View
217
Download
3
Category
Preview:
DESCRIPTION
blok 5
Citation preview
Mekanisme Kerja Otot ManusiaMaria Priscilla
102011352Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana
Jl. Arjuna Raya no 6 Kebon Jeruk-Jakarta BaratTelp 021-56942061
beckzseven7@yahoo.co.id
Pendahuluan
Jaringan otot tersusun atas sel-sel otot yang fungsinya menggerakkan organ-organ tubuh.
Dalam tubuh manusia ada tiga jenis otot yang memiliki fungsi yang berbeda. Ketiga jenis otot
tersebut adalah otot lurik, otot polos dan otot jantung. Otot bertugas mengatur kegiatan tubuh
yang berhubungan dengan kontraksi. Otot merupakan alat gerak aktif yang dapat menggerakkan
bagian-bagian tubuh yang lain. Otot manusia bekerja dengan cara berkontraksi sehingga otot
akan memendek, mengeras, dan membesar. Karena memendek, tulang yang dilekati oleh otot
tersebut akan tertarik dan terangkat.
Kontraksi satu macam otot hanya mampu menggerakkan tulang ke satu arah tertentu.
Agar tulang dapat kembali ke posisi semula, otot harus mengadakan relaksasi dan tulang harus
ditarik ke posisi semula. Untuk itu harus ada otot lain yang berkontraksi berkebalikan dari kerja
otot semula. Jadi, untuk menggerakkan tulang dari satu posisi ke posisi lain, kemudian kembali
ke posisi semula diperlukan paling sedikit dua macam otot dengan kerja yang berbeda. Dengan
cara-cara inilah maka anggota tubuh manusia bisa melakukan gerakan sesuai dengan fungsinya.
Otot manusia juga mempunyai karaktek tertentu, antara lain adalah kontraksibilitas, yaitu
kemampuan otot untuk memendek, terjadi pada saat otot sedang melakukan kegiatan.
Ekstensibilitas, yaitu kemampuan otot memanjang lebih dari ukuran semula. Karakter lainnya
adalah elastisitas yaitu kemampuan otot untuk kembali pada ukuran semula.1
Massa otot dalam tubuh manusia merupakan yang terbesar dibandingkan yang lain serta
membentuk sekitar separuh dari berat tubuh. Pada anak-anak, massa otot mencapai sekitar 35%
dari massa total tubuh, pada orang dewasa terdapat sekitar 40% dari total massa tubuh,
sedangkan pada orang tua terdapat kurang lebih 30% dari total massa tubuh.
1
Jenis-jenis Otot
Apabila manusia tidak memiliki otot, maka manusia tidak akan dapat melakukan pergerakan,
sebab otot merupakan alat gerak aktif yangsangat penting bagi manusia. Menurut jenisnya, ada
tiga macam otot, yaitu otot lurik. otot polos, dan. otot jantung.
1. Otot jantung
Nama lain dari otot jantung adalah myocardium atau musculus cardiata atau otot
involunter. Otot jantung berstruktur bentuk serabutnya memanjang, silindris, bercabang,
tampak adanya garis terang dan gelap, memiliki satu inti yang terletak di tengah. Otot
jantung berkontraksi tidak menurut kehendak, gerakan lambat, ritmis dan tidak mudah
lelah.2
2. Otot polos
Nama lain dari otot polos adalah otot alat-alat dalam / visceral / musculus nonstriated /
otot involunter. Otot polos berstruktur bentuk serabut panjang seperti kumparan, dengan
ujung runcing, dengan inti berjumlah satu terletak dibagiann tengah. Otot polos
berkontraksi tidak menurut kehendak atau diluar kendali sistem saraf pusat, gerakan
lambat, ritmis dan tidak mudah lelah. Terletak pada otot usus, otot saluran peredaran
darah otot saluran kemih,dan lain lain.3
3. Otot lurik
Nama lain dari otot lurik adalah otot rangka, otot serat lintang (musculus striated)
atau otot involunter. Otot lurik mempunyai struktur serabut panjang, tampak adanya
garis-garis melintang yang tersusun seperti daerah gelap dan terang secara berselang-
seling, serat-serat biasanya terbentang di keseluruhan panjang otot. berwarna/lurik
dengan garis terang dan gelap, memiliki inti dalam jumlah banyak dan terletak dipinggir.
