Kelelahan Pada Otot Akibat Mekanisme Kerja yang BerlebihanFakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana, JakartaJl. Arjuna Utara No. 6, Jakarta 11510Telphone: (021) 5694-2061, fax: (021) 563-1731

Abstrak :Tubuh manusia terdiri dari berbagai sistem. Dari ujung rambut sampai ujung kepala dikendalikan oleh sistem saraf. Namun ada satu organ yang sangat penting untuk menggerakkan tubuh, yaitu tulang. Tulang merupakan anggota gerak yang berada diseluruh bagian tubuh. Selain berfungsi sebagai anggota gerak, tulang juga berfungsi sebagai pendukung dan melindungi jaringan lunak dan organ vital di sekitarnya, berperan dalam pergerakan tubuh dengan menjadi tempat perlekatan otot-otot dan sendi, memproduksi sel-sel darah di dalam sumsum tulang merah dan menjadi gudang bagi garam-garam mineral, terutama fosfor dan kalsium. Dalam melakukan tugasnya tulang yang berhubungan dengan jaringan otot tentu mengalami masa kontraksi dan relaksasi. Saat berkontraksi, otot harus memiliki energi ATP yang cukup untuk bisa bekerja. Seseorang yang mengalami kelelahan yang luar biasa, asam laktat yang diproduksi di tubuh meningkat. Itu dikarenakan kurangnya oksigen yang masuk ke dalam tubuh. Sehingga diperlukan adanya masa relaksasi dalam tubuh agar stamina bisa kembali pulih.Kata kunci : tulang, fosfor, kalsium, ATP

Abstract :The human body is composed of various systems . From the head to the tip of the head is controlled by the nervous system . But there is one very important organ of the body to move , ie bone . Limb bones are located throughout the body . In addition to functioning as a limb , bone also serves as a support and protect the soft tissues and vital organs around it , play a role in the movement of the body to be an attachment for muscles and joints , producing blood cells in the red bone marrow and into a warehouse for salt mineral salts , especially calcium and phosphorus . In performing its duties related to bone tissue would experience a period of contraction and relaxation . When muscles contract, ATP must have enough energy to work . A person who is experiencing tremendous fatigue , lactic acid produced in the body increases . That is because the lack of oxygen that enters the body . So that the period of relaxation is needed in the body in order to recover stamina .Key words : bones, phosphorus, calcium, ATP.PendahuluanSeperti telah diketahui bahwa ada tiga jenis otot yaitu otot polos, otot jantung ( miokardium), dan otot rangka ( otot lurik ). Sebanyak 50% dari berat tubuh manusia adalah berat otot. Otot rangka sangat mempengaruhi mekanisme pergerakan tubuh manusia dari gerakan yang sederhana hingga gerakan yang memiliki kompleksitas yang tinggi. Cara kerja otot rangka ini dibawah kesadaran ( volunteer ) dan dipengaruhi oleh saraf, akan melakukan mekanisme gerak otot yaitu kontraksi dan relaksasi. Oleh karena gerakan tubuh manusia dilakukan oleh otot rangka maka otot rangka menjadi mudah lelah. Dapat dilihat dari skenario 9 pada pbl kali ini, ada seorang siswa kelas 4 SD yang berlari mengelilingi lapangan basket sebanyak 5 kali dan mengalami pegal pada kakinya ( kelelahan ). Hal ini disebabkan karena terjadinya penumpukan asam laktat/asam kelelahan/asam kejenuhan pada kaki anak tersebut. Sang guru menganjurkan kepada anak tersebut agar segera mengambil nafas panjang dan duduk beristirahat. Hal ini dilakukan karena anak tersebut kekurangan oksigen ( O2 ). Oksigen ini sangat diperlukan untuk menghilangkan penumpukan asam laktat tersebut. Dengan hilangnya penumpukan asam laktat di kaki anak tersebut, maka kelelahan akan dapat teratasi.Dengan membaca makalah ini diharapkan mampu mengenal lebih jauh lagi apa saja bagian yang ada pada tulang dan beserta fungsinya masing-masing. Pembaca juga bisa lebih memahami bagaimana mekanisme kerja kontraksi dan relaksasi pada otot.Perkembangan dan Jenis TulangSistem skelet terdiri dari sekitar 200 tulang yang bersama-sama membentuk rangka tubuh yang kuat dan bisa digerakkan. Sistem ini mempunyai empat fungsi utama. Tulang mendukung dan melindungi jaringa lunak dan organ vital di sekitarnya, berperan dalam pergerakan tubuh dengan menjadi tempat perlekatan otot-otot dan sendi, memproduksi sel-sel darah di dalam sumsum tulang merah dan menjadi gudang bagi garam-garam mineral, terutama fosfor dan kalsium. Tulang rawan membentuk lingkungan untuk perkembangan tulang. Perkembangan tulang berawal dari sel-sel berbentuk kumparan yang disebut osteoblas, yang terdapat di bawah lapisan jaringan fibrosa kuat yang menyelubungi tulang (periosteum) dan di dalam lubang-lubang di dalam tulang.1Ekstremitas Bawah1. Os CoxaeOs coxae atau tulang panggul adalah tulang tidak berbentuk dan berukuran besar yang berartikulasi di depan dengan tulang yang sama pada sisi berlawanan. Tiap tulang panggul terdiri dari 3 bagian yaitu ilium, ischium dan pubis, yang semuanya bersatu pada cekungan dalam di bagian luar tulang tersebut yang dinamakan asetabulum. Selain itu asetabulum juga menjadi tempat os coxae untuk berartikulasi dengan femur.1

