otot-otot postural). Sistem vestibular bereaksi sangat cepat sehingga membantu mempertahankan keseimbangan tubuh dengan mengontrol otot-otot postural.

c. Somatosensoris

Sistem somatosensoris terdiri dari taktil atau proprioseptif serta persepsi-kognitif. Informasi propriosepsi disalurkan ke otak melalui kolumna dorsalis medula spinalis. Sebagian besar masukan (input) proprioseptif menuju serebelum, tetapi ada pula yang menuju ke korteks serebri melalui lemniskus medialis dan talamus.

Kesadaran akan posisi berbagai bagian tubuh dalam ruang sebagian bergantung pada impuls yang datang dari alat indra dalam dan sekitar sendi. Alat indra tersebut adalah ujung-ujung saraf yang beradaptasi lambat di sinovia dan ligamentum. Impuls dari alat indra ini dari reseptor raba di kulit dan jaringan lain , serta otot di proses di korteks menjadi kesadaran akan posisi tubuh dalam ruang.

Respon otot-otot postural yang sinergis (Postural muscles response synergies)

Respon otot-otot postural yang sinergis mengarah pada waktu dan jarak dari aktivitas kelompok otot yang diperlukan untuk mempertahankan keseimbangan dan kontrol postur. Beberapa kelompok otot baik pada ekstremitas atas maupun bawah berfungsi mempertahankan postur saat berdiri tegak serta mengatur keseimbangan tubuh dalam berbagai gerakan. Keseimbangan pada tubuh dalam berbagai posisi hanya akan dimungkinkan jika respon dari otot-otot postural bekerja secara sinergi sebagai reaksi dari perubahan posisi, titik tumpu, gaya gravitasi, dan aligment tubuh.

Kerja otot yang sinergi berarti bahwa adanya respon yang tepat (kecepatan dan kekuatan) suatu otot terhadap otot yang lainnya dalam melakukan fungsi gerak tertentu.


Kekuatan otot (Muscle Strength)

Kekuatan otot umumnya diperlukan dalam melakukan aktivitas. Semua gerakan yang dihasilkan merupakan hasil dari adanya peningkatan tegangan otot sebagai respon motorik.

Kekuatan otot dapat digambarkan sebagai kemampuan otot menahan beban baik berupa beban eksternal (eksternal force) maupun beban internal (internal force). Kekuatan otot sangat berhubungan dengan sistem neuromuskuler yaitu seberapa besar kemampuan sistem saraf mengaktifasi otot untuk melakukan kontraksi. Sehingga semakin banyak serabut otot yang teraktifasi, maka semakin besar pula kekuatan yang dihasilkan otot tersebut. 

Kekuatan otot dari kaki, lutut serta pinggul harus adekuat untuk mempertahankan keseimbangan tubuh saat adanya gaya dari luar. Kekuatan otot tersebut berhubungan langsung dengan kemampuan otot untuk melawan gaya garvitasi serta beban eksternal lainnya yang secara terus menerus mempengaruhi posisi tubuh.

Adaptive systems

Kemampuan adaptasi akan memodifikasi input sensoris dan keluaran motorik (output) ketika terjadi perubahan tempat sesuai dengan karakteristik lingkungan.

Lingkup gerak sendi (Joint range of motion)

Kemampuan sendi untuk membantu gerak tubuh dan mengarahkan gerakan terutama saat gerakan yang memerlukan keseimbangan yang tinggi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi keseimbangan

1)  Pusat gravitasi (Center of Gravity-COG)

Pusat gravitasi terdapat pada semua obyek, pada benda, pusat gravitasi terletak tepat di tengah benda tersebut. Pusat gravitasi adalah titik utama pada tubuh yang akan mendistribusikan massa tubuh secara merata. Bila tubuh selalu ditopang oleh titik ini, maka tubuh dalam keadaan seimbang. Pada manusia, pusat gravitasi berpindah sesuai dengan arah atau perubahan berat. Pusat gravitasi manusia ketika berdiri tegak adalah tepat di atas pinggang diantara depan dan belakang vertebra sakrum ke dua.