Otot lurik berkontraksi menurut kehendak (dibawah kendali sistem syaraf pusat), gerakan
cepat, kuat, mudah lelah dan tidak beraturan. Merupakan truktur anatomi dari otot
rangka.4
Selama perkembangan masa mudigah, terbentuk serat-serat otot rangka besar
melalui fusi sel-sel yang lebih kecil yang dinamai mioblas. Karena itu satu gambaran
mencolok dari otot rangka adalah banyaknya nukleus di sebuah sel otot. Fitur lain yang
terdapat di otot ini adalah banyaknya mitokondria, yaitu organel penghasil energi seperti
yang diharapkan pada jaringan seaktif otot rangka dengan kebutuhan energi tinggi.1,2
2
Gambar 1. Serat otot secara mikroskopis.1
Perbedaan utama yang dapat dilihat dengan mikroskop antara otot rangka dan otot polos
adalah pada seratnya. Pada serat otot lurik terdapat corak yang berbentuk saling silang berbeda
dengan otot polos yang tidak memiliki garis saling silang. Akan tetapi otot jantung memiliki
bentuk yang sama dengan otot rangka ini, untuk membedakannnya yaitu secara mikroskopis.
Pada otot jantung banyak terdapat sinsitium atau cabang sedangkan pada otot rangka tidak
terdapat sinsitium sama sekali.
Otot rangka ini juga memiliki ciri terentu yang dapat terlihat yaitu adanya pita terang dan
pita gelap dari kedua gambar 1 dapat dilihat apa saja pembentuk pita gelap dan pita terang
tersebut. Pita A gelap dibentuk oleh tumpukan filamen tebal bersama dengan sebagian filamin
tipis yang tumpang tindih di kedua ujung filamen tebal. Sedangkan untuk pita A yang kurang
gelap berada di tengah pita A yang tidak tumpang tindihh dengan filamen tipis, daerah ini
dinamakan sebagai zona H.bagian tengah dari zona H disebut sebagai garis M.1
3
Berbeda dengan pita A yang tersusun oleh filamen tebal, ada filamen tipis yang dikenal
sebagai pita I. Pita I ini memiliki bagian dengah yang disebut sebagai garis Z. Garis ini adalah
lempeng sitoskeleton gepeng yang menghubungkan filamen tipis 2 sarkomer berdekatan.
Sarkomer sendiri adalah jarak antara 2 garis Z sehingga 1 sarkomer berisi oleh pita A, separuh
masing-masing dari 2 pita I, zona H dan garis M. Selama masa pertumbuhan otot bertambah
panjang dengan menambahkan sarkomer baru di ujung miofibril, bukan dengan meningkatkan
ukuran masing-masing karena sarkomer ini merupakan unit fungsional otot rangka yang juga
merupakan komponen terkecil dalam melakukan kontraksi.1,2
Bagian pita A yang tebal tersusus dari miosin yang berbentuk fibrose dan jembatan
silang, sedangkan pita I tersusun dari filamen tipis yang tersusun dari molekul aktin globuler
yang tersusun secara fibrose. Molekul aktin ini tidak sendirian karena ada filamen lain yang
berbentuk double helix. Filamen ini disebut sebagai tropomiosin. Ada juga suatu unti globular
yang kecil yang menempel pada filamen ini, unit ini disebut troponin. Toponin ini adalah
kesatuan 3 unit globular yang saling menempel dengan tropomiosin. Maka troponin terbagi
menjadi 3 yaitu troponin C, troponin T, dan troponin I yang masing-masing memiliki
kegunaannya sendiri.