Gambar 1. Permukaan Sisi dalam Tulang Panggul.22. Os FemurFemur merupakan tulang terpanjang dan terkuat pada tubuh manusia. Ujung atas tulang ini mempunyai kepala (Caput femoris) yang akan berartikulasi dengan os coxae. Bagian leher pada femur (Columna Femoris) membentuk 2 tonjolan yaitu trochanter mayor dan minor. Ujung bawah femur sangat melebar sehingga merupakan tempat paling luas untuk transmisi berat badan ke tibia.1

Gambar 2. Struktur Os Femur.33. Os PatellaPatella merupakan tulang sesamoid terbesar, merupakan tulang yang dibentuk di dalam tendon otot untuk tujuan mekanik. Patella dibentuk dalam tendon musculus quadriceps femoris. Tulang ini meluncur di atas permukaan sendi di bagian depan ujung bawah femur, bertindak sebagai sumbu yang dapat bergerak dan memperbaiki kinerja musculus quadriceps untuk menarik. Patella dapat mengalami fraktur akibat benturan langsung. Fraktur tersebut sulit sembuh dan bahkan bila sembuh, dapat terjadi sedikit gangguan pada artikulasi femur. Pengangkatan secara bedah kadang-kadang dilakukan; hilangnya patella tidak menyebabkan banyak kerugian mekanik.3

Gambar 3. Patella Tampak dari Depan.34. 0s Tibia dan Os FibulaTibia dan Fibula merupakan tulang tungkai di bawah lutut. Tibia berada di bagian medial dan menopang berat badan. Terdiri dari ujung atas, corpus, dan ujung bawah. Sementara itu fibula adalah tulang panjang kurus pada aspek lateral tungkai. Tulang ini memiliki ujung atas yang berartikulasi dengan condylus lateralis tibia, corpus, ujung bawah yang memiliki: malleolus lateralis pergelangan kaki, permukaan sendi unutuk ujung bawah tibia dan permukaan snedi untuk talus. Tibia dan fibula bergabung menjadi satu di atas dan di bawah dengan sendi yang tidak dapat bergerak. Membrane iterossea melekat pada corpus kedua tulang dan mengisi ruang di antaranya; merupakan tempat perekatan otot.3

