Anatomi Tungkai Bawah dan Mekanisme Kerja Otot

Bernadette Elvina Setiadi

102010047

Kelompok A6

Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana

Jakarta Barat

30 Maret 2011

Jl. Dahlia No. 26 Tomang Jakarta Barat

youna_yeongweonhipop@hotmail.com

1 | P a g e

Anatomi Tungkai Bawah dan Mekanisme Kerja

Otot

Bernadette Elvina Setiadi

Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana, Jakarta

Pendahuluan

Setiap hari kita melakukan aktivitas, seperti berjalan, berlari, bahkan saat kita melakukan

gerakan terhadap anggota tubuh kita sedikit saja, kita membutuhkan energi. Energi tersebut kita

gunakan untuk dapat menggerakan otot-otot yang melekat dengan tulang kita. Tulang dan otot

dalam tubuh kita membentuk sebuah sistem, yang kita sebut sistem muskuloskeletal. Sistem

muskuloskeletal terdiri dari tulang, sendi, otot, dan struktur pendukung lainnya (tendon,

ligament, fasia, dan burse). Otot mengalami kontraksi sehingga dapat mengerakkan tulang kita,

dan juga dibantu oleh sendi. Tulang dan otot kita terus bekerja disetiap harinya. Banyak sekali

gangguan-gangguan yang dialami oleh tulang dan otot kita akibat dari kerja berlebihan yang kita

lakukan disetaip harinya. Penting bagi kita untuk menjaga kesehatan tulang dan otot kita agar

kita dapat melakukan pergerakan dengan bebas disetiap harinya.

Tulang

Sebagai unsur pokok kerangka orang dewasa, jaringan tulang menyangga struktur

berdaging, melindungi organ-organ vital (termasuk otak, jantung, dan paru) seperti yang terdapat

di dalam tengkorak dan rongga dada, dan menampung sumsum tulang, tempat sel-sel darah

dibentuk. Tulang juga berfungsi sebagai cadangan kalsium, fosfat, dan ion-ion penting ini di

dalam cairan tubuh. Selain itu, tulang membentuk suatu sistem pengungkit yang

melipatgandakan kekuatan yang dibangkitkan selama otot rangka berkontraksi dan mengubahnya

menjadi gerakan tubuh. Jaringan bermineral ini memberi fungsi mekanik dan metabolik kepada

2 | P a g e

kerangka. Struktur tulang dan jaringan ikat menyusun kurang lebih 25% berat badan dan otot

menyusun kurang lebih 50%. Kesehatan dan fungsi sistem muskuloskeletal sangat bergantungan

pada sistem tubuh yang lain. Otot yang melekat ke tulang memungkinkan tubuh bergerak.

Tulang adalah jaringan ikat khusus yang terdiri atas materi antarsel berkapur, yaitu

matriks tulang, dan 3 jenis sel : osteosit, yang terdapat di rongga-rongga (lakuna) di dalam

matriks; osteoblas, yang menyintesis unsur organik matriks, dan osteoklas, yang merupakan sel

raksasa multinuklear yang terlibat dalam resorpsi dan remodeling jaringan tulang.

Pembagian skeletal, yaitu :

1. Axial skeleton terdiri dari kerangka tulang kepala dan leher, tengkorak, kolumna

vertebrae, tulang iga, tulang hioid sternum.

2. Apendikular skeleton terdiri dari :

a. Kerangka tulang lengan dan kaki.

b. Ekstremitas atas (scapula, clavicula, humerus, ulna, radial) dan tangan (karpal,

metacarpal, falang).

c. Ekstremitas bawah (tulang pelvic, femur, patella, tibia, fibula) dan kaki (tarsal,

metatarsal, falang).1-2

Gambar 1. Tulang manusia

3 | P a g e

Jenis Tulang

Observasi umum potongan melintang tulang memperlihatkan daerah-daerah padat tanpa

rongga—yang sesuai dengan tulang kompakta (padat)—dan daerah-daerah dengan banyak

rongga yang saling berhubungan—yang sesuai dengan tulang berongga (spons). Namun di

bawah mikroskop, baik tulang kompakta maupun trabekula yang memisahkan ruang-ruang dari

tulang berongga, memiliki struktur histologik dasar yang sama.1

Ada empat jenis tulang, yaitu tulang panjang, tulang pendek, tulang pipih, dan tulang

tidak beraturan.