Mekanisme Kerja Otot
Bahan penghasil energi utama dalam otot adalah glukosa. Glukosa ini dipecah menjadi
ATP melalui serangkaian proses. Ada pula sumber energi lain yaitu kreatin fosfat. Kreatin fosfat
ini merupakan senyawa berenergi tinggi yang langsung tersedia untuk memperbaharui ATP dari
ADP (CP + ADP = ATP + Kreatin). Cp memungkinkan kontraksi otot berlangsung saat ATP
tambahan dibentuk melalui metabolism glukosa baik aerob maupun anaerob. CP ini
menyediakan energy untuk sekitar 100 kontraksi dan harus disentisis ulang. Pada jalut glikolisis
ada 2 hal yang terjadi bila otot sedang bekerja.5
Selama otot beristirahat jumlah kreatin fosfat ini bisa berjumlah 5X lebih banyak
daripada ATP. Maka ATP disimpan dalam bentuk kreatin fosfat dengan bantuan kreatin kinase.
Kreatin fosfat ini merupakan sumber energi pertama yang digunakan ketika otot mulai
berkontraksi. Sumber utama kreatin ini biasa pada makanan berupa daging. Akan tetapi jumlah
kreatin fosfat ini akan cepat habis menjadi ATP dan hanya bertahan untuk sementara saja.
Sehingga otot membutuhkan sumber energi lain untuk bisa bekerja.1
4
Bila kreatin fosfat ini sudah habis maka proses glikolisis akan dilakukan. Proses glikolisis
ini merupakan sumber utama energi yang digunakan oleh otot. Pada saat glikolisis tahap awal
akan dihasilkan 2 ATP dan asam piruvat. Proses glikolisis akan dilanjutkan kepada siklus krebs
dan fosforilasi oksidatif yang sering dikenal dengan transport elektron. Pada tahap ini oksigen
dibawa oleh darah dan disalurkan ke otot melalui proses respirasi selular. Jika pekerjaan yang
dilakukan termasuk pekerjaan ringan atau sedang, oksigen masih dapat dialirkan ke dalam sel
sehingga fosforilasi oksidatif dapat terjadi dan 36 ATP dihasilkan. Proses glikolisis sampai
fosforilasi oksidatif ini tergolong respirasi aerob karena membutuhkan oksigen.1,5
Akan tetapi proses respirasi aerob tergolong lambat, maka cara terakhir menghasilkan
energi adalah dengan menggunakan respirasi aerob dimana energi yang dihasilkan adalah 2 ATP,
reaksi ini menghasilkan energi lebih sedikit tetapi berlangsung lebih cepat dan tidak
membutuhkan oksigen. Proses respirasi anaerob ini juga menghasilkan produk sampingan berupa
asam laktat yang akan menumpuk di darah. Pada saat energi ini tidak dibutuhkan lagi, maka
glukosa akan disimpan di dalam hari dan otot dalam bentuk glikogen dan dalam bentuk kreatin
fosfat(hanya di otot saja).1,5
Kerja otot dibagi atas 2 yaitu kontraksi dan relaksasi. Proses terjadinya kontraksi dan
relaksasi ini cukup rumit prosesnya tetapi hasilnya dapat langsung dilihat dalam kehidupan
sehari-hari. Kontraksi dan relaksasi. Proses kontraksi terjadi bila ukuran otot memendek. Atau
bila dilihat secara fisiologisnya saat miosin bertemu dengan aktin.
Kontraksi ditandai dengan menempelnya aktin dan miosin. Pada saat otot berkontraksi
maka pita I akan masuk ke dalam rongga pita A atau zona H. Ukuran dari pita A ini sendiri tidak
berubah. Akan tetapi jarak antara kedua garis Z akan mendekat karena tertarik dengan pita I yang
masuk ke dalam zona H tersebut yang arahnya mendekati garis M.