Gambar 4. Bagian Os Tibia dan Os Fibula.45. Os PedisTulang-tulang tarsal terdiri dari 7 tulang yang membentuk bagian posterior kaki. Talus merupakan penghubung utama kaki dan tungkai bawah dan membentuk sendi pergelangan kaki. Kalkaneus merupakan tulang tarsal yang paling besar dan kuat. Tulang ini menonjol kebelakang untuk membentuk tumit dan berfungsi sebagai tuas bagi otot-otot betis yang beinsersi pada permukaan posteriornya. Tulang navikulare terletak antara talus dan ketiga tulang kuneiformis. Ketiga tulang kuneiformis berbentuk baji dan berartikulasi dengan tulang navikulare dan tulang metatarsal I, II dan III. Tulang kudoid terletak diantara kalkaneus dan tulang metatarsal IV dan V. Tulang metatarsal terdiri dari 5 tulang panjang yang berukuran kecil. Basis tulang ini berartikulasi dengan tulang kuneiformis dan kuboid. Kepalanya (bagian caput) berartikulasi dengan pedis. Pedis memiliki jumlah dan susunan yang sama dengan falang yaitu 2 pada ibu jari dan 3 pada jari-jari yang lain.1,5

Gambar 5. Struktur Os Pedis.4Jenis jenis otot Berdasarkan sel-sel penyusunnya otot dibagi menjadi 3 jenis yaituOtot polos tidak memiliki garis-garis melintang sehingga penampangnya polos karena filament otot polos tidak membentuk myofibril dan tidak tersusun dalam sarkomer. Otot polos tisak menempel pada tulang tetapi dijumpai pada organ-organ dalam seperti usus, lambung, dan pembuluh-pembuluh darah. Sel-sel otot polos berbentuk seperti gelondong dengan 1 inti di tengah. Sel otot polos berkontraksi dengan lambat, tetapi tidak cepat lelah. Otot polos bekerja secara involunter.6,7Otot lurik sering disebut otot rangka, karena biasanya melekat pada tulang rangka. Otot lurik merupakan alat gerak utama. Perlekatan otot pada tulang ada yang disebut origo dan insersio. Origo adalah perlekatan otot pada tulang yang tidak bergerak, sedangkan insersio adalah perlekatan otot yang berupa tendon pada tulang yang bergerak. Otot lurik melekat pada tulang sebagai daging. Sel-sel otot berbentuk silinder memanjang dengan banyak inti yang terletak dibagian tepinya. Jika dilihat dengan mikroskop, otot ini tampak berlurik karna adanya merah dan terang hal ini dikarenakan filamennya membentuk myofibril dalam sarkomer sehingga terlihat pita dan serat melintang. Otot lurik berkontraksi dengan cepat dan kuat, tetapi cepat mengalami kelelahan. Otot lurik bekerja secara volunteer.6,7Otot jantung sesuai dengan namanya otot jantung hanya bisa ditemukan dijantung. Bentuk otot ini mirip dengan otot lurik tetapi banyak memiliki percabangan dan saling berhubungan satu dengan yang lainnya. Setiap sel berinti satu atau dua yang terletak di bagian tengah otot. Kontraksi otot cepat, kuat dan tidak mudah lelah. Otot jantung bekerja secara involunter.6,7

Reaksi AerobSaat aktivitas berlangsung, asam piruvat yang terbetuk melalui glikolisis anaerob mengalir ke mitokondria sarkoplasma untuk masuk dalam siklus asam sitrat untuk oksidasi. Jika ada oksigen, glukosa terurai dengan sempurna menjadi karbon dioksida, air dan energy (ATP). Reaksi aerob berlangsung lambat tetapi efisen dan menghasilkan energy sampai 36 mol ATP per mol glukosa.4Reaksi AnaerobOtot dapat berkontraksi secara singkat tanpa memakai oksigen dengan menggunakan ATP yang dihasilkan melalui glikolisis anaerob dalam respirasi selular. Kemudian glikolisis berlangsung dalam sarkoplasma, tanpa oksigen dan melibatkan pengubahan satu molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat. Glikolisis anaerob berlangsung cepat tetapi tidak efisien karena hanya menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa. Glikolisis dapat memenuhi kebutuhan ATP untuk kontraksi otot dalam waktu singkat jika persediaan oksigen tidak mencukupi.4Mekanisme Kontraksi Otot