1. Tulang panjang

Tulang panjang (mis. femur, humerus) bentuknya silindris dan berukuran panjang seperti

batang (diafisis) tersusun atas tulang kompakta, dengan kedua ujungnya berbentuk bulat

(epifisis) tersusun atas tulang kanselus.

2. Tulang pendek

Tulang pendek (mis. falang, karpal) bentuknya hampir sama dengan tulang panjang,

tetapi bagian distal lebih kecil daripada bagian proksimal, serta berukuran pendek dan

kecil.

3. Tulang pipih

Tulang pipih (mis. sternum, kepala, scapula, panggul) bentuknya gepeng, berisi sel-sel

pembentuk darah, dan melindungi organ vital dan lunak di bawahnya. Tulang pipih

terdiri atas dua lapisan tulang kompakta dan di bagian tengahnya terdapat lapisan

spongiosa. Tulang ini juga dilapisi oleh periosteum yang dilewati oleh dua kelompok

pembuluh darah untuk menyuplai tulang kompakta dan spongiosa.

4. Tulang tidak beraturan

Tulang tidak beraturan (mis, vertebra, telinga tengah) mempunyai bentuk yang unik

sesuai fungsinya. Tulang tidak beraturan terdiri dari tulang spongiosa yang dibungkus

oleh selapis tipis tulang kompakta. Tulang ini diselubungi periosteum—kecuali pada

permukaan sendinya—seperti tulang pipih.

5. Tulang sesamoid

Tulang sesamoid (mis. patela) merupakan tulang kecil yang terletak di sekitar tulang

yang berdekatan dengan persendian, berkembang bersama tendon dan jaringan fasia.2

4 | P a g e

Anatomi Tulang Tungkai Bawah

Pada ekstremitas bawah tubuh manusia terdapat tungkai atas, tungkai bawah dan kaki.

Tungkai atas atau dalam bahasa latin Femur yang berarti paha, merupakan tulang terpanjang dan

terberat dari semua tulang pada rangka tubuh. Tungkai bawah, secara anatomis, bagian

proksimal dari tungkai bawah antara girdel pelvis dan lutut adalah paha; bagian antara lutut dan

pergelangan kaki adalah tungkai.

Kepala pada ujung proksimal femur membulat untuk berartikulasi dengan asetabulum.

Permukaan lembut dari bagian kepala femur mengalami depresi, fovea kapitis, untuk tempat

perlekatan ligamen yang menyangga kepala tulang agar tetap di tempatnya dan membawa

pembuluh darah ke kepala tersebut.

a) Femur tidak berada pada garis vertikal tubuh. Kepala femur masuk dengan pas ke

asetabulum untuk membentuk sudut sekitar 125° dari bagian leher femur; dengan

demikian, batang tulang paha dapat bergerak bebas tanpa terhalang pelvis saat paha

bergerak.

b) Sudut femoral pada wanita biasanya lebih miring (kurang dari 125°) karena pelvis

lebih lebar dan femur lebih pendek.

Di bawah bagian kepala yang tirus adalah bagian leher yang tebal, yang terus memanjang

sebagai batang. Garis intertrokanter pada permukaan anterior dan krista intertrokanter di

permukaan posterior tulang membatasi bagian leher dan bagian batang. Ujung atas batang

memiliki dua prosesus yang menonjol, trokanter besar dan trokanter kecil, sebagai tempat

perlekatan otot untuk menggerakan persendian panggul. Bagian batang permukaannya halus dan

memiliki satu tanda saja, linea aspera, yaitu lekuk kasar untuk perlekatan beberapa otot. Ujung

bawah batang melebar ke dalam kondilus medial dan kondilus lateral.

a) Pada permukaan posterior, dua kondilus tersebut membesar dengan fosa interkondilar

yang terletak di antara keduanya. Area triangular di atas fosa interkondilar disebut

permukaan popliteal.

b) Pada permukaan anterior, epikondilus medial dan lateral berada di atas 2 kondilus

besar. Permukaan artikular halus yang terdapat di antara kedua kondilus adalah

permukaan patelar, yang berbentuk konkaf untuk menerima patela (tempurung lutut).

5 | P a g e

Berikutnya adalah tulang tungkai atau yang disebut dengan tibia(medial) dan

fibula(lateral).

1. Tibia adalah tulang medial yang besar; tulang ini membagi berat tubuh dari femur ke

bagian kaki.

a) Bagian kepala tulang tibia melebar ke kondilus medial dan lateral, yang berbentuk

konkaf untuk berartikulasi dengan kondilus femoral.

b) Kartilago pipih berbentuk baji, kartilago semilunar (meniskus) medial dan lateral,

berada dipinggir kondilus untuk memperdalam permukaan artikular.

c) Tonjolan interkondilar terletak di antara dua kondilus.

d) Kondilus lateral menonjol untuk membentuk faset fibular, yang menerima bagian

kepala fibula.

e) Tuberositas tibial, yang berfungsi untuk tempat perlekatan ligamen patela,

menonjol pada permukaan anterior di antara dua kondilus.

f) Krista tibial (anterior), lebih umum disebut tulang kering, adalah punggung

batang tulang dengan permukaan anterior yang tajam dan melengkung ke bawah.

g) Ujung bawah tibia melebar untuk berartikulasi dengan tulang talus pergelangan

kaki.

2. Fibula adalah tulang yang paling ramping dalam tubuh, panjangnya proposional, dan

tidak turut menopang berat tubuh. Kegunaan tulang ini adalah untuk menambah area

yang tersedia sebagai tempat perlekatan otot pada tungkai.

a) Bagian kepala fibula berartikulasi dengan faset fibular di bawah kondilus lateral

tulang tibia.

b) Ujung bawah batang berartikulasi secara medial dengan takik fibular pada tulang

tibia, dan memanjang ke arah lateral menjadi maleolus lateral, yang, seperti

maleolus tibia lateral, dapat diraba di pergelangan kaki.

Pergelangan kaki dan kaki tersusun dari 26 tulang yang diatur dalam tiga rangkaian.

Tulang tarsal menyerupai tulang karpal pergelangan tangan, tetapi berukuran lebih besar; tulang

metatarsal juga menyerupai tulang metakarpal tangan, dan falang pada jari kaki juga menyerupai

falang jari tangan.

Ada tujuh tulang tarsal :

6 | P a g e

1) Tulang talus.

2) Tulang kalkaneus.

3) Tulang navikular.

4) Tiga tulang kuneiform.

5) Tulang kuboid.

Telapak kaki dan arkus longitudinal terbentuk dari lima tulang metatarsal yang ramping.

Setiap metatarsal memiliki bagian dasar, batang, dan bagian kepala.

1) Tulang-tulang metatarsal dikenali dengan urutan nomor dari satu sampai lima, mulai

dari sisi medial ibu jari kaki.

2) Bagian dasar metatarsal berartikulasi dengan tarsal. Bagian kepalanya berartikulasi

dengan falang.

3) Bagian kepala dari dua metatarsal pertama membentuk tumit kaki. 3

Gambar 2. Tulang tungkai bawah

Otot

Otot dibagi dalam tiga kelompok, dengan fungsi utama untuk kontraksi dan

menghasilkan pergerakan sebagian atau seluruh tubuh. Kelompok otot terdiri dari:

1. Otot rangka (lurik) diliputi oleh kapsul jaringan ikat. Lapisan jaringan ikat (serat-serat

kolagen) yang membungkus otot disebut fasia otot atau episium. Otot ini terdiri dari

berkas-berkas sel otot kecil (fansikulus) yang dibungkus lapisan jaringan ikat yang

7 | P a g e

disebut perimisium. Sel otot ini dilapisi jaringan ikat yang disebut endomisium. Otot

rangka merupakan otot yang mempunyai variasi ukuran dan bentuk dari panjang, tipis,

sampai lebar dan datar.

2. Otot viseral (polos) terdapat pada saluran pencernaan, saluran perkemihan, dan pembuluh

darah. Otot ini dipersarafi oleh sistem saraf otonom dan kontraksinya tidak di bawah

kontrol keingingan.

3. Otot jantung ditemukan hanya pada jantung dan kontraksinya di luar kontrol atau di luar

keinginan (pengendalian). Otot berkontraksi jika ada rangsangan dari adenosin trifosfat

(ATP) dan kalsium.1

Gambar 3. Otot manusia

Anatomi Otot Tungkai Bawah

Otot yang berperan pada tungkai bawah adalah otot rangka. Otot rangka merupakan

massa besar yang menyusun jaringan otot somatik. Otot ini memiliki gambaran serat-lintang

yang sangat jelas, biasanya tidak berkontraksi tanpa rangsangan dari saraf, tidak memiliki

hubungan anatomik dan fungsional di antara serabut ototnya, dan umumnya dibawah kendali

volunter. Serabut otot sangat panjang, sampai 30 cm, berbentuk silindris, dengan lebar berkisar

antara 10 mikron sampai 100 mikron. Setiap serabut memiliki banyak inti, yang tersusun di

bagian perifer. Konstraksinya cepat dan kuat.

8 | P a g e

Otot rangka tersusun dari serabut otot yang merupakan ”balok penyusun (building

block)” sistem otot dalam arti yang sama dengan neuron merupakan ”balok penyusun” sistem

saraf. Hampir seluruh otot rangka berawal dan berakhir di tendon, dan serabut otot tersusun

sejajar di antara ujung tendon sehingga daya kontraksi di setiap unit akan saling menguatkan.

Setiap serabut otot merupakan sel tunggal yang berinti banyak, memanjang, silindrik, dan

diliputi oleh membran sel yang dinamakan oleh sarkolema. Di antara sel-selnya tidak terdapat

jembatan sinsitum. Serabut otot tersusun atas miofibril yang terbagi menjadi filamen. Filamen-

filamen ini tersusun dari protein-protein kontraktil.

Serabut otot yang terpotong memanjang memperlihatkan garis melintang dari pita terang

dan gelap secara bergantian. Pita yang lebih gelap disebut pita A (anisotrop, yaitu birefringen

dengan cahaya polarisasi); pita yang lebih terang disebut pita I (isotrop, yaitu tidak mengubah

cahaya polarisasi). Dengan mikroskop elektron, setiap pita I terlihat dibelah dua oleh garis gelap

melintang, yakni garis Z. Subunit terkecil yang berulang-ulang dari alat koontraktil ini, yaitu

sarkomer, terbentang dari garis Z ke garis Z dan panjangnya sekitar 2,5 µm pada otot yang

sedang beristirahat.

Pengamatan yang lebih cermat terhadap pita A menunjukkan adanya zona yang lebih

pucat di tengahnya, yakni pita H, yang hanya terdiri atas molekul miosin dengan bagian mirip-

batang. Pita H dibelah dua oleh garis M, yakni suatu daerah terbentuknya hubungan lateral antar

filamen tebal yang berdekatan. Protein utama garis M adalah kreatin kinase. Kreatin kinase

mengatalisis pemindahan gugus fosfat dari fosfokreatin (yakni suatu bentuk simpanan gugus

fosfat berenergi tinggi) ke ADP sehinga ATP tersedia bagi kontraksi otot.

Filamen otot rangka mengandung beberapa protein; 4 protein utama adalah aktin,

tropomiosin, troponin, dan miosin. Filamen tipis terdiri atas 3 protein pertama sedangkan filamen

tebal terutama terdiri atas miosin. Komposisi miosin bersama aktin sebesar 55% dari komposisi

protein total otot rangka.

Aktin dijumpai sebagai polimer berfilamen (aktin-F) panjang yang terdiri atas 2 untai

monomer globular (aktin-G), berdiameter 5,6nm, yang saling berpilin dalam bentuk spiral ganda.

Karakteristik yang terlihat pada semua molekul aktin-G adalahh strukturnya yang asimetris. Bila

molekul aktin-G berpolimerasi membentuk aktiin-F, molekul tersebut akan terikat dari depan ke

9 | P a g e

belakang dan menghasilkan suatu filamen dengan polaaritas yang dapat dikenali. Setiap

monomer aktin-G memiliki satu tempat pengikatan bagi miosin. Filamen aktin, yang tertambat

secara tegak lurus pada garis Z, memperlihatkan polaritas yang berlawanan pada masing-masing

sisi garis. Protein α-aktinin dan desmin diyakini menyatukan sarkomer yang bersebelahan

sehingga miofibril tetap berada di tempatnya.

Tropomiosin, yakni suatu molekul halus dengan panjang sekitar 40 nm, memiliki 2 rantai

polipeptida. Molekul ini tergabung pada kepala sampai ekor, yang membentuk filamen yang

berjalan di atas dubunit aktin di sepanjang tepian luar alur yang berada di antara dua untai aktin

yang terpilin.Troponin merupakan kompleks dari 3 subunit; TnT, yang melekat erat pada

tropomiosin; TnC, yang terikat pada ion kalsium; dan TnI, yang menghambat interaksi aktin-

miosin. Sebuah kompleks troponin melekat pada tempat khusus di setiap molekul tropomiosin.

Miosin merupakan kompleks yang berukuran lebih besar (Berat molekul ~ 500 kDa). Miosin

dapat diuraikan menjadi dua rantai berat yang identik dan 2 pasang rantai ringan.1,3,4

Otot-otot tungkai bawah bagian ventral:

1. M. tibialis anterior. Sendinya : fleksi dorsal dan supinasi.

2. M. extensor hallucis longus. Sendinya : fleksi dorsal, supinasi dan ekstensi.

3. M. extensor digitorum longus. Sendinya : fleksi dorsal, pronasi dan ekstensi.

4. M. fibularis tertius. Sendinya : fleksi dorsal dan pronasi.

Otot-otot tungkai bawah bagian lateral:

1. M. fibularis longus. Sendinya : fleksi plantar dan pronasi.

2. M. fibularis brevis. Sendinya : fleksi plantar dan pronasi.

3. M. triceps surae.

Otot-otot tungkai bawah bagian dorsal profundus:

1. M. popliteus. Sendinya : rotasi medial dan fleksi.

2. M. tibialis posterior. Sendinya : fleksi plantar dan supinasi

3. M. flexor digitorum longus. Sendinya : fleksi plantar, supinasi dan fleksi.

4. M. flexor hallucis longus. Sendinya : fleksi plantar, supinasi dan fleksi.

10 | P a g e

Otot-otot punggung kaki:

1. M. extensor digitorum brevis. Sendinya: ekstensi.

2. M. extensor hallucis brevis. Sendinya: ekstensi.

Otot-otot telapak kaki sebelah medial:

1. M. abductor hallucis. Sendinya: abduksi, fleksi dan opposisi.

2. M. fleksor brevis. Sendinya: fleksi.

3. M. adductor hallucis. Sendinya: adduksi ke arah jari 2, fleksi.

Otot-otot telapak kaki bagian tengah:

1. M. flexor digitorum brevis. Sendinya: fleksi

2. M. quadratus plantae.

3. Mm. lumbricales pedis I-IV. Sendinya: fleksi.

4. Mm. interossei plantares pedis I-III. Sendinya: fleksi dan adduksi ke jari 2.

5. Mm. interossei dorsales pedis I-IV.

Otot-otot telapak kaki bagian lateral:

1. M. abductor digiti minimi.

2. M. flexor digiti minimi brevis.

3. M. opponens digiti minimi.3-5

Sendi

Pergerakan tidak mungkin terjadi jika kelenturan dalam rangka tulang tidak ada.

Kelenturan dimungkinkan oleh adanya persendian.Sendi adalah suatu ruangan, tempat satu atau

dua tulang berada saling berdekatan.Fungsi utama sendi adalah member pergerakan dan

fleksibilitas dalam tubuh.Bentuk persendian ditetapkan berdasarkan jumlah dan tipe

pergerakannya, sedangkan klasifikasi sendi berdasarkan pada jumlah pergerakan yang dilakukan.

Menurut klasifikasinya, sendi terdiri dari:

1. Sendi sinartrosis (sendi tidak bergerak sama sekali). Contohnya sutura tulang tengkorak.

2. Sendi amfiartrosis (sendi bergerak terbatas). Contohnya pelvic, simfisis, dan tibia.

11 | P a g e

Gambar 4. Otot tungkai bawah

3. Sendi diartrosis/sinovial (sendi bergerak bebeas). Contohnya siku, lutut, dan pergelangan

tangan.

Sendi sinovial dapat membuat berbagai macam gerakan, yaitu:

1. Abduksi, yaitu menggerakan tungkai menjauhi bagian tubuh.

2. Adduksi, yaitu menggerakan tungkai mendekati tubuh.

3. Ekstensi, yaitu membengkokan tungkai pada persendian.

4. Fleksi, yaitu membengkokkan tungkai pada sendi.

5. Dorso-fleksi, yaitu membengkokkan pergelangan agar kaki ke atas.

6. Plantar-fleksi, yaitu meluruskan pergelangan kea rah bawah.

7. Pronasi, yaitu memutar lengan atas sehingga telapak tangan berada di bawah.

8. Supinasi, yaitu memutar lengan atas sehingga telapak tangan berada di atas.

9. Eversi, yaitu memutar keluar.

10. Inversi, yaitu memutar ke dalam.

11. Sirkumduksi, yaitu bergerak dalam lingkaran.

12. Internal rotasi, yaitu bergerak ke dalam pada sumbu pusat.

13. Eksternal rotasi, yaitu bergerak ke luar pada sumbu pusat.

Berdasarkan strukturnya, sendi dibedakan atas:

1. Fibrosa. Sendi ini tidak memiliki lapisan tulang rawan, dan tulang yang satu dengan

yang lainnya dihubungkan oleh jaringan penyambung fibrosa. Contohnya, sutura

pada tulang tengkorak perlekatan tulang tibia dan fibula bagian distal.

2. Kartilago, yaitu sendi yang ujung-ujung tulangnya terbungkus oleh tulang rawan

hialin, disokong oleh ligament dan hanya dapat sedikit bergerak. Sendi ini terbagi

menjadi 2, yaitu:

a. Sinkondrosis, yaitu sendi-sendi yang seluruh persendiannya diliputi oleh tulang

rawan hialin. Contohnya, sendi-sendi kostokondral.

b. Simfisis, yaitu sendi yang tulang-tulangnya memiliki suatu hubungan

fibrokartilago dan selapis tipis tulang rawan hialin yang menyelimuti permukaan

sendi. Contohnya, simfisis pubis dan sendi tulang punggung.

12 | P a g e

3. Sendi sinovial, yaitu sendi tubuh yang dapat digerakkan, serta memiliki rongga sendi

dan permukaan sendi yang dilapisi tulang rawan hialin. Sendi ini adalah jenis sendi

yang paling umum dalam tubuh dan berasal dari kata sinovium yang merupakan

membran yang menyekresi cairan sinovial untuk lumbrikasi dan absorpsi syok. Sendi

sinovial mempunyai struktur anatomi, yaitu:

a. Ball and socket join (bahu dan pinggul) membuat pergerakan ke segala arah.

b. Hinge joints (siku) membuat pergerakan fleksi dan ekstensi.

c. Lutut seringkali diklasifikasikan sebagai hinge joints, tetapi berputar sebaik fleksi

dan ekstensi.

d. Pergerakan yang luwes dan lembut di pergelangan tangan dikenal sebagai biaxial

joints.

e. Pivot joint hanya berotasi di daerah radio-ulnar.1

Gambar 5. Sendi

Mekanisme Kontraksi Otot

Otot berkontraksi jika ada rangsangan. Energi kontraksi berasal dari pemecahan

adenosine trifosfat (ATP) dan kalsium. Sarkomer dalam keadaan istirahat terdiri atas filamen

tebal dan tipis yang saling bertumpuk sebagian. Selama berkontraksi, filamen tebal dan tpis

mempertahankan panjangnya masing-masing. Karena kontraksi tidak disebabkan pemendekan

masing-masing filamen, kontraksi tersebut merupakan hasil dari peningkatan jumlah

penumpukan filamen-filamen.

13 | P a g e

Pada saat istirahat, ATP terikat pada sisi ATPase pada kepala miosin, namun kecepatan

hidrolisis ATP tersebut sangat lambat. Miosin membutuhkan aktin sebagai kofaktor untuk

memecahkan ATP dengan cepat dan melepaskan energi. Pada otot yang sedang beristirahat,

miosin tidak dapat bergabung dengan aktin karena tempat pengikatan untuk kepala miosin pada

molekul aktin ditutupi oleh kompleks troponin-tropomiosin pada filamen aktin-F. Akan tetapi,

bila ion kalsium cukup tersedia, miosin akan terikat pada subunit TnC dari troponin. Konfigurasi

spasial dari ketiga subunit troponin berubah dan mendesak molekul tropomiosin lebih ke dalam

alur pilinan aktin.Hal ini memaparkan tempat pengikatan miosin pada komponen aktin globular,

sehingga aktin bebas berinteraksi dengan kepala molekul miosin.

Pengikatan ion kalsium ke unit TnC sesuai dengan tahap saat terjadinya konversi ATP-

miosin menjadi kompleks yang aktif. Sebagai akibat penjembatanan kepala miosin dengan

subunit aktin-G dari filamen tipis, ATP akan dipecah menjadi ADP dan Pi dan energi dilepaskan.

Aktivitas ini berakibat defrormasi atau pelekukan kepala dan bagian miosin yang mirip batang

(daerah engsel). Karena aktin berikatan dengan miosin, pergerakan kepala miosin. Hasilnya

adalah filamen tipis akan tertarik lebih dalam ke daerah pita A.

Walaupun sejumlah besar kepala miosin terjulur dari filamen tebal pada satu waktu

selama kontraksi, hanya sejumlah kecil kepala yang berhubungan dengan tempat pengikatan-

aktin yang tersedia. Akan tetapi, sewaktu kepala miosin yang terikat menggerakkan aktin, kepala

miosin tersebut membentuk jembatan aktin-miosin yang baru. Jembatan aktin-miosin yang lama

hanya dilepaskan setelah miosin berikatan dengan molekul ATP yang baru; keadaan ini juga

mengembalikan kepala miosin dan mempersiapkannya untuk siklus kontraksi berikutnya. Jika

ATP tidak tersedia, kompleks miosin-aktin akan menjadi stabil; inilah yang menyebabkan

kekakuan otot yang hebat (rigor mortis) setelah kematian. Kontraksi satu otot merupakan hasil

beratus-ratus siklus pembentukan-jembatan dan pelepasan-jembatan. Aktivitas kontraksi yang

berakibat menumpuknya filamen tipis dan tebal, akan berlanjut sampai terjadinya pemindahan

ion Ca++ dan penutupan tempat pengikatan miosin oleh kompleks troponin-tropomiosin.

Selama kontraksi, pita I menyempit sewaktu filamen tipis masuk ke dalam pita A. Pita H-

yaitu bagian pita A yang hanya mengandung filamen tebal- menyempit sewaktu filamen tipis

melangkahi filamen tebal sepenuhnya. Hasil akhirnya adalah bahwa setiap sarkomer dan

akibatnya seluruh sel (serabut), akan sangat memendek.1

14 | P a g e

Gambar 6. Zona kontraksi otot

Beberapa Mekanisme Memulihkan Simpanan ATP di Otot

ATP yang dibutuhkan sebagai sumber energi konstan untuk siklus kontraksi-relaksasi

dapat dihasilkan (1) melalui glikolisis, dengan menggunakan glukosa darah atau glikogen otot,

(2) melalui fosforilasi oksidatif, (3) dari kreatin fosfat, dan (4) dari dua molekul ADP dalam

reaksi yang dikatalisis oleh adenilil kinase. Jumlah ATP di otot rangka hanya cukup untuk

menghasilkan energi untuk kontraksi beberapa detik sehingga ATP harus terus menerus

diperbaharui dari salah satu atau lebih sumber di atas, bergantung pada kondisi metabolik.

Terdapat paling sedikit dua jenis serabut yang berbeda di otot rangka, satu terutama aktif dalam

kondisi aerob adn yang lain dalam kondisi anaerob; jelaslah, keduanya menggunakan masing-

masing sumber energi di atas dengan derajat yang berbeda.6

Glikolisis Pada Kontraksi Otot

Jika otot berkontraksi di dalam medi anaerob, yaitu media yang tidak memiliki

kandungan oksigen, glikogen akan menghilang dan muncul laktat sebagai produk akhir utama.

Kalau oksigen diberikan, proses aerob terjadi kembali dan glikogen kembali muncul sementara

laktat menghilang. Meskipun demikian, jika kontraksi otot berlangsung dalam keadaan aerob,

laktat tidak akan tertumpuk dan piruvatlah yang menjadi produk utama glikolisis. Piruvat

selanjutnya dioksidasi menjadi CO2 dan air. Reaksi yang terjadi pada glikolisis—dengan atau

tanpa oksigen—tetap sama, kecuali dalam hal derajat reaksi dan produk akhir. Jika pasokan

15 | P a g e

oksigen kurang, reoksidasi terhadap NADH yang terbentuk dari NAD+ saat glikolisis akan

terganggu. Dalam keadaan ini, NADH direoksidasi melalui perangkaian dengan proses reduksi

piruvat menjadi laktat, dan NAD+ yang terbentuk memungkinkan berlangsungnya glikolisis yang

lebih lanjut. Jadi, glikolisis dapat berlangsung dalam keadaan anaerob, tetapi hal ini akan

membawa akibat yang kurang menguntungkan karena jumlah energi yang yang dibebaskan per

mol glukosa yang dioksidasi, terbatas. Sebagai konsekuensinya, untuk menghasilkan energi

dalam jumlah tertentu, lebih banyak glukosa harus menjalani glikolisis pada keadaan anaerob

dibandingkan pada keadaan aerob.7

Relaksasi Otot

Serabut otot mengalami relaksasi ketika kalsium dipompa keluar dari sitoplasma kembali

ke dalam retikulum sarkoplasma. Pemompaan kalsium adalah proses aktif yang terjadi di

membran retikulum sarkoplasma. Proses ini menggunakan energi yang berasal dari pemecahan

molekul ATP yang berbeda. Ketika kadar kalsium turun sampai sekitar 10-7 molar, troponin

kembali ke posisinya semula pada molekul tropomiosin, dan tropomiosin kembali menghambat

pengikatan aktin dan miosin, yang menyebabkan kontraksi otot berhenti.8

Metabolisme Otot dan Keletihan Otot

Kontraksi otot bergantung pada produksi ATP dari salah satu dari tiga sumber : (1)

kreatinin fosfat (creatinine phosphate, CP) yang disimpan di otot, (2) fosforilasi oksidatif bahan

makanan yang disimpan di atau dikirimkan ke otot, dan (3) glikolisis anaerob. Keletihan otot

terjadi apabila penggunaan ATP di otot menjadi berlebihan, otot yang berolahraga tidak lagi

dapat berespons terhadap rangsangan dengan tingkat aktivitas kontraktil yang setara. Faktos-

faktor yang diperkirakan terutama berperan adalah (1) penimbunan asam laktat, yang mungkin

menghambat enzim-enzim kunci pada jalur-jalur penghasil energy atau proses penggabungan

eksitasi-kontraksi, dan (2) habisnya cadangan energy. Waktu timbulnya kelelahan berbeda-beda

sesuai dengan jenis serat otot, sebagian serat lebih tahan terhadap kelelahan dibandingkan serat

lain, dan iontensitas olahraga, yakni aktivitas yang berintensitas tinggi lebih cepat menimbulkan

kelelahan.

16 | P a g e

Ketika otot pertama kali mulai berkontraksi, otot mulai menggunakan simpanan CP-nya

untuk mendorong kontraksi. CP mengandung molekul fosfat energi tinggi yang dipindahkan ke

ADP untuk menghasilkan ATP:

CP + ADP = C + ATP.

Sumber ATP ini cepat diakses, tetapi dibatasi oleh jumlah CP yang terdapat di sel pada

permulaan kontraksi. Setelah beberapa detik, otot mulai mengandalkan sebagian besar fosforilasi

oksidatif. Sumber energi untuk fosforilasi oksidatif adalah glikogen yang disimpan di otot dan

setelah itu, glukosa dan asam lemak yang dikirimkan ke otot dalam suplai darah. Sumber energi

initersedia selama 30 menit atau lebih, bergantung pada intensitas kontraksi. Apabila intensitas

olahraga sangat tinggi, atau durasinya sangat lama, otot mulai semakin mengandalkan glikolisis

anaerob. Glikolisis anaerob menghasilkan ATP dalam jumkah terbatas dari metabolisme

glikogen otot dan glukosa darah yang bersirkulasi. Otot yang menggunakan glikolisis anaerob

untuk sebagian besar produksi ATP-nya dengan cepat mengalami keletihan. Keletihan otot dapat

diperkirakan secara eksperimental akibat deplesi glikogen yang disimpan di otot. Asam laktat

adalah produk sampingan glikolisis anaerob dan dