A. Struktur Otot
Daging sebenarnya adalah kumpulan dari otot-otot.Otot merupakan jaringan terbanyak yang menyusun tubuh manusia, pada awal kelahiran mencapai 25% dari massa tubuh, lebih dari 40% ketika remaja, dan 30% ketika dewasa/tua. Sel-sel khusus jaringan otot memiliki bangunan khusus yang dikaitkan dengan aktivitas kontraksi. Berdasarkan bentuk serta bangunannya, sel sel otot disebut serabut otot (myofiber). Tetapi serabut otot berbeda dengan denga serabut jaringan ikat, karena serabut jaringan ikat bersifat ekstra seluler, berbeda dengan sel. Jaringan otot secara langsung mampu menghasilkan gerakan. Sel-sel jaringan lain dapat pula bergerak, tetapi gerakannya kurang terintegrasi. Hanya kumpulan sel-sel yang mampu menciptakan gerakan kuat melalui progres kontraksi dengan gerakan searah dilaksanakn oleh otot.
Otot merupakan jaringan yang terdiri atas kumpulan sel-sel serabut otot. Selama perkembangan embrionik, serabut otot dibentuk melalui peleburan ekor dengan ekor dari banyak sel menjadi struktur yang seperti pipa. Hal ini yang menyebabkan mengapa serabut otot memiliki struktur yang panjang dan memiliki banyak inti. Pada sel otot ini terdiri atas membran sel yang disebut dengan sarkolemna, sitoplasma sel yang disebut denngan sarkoplasma, serta banyak organel sel seperti mitokondria dan nucleus. Sarkolemna dicirikan dengan banyaknya invaginasi seperti lubang yang meluas ke dalam sarkoplasma pada sudut kanan sepanjang aksis sel. Di dalam sarkoplasma terdapat glikogen, ATP, phosphocreatine, dan enzim-enzim glikolisis.
Dalam sel serabut otot ini terdapat unit kontraksil yanng disebut dengan miofibril. Perluasan sarkoplasma mengadakan hubungan dengan miofibril ini. Ketika myofibril diamati dengan mikroskop elektron, ditemukan adanya pita terang dan pita gelap. Pita-pita ini kemudian disebut pita A (anisotrop atau gelap) dan pita I (isotrop atau terang). Pada pita A terdapat daerah yang tanpa filamen aktin, sehingga terlihat kurang padat daripada bagian pita A yang lain, daerah ini disebut dengan zone H. Pita I terbagi menjadi dua bagian oleh garis Z yang tebal dan gelap. Sarkomer merupakan daerah antara dua garis Z dan berulang sepanjang serabut otot pada jarak 1500 – 2300 nm tergantung bagian yang berkontraksi. Sarkomer merupakan satuan fungsional otot.
Otot merupakan alat gerak aktif yang mampu menggerakkan tulang, kulit dan rambut setelah mendapat rangsangan.
Otot memiliki tiga kemampuan khusus yaitu :
• Kontraktibilitas yaitu kemampuan untuk berkontraksi / memendek
• Ekstensibilitas yaitu kemampuan untuk melakukan gerakan kebalikan dari gerakan yang ditimbulkan saat kontraksi
• Elastisitas yaitu kemampuan otot untuk kembali pada ukuran semula setelah berkontraksi. Saat kembali pada ukuran semula otot disebut dalam keadaan relaksasi.
Menurut letaknya, otot dibedakan menjadi otot-otot batang badan, otot-otot anggota gerak dan otot-otot kepala. Otot-otot batang badan terdiri dari otot-otot perut, otot-otot punggung, otot-otot dada dan otot-otot leher. Otot punggung tidak terlihat dari permukaan tubuh. Otot punggung berfungsi untuk gerak-gerik tulang belakang.
Otot perut terentang antara gelang panggul dan rangka dada. Otot-otot tersebut dapat memendek secara aktif.
1. Bagian-bagian Otot
a) Sarkolema
Sarkolema adalah membran yang melapisi suatu sel otot yang fungsinya sebagai pelindung otot
b) Sarkoplasma
Sarkoplasma adalah cairan sel otot yang fungsinya untuk tempat dimana miofibril dan miofilamen berada
c) Miofibril
Miofibril merupakan serat-serat pada otot.
d) Miofilamen
Miofilamen adalah benang-benang/filamen halus yang berasal dari miofibril.Miofibril terbagi atas 2 macam, yakni :
a) Miofilamen homogen (terdapat pada otot polos)
b) Miofilamen heterogen (terdapat pada otot jantung/otot cardiak dan pada otot rangka/otot lurik).
Di dalam miofilamen terdapat protein kontaraktil yang disebut aktomiosin (aktin dan miosin), tropopin dan tropomiosin. Ketika otot kita berkontraksi (memendek)maka protein aktin yang sedang bekerja dan jika otot kita melakukan relaksasi (memanjang) maka miosin yang sedang bekerja.
2. Jenis Otot
Terdapat 3 jenis otot yang ditemukan pada vertebrata, yaitu otot rangka, otot jantung dan otot polos. Bila diteliti di bawah mikroskop, pada otot jantung dan otot rangka terlihat adanya garis-garis dan disebut otot lurik, sedang otot polos tidak ditemukan adanya garis-garis atau pun garisnya sangat halus, oleh karena itu disebut otot polos.
a) Jaringan Otot Polos
Otot polos mempunyai serabut kontraktil yang tidak memantulkan cahaya berselang-seling, sehingga sarkoplasmanya tampak polos dan homogen. Otot polos mempunyai bentuk sel seperti gelendong, bagian tengah besar, dan ujungnya meruncing. Dalam setiap sel otot polos terdapat satu inti sel yang terletak di tengah dan bentuknya pipih.
Aktivitas otot polos tidak dipengaruhi oleh kehendak kita (otot tidak sadar) sehingga disebut otot involunter dan selnya dilengkapi dengan serabut saraf dari sistem saraf otonom. Kontraksi otot polos sangat lambat dan lama, tetapi tidak mudah lelah. Otot polos terdapat pada alat-alat tubuh bagian dalam sehingga disebut juga otot visera. Misalnya pada pembuluh darah, pembuluh limfa, saluran pencernaan, kandung kemih, dan saluran pernapasan. Otot polos berfungsi memberi gerakan di luar kehendak, misalnya gerakan zat sepanjang saluran pencernaan. Selain itu, berguna pula untuk mengontrol diameter pembuluh darah dan gerakan pupil mata.
b) Jaringan Otot Lurik atau Jaringan Otot Rangka
Otot lurik mempunyai serabut kontraktil yang memantulkan cahaya berselang-seling gelap (anisotrop) dan terang (isotrop). Sel atau serabut otot lurik berbentuk silindris atau serabut panjang. Setiap sel mempunyai banyak inti dan terletak di bagian tepi sarkoplasma. Otot lurik bekerja di bawah kehendak (otot sadar) sehingga disebut otot volunterdan selnya dilengkapi serabut saraf dari sistem saraf pusat. Kontraksi otot lurik cepat tetapi tidak teratur dan mudah lelah.Otot lurik disebut juga otot rangka karena biasanya melekat pada rangka tubuh, misalnya pada bisep dan trisep. Selain itu juga terdapat di lidah, bibir, kelopak mata, dan diafragma.Otot lurik berfungsi sebagai alat gerak aktif karena dapat berkontraksi secara cepat dan kuat sehingga dapat menggerakkan tulang dan tubuh.
c.) Jaringan Otot Jantung
Otot jantung berbentuk silindris atau serabut pendek. Otot ini tersusun atas serabut lurik yang bercabang-cabang dan saling berhubungan satu dengan lainnya. Setiap selotot jantung mempunyai satu atau dua inti yang terletak di tengah sarkoplasma. Otot jantung bekerja di luar kehendak (otot tidak sadar) atau disebut juga otot involunter dan selnya dilengkapi serabut saraf dari saraf otonom. Kontraksi otot jantung berlangsung secara otomatis, teratur, tidak pernah lelah, dan bereaksi lambat. Dinamakan otot jantung karena hanya terdapat di jantung. Kontraksi dan relaksasi otot jantung menyebabkan jantung menguncup dan mengembang untuk mengedarkan darah ke seluruh tubuh. Ciri khas otot jantungadalah mempunyai diskus interkalaris, yaitu pertemuan dua sel yang tampak gelap jika dilihat dengan mikroskop.
B. Fungsi Otot Rangka
Otot dapat berkontraksi karena adanya rangsangan. Umumnya otot berkontraksi bukan karena satu rangsangan, melainkan karena suatu rangkaian rangsangan berurutan.rangsangan kedua memperkuat rangsangan pertama dan rangsangan ketiga memeprkuat rangsangan kedua . dengan demikian terjadilah ketegangan atau tonus yang maksimum . tonus yang maksimum terus– menerus disebut tetanus.
1. Sifat Kerja Otot:
Sifat kerja otot dibedakan menjadi dua, yaitu :
a) Antagonis
Otot antagonis adalah dua otot atau lebih yang tujuan kerjanya berlawanan. Jika otot pertama berkontraksi dan yang kedua berelaksasi, akan menyebabkan tulang tertarik atau terangkat. Sebaliknya, jika otot pertama berelaksasi dan yang kedua berkontraksi akan menyebabkan tulang kembali ke posisi semula. Contoh otot antagonis adalah otot bisep dan trisep. Otot bisep adalah otot yang memiliki dua ujung (dua tendon) yang melekat pada tulang dan terletak di lengan atas bagian depan. Otot trisep adalah otot yang memiliki tiga jung (tiga tendon) yang melekat pada tulang, terletak di lengan atas bagian belakang. Untuk mengangkat lengan bawah, otot bisep berkontraksi dan otot trisep berelaksasi. Untuk menurunkan lengan bawah, otot trisep berkontraksi dan otot bisep berelaksasi.
Antagonis juga adalah kerja otot yang kontraksinya menimbulkan efek gerak berlawanan, contohnya adalah:
1. Ekstensor ( meluruskan) dan fleksor (membengkokkan), misalnya otot trisep dan otot bisep.
2. Abduktor (menjauhi badan) dan adductor (mendekati badan) misalnya gerak tangan sejajar bahu dan sikap sempurna.
3. Depresor (ke bawah) dan adduktor ( ke atas), misalnya gerak kepala merunduk dan menengadah.
4. Supinator (menengadah) dan pronator (menelungkup), misalnya gerak telapak tangan menengadah dan gerak telapak tangan menelungkup.
b) Sinergis
Sinergis juga adalah otot-otot yang kontraksinya menimbulkan gerak searah.
Contohnya pronator teres dan pronator kuadratus (Otot yang menyebabkan telapak tangan menengadah atau menelungkup). Otot sinergis adalah dua otot atau lebih yang bekerja bersama – sama dengan tujuan yang sama. Jadi, otot – otot itu berkontraksi bersama dan berelaksasi bersama. Misalnya, otot – otot antar tulang rusuk yang bekerja bersama ketika kita menarik napas, atau otot pronator, yaitu otot yang menyebabkan telapak tangan menengadah atau menelungkup. Gerakan pada bagian tubuh, umumnya melibatkan kerja otot, tulang, dan sendi. Apabila otot berkontraksi, maka otot akan menarik tulang yang dilekatinya sehingga tulang tersebut bergerak pada sendi yang dimilikinya.
Otot yang sedang bekerja akan berkontraksi sehingga otot akan memendek, mengeras, dan bagian tengahnya menggembung. Karena memendek, tulang yang dilekati otot tersebut tertarik atau terangkat. Kontraksi satu macam otot hanya mampu untuk menggerakan tulang ke satu arah tertentu. Agar tulang dapat kembali ke posisi semula, otot tersebut harus mengadakan relaksasi. Namun relaksasi otot ini saja tidak cukup. Tulang harus ditarik ke posisi semula. Oleh karena itu, harus ada otot lain yang berkontraksi yang merupakan kebalikan dari kerja otot pertama. Jadi, untuk menggerakan tulang dari satu posisi ke posisi yang lain, kemudian kembali ke posisi semula, diperlukan paling sedikit dua macam otot dengan kerja berbeda.
C. Sliding Filamen Teori
Sliding filament theory atau teori pergeseran. Salah satu teori kontraksi otot adalah teori geseran filamen (the sliding filament theory of muscular contraction). Menurut teori geseran filamen bahwa pada suatu kontraksi otot, panjang aktin dan myosin tidak berubah. Jadi pada saat suatu otot berkontraksi atau mengerut, yamg terjadi adalah saling bergesernya(sleding) atau saling mendekat dan merapatnya filamen aktin dan myosin.
Pada dasarnya setiap serabut otot tersusun atas serabut tipis yang disebut miofibril. miofibril ini mengandung struktur yang lebih sederhana lagi yaitu filament aktin dan miosin. Filamen-filament ini saling bergeser keluar masuk /tumpang tindih yang menghasilkan kontraksi dan relakssasi otot sehingga disebut dengan toeri pregeseran filament.
Sarkomer adalah unit terkecil kontraksi otot Sarkomer tersusun berulang-ulang sepanjang miofibril.
Perhatikan hal-hal yang perlu diingat dengan cepat mengeani struktur yang terlibat dan mekanisme kontraksi dan relaksasi otot.
• Miofibril: sebuah bentukan silindris yang memanjang sepanjang otot lurik, yang mengandung filamen aktin dan miosin.
• Sarkomer: Struktur dan fungsional terkecil kontraksi otot. ditemui pada miofibril. dibagi menjadi pita H, A dan I.
• Aktin: filament kontraktil yang tipis yang mengandung sisi “aktif” dan “ikatan”.
• Miosin: portein filamen yang lebih tebal dengan penonjolan yang dikenal dengan kepala miosin.
• Tropomiosin: sebuah protein aktin pengikat yang mengatur kontraksi otot.
• Troponin: protein kompleks yang melekat pada Tropomiosin.
Inilah detail proses kontraksi otot terjadi dalam 5 tahapan proses yaitu :
1. Impulse saraf tiba di neuromuscular junction, yang mengakibatkan pembebasan asetilkolin. Kehadiran asetilkolin menyebabkan depolarisasi yang kemudian menyebabkan pembebasan ion Ca keluar dari retikulum sarkoplasmik.
2. Dengan meningkatnya ion Ca, akan menyebabkan ion Ca bisa terikat pada troponin dan mampu mengubah strukturnya. Perubahan struktur toponin karena ion Ca ini akan terbukanya daerah aktif tropomiosin yang yang tertutup oleh troponin. Kini kepala miosin akan mampu berikatan dengan filamen aktin membentuk aktomiosin.
3. Perombakan ATP akan membebaskan energi yang dapat menyebabkan miosin mampu menarik aktin ke dalam dan juga pemendekan otot. hal ini terjadi di sepanjang miofibril pada sel otot.
4. Miosin akan terlepas dari aktin dan jembatan aktomiosin akan putus ketika molekul ATP terikat pada kepala miosin. Pada saat ATP dipecah kepala miosin dapat bertemu lagi dengan aktin pada tropomiosin.
5. proses kontraksi otot dapat berlangsung selama ada ATP dan ion Ca. Pada saat impuls berhenti, maka ion Ca akan kembali ke retikulum sarkoplasmik dan troponin akan kembali ke kondisi semula dan menutupi daerah tropomiosin sehingga menyebabkan otot berelaksasi.
Perlu diketahui bahwa sebuah single power strokemenghasilkan pemendekan hanya 1% saja dari panjang otot jadi proses kontraksi harus dilakukan berulang-ulang.
D. Kelelahan Otot
Kelelahan otot adalah ketidak mampuan otot untuk mempertahankan tenaga yang diperlukan atau yang diharapkan.
1. Pengaruh distribusi serabut otot
Serabut otot putih lebih mudah lelah daripada serabut otot merah. Pada manusia, satu diantara kalian banyak cara dimana informasi kelelahan otot dapat dicapai dengan pencatatan menurunnya puncak tegangan pada kelompok otot setelah melakukansejumlah ulangan konstraksi yang sangat cepat. Menurunnya puncak tegangan otot, dapat diambil sebagian ukuran kelelahan.
2. Kemungkinan-kemungkinan arti-arti dari kelelahan:
Definisi
• Lemahnya unjuk kerja intelektual
• Lemahnya unjuk kerja motorik
• Meningkatnya aktivitas electromyography didalam satu unjuk kerja
• Rendahnya frekuensi power spectrum EMG
• Kegagalan menghasilkan tenaga.
• Meningkatnya suatu usaha untuk mempertahankan tenaga
• Perasaan tidak enak atau rasa nyeri karena kegiatan otot
• Merasa lemah/tidak mampu untuk menghasilkan tenaga.
3. Kemungkinan letak dan penyebab kelelahan otot
Didalam tubuh, otot atau sekelompok otot dapat mengalami kelelahan, karena kegagalan salah satu atau keseluruhan dari mekanisme neuromuscular yang terlabit dalam kontraksi otot sebagai contoh, kegagalan otot untuk berkontraksi secara sadar, dapat terjadi karena:
• Syaraf otot yang menyarafi serabut-serabut otot didalam kesatuan motor untuk mengirimkan rangsangan-rangsangan persyarafan.
