kontraksi otot

1.4       Manfaat

1. Bagi Penulis 

Menambah pengetahuan penulis mengenai kontraksi otot, mulai dari mekanisme kontraksi otot, sumber energi kontraksi otot, sifat-sifat otot, komposisi penyusun otot, serta faktor-faktor yang mempengaruhi kontaraksi otot. Pengetahuan ini diharapkan nantinya dapat di sampaika kepada siswa pada saat penyampaian materi yang berhubungan dengan sistim gerak pada manusia dan hewan. Selain  itu, penulis juga dapat menerapkan pengetahuannya ini di dalam masyarakat sehingga akan menjadi lebih bermakna dan bermanfaat

2. Bagi Pembaca.  

 Menambah pengetahuan masyarakat terutama masyarakat awam  mengenai kontraksi otot, sehingga diharapkan mereka bisa memahami mekanisme, sumber energi, sifat-sifat, fungsi dan komposisi otot serta faktor-faktor yang mempengaruhi kontraksi otot, khususnya kontraksi otot pada rangka.

2.         METODE PENULISAN

Metode penulisan yang digunakan dalam penyusunan artikel ini adalah metode kepustakaan. Dimana informasi yang diperoleh berasal dari buku dan pencarian melalui internet.

3.         HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1       Bagaimana Mekanisme Kontraksi Otot

Otot rangka adalah organ peka rangsang yang disarafi oleh saraf motorik somatik dalam kesatuan yang disebut unit motorik (motor unit). Penghantaran impuls (potensial aksi) saraf motorik alfa menuju motor endplate di membrane otot rangka merupakan pristiwa yang mengawali kontraksi otot. Sebelum terjadi potensial aksi saraf motorik alfa, di motor endplate telah terjadi depolarisasi sebagai lepasnya (release) Ach (asetilkolin) dalam kuantum secara terus menerus. Dengan adanya potensial aksi di saraf motoriknya, pengelepasan asetilkolin akan sangat banyak sehingga depolarisasi di endplate menjadi potensial aksi otot yang kemudian menjalar sepanjang membran otot tubulus T. Akibatnya, pintu Ca di reticulum sarkoplasma membuka dan melepaskan ion Ca ke sitoplasma sel otot. Ion Ca kemudian menyebar keseluruh sitoplasma dan berikatan dengan troponin C. Ikatan troponin C dengan ion Ca mengakibatkan perubahan konformasi molekul troponin, membuka binding sites  untuk kepala myosin di molekul aktin. Pembukaan binding sites tersebut memungkinkan terjadinya jembatan silang (cross bridges) antar filament aktin dan miosin. Selanjutnya, dengan katalis enzim myosin-ATP-ase, terjadi hidrolisis ATP menjadi ADP + Pi + energi di kepala miosin yang memungkinkan pembengkokan kepala myosin sehingga miofilamen bergerak saling bergeser (sliding of miofilaments) kearah pertengengahan sarkomer menghasilkan kontraksi otot. Seluruh pristiwa kontraksi otot rangka mulai dari perangsangan saraf motorik hingga pergeseran miofilamen di sebut sebagai exitation-contraction coupling.

Gambar 3. Perjalanan impuls dari ujung saraf motorik sehingga menghasilkan pergeseran filamen.

Berdasarkan urutan kejadian pada perangsangan otot rangka tersebut, dapat diketahui bahwa jika dilakukan perekaman perubahan listrik dan mekanik di otot rangka akan diperoleh gambaran seperti berikut:

Gambar 4. Diagram yang menggambarkan hubungan waktu terjadinya:

1. potensial aksi saraf motorik( grafik paling atas )
2. potensial aksi serat otot rangka ( grafik di tengah )
3. kontraksi serat otot rangka ( grafik paling bawah )

Dari gambar tersebut kita dapat melihat perbedaan lama berlangsungnya perubahan listrik dan mekanik, yaitu perubahan listrik otot rangka yang berlangsung selama 2 milidetik sedangkan perubahan mekaniknya berlangsung selama 10 – 100 milidetik., tergantung pada serat otot rangkanya. Kita juga dapat mengetahui peranan dari ion Na dan K dalam menghasilkan potensial aksi di membrane serat otot serta peran ion Ca dalam memulai pristiwa pergeseran miofilamen. Jika kemudian impuls di saraf motorik berhenti, maka ion Ca dalam sitoplasma akan kembali keretikulum sakoplasma melalui kanal ion oleh kegiatan pompa aktif. Ketiadaan ion Ca di sitoplasma mengakibatkan binding sites di filament aktin tertutup kembali, ikatan aktin dan myosin terlepas sehingga terjadilah relaksasi otot.

Saraf motorik, sebagaimana saraf pada umumnya, mempunyai ambang rangsang tertentu. Jika telah tercapai ambang rangsangnya, maka di saraf tersebut dapat terbentuk potensial aksi yang akan yang akan di hantarkan sebagai impuls. Dengan demikian, jika seberkas saraf motorik yang terdiri atas banyak serat saraf dirangsang, maka saraf motorik yang akan menghantarkan potensial aksi adalah serat saraf yang dilampaui ambang rangsangnya. Perbedaan ambang rangsang saraf serta persarafan otot rangka melalui unit motorik pada perubahan intensitas perangsang sara motorik.

Karakteristik perangsangan lain juga akan penting dalam menghasilkan perubahan perubahan kekuatan kontraksi otot rangka adalah frekuensi perangsangan pada perangsangan berulang. Pada perangsangan berulang, ion Ca yang dilepas ke sitoplasma akan bertambah jumlahnya, membuka lebih banyak binding sites, menambah jumlah jembatan silang sehingga meningkatkan kekuatan kontraksi otot. Perubahan frekuensi perangsangan tersebut akan menghasilkan perubahan pola kontraksi yang jika di buat rekaman kegiatan mekaniknya (mekanomiogram) akan memperlihatkan pola yang khas. Pada perangsangan yang sangat tinggi frekuensinya, kontraksi otot akan berlangsung terus menerus tanpa diikuti oleh fase relaksasi. Hal ini dimungkinkan karena perangsangan yang diberikan secara berurutan tersebut terjadi saat kontraksi otot masih berlangsung sedangkan kegiatan listriknya telah selesai. Dengan kata lain, otot rangka masih berkontraksi dapat memberikan respon atas pemberian rangsang berikutnya karena pada saat itu, otot tersebut telah melampaui masa refrakternya. Berbeda dengan otot rangka, kontraksi otot jantung tidak dapat terjadi karena masa refrakter otot jantung berlangsung hamper sama panjang dengan masa kontraksinya (Gambar 5 )

Gambar 5. Diagram yang menggambarkan perbedaan masa refrakter dengan masa kontraksi otot jantung (kiri) dan otot rangka (kanan)

3.1        Fungsi Otot Sadar( Skeletal Muscle )

Pada umumnya, fungsi dari otot sadar meliputi:

1. Mempertahankan sikap atau posisi tubuh.
2. Melakukan berbagai macam gerakan, diantaranya yang menyangkut anggota tubuh, untuk menggerakkan makanan, dan menghasilkan suara. Selain itu, ada beberapa fungsi dari otot tak sadar meliputi gerakan organ dalam seperti:
3. Mendorong gerakan zat yang terdapat didalam bermacam-macam saluran, seperti: gerakan makanan dalam saluran pencernaan.
4. Mendorong zat yang tersimpan didalam suatu kantung, seperti empedu yang keluar dari kantung empedu.
5. Mengatur diameter saluran, misalnya diameter pembuluh darah, dan diameter saluran pernafasan.

3.2  Komposisi Otot

Bahan penyusun otot antara lain:

1. Air, dimana andungan air didalam otot berkisar antara 75-80 %. Air mempunyai sifat-sifat fisik dan kimia yang yang merupakan medium yang baik untuk ion anorganik dan zat organic dalam otot.
2. Protein, otot tersusun atas 20% dari protein. Kandungan protein berhubungan erat dengan sifat kontraksi otot.
3. Bahan anorganik, terbentuk dalam bentuk ion, contohnya ion kalium dan natrium.
4. Bahan organik, seperti glikogen, lipida, steroid, dan senyawa lain seperti ATP, keratin, dan fofokreatin.

3.3  Sifat-Sifat Otot

Pada dasarnya ada 4 sifat jaringan otot:

1. Kemampuan menegang, apabila mendapatkan rangsang dimana otot dapat menegang atau memendek.
2. Kemampuan memanjang.
3. Elastisitas atau kekenyalan, setelah mengalami pemanjangan atau pengembangan.
4. Peka terhadap rangsang atau irritabilitas, otot mampu mengadakan tanggapan atau respon bila otot dirangsang.

3.4        Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kontraksi Otot Rangka

Selain perangsangan saraf, berbagai factor lain yang mempengaruhi kinerja kontraksi otot rangka. Panjang awal otot, yang berkaitan dengan jumlah jembatan silang yang dapat dihasilkan oleh tumpang tindih (overlapping) filament aktin dan myosin merupakan factor yang mempengaruhi kekuatan kontraksi otot rangka. Sehubungan dengan hal ini, perlu di ingat bahwa otot rangka melekat pada tulang sehingga kekuatan kontraksi yang dihasilkan akan sangat bergantung pada kedudukan sendi serta arah serat otot terhadap aksis kebebasan gerak sendinya. Faktor lain yang yang juga dapat mempengaruhi kinerja kontraksi yang merupakan bahan dasar otot maupun enzim yang berperan dalam kontraksi otot rangka. Penelitian mutakhir menunjukkan bahwa faktor sentral (sistem saraf pusat), cadangan glikogen otot juga dapat mempengaruhi kinerja otot pada kondisi tertentu, antara lain berupa timbulnya kelelahan otot.

3.5        Sumber Energi Kontraksi Otot

Proses kontraksi dan relaksasi otot senantiasa membutuhkan pasokan ATP yang diperoleh dari berbagai jalur metabolisme sumber energi di dalam otot rangka. Hidrolisis ATP akan menghasilkan energi baik mekanik maupun panas(termal). Energi mekanik tersebut akan menjadi tegangan otot, yang memendekkan berkas otot jika tegangan tersebut melampaui beban yang harus di lawannya. Kontraksi otot yang memendekkan berkas otot disebut kontraksi isotonic. Jika tegangan otot lebih rendah dari beban yang harus dilawan oleh otot tersebut maka kontraksi tidak akan menubah panjang berkas otot, yang disebut sebagai kontraksi isomeric. Sesungguhnya, sebagian besar energi yang dihasilkan oleh proses kontraksi otot adalah dalam bentuk energi panas. Fungsi otot rangka sebagai penghasil energi terbesar di tubuh manusia sangat besar peranannya dalam pengaturan keseimbangan panas.