Derajat stabilitas tubuh dipengaruhi oleh empat faktor, yaitu : ketinggian dari titik pusat gravitasi dengan bidang tumpu, ukuran bidang tumpu, lokasi garis gravitasi dengan bidang tumpu, serta berat badan.

2)  Garis gravitasi (Line of Gravity-LOG)

Garis gravitasi merupakan garis imajiner yang berada vertikal melalui pusat gravitasi dengan pusat bumi. Hubungan antara garis gravitasi, pusat gravitasi dengan bidang tumpu adalah menentukan derajat stabilitas tubuh.

3)  Bidang tumpu (Base of Support-BOS)

Bidang tumpu merupakan bagian dari tubuh yang berhubungan dengan permukaan tumpuan. Ketika garis gravitasi tepat berada di bidang tumpu, tubuh dalam keadaan seimbang. Stabilitas yang baik terbentuk dari luasnya area bidang tumpu. Semakin besar bidang tumpu, semakin tinggi stabilitas. Misalnya berdiri dengan kedua kaki akan lebih stabil dibanding berdiri dengan satu kaki. Semakin dekat bidang tumpu dengan pusat gravitasi, maka stabilitas tubuh makin tinggi. 

Keseimbangan Berdiri

Pada posisi berdiri seimbang, susunan saraf pusat berfungsi untuk menjaga pusat massa tubuh (center of body mass) dalam keadaan stabil dengan batas bidang tumpu tidak berubah kecuali tubuh membentuk batas bidang tumpu lain (misalnya : melangkah). Pengontrol keseimbangan pada tubuh manusia terdiri dari tiga komponen penting, yaitu sistem informasi sensorik (visual, vestibular dan somatosensoris), central processing dan efektor.

Pada sistem informasi, visual berperan dalam contras sensitifity (membedakan pola dan bayangan) dan membedakan jarak.  Selain itu masukan (input) visual berfungsi sebagai kontrol keseimbangan, pemberi informasi, serta memprediksi datangnya gangguan. Bagian vestibular berfungsi sebagai pemberi informasi gerakan dan posisi kepala ke susunan saraf pusat untuk respon sikap dan memberi keputusan tentang perbedaan gambaran visual dan gerak yang sebenarnya.  Masukan (input) proprioseptor pada sendi, tendon dan otot dari kulit di telapak kaki juga merupakan hal penting untuk mengatur keseimbangan saat berdiri static maupun dinamik

Central processing berfungsi untuk memetakan lokasi titik gravitasi, menata respon sikap, serta mengorganisasikan respon dengan sensorimotor. Selain itu, efektor berfungsi sebagai perangkat biomekanik untuk merealisasikan renspon yang telah terprogram si pusat, yang terdiri dari unsur lingkup gerak sendi, kekuatan otot, alignment sikap, serta stamina.

Postur adalah posisi atau sikap tubuh. Tubuh dapat membentuk banyak postur yang memungkinkan tubuh dalam posisi yang nyaman selama mungkin. Pada saat berdiri tegak, hanya terdapat gerakan kecil yang muncul dari tubuh, yang biasa di sebut dengan ayunan tubuh. Luas dan arah ayunan diukur dari permukaan tumpuan dengan menghitung  gerakan yang menekan di bawah telapak kaki, yang di sebut pusat tekanan (center of pressure-COP). Jumlah ayunan tubuh ketika berdiri tegak di pengaruhi oleh faktor posisi kaki dan lebar dari bidang tumpu.

Posisi tubuh ketika berdiri dapat dilihat kesimetrisannya dengan : kaki selebar sendi pinggul, lengan di sisi tubuh, dan mata menatap ke depan. Walaupun posisi ini dapat dikatakan sebagai posisi yang paling nyaman, tetapi tidak dapat bertahan lama, karena seseorang akan segera berganti posisi untuk mencegah kelelahan.