• Persimpangan neuromuscular memancarkan rangsangan-rangsangan persyarafan dari syaraf motor ke serabut-serabut otot
• Mekanisme kontraktil itu sendiri untuk menghasilkan tenaga
• System syaraf pusat, seperti otak dan spinal cord memulai dan memancarkan rangsanga-rangsangan persyarafan ke otot.
Kebanyakan penelitian tentang kelelahan otot local tercurah pada neuromuscular junction, mekanisme kontraktil, dan system syaraf pusat. Sedangkan penelitian yang dilakukan terhadap kemungkinan syaraf motor sebagai letak dan penyebab kelelahan tidak begitu banyak.
4. Kelelahan pada neuromuscular junction
Menurut Claman, H.P., dkk., (1979) dan Komi, P.V., dkk., (1979) banyak bukti-bukti yang mendukung dan menentang bahwa, kelelahan otot local disebabkan oleh kegagalan neuromuscular junction. Bentuk kelelahan ini nampaknya umum terjadi pada kesatuan motor otot putih (Claman, H.P., dkk., 1979, dan Komi, P.V, dkk, 1979), dan boleh dianggap sebagian terbesar kelelahan dari serabut –serabut otot putih jika dibandingkan dengan serabut-serabut otot merah. Kegagalan dari neuromuscular junction untuk memancarkan rangsangan-rangsangan persyarafan ke serabut-serabut otot adalah factor terbesar yang menyebabkan penurunan pengiriman bahan-bahan kimia, asetilkolin dari akhiran syaraf.
5. Kelelahan dan mekanisme kontraktil
Beberapa faktor yang terlibat didalam kelelahan itu adalah mekanisme kontraktil itu sendiri. Beberapa diantaranya adalah :
a) Penumpukan asam laktat
Terjadinya kelelahan otot yang disebabkan oleh penumpukan asam laktat telah lama dicurigai. Bagaimanapun juga, baru belakangan ini orang menentukan hubungan antara penumpukan asam laktat pada intramuscular dengan menurunnya puncak tegangan (ukuran dari kelelahan).
Apabila rasio asam laktat pada otot merah dan otot putih meningkat, puncak tegangan otot menurun. Jadi bias diartikan bahwa besarnya kelelahan pada serabut-serabut otot putih berhubungan dengan besarnya kemampuan mereka untuk membentuk asam laktat.
Pendapat bahwa penumpukan asam laktat menyertai didalam proses kelelahan selanjutnya diperkuat oleh fakta dimana dua mekanisme secara fisiologi yang karenanya asam laktat menghalang-halangi fungsi otot. Kedua mekanisme tersebut tergantung kepada efek asam laktat pada pH intra selular atau konsentrasi ion hydrogen (H) (Strauss, R.H. 1979).
Dengan meningkatnya asam laktat, konsentrasi H meningkat, dan pH menurun. Di pihak lain, peningkatan konsentrasi ion H menghalangi proses rangkaian eksitasi, oleh menurunnya sejumlah Ca yang dikeluarkan dari reticulum sarkoplasma dan gangguan kapasitas mengikat troponin. Di lain pihak peningkatan konsentrasi ion H juga menghambat kegiatan fosfofruktokinase, enzim kunci yang terlibat di dalam anaerobic glikolisis. Demikian lambatnya hambatan glikolisis, mengurangi penyediaan ATP untuk energy.
b) Pengosongan penyimpanan ATP dan PC
Karena ATP merupakan sumber energi secara langsung untuk kontraksi otot, dan PC dipergunakan untuk Resintesa ATP secepatnya, pengosongan Fosfagen intraseluler mengakibatkan kelelahan. Bagaimana penyelidikan terhadap manusia telah disimppulkan, bahwa kelelahan tidak berasal dari rendahnya fosfagen didalam otot (FOX, E.L.1989). Suatu kesimpulan yang sama telah diperoleh dari hasil penelitian terhadap otot katak yang dipotong pada otrot sartoriusnya.
Sebagai contoh, telah diingatkan bahwa selama kegiatan kontraksi, konsentrasi ATP didaerah miofibril mungkin lebih berkurang daripada dalam otot keseluruhan. Oleh karena itu, ATP menjadi terbatas didalam mekanisme kontraktil, walaupun hanya terjadi penurunan yang moderat dari jumlah total ATP didalam otot. Kemungkinan yang lain adalah bahwa hasil energi didalam pemecahan ATP lebih sedikit dari jumlah ATP yamg tersedia didalam batas-batas untuk kontreaksi otot. (Holloszy, J.O.,1984 dan DeVries, H.A., 1986).
Alasan dari penurunan ini mungkin dihubungkan dengan peningkatan konsentrasi ion H dalam jumlah kecil sampai besar didalam intraseluler, dan merupakan penyebab utama dari penumpukan asam laktat ( Stegemann, 1981).
c) Pengosongan Simpanan Glikogen Otot
Seperti halnya dengan asam laktat dan kelelahan , hubungan sebab akibat antara pengosongan glikogen ototdan kelelahan otot tidak dapat ditentukan dengan tegas ( Astrand, P.O., 1986). Faktor-faktor lain yang berhubungan dengan kelelahan selama periode latihan yang lama (FOX, E.L.1989) adalah sbb:
o Rendahnya tingkatan/level glukosa darah, menyebabkan pengosongan cadangan glikogen hati.
o Kelelahan otot lokal disebabkan karena pengosongan cadangan glikogen otot.
o Kekeringan (dehidrasi) dan kurangnya elektrolit, menyebabkan temperatur tubuh meningkat.
o Rasa jenuh.
A. Struktur
Otot
Daging sebenarnya adalah kumpulan dari otot-otot.Otot merupakan jaringan terbanyak yang menyusun tubuh manusia, pada awal kelahiran mencapai 25% dari massa tubuh, lebih dari 40% ketika remaja, dan 30% ketika dewasa/tua. Sel-sel khusus jaringan otot memiliki bangunan khusus yang dikaitkan dengan aktivitas kontraksi. Berdasarkan bentuk serta bangunannya, sel sel otot disebut serabut otot (myofiber). Tetapi serabut otot berbeda dengan denga serabut jaringan ikat, karena serabut jaringan ikat bersifat ekstra seluler, berbeda dengan sel. Jaringan otot secara langsung mampu menghasilkan gerakan. Sel-sel jaringan lain dapat pula bergerak, tetapi gerakannya kurang terintegrasi. Hanya kumpulan sel-sel yang mampu menciptakan gerakan kuat melalui progres kontraksi dengan gerakan searah dilaksanakn oleh otot.
Otot merupakan jaringan yang terdiri atas kumpulan sel-sel serabut otot. Selama perkembangan embrionik, serabut otot dibentuk melalui peleburan ekor dengan ekor dari banyak sel menjadi struktur yang seperti pipa. Hal ini yang menyebabkan mengapa serabut otot memiliki struktur yang panjang dan memiliki banyak inti. Pada sel otot ini terdiri atas membran sel yang disebut dengan sarkolemna, sitoplasma sel yang disebut denngan sarkoplasma, serta banyak organel sel seperti mitokondria dan nucleus. Sarkolemna dicirikan dengan banyaknya invaginasi seperti lubang yang meluas ke dalam sarkoplasma pada sudut kanan sepanjang aksis sel. Di dalam sarkoplasma terdapat glikogen, ATP, phosphocreatine, dan enzim-enzim glikolisis.
Dalam sel serabut otot ini terdapat unit kontraksil yanng disebut dengan miofibril. Perluasan sarkoplasma mengadakan hubungan dengan miofibril ini. Ketika myofibril diamati dengan mikroskop elektron, ditemukan adanya pita terang dan pita gelap. Pita-pita ini kemudian disebut pita A (anisotrop atau gelap) dan pita I (isotrop atau terang). Pada pita A terdapat daerah yang tanpa filamen aktin, sehingga terlihat kurang padat daripada bagian pita A yang lain, daerah ini disebut dengan zone H. Pita I terbagi menjadi dua bagian oleh garis Z yang tebal dan gelap. Sarkomer merupakan daerah antara dua garis Z dan berulang sepanjang serabut otot pada jarak 1500 – 2300 nm tergantung bagian yang berkontraksi. Sarkomer merupakan satuan fungsional otot.
Otot merupakan alat gerak aktif yang mampu menggerakkan tulang, kulit dan rambut setelah mendapat rangsangan.
Otot memiliki tiga kemampuan khusus yaitu :
• Kontraktibilitas yaitu kemampuan untuk berkontraksi / memendek
• Ekstensibilitas yaitu kemampuan untuk melakukan gerakan kebalikan dari gerakan yang ditimbulkan saat kontraksi
• Elastisitas yaitu kemampuan otot untuk kembali pada ukuran semula setelah berkontraksi. Saat kembali pada ukuran semula otot disebut dalam keadaan relaksasi.