Sebelum aktin menempel kepada miosin (gambar 4), kepala miosin (heavy meromiosin)
mengubah ATP menjadi ADP+Pi dengan bantuan ATPase. Kepala miosin ini merupakan
jembatan silang yang memiliki 2 tempat yaitu tempat pertama sebagai ATPase yang menampung
hasil produk dari pemecahan ATP dan satunya lagi yaitu tempat melekatnya dengan aktin.1
Di aktin sendiri ada sisi yang bisa menempel kepada myosin, sisi ini akan menempel
pada saat munculnya ransangan. Ransangan yang dimaksud disini adalah ion Ca2+. Troponin
yang menempel kepada tropomiosin ini mempunyai 3 fungsi. Troponin C berguna untuk
5
menangkap ion Ca2+ tersebut, troponin T untuk melekat dengan tropomiosin, sedangkan troponin
I berguna untuk menghambat menempelnya aktin dan miosin. Pada saat ransangan dari luar
muncul dan berubah menjadi asetilkolin di saraf motorik, maka akan timbul daya listrik hantar
yang berupa potensial aksi. Ransangan ini mengarah kepada otot yang dituju, di otot ini terdapat
retikulum sarkoplasma yang berasal dari retikulum endoplasma termodifikasi. Retikulum
sarkoplasma ini terletak di ruang antar sel otot dan berisi ion Ca2+ yang melimpah.1,5
Pada saat rangsangan masuk ke dalam retikulum sarkoplasma, maka retikulum
sarkoplasma ini akan melepaskan ion Ca2+ dan keluar melalui protein kaki yang terhubung
dengan tubulus T yang berada di kantung lateral. Pada saat Ca2+ dilepas posisi aktin sedikit
berubah karena troponin C akan menangkat ion yang dilepaskan. Perubahan ini menyebabkan
sisi aktin yang bisa menempel kepada miosin terpajan dan menempel kepada jembatan silang
kepala miosin. Jembatan silang yang menempel pada miosin ini akan terus terikat dan bergerak
menuju garis M. aktin yang merupakan filamen tipis ini ikut terbawa kepala miosin yang
menekuk ke arah dalam (garis M) tersebut. Akibatnya otot menjadi memendek karena celahnya
semakin merapat. Di sini aktin dan miosin akan terus terikat sampai munculnya ATP baru.
Terikatnya aktin dan miosin ini menandai terjadinya kontraksi, dan saat ATP baru datang
menggantikan posisi ADP + Pi yang sudah hilang karena berubah menjadi energi panas maka
aktin dan miosin kembali terlepas fase ini disebut relaksasi singkat. Siklus ini berulang selama
adanya ransangan yang terjadi.1,5
Sedangkan setelah otot selesai berkontraksi dan masuk dalam fase relaksasi, otot kembali
melemas, jika kontraksi terjadi karena kantung lateral retikulum sarkoplasma ini mengeluarkan
ion Ca2+ maka proses kontraksi terhenti saat ion Ca2+ masuk kembali ke retikulum sarkoplasma.
Retikulum sarkoplasma ini memiliki protein pembawa yang disebut pompa Ca2+-ATPase yang
merupakan transpot aktif sehingga ia memerlukan energi untuk mengeluarkan ion Ca2+ tersebut.
Ion ini tidak bisa dikeluarkan secara pasif karena konsentrasi ion Ca2+ yang berada di dalam
retikulum sarkoplasma lebih tinggi daripada yang dikeluarkan. Pompa Ca2+ ini membutuhkan
energi berupa ATP sehingga untuk relaksasi ATP juga diperlukan, karena dengan keluarnya ion
Ca2+ ini maka troponin tropomiosin ini kembali ke posisi semula dimana aktin dan miosin
dihalangi oleh troponin I. Setelah aktin dan miosin ini lepas, secara pasif otot akan kembali ke
posisi awal lagi.1,5
6
Pembahasan Kasus
Dalam kasus dikatakan bahwa Wanita tersebut adalah seorang penjual kue keliling dan
tungkai kaki wanita tersebut terasa lemas dan lelah yang terjadi beberapa kali selama minggu ini.
Penyebab dari kasus ini berhubungan dengan tungkai bawah. Otot pada tungkai bawah
digerakkan oleh otot lurik. Otot lurik ini bergerak dengan proses kontraksi dan relaksasi
(memanjang dan memendek. Saat otot melakukan kontraksi, maka aktin dan miosin akan
menempel, menempelnya aktin dan miosin ini membutuhkan pemecahan produk ATP yaitu ADP
+ Pi. Wanita tersebut berdagang sambil berjalan, maka ATP yang pada awalnya digunakan
berasal dari kreatin fosfat ini akan habis. Setelah otot berkontraksi, maka otot membutuhkan
relaksasi singkat dan hal ini membutuhkan ATP untuk melepas aktin dan miosin, ATP yang
digunakan tidak lagi melalui proses kreatin fosfat melainkan melalui proses glikolisis dan
fosforilasi oksidasi selama awal dia berjalan. ATP yang dihasilkan oleh proses ini cukup banyak
sehingga kebutuhan energi otot pada saat awal berjalan masih dapat terpenuhi respirasi aerob ini.