Dasar untuk mengetahui kontraksi otot adalah Model Pergeseran Filamen ( Sliding Filamen ) yang pertama kalinya ditemukan pada tahun 1954 oleh Andrew Huxley dan Ralph Niederge serta oleh Hugh Huxley dan Jean Hanson. Selama proses kontraksi otot terjadi, maka tidak terjadi perubahan panjang, baik pada filamen tebal (pita A) maupun filamen tipis (pita I) , kemudian daerah H ( h-zone ) memendek dan hampir tidak terlihat dikarenakan filamen tipis masuk ke daerah filamen tebal.8Proses kontraksi otot dimulai pada saat asetilkolin ( AcH ) bertemu dengan sarkomer di dalam sel otot kemudian ketika sarkomer dirangsang oleh asetilkolin maka akan mengeluarkan kalsium ( Ca2+ ) dari retikulum sarkoplasma ( sarcoplasmic reticulum ). Kemudian kalsium ini akan masuk ke dalam otot, mengangkut tropomiosin dan troponin menuju ke aktin. Aktin tersebut akan tertarik mendekati kepala miosin sehingga aktin dan miosin bertemu dan menempel membentuk aktomiosin.8Akibat dari menempelnya aktin ke kepala miosin maka benang sel menjadi pendek. Proses kontraksi otot membutuhkan energi, oleh sebab itu terjadilah penguraian ATP menjadi ADP + P + energi. Dan inilah proses terjadinya kontraksi otot.8Aktin merupakan filamen tipis yang berbentuk globuler pada monomernya kemudian berpolimerisasi menjadi fibrous atau serat, berbentuk heliks. Tropomyosin merupakan filamen tipis yang tidak mempunyai monomer dan berbentuk serat atau fibrous yang memiliki dua rantai.Troponin adalah filament tipis yang memliliki tiga protein globuler yaitu troponin I ( inhibitor ) troponin C ( yang mengikat kalsium ), troponin T yang berinteraksi dengan tropomiosin ). Miosin merupakan filamen tebal yang pada ujung kepalanya berbentuk globuler dan di bawahnya berbentuk fibrous/serat (dua spiral yang saling melilit). Miosin dicerna oleh tripsin yang akan menghasilkan 2 fragmen yaitu Light Meromyosin ( LMM ) yang tidak mempunyai aktivitas ATP ase dan Heavy Meromyosin ( HMM ) yang memiliki aktivitas ATP ase.8

Gambar 6. Teori pergeseran filamen8

Gambar 7. Mekanisme Kontraksi Otot.1Mekanisme Relaksasi OtotApabila berlangsung normal, kontraksi otot akan selalu diikuti dengan relaksasi, yaitu proses pemulihan sel otot ke keadaan istirahat. Relaksasi otot akan segera terjadi apabila pemberian rangsangan atau penjalaran impuls ke sel otot dihentikan. Mekanisme relaksasi pada sel otot mirip dengan proses repolariasi pada sel saraf. Saat stimuli saraf berhenti dan ion kalsium tidak lagi dilepas. Ion kalsium ditransfer kembali ke reticulum sarkoplasma dengan pompa kalsium dalam membran reticulum sarkoplasma.7Secara sederhana, peristiwa relaksasi otot akan terjadi apabila ATP pada kepala miosin telah habis sehingga miosin tidak lagi dapat berikatan dengan aktin. Relaksasi otot diawali dengan pengaktifan pompa kalsium yang akan membuat jumlah kalsium turun karena ion kalsium kembali ke dalam plasma. Dengan kembalinya ion kalsium, maka ia tidak lagi berikatan dengan troponin dan tropomiosin. Hal ini menyebabkan aktin dan miosin kembali berpisah, otot kembali memanjang, terjadilah relaksasi.7

Kelelahan OtotOtot dapat menjadi lelah karena beberapa faktor. Di antaranya karena kontraksi atau tonus yang terus menerus atau berlangsung dalam waktu yang lama, waktu istirahat otot yang kurang dan penumpukan asam laktat atau asam kelelahan. Waktu istirahat otot yang terlalu sedikit padahal kontraksi otot berlangsung dalam waktu yang cukup lama, dapat mengakibatkan otot kehabisan energi ( ATP ).9Apabila otot tidak memiliki waktu yang cukup untuk memproduksi ATP atau energi yang baru, maka produksi ATP akan dialihkan dengan cara anaerob ( tidak membutuhkan O2 ). Produksi ATP atau energi dengan cara ini akan mengakibatkan penimbunan atau penumpukan asam laktat semakin banyak. Asam laktat merupakan hasil sampingan dari proses pemecahan glikogen yang mengakibatkan pegal linu atau kelelahan pada otot yang biasanya ditandai dengan lemas atau lelah pada tubuh.Asam laktat dapat diubah lagi menjadi glukosa dengan bantuan enzim-enzim yang ada di hati. Akan tetapi hanya sekitar 70% saja. Cara lain untuk mengurangi penumpukan asam laktat adalah dengan menambah pasokan oksigen ( O2 ) ke dalam darah. Kebutuhan oksigen ( O2 ) yang tinggi dapat menyebabkan nafas seseorang menjadi terengah-engah.9

Pentingnya IstirahatMasalah istirahat berkaitan erat dengan masalah kesehatan seseorang. Istirahat adalah obat yang paling mujarab untuk mengatasi kelelahan fisik. Namun sebagian besar orang-orang yang disibukkan oleh pekerjaannya setiap hari terkadang kurang menyadari pentingnya istirahat. Kita mengetahui kegunaan istirahat untuk kesehatan tubuh. Hal itu juga yang mendasari struktur tubuh terutama bagian otot. Setelah lelah bekerja, otot akan mengalami waktu istirahat ataau relaksasi agar energy-energi yang telah hialng dapat kembali lagi. Hal itu tentu bertujuan untuk memulihkan kembali stamina seseorang untuk melakukan aktivitas.

KesimpulanManusia memiliki berbagai organ dalam tubuh. Sebagai sistem gerak tubuh, tulang tentu didukung oleh berbagai organ lainnya. Salah satunya adalah otot. Dalam melakukan kegiatan, otot tentu dituntut agar bisa bekerja semaksimal mungkin. Saat otot berkontraksi tentu dibutuhkan energi yang cukup. Seseorang yang telah merasa kelelahan setelah melakukan kegiatan memerlukan masa istirahat yang cukup untuk dapat memulihkan kembali staminanya. Masa ini disebut relaksasi. Disini energi yang telah habis tadi akan di daur ulang lagi oleh oksigen yang dihirup. Sehingga energi yang telah habis bisa segera terisi. Dari pembahasan skenario diatas, dapat diambil kesimpulan bahwa anak tersebut mengalami kelelahan. Saat relaksasi ada asam laktat yang jumlahnya meningkat. Disini terlihat bahwa oksigen yang masuk ke dalam tubuh kurang untuk dapat merombak kembali asam laktat tersebut menjadi energi.

Daftar Pustaka

1. Watson R. Anatomi dan fisiologi untuk keperawatan. Edisi 10. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2002. H.132-98.2. Veralls S. Anatomi dan fisiologi terapan dalam kebidanan. Edisi 3. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2003. H. 30.3. Gibson J. Fisiologi dan anatomi modern untuk perawat, edisi 2. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2003. H. 55.4. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2004. H. 111, 112, 121,122. 5. Pearce EC. Anatomi dan fisiologi untuk paramedis. Jakarta: Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama; 2009. H. 76- 92.6. Suratum, Heryati, Manurung S, Raenah E. Kelainan gangguan system musculoskeletal. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2002. H. 3-14.7. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke system. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2012. H. 34-40 dan 312-4.8. Cowin JE. Buku saku patofisiologi. Ed 3 (rev). Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2009.h.320-1.

9 . Guyton AC, Hall JE. Buku ajar fisiologi kedokteran. Ed 11. Jakarta: EGC; 2008.h.74-81.

11