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