Pada saat ia berjalan cukup lama dengan memikul beban yang berlebih, otot membutuhkan
energi yang lebih dari yang disediakan. Hal ini dikarenakan sebagian besar energi yang
dihasilkan berubah menjadi energi panas dan hanya separuh saja yang digunakan untuk proses
bergerak.5
Saat respirasi aerob tidak mencukup secara tidak langsung dilakukan respirasi anaerob
yang menghasilkan asam laktat yang apabila menumpuk akan membuat otot nyeri dan lemas.1,5
Penimbunan asam laktat pada darah ini menyebabkan enzim-enzim penghasil energi tidak
bekerja dengan baik karena PH otot akibat menumpuknya asam laktat ini akan menurun. Asam
laktat juga membuat kondisi relaksasi terhambat karena ia menghambat ion Ca2+ kembali ke
sarkoplasma.1 Hal ini bila terus berlanjut akan menyebabkan tungkai kaki wanita tersebut
menjadi lemas dan lelah karena energi di otot sudah mulai habis dan otot tetap dipaksa untuk
berkontraksi.
Wanita tersebut sebaiknya duduk sejenak apabila lemas untuk mengurangi kontraksi pada
otot tungkai kaki. Hal ini dapat membantu darah mengalirkan kembali asam laktat ke hati untuk
diubah kembali mejadi glukosa. Otot yang sudah tidak berkontraksi ini membutuhkan energi
lebih untuk relaksasinya maka wanita tersebut disarankan untuk menarik nafas lebih untuk
7
sejenak agar respirasi aerob kembali berjalan sehingga relaksasi sempurna dapat terjadi dimana
ion Ca2+ kembali ke dalam sarkoplasma.
Kesimpulan
Otot rangka terdiri dari serat otot yang dikelilingi retikulum sarkoplasma. Otot rangka
menggerakan tulang melalui proses kontraksi dan relaksasi. Retikulum sarkoplasma
mengerluarkan Ca2+ sebagai rangsangan untuk aktin agar aktin menempel pada jembatan silang
miosin. Di miosin sebelumnya ATP dipecah menjadi ADP + Pi yang berguna sebagai sumber
energi kontraksi. Sumber energi pertama dari otot adalah kreatin P yang bila habis akan
menggunakan glukosa yang diproses melalui glikolisis dan forforilasi oksidasi jika dalam
keadaan aerob dalam arti kerja otot masih belum berat. Apabila proses glikolisis masih belum
mencukupi ATP yang diperlukan dan kerja otot sudah berat, energi didapat melalui proses
anaerob.
Dari proses anaerob ini dihasilkan asam laktat yang apabila tertimbun di dalam peredaran
darah akan menggangu proses relaksasi otot dan kadar PH dalam otot. Asam laktat juga
menyebabkan produksi energi berkurang. Oleh karena itu maka seseorang perlu beristirahat bila
asam laktat sudah banyak tertimbun karena asam latat dapat diubah menjadi glukosa kembali.
Maka penyebab utama dari kelemasan dan kelelahan di tungkai kaki adalah tertimbunnya asam
laktat karena otot terus bekerja.
Daftar Pustaka
1. Sherwood L. Fisiologi manusia. Edisi ke-6. Jakarta: EGC; 2009.h.276-300.
2. Guyton. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Edisi ke-11. Jakarta: EGC; 2010.h.120-30.
3. Watson R. Anatomi dan fisiologi. Edisi ke-10. Jakarta: EGC; 2002.
4. Bloom, Fawcett. Buku ajar histologi. Edisi ke-12. Jakarta: EGC; 2002.h.233-60.
5. Thomson H. Oklusi. Edisi ke-2. Jakarta: EGC; 2007.h.57.
8
Recommended