Menurut letaknya, otot dibedakan menjadi otot-otot batang badan, otot-otot anggota gerak dan otot-otot kepala. Otot-otot batang badan terdiri dari otot-otot perut, otot-otot punggung, otot-otot dada dan otot-otot leher. Otot punggung tidak terlihat dari permukaan tubuh. Otot punggung berfungsi untuk gerak-gerik tulang belakang.
Otot perut terentang antara gelang panggul dan rangka dada. Otot-otot tersebut dapat memendek secara aktif.
1. Bagian-bagian Otot
a) Sarkolema
Sarkolema adalah membran yang melapisi suatu sel otot yang fungsinya sebagai pelindung otot
b) Sarkoplasma
Sarkoplasma adalah cairan sel otot yang fungsinya untuk tempat dimana miofibril dan miofilamen berada
c) Miofibril
Miofibril merupakan serat-serat pada otot.
d) Miofilamen
Miofilamen adalah benang-benang/filamen halus yang berasal dari miofibril.Miofibril terbagi atas 2 macam, yakni :
a) Miofilamen homogen (terdapat pada otot polos)
b) Miofilamen heterogen (terdapat pada otot jantung/otot cardiak dan pada otot rangka/otot lurik).
Di dalam miofilamen terdapat protein kontaraktil yang disebut aktomiosin (aktin dan miosin), tropopin dan tropomiosin. Ketika otot kita berkontraksi (memendek)maka protein aktin yang sedang bekerja dan jika otot kita melakukan relaksasi (memanjang) maka miosin yang sedang bekerja.
2. Jenis Otot
Terdapat 3 jenis otot yang ditemukan pada vertebrata, yaitu otot rangka, otot jantung dan otot polos. Bila diteliti di bawah mikroskop, pada otot jantung dan otot rangka terlihat adanya garis-garis dan disebut otot lurik, sedang otot polos tidak ditemukan adanya garis-garis atau pun garisnya sangat halus, oleh karena itu disebut otot polos.
a) Jaringan Otot Polos
Otot polos mempunyai serabut kontraktil yang tidak memantulkan cahaya berselang-seling, sehingga sarkoplasmanya tampak polos dan homogen. Otot polos mempunyai bentuk sel seperti gelendong, bagian tengah besar, dan ujungnya meruncing. Dalam setiap sel otot polos terdapat satu inti sel yang terletak di tengah dan bentuknya pipih.
Aktivitas otot polos tidak dipengaruhi oleh kehendak kita (otot tidak sadar) sehingga disebut otot involunter dan selnya dilengkapi dengan serabut saraf dari sistem saraf otonom. Kontraksi otot polos sangat lambat dan lama, tetapi tidak mudah lelah. Otot polos terdapat pada alat-alat tubuh bagian dalam sehingga disebut juga otot visera. Misalnya pada pembuluh darah, pembuluh limfa, saluran pencernaan, kandung kemih, dan saluran pernapasan. Otot polos berfungsi memberi gerakan di luar kehendak, misalnya gerakan zat sepanjang saluran pencernaan. Selain itu, berguna pula untuk mengontrol diameter pembuluh darah dan gerakan pupil mata.
b) Jaringan Otot Lurik atau Jaringan Otot Rangka
Otot lurik mempunyai serabut kontraktil yang memantulkan cahaya berselang-seling gelap (anisotrop) dan terang (isotrop). Sel atau serabut otot lurik berbentuk silindris atau serabut panjang. Setiap sel mempunyai banyak inti dan terletak di bagian tepi sarkoplasma. Otot lurik bekerja di bawah kehendak (otot sadar) sehingga disebut otot volunterdan selnya dilengkapi serabut saraf dari sistem saraf pusat. Kontraksi otot lurik cepat tetapi tidak teratur dan mudah lelah.Otot lurik disebut juga otot rangka karena biasanya melekat pada rangka tubuh, misalnya pada bisep dan trisep. Selain itu juga terdapat di lidah, bibir, kelopak mata, dan diafragma.Otot lurik berfungsi sebagai alat gerak aktif karena dapat berkontraksi secara cepat dan kuat sehingga dapat menggerakkan tulang dan tubuh.
c.) Jaringan Otot Jantung
Otot jantung berbentuk silindris atau serabut pendek. Otot ini tersusun atas serabut lurik yang bercabang-cabang dan saling berhubungan satu dengan lainnya. Setiap selotot jantung mempunyai satu atau dua inti yang terletak di tengah sarkoplasma. Otot jantung bekerja di luar kehendak (otot tidak sadar) atau disebut juga otot involunter dan selnya dilengkapi serabut saraf dari saraf otonom. Kontraksi otot jantung berlangsung secara otomatis, teratur, tidak pernah lelah, dan bereaksi lambat. Dinamakan otot jantung karena hanya terdapat di jantung. Kontraksi dan relaksasi otot jantung menyebabkan jantung menguncup dan mengembang untuk mengedarkan darah ke seluruh tubuh. Ciri khas otot jantungadalah mempunyai diskus interkalaris, yaitu pertemuan dua sel yang tampak gelap jika dilihat dengan mikroskop.
B. Fungsi Otot Rangka
Otot dapat berkontraksi karena adanya rangsangan. Umumnya otot berkontraksi bukan karena satu rangsangan, melainkan karena suatu rangkaian rangsangan berurutan.rangsangan kedua memperkuat rangsangan pertama dan rangsangan ketiga memeprkuat rangsangan kedua . dengan demikian terjadilah ketegangan atau tonus yang maksimum . tonus yang maksimum terus– menerus disebut tetanus.
1. Sifat Kerja Otot:
Sifat kerja otot dibedakan menjadi dua, yaitu :
a) Antagonis
Otot antagonis adalah dua otot atau lebih yang tujuan kerjanya berlawanan. Jika otot pertama berkontraksi dan yang kedua berelaksasi, akan menyebabkan tulang tertarik atau terangkat. Sebaliknya, jika otot pertama berelaksasi dan yang kedua berkontraksi akan menyebabkan tulang kembali ke posisi semula. Contoh otot antagonis adalah otot bisep dan trisep. Otot bisep adalah otot yang memiliki dua ujung (dua tendon) yang melekat pada tulang dan terletak di lengan atas bagian depan. Otot trisep adalah otot yang memiliki tiga jung (tiga tendon) yang melekat pada tulang, terletak di lengan atas bagian belakang. Untuk mengangkat lengan bawah, otot bisep berkontraksi dan otot trisep berelaksasi. Untuk menurunkan lengan bawah, otot trisep berkontraksi dan otot bisep berelaksasi.
Antagonis juga adalah kerja otot yang kontraksinya menimbulkan efek gerak berlawanan, contohnya adalah:
1. Ekstensor ( meluruskan) dan fleksor (membengkokkan), misalnya otot trisep dan otot bisep.
2. Abduktor (menjauhi badan) dan adductor (mendekati badan) misalnya gerak tangan sejajar bahu dan sikap sempurna.
3. Depresor (ke bawah) dan adduktor ( ke atas), misalnya gerak kepala merunduk dan menengadah.
4. Supinator (menengadah) dan pronator (menelungkup), misalnya gerak telapak tangan menengadah dan gerak telapak tangan menelungkup.
b) Sinergis
Sinergis juga adalah otot-otot yang kontraksinya menimbulkan gerak searah.
Contohnya pronator teres dan pronator kuadratus (Otot yang menyebabkan telapak tangan menengadah atau menelungkup). Otot sinergis adalah dua otot atau lebih yang bekerja bersama – sama dengan tujuan yang sama. Jadi, otot – otot itu berkontraksi bersama dan berelaksasi bersama. Misalnya, otot – otot antar tulang rusuk yang bekerja bersama ketika kita menarik napas, atau otot pronator, yaitu otot yang menyebabkan telapak tangan menengadah atau menelungkup. Gerakan pada bagian tubuh, umumnya melibatkan kerja otot, tulang, dan sendi. Apabila otot berkontraksi, maka otot akan menarik tulang yang dilekatinya sehingga tulang tersebut bergerak pada sendi yang dimilikinya.
Otot yang sedang bekerja akan berkontraksi sehingga otot akan memendek, mengeras, dan bagian tengahnya menggembung. Karena memendek, tulang yang dilekati otot tersebut tertarik atau terangkat. Kontraksi satu macam otot hanya mampu untuk menggerakan tulang ke satu arah tertentu. Agar tulang dapat kembali ke posisi semula, otot tersebut harus mengadakan relaksasi. Namun relaksasi otot ini saja tidak cukup. Tulang harus ditarik ke posisi semula. Oleh karena itu, harus ada otot lain yang berkontraksi yang merupakan kebalikan dari kerja otot pertama. Jadi, untuk menggerakan tulang dari satu posisi ke posisi yang lain, kemudian kembali ke posisi semula, diperlukan paling sedikit dua macam otot dengan kerja berbeda.
C. Sliding Filamen Teori
Sliding filament theory atau teori pergeseran. Salah satu teori kontraksi otot adalah teori geseran filamen (the sliding filament theory of muscular contraction). Menurut teori geseran filamen bahwa pada suatu kontraksi otot, panjang aktin dan myosin tidak berubah. Jadi pada saat suatu otot berkontraksi atau mengerut, yamg terjadi adalah saling bergesernya(sleding) atau saling mendekat dan merapatnya filamen aktin dan myosin.
Pada dasarnya setiap serabut otot tersusun atas serabut tipis yang disebut miofibril. miofibril ini mengandung struktur yang lebih sederhana lagi yaitu filament aktin dan miosin. Filamen-filament ini saling bergeser keluar masuk /tumpang tindih yang menghasilkan kontraksi dan relakssasi otot sehingga disebut dengan toeri pregeseran filament.
Sarkomer adalah unit terkecil kontraksi otot Sarkomer tersusun berulang-ulang sepanjang miofibril.
Perhatikan hal-hal yang perlu diingat dengan cepat mengeani struktur yang terlibat dan mekanisme kontraksi dan relaksasi otot.
• Miofibril: sebuah bentukan silindris yang memanjang sepanjang otot lurik, yang mengandung filamen aktin dan miosin.
• Sarkomer: Struktur dan fungsional terkecil kontraksi otot. ditemui pada miofibril. dibagi menjadi pita H, A dan I.
• Aktin: filament kontraktil yang tipis yang mengandung sisi “aktif” dan “ikatan”.
• Miosin: portein filamen yang lebih tebal dengan penonjolan yang dikenal dengan kepala miosin.
• Tropomiosin: sebuah protein aktin pengikat yang mengatur kontraksi otot.
• Troponin: protein kompleks yang melekat pada Tropomiosin.
Inilah detail proses kontraksi otot terjadi dalam 5 tahapan proses yaitu :
1. Impulse saraf tiba di neuromuscular junction, yang mengakibatkan pembebasan asetilkolin. Kehadiran asetilkolin menyebabkan depolarisasi yang kemudian menyebabkan pembebasan ion Ca keluar dari retikulum sarkoplasmik.
2. Dengan meningkatnya ion Ca, akan menyebabkan ion Ca bisa terikat pada troponin dan mampu mengubah strukturnya. Perubahan struktur toponin karena ion Ca ini akan terbukanya daerah aktif tropomiosin yang yang tertutup oleh troponin. Kini kepala miosin akan mampu berikatan dengan filamen aktin membentuk aktomiosin.
3. Perombakan ATP akan membebaskan energi yang dapat menyebabkan miosin mampu menarik aktin ke dalam dan juga pemendekan otot. hal ini terjadi di sepanjang miofibril pada sel otot.
4. Miosin akan terlepas dari aktin dan jembatan aktomiosin akan putus ketika molekul ATP terikat pada kepala miosin. Pada saat ATP dipecah kepala miosin dapat bertemu lagi dengan aktin pada tropomiosin.
5. proses kontraksi otot dapat berlangsung selama ada ATP dan ion Ca. Pada saat impuls berhenti, maka ion Ca akan kembali ke retikulum sarkoplasmik dan troponin akan kembali ke kondisi semula dan menutupi daerah tropomiosin sehingga menyebabkan otot berelaksasi.
Perlu diketahui bahwa sebuah single power strokemenghasilkan pemendekan hanya 1% saja dari panjang otot jadi proses kontraksi harus dilakukan berulang-ulang.
D. Kelelahan Otot
Kelelahan otot adalah ketidak mampuan otot untuk mempertahankan tenaga yang diperlukan atau yang diharapkan.
1. Pengaruh distribusi serabut otot
Serabut otot putih lebih mudah lelah daripada serabut otot merah. Pada manusia, satu diantara kalian banyak cara dimana informasi kelelahan otot dapat dicapai dengan pencatatan menurunnya puncak tegangan pada kelompok otot setelah melakukansejumlah ulangan konstraksi yang sangat cepat. Menurunnya puncak tegangan otot, dapat diambil sebagian ukuran kelelahan.
2. Kemungkinan-kemungkinan arti-arti dari kelelahan:
Definisi
• Lemahnya unjuk kerja intelektual
• Lemahnya unjuk kerja motorik
• Meningkatnya aktivitas electromyography didalam satu unjuk kerja
• Rendahnya frekuensi power spectrum EMG
• Kegagalan menghasilkan tenaga.
• Meningkatnya suatu usaha untuk mempertahankan tenaga
• Perasaan tidak enak atau rasa nyeri karena kegiatan otot
• Merasa lemah/tidak mampu untuk menghasilkan tenaga.
3. Kemungkinan letak dan penyebab kelelahan otot
Didalam tubuh, otot atau sekelompok otot dapat mengalami kelelahan, karena kegagalan salah satu atau keseluruhan dari mekanisme neuromuscular yang terlabit dalam kontraksi otot sebagai contoh, kegagalan otot untuk berkontraksi secara sadar, dapat terjadi karena:
• Syaraf otot yang menyarafi serabut-serabut otot didalam kesatuan motor untuk mengirimkan rangsangan-rangsangan persyarafan.
• Persimpangan neuromuscular memancarkan rangsangan-rangsangan persyarafan dari syaraf motor ke serabut-serabut otot
• Mekanisme kontraktil itu sendiri untuk menghasilkan tenaga
• System syaraf pusat, seperti otak dan spinal cord memulai dan memancarkan rangsanga-rangsangan persyarafan ke otot.
Kebanyakan penelitian tentang kelelahan otot local tercurah pada neuromuscular junction, mekanisme kontraktil, dan system syaraf pusat. Sedangkan penelitian yang dilakukan terhadap kemungkinan syaraf motor sebagai letak dan penyebab kelelahan tidak begitu banyak.
4. Kelelahan pada neuromuscular junction
Menurut Claman, H.P., dkk., (1979) dan Komi, P.V., dkk., (1979) banyak bukti-bukti yang mendukung dan menentang bahwa, kelelahan otot local disebabkan oleh kegagalan neuromuscular junction. Bentuk kelelahan ini nampaknya umum terjadi pada kesatuan motor otot putih (Claman, H.P., dkk., 1979, dan Komi, P.V, dkk, 1979), dan boleh dianggap sebagian terbesar kelelahan dari serabut –serabut otot putih jika dibandingkan dengan serabut-serabut otot merah. Kegagalan dari neuromuscular junction untuk memancarkan rangsangan-rangsangan persyarafan ke serabut-serabut otot adalah factor terbesar yang menyebabkan penurunan pengiriman bahan-bahan kimia, asetilkolin dari akhiran syaraf.
5. Kelelahan dan mekanisme kontraktil
Beberapa faktor yang terlibat didalam kelelahan itu adalah mekanisme kontraktil itu sendiri. Beberapa diantaranya adalah :
a) Penumpukan asam laktat
Terjadinya kelelahan otot yang disebabkan oleh penumpukan asam laktat telah lama dicurigai. Bagaimanapun juga, baru belakangan ini orang menentukan hubungan antara penumpukan asam laktat pada intramuscular dengan menurunnya puncak tegangan (ukuran dari kelelahan).
Apabila rasio asam laktat pada otot merah dan otot putih meningkat, puncak tegangan otot menurun. Jadi bias diartikan bahwa besarnya kelelahan pada serabut-serabut otot putih berhubungan dengan besarnya kemampuan mereka untuk membentuk asam laktat.
Pendapat bahwa penumpukan asam laktat menyertai didalam proses kelelahan selanjutnya diperkuat oleh fakta dimana dua mekanisme secara fisiologi yang karenanya asam laktat menghalang-halangi fungsi otot. Kedua mekanisme tersebut tergantung kepada efek asam laktat pada pH intra selular atau konsentrasi ion hydrogen (H) (Strauss, R.H. 1979).
Dengan meningkatnya asam laktat, konsentrasi H meningkat, dan pH menurun. Di pihak lain, peningkatan konsentrasi ion H menghalangi proses rangkaian eksitasi, oleh menurunnya sejumlah Ca yang dikeluarkan dari reticulum sarkoplasma dan gangguan kapasitas mengikat troponin. Di lain pihak peningkatan konsentrasi ion H juga menghambat kegiatan fosfofruktokinase, enzim kunci yang terlibat di dalam anaerobic glikolisis. Demikian lambatnya hambatan glikolisis, mengurangi penyediaan ATP untuk energy.
b) Pengosongan penyimpanan ATP dan PC
Karena ATP merupakan sumber energi secara langsung untuk kontraksi otot, dan PC dipergunakan untuk Resintesa ATP secepatnya, pengosongan Fosfagen intraseluler mengakibatkan kelelahan. Bagaimana penyelidikan terhadap manusia telah disimppulkan, bahwa kelelahan tidak berasal dari rendahnya fosfagen didalam otot (FOX, E.L.1989). Suatu kesimpulan yang sama telah diperoleh dari hasil penelitian terhadap otot katak yang dipotong pada otrot sartoriusnya.
Sebagai contoh, telah diingatkan bahwa selama kegiatan kontraksi, konsentrasi ATP didaerah miofibril mungkin lebih berkurang daripada dalam otot keseluruhan. Oleh karena itu, ATP menjadi terbatas didalam mekanisme kontraktil, walaupun hanya terjadi penurunan yang moderat dari jumlah total ATP didalam otot. Kemungkinan yang lain adalah bahwa hasil energi didalam pemecahan ATP lebih sedikit dari jumlah ATP yamg tersedia didalam batas-batas untuk kontreaksi otot. (Holloszy, J.O.,1984 dan DeVries, H.A., 1986).
Alasan dari penurunan ini mungkin dihubungkan dengan peningkatan konsentrasi ion H dalam jumlah kecil sampai besar didalam intraseluler, dan merupakan penyebab utama dari penumpukan asam laktat ( Stegemann, 1981).
c) Pengosongan Simpanan Glikogen Otot
Seperti halnya dengan asam laktat dan kelelahan , hubungan sebab akibat antara pengosongan glikogen ototdan kelelahan otot tidak dapat ditentukan dengan tegas ( Astrand, P.O., 1986). Faktor-faktor lain yang berhubungan dengan kelelahan selama periode latihan yang lama (FOX, E.L.1989) adalah sbb:
o Rendahnya tingkatan/level glukosa darah, menyebabkan pengosongan cadangan glikogen hati.
o Kelelahan otot lokal disebabkan karena pengosongan cadangan glikogen otot.
o Kekeringan (dehidrasi) dan kurangnya elektrolit, menyebabkan temperatur tubuh meningkat.
o Rasa jenuh.
A. Struktur
Otot
Daging sebenarnya adalah kumpulan dari
otot-otot.Otot
merupakan jaringan terbanyak yang menyusun tubuh manusia, pada awal kelahiran
mencapai 25% dari massa tubuh, lebih dari 40% ketika remaja, dan 30% ketika
dewasa/tua. Sel-sel khusus jaringan otot memiliki bangunan khusus yang
dikaitkan dengan aktivitas kontraksi. Berdasarkan bentuk serta bangunannya, sel
sel otot disebut serabut otot (myofiber). Tetapi serabut otot berbeda dengan
denga serabut jaringan ikat, karena serabut jaringan ikat bersifat ekstra
seluler, berbeda dengan sel. Jaringan otot secara langsung mampu menghasilkan
gerakan. Sel-sel jaringan lain dapat pula bergerak, tetapi gerakannya kurang
terintegrasi. Hanya kumpulan sel-sel yang mampu menciptakan gerakan kuat
melalui progres kontraksi dengan gerakan searah dilaksanakn oleh otot.
Otot merupakan jaringan yang terdiri atas
kumpulan sel-sel serabut otot. Selama perkembangan embrionik, serabut otot
dibentuk melalui peleburan ekor dengan ekor dari banyak sel menjadi struktur
yang seperti pipa. Hal ini yang menyebabkan mengapa serabut otot memiliki
struktur yang panjang dan memiliki banyak inti. Pada sel otot ini terdiri atas
membran sel yang disebut dengan sarkolemna, sitoplasma sel yang disebut denngan
sarkoplasma, serta banyak organel sel seperti mitokondria dan nucleus.
Sarkolemna dicirikan dengan banyaknya invaginasi seperti lubang yang meluas ke
dalam sarkoplasma pada sudut kanan sepanjang aksis sel. Di dalam
sarkoplasma terdapat glikogen, ATP, phosphocreatine, dan enzim-enzim
glikolisis.
Dalam sel serabut otot ini terdapat unit
kontraksil yanng disebut dengan miofibril. Perluasan sarkoplasma mengadakan
hubungan dengan miofibril ini. Ketika myofibril diamati dengan mikroskop
elektron, ditemukan adanya pita terang dan pita gelap. Pita-pita ini kemudian
disebut pita A (anisotrop atau gelap) dan pita I (isotrop atau terang). Pada
pita A terdapat daerah yang tanpa filamen aktin, sehingga terlihat kurang padat
daripada bagian pita A yang lain, daerah ini disebut dengan zone H. Pita I
terbagi menjadi dua bagian oleh garis Z yang tebal dan gelap. Sarkomer
merupakan daerah antara dua garis Z dan berulang sepanjang serabut otot pada
jarak 1500 – 2300 nm tergantung bagian yang berkontraksi. Sarkomer merupakan
satuan fungsional otot.
Otot merupakan alat gerak aktif yang mampu
menggerakkan tulang, kulit dan rambut setelah mendapat rangsangan.
Otot memiliki tiga kemampuan khusus yaitu :
·
Kontraktibilitas yaitu kemampuan untuk berkontraksi / memendek
·
Ekstensibilitas yaitu kemampuan untuk melakukan gerakan
kebalikan dari gerakan yang ditimbulkan saat kontraksi
·
Elastisitas yaitu kemampuan otot untuk kembali pada ukuran
semula setelah berkontraksi. Saat kembali pada ukuran semula otot disebut dalam
keadaan relaksasi.
Menurut letaknya, otot dibedakan menjadi
otot-otot batang badan, otot-otot anggota gerak dan otot-otot kepala. Otot-otot
batang badan terdiri dari otot-otot perut, otot-otot punggung, otot-otot dada
dan otot-otot leher. Otot punggung tidak terlihat dari permukaan tubuh. Otot
punggung berfungsi untuk gerak-gerik tulang belakang.
Otot perut terentang antara gelang panggul dan
rangka dada. Otot-otot tersebut dapat memendek secara aktif.
1. Bagian-bagian
Otot
a)
Sarkolema
Sarkolema adalah membran yang melapisi suatu
sel otot yang fungsinya sebagai pelindung otot
b)
Sarkoplasma
Sarkoplasma adalah cairan sel otot yang
fungsinya untuk tempat dimana miofibril dan miofilamen berada
c)
Miofibril
Miofibril merupakan
serat-serat pada otot.
d)
Miofilamen
Miofilamen adalah benang-benang/filamen halus
yang berasal dari miofibril.Miofibril terbagi atas 2 macam, yakni :
a)
Miofilamen homogen (terdapat pada otot polos)
b)
Miofilamen heterogen (terdapat pada otot jantung/otot cardiak
dan pada otot rangka/otot lurik).
Di dalam miofilamen terdapat protein
kontaraktil yang disebut aktomiosin (aktin dan miosin), tropopin dan tropomiosin.
Ketika otot kita berkontraksi (memendek)maka protein aktin yang sedang bekerja
dan jika otot kita melakukan relaksasi (memanjang) maka miosin yang sedang
bekerja.
2. Jenis Otot
Terdapat 3 jenis otot yang ditemukan pada
vertebrata, yaitu otot rangka, otot jantung dan otot polos. Bila diteliti di
bawah mikroskop, pada otot jantung dan otot rangka terlihat adanya garis-garis
dan disebut otot lurik, sedang otot polos tidak ditemukan adanya garis-garis
atau pun garisnya sangat halus, oleh karena itu disebut otot polos.
a) Jaringan
Otot Polos
Otot polos mempunyai
serabut kontraktil yang tidak memantulkan cahaya berselang-seling, sehingga
sarkoplasmanya tampak polos dan homogen. Otot polos mempunyai
bentuk sel seperti gelendong, bagian tengah besar, dan ujungnya meruncing.
Dalam setiap sel otot polos terdapat satu inti sel yang
terletak di tengah dan bentuknya pipih.
Aktivitas otot polos tidak
dipengaruhi oleh kehendak kita (otot tidak sadar) sehingga disebut otot
involunter dan selnya dilengkapi dengan serabut saraf dari sistem saraf otonom.
Kontraksi otot polos sangat lambat dan lama, tetapi tidak mudah lelah. Otot
polos terdapat pada alat-alat tubuh bagian dalam sehingga disebut juga otot
visera. Misalnya pada pembuluh darah, pembuluh limfa, saluran pencernaan,
kandung kemih, dan saluran pernapasan. Otot polos berfungsi memberi gerakan di
luar kehendak, misalnya gerakan zat sepanjang saluran pencernaan. Selain itu,
berguna pula untuk mengontrol diameter pembuluh darah dan gerakan pupil mata.
b) Jaringan Otot Lurik atau Jaringan Otot Rangka
Otot lurik mempunyai
serabut kontraktil yang memantulkan cahaya berselang-seling gelap (anisotrop)
dan terang (isotrop). Sel atau serabut otot lurik berbentuk
silindris atau serabut panjang. Setiap sel mempunyai banyak inti dan terletak
di bagian tepi sarkoplasma. Otot lurik bekerja di bawah
kehendak (otot sadar) sehingga disebut otot volunterdan selnya
dilengkapi serabut saraf dari sistem saraf pusat. Kontraksi otot lurik cepat
tetapi tidak teratur dan mudah lelah.Otot lurik disebut juga otot
rangka karena biasanya melekat pada rangka tubuh, misalnya pada bisep dan
trisep. Selain itu juga terdapat di lidah, bibir, kelopak mata, dan diafragma.Otot
lurik berfungsi sebagai alat gerak aktif karena dapat berkontraksi
secara cepat dan kuat sehingga dapat menggerakkan tulang dan tubuh.
c.) Jaringan Otot Jantung
Otot jantung berbentuk
silindris atau serabut pendek. Otot ini tersusun atas serabut lurik yang
bercabang-cabang dan saling berhubungan satu dengan lainnya. Setiap selotot
jantung mempunyai satu atau dua inti yang terletak di tengah
sarkoplasma. Otot jantung bekerja di luar kehendak (otot tidak
sadar) atau disebut juga otot involunter dan selnya dilengkapi
serabut saraf dari saraf otonom. Kontraksi otot jantung berlangsung secara
otomatis, teratur, tidak pernah lelah, dan bereaksi lambat. Dinamakan otot
jantung karena hanya terdapat di jantung. Kontraksi dan relaksasi otot
jantung menyebabkan jantung menguncup dan mengembang untuk mengedarkan darah ke
seluruh tubuh. Ciri khas otot jantungadalah mempunyai diskus
interkalaris, yaitu pertemuan dua sel yang tampak gelap jika dilihat dengan
mikroskop.
B. Fungsi
Otot Rangka
Otot dapat berkontraksi karena adanya
rangsangan. Umumnya otot berkontraksi bukan karena satu rangsangan, melainkan
karena suatu rangkaian rangsangan berurutan.rangsangan kedua memperkuat
rangsangan pertama dan rangsangan ketiga memeprkuat rangsangan kedua . dengan
demikian terjadilah ketegangan atau tonus yang maksimum . tonus yang maksimum
terus– menerus disebut tetanus.
1. Sifat
Kerja Otot:
Sifat kerja otot dibedakan menjadi dua, yaitu
:
a) Antagonis
Otot antagonis adalah dua otot atau lebih yang
tujuan kerjanya berlawanan. Jika otot pertama berkontraksi dan yang kedua
berelaksasi, akan menyebabkan tulang tertarik atau terangkat. Sebaliknya, jika
otot pertama berelaksasi dan yang kedua berkontraksi akan menyebabkan tulang
kembali ke posisi semula. Contoh otot antagonis adalah otot bisep dan trisep.
Otot bisep adalah otot yang memiliki dua ujung (dua tendon) yang melekat pada
tulang dan terletak di lengan atas bagian depan. Otot trisep adalah otot yang
memiliki tiga jung (tiga tendon) yang melekat pada tulang, terletak di lengan
atas bagian belakang. Untuk mengangkat lengan bawah, otot bisep berkontraksi
dan otot trisep berelaksasi. Untuk menurunkan lengan bawah, otot trisep
berkontraksi dan otot bisep berelaksasi.
Antagonis juga adalah kerja otot yang
kontraksinya menimbulkan efek gerak berlawanan, contohnya adalah:
1. Ekstensor (
meluruskan) dan fleksor (membengkokkan), misalnya otot trisep dan otot bisep.
2. Abduktor (menjauhi
badan) dan adductor (mendekati badan) misalnya gerak tangan sejajar
bahu dan sikap sempurna.
3. Depresor (ke bawah)
dan adduktor ( ke atas), misalnya gerak kepala merunduk dan menengadah.
4. Supinator
(menengadah) dan pronator (menelungkup), misalnya gerak telapak
tangan menengadah dan gerak telapak tangan menelungkup.
b) Sinergis
Sinergis juga adalah otot-otot yang
kontraksinya menimbulkan gerak searah.
Contohnya pronator teres dan pronator kuadratus (Otot yang menyebabkan telapak tangan menengadah atau menelungkup). Otot sinergis adalah dua otot atau lebih yang bekerja bersama – sama dengan tujuan yang sama. Jadi, otot – otot itu berkontraksi bersama dan berelaksasi bersama. Misalnya, otot – otot antar tulang rusuk yang bekerja bersama ketika kita menarik napas, atau otot pronator, yaitu otot yang menyebabkan telapak tangan menengadah atau menelungkup. Gerakan pada bagian tubuh, umumnya melibatkan kerja otot, tulang, dan sendi. Apabila otot berkontraksi, maka otot akan menarik tulang yang dilekatinya sehingga tulang tersebut bergerak pada sendi yang dimilikinya.
Contohnya pronator teres dan pronator kuadratus (Otot yang menyebabkan telapak tangan menengadah atau menelungkup). Otot sinergis adalah dua otot atau lebih yang bekerja bersama – sama dengan tujuan yang sama. Jadi, otot – otot itu berkontraksi bersama dan berelaksasi bersama. Misalnya, otot – otot antar tulang rusuk yang bekerja bersama ketika kita menarik napas, atau otot pronator, yaitu otot yang menyebabkan telapak tangan menengadah atau menelungkup. Gerakan pada bagian tubuh, umumnya melibatkan kerja otot, tulang, dan sendi. Apabila otot berkontraksi, maka otot akan menarik tulang yang dilekatinya sehingga tulang tersebut bergerak pada sendi yang dimilikinya.
Otot yang sedang bekerja akan berkontraksi
sehingga otot akan memendek, mengeras, dan bagian tengahnya menggembung. Karena
memendek, tulang yang dilekati otot tersebut tertarik atau terangkat. Kontraksi
satu macam otot hanya mampu untuk menggerakan tulang ke satu arah tertentu.
Agar tulang dapat kembali ke posisi semula, otot tersebut harus mengadakan
relaksasi. Namun relaksasi otot ini saja tidak cukup. Tulang harus ditarik ke
posisi semula. Oleh karena itu, harus ada otot lain yang berkontraksi yang merupakan
kebalikan dari kerja otot pertama. Jadi, untuk menggerakan tulang dari satu
posisi ke posisi yang lain, kemudian kembali ke posisi semula, diperlukan
paling sedikit dua macam otot dengan kerja berbeda.
C. Sliding
Filamen Teori
Sliding filament theory atau teori
pergeseran. Salah satu teori kontraksi otot adalah teori geseran
filamen (the sliding filament theory of muscular contraction). Menurut
teori geseran filamen bahwa pada suatu kontraksi otot, panjang aktin dan myosin
tidak berubah. Jadi pada saat suatu otot berkontraksi atau mengerut, yamg
terjadi adalah saling bergesernya(sleding) atau saling mendekat dan merapatnya
filamen aktin dan myosin.
Pada dasarnya setiap serabut otot tersusun
atas serabut tipis yang disebut miofibril. miofibril ini mengandung struktur
yang lebih sederhana lagi yaitu filament aktin dan miosin. Filamen-filament ini
saling bergeser keluar masuk /tumpang tindih yang menghasilkan kontraksi dan
relakssasi otot sehingga disebut dengan toeri pregeseran filament.
Sarkomer adalah unit terkecil kontraksi
otot Sarkomer tersusun berulang-ulang sepanjang miofibril.
Perhatikan hal-hal yang perlu diingat dengan
cepat mengeani struktur yang terlibat dan mekanisme kontraksi dan relaksasi
otot.
·
Miofibril: sebuah bentukan silindris yang memanjang sepanjang otot
lurik, yang mengandung filamen aktin dan miosin.
- Sarkomer: Struktur dan fungsional terkecil kontraksi otot. ditemui pada miofibril. dibagi menjadi pita H, A dan I.
·
Aktin: filament kontraktil yang tipis yang mengandung sisi “aktif”
dan “ikatan”.
- Miosin: portein filamen yang lebih tebal dengan penonjolan yang dikenal dengan kepala miosin.
·
Tropomiosin: sebuah protein aktin pengikat yang mengatur kontraksi
otot.
·
Troponin: protein kompleks yang melekat pada Tropomiosin.
Inilah detail proses
kontraksi otot terjadi dalam 5 tahapan proses yaitu :
1.
Impulse saraf tiba di neuromuscular junction, yang mengakibatkan
pembebasan asetilkolin. Kehadiran asetilkolin menyebabkan depolarisasi yang
kemudian menyebabkan pembebasan ion Ca keluar dari retikulum sarkoplasmik.
2.
Dengan meningkatnya ion Ca, akan menyebabkan ion Ca bisa terikat
pada troponin dan mampu mengubah strukturnya. Perubahan struktur toponin karena
ion Ca ini akan terbukanya daerah aktif tropomiosin yang yang tertutup oleh
troponin. Kini kepala miosin akan mampu berikatan dengan filamen aktin
membentuk aktomiosin.
3.
Perombakan ATP akan membebaskan energi yang dapat menyebabkan
miosin mampu menarik aktin ke dalam dan juga pemendekan otot. hal ini terjadi
di sepanjang miofibril pada sel otot.
4.
Miosin akan terlepas dari aktin dan jembatan aktomiosin akan
putus ketika molekul ATP terikat pada kepala miosin. Pada saat ATP dipecah
kepala miosin dapat bertemu lagi dengan aktin pada tropomiosin.
5.
proses kontraksi otot dapat berlangsung selama ada ATP dan ion
Ca. Pada saat impuls berhenti, maka ion Ca akan kembali ke retikulum
sarkoplasmik dan troponin akan kembali ke kondisi semula dan menutupi daerah
tropomiosin sehingga menyebabkan otot berelaksasi.
Perlu diketahui bahwa sebuah single
power strokemenghasilkan pemendekan hanya 1% saja dari panjang otot jadi
proses kontraksi harus dilakukan berulang-ulang.
D. Kelelahan
Otot
Kelelahan otot adalah ketidak mampuan otot
untuk mempertahankan tenaga yang diperlukan atau yang diharapkan.
1. Pengaruh
distribusi serabut otot
Serabut otot putih lebih mudah lelah daripada
serabut otot merah. Pada manusia, satu diantara kalian banyak cara dimana
informasi kelelahan otot dapat dicapai dengan pencatatan menurunnya puncak
tegangan pada kelompok otot setelah melakukansejumlah ulangan konstraksi yang
sangat cepat. Menurunnya puncak tegangan otot, dapat diambil sebagian ukuran
kelelahan.
2. Kemungkinan-kemungkinan
arti-arti dari kelelahan:
Definisi
- Lemahnya unjuk kerja intelektual
- Lemahnya unjuk kerja motorik
- Meningkatnya aktivitas electromyography didalam satu unjuk kerja
- Rendahnya frekuensi power spectrum EMG
- Kegagalan menghasilkan tenaga.
- Meningkatnya suatu usaha untuk mempertahankan tenaga
- Perasaan tidak enak atau rasa nyeri karena kegiatan otot
- Merasa lemah/tidak mampu untuk menghasilkan tenaga.
3. Kemungkinan
letak dan penyebab kelelahan otot
Didalam tubuh, otot atau sekelompok otot dapat
mengalami kelelahan, karena kegagalan salah satu atau keseluruhan dari
mekanisme neuromuscular yang terlabit dalam kontraksi otot sebagai contoh,
kegagalan otot untuk berkontraksi secara sadar, dapat terjadi karena:
- Syaraf otot yang menyarafi serabut-serabut otot didalam kesatuan motor untuk mengirimkan rangsangan-rangsangan persyarafan.
- Persimpangan neuromuscular memancarkan rangsangan-rangsangan persyarafan dari syaraf motor ke serabut-serabut otot
- Mekanisme kontraktil itu sendiri untuk menghasilkan tenaga
- System syaraf pusat, seperti otak dan spinal cord memulai dan memancarkan rangsanga-rangsangan persyarafan ke otot.
Kebanyakan penelitian tentang kelelahan otot
local tercurah pada neuromuscular junction, mekanisme kontraktil, dan system
syaraf pusat. Sedangkan penelitian yang dilakukan terhadap kemungkinan syaraf
motor sebagai letak dan penyebab kelelahan tidak begitu banyak.
4. Kelelahan
pada neuromuscular junction
Menurut Claman, H.P., dkk., (1979) dan Komi,
P.V., dkk., (1979) banyak bukti-bukti yang mendukung dan menentang bahwa,
kelelahan otot local disebabkan oleh kegagalan neuromuscular junction. Bentuk
kelelahan ini nampaknya umum terjadi pada kesatuan motor otot putih (Claman,
H.P., dkk., 1979, dan Komi, P.V, dkk, 1979), dan boleh dianggap sebagian
terbesar kelelahan dari serabut –serabut otot putih jika dibandingkan
dengan serabut-serabut otot merah. Kegagalan dari neuromuscular junction untuk
memancarkan rangsangan-rangsangan persyarafan ke serabut-serabut otot adalah
factor terbesar yang menyebabkan penurunan pengiriman bahan-bahan kimia,
asetilkolin dari akhiran syaraf.
5. Kelelahan
dan mekanisme kontraktil
Beberapa faktor yang
terlibat didalam kelelahan itu adalah mekanisme kontraktil itu sendiri.
Beberapa diantaranya adalah :
a)
Penumpukan asam laktat
Terjadinya kelelahan otot yang disebabkan oleh
penumpukan asam laktat telah lama dicurigai. Bagaimanapun juga, baru belakangan
ini orang menentukan hubungan antara penumpukan asam laktat pada intramuscular
dengan menurunnya puncak tegangan (ukuran dari kelelahan).
Apabila rasio asam laktat pada otot merah dan
otot putih meningkat, puncak tegangan otot menurun. Jadi bias diartikan bahwa
besarnya kelelahan pada serabut-serabut otot putih berhubungan dengan besarnya
kemampuan mereka untuk membentuk asam laktat.
Pendapat bahwa penumpukan asam laktat
menyertai didalam proses kelelahan selanjutnya diperkuat oleh fakta dimana dua
mekanisme secara fisiologi yang karenanya asam laktat menghalang-halangi fungsi
otot. Kedua mekanisme tersebut tergantung kepada efek asam laktat pada pH intra
selular atau konsentrasi ion hydrogen (H) (Strauss, R.H. 1979).
Dengan meningkatnya asam laktat, konsentrasi H
meningkat, dan pH menurun. Di pihak lain, peningkatan konsentrasi ion H
menghalangi proses rangkaian eksitasi, oleh menurunnya sejumlah Ca yang
dikeluarkan dari reticulum sarkoplasma dan gangguan kapasitas mengikat
troponin. Di lain pihak peningkatan konsentrasi ion H juga menghambat kegiatan
fosfofruktokinase, enzim kunci yang terlibat di dalam anaerobic glikolisis.
Demikian lambatnya hambatan glikolisis, mengurangi penyediaan ATP untuk energy.
b)
Pengosongan penyimpanan ATP dan PC
Karena ATP merupakan sumber energi secara
langsung untuk kontraksi otot, dan PC dipergunakan untuk Resintesa ATP secepatnya,
pengosongan Fosfagen intraseluler mengakibatkan kelelahan. Bagaimana
penyelidikan terhadap manusia telah disimppulkan, bahwa kelelahan tidak berasal
dari rendahnya fosfagen didalam otot (FOX, E.L.1989). Suatu kesimpulan yang
sama telah diperoleh dari hasil penelitian terhadap otot katak yang dipotong
pada otrot sartoriusnya.
Sebagai contoh, telah diingatkan bahwa selama
kegiatan kontraksi, konsentrasi ATP didaerah miofibril mungkin lebih berkurang
daripada dalam otot keseluruhan. Oleh karena itu, ATP menjadi terbatas didalam
mekanisme kontraktil, walaupun hanya terjadi penurunan yang moderat dari jumlah
total ATP didalam otot. Kemungkinan yang lain adalah bahwa hasil energi didalam
pemecahan ATP lebih sedikit dari jumlah ATP yamg tersedia didalam batas-batas
untuk kontreaksi otot. (Holloszy, J.O.,1984 dan DeVries, H.A., 1986).
Alasan dari penurunan ini mungkin dihubungkan
dengan peningkatan konsentrasi ion H dalam jumlah kecil sampai besar didalam
intraseluler, dan merupakan penyebab utama dari penumpukan asam laktat (
Stegemann, 1981).
c)
Pengosongan Simpanan Glikogen Otot
Seperti halnya dengan asam laktat dan
kelelahan , hubungan sebab akibat antara pengosongan glikogen ototdan kelelahan
otot tidak dapat ditentukan dengan tegas ( Astrand, P.O., 1986). Faktor-faktor
lain yang berhubungan dengan kelelahan selama periode latihan yang lama (FOX,
E.L.1989) adalah sbb:
o
Rendahnya tingkatan/level glukosa darah, menyebabkan pengosongan
cadangan glikogen hati.
o Kelelahan otot lokal
disebabkan karena pengosongan cadangan glikogen otot.
o Kekeringan (dehidrasi)
dan kurangnya elektrolit, menyebabkan temperatur tubuh meningkat.
o
Rasa jenuh.
0 komentar:
Posting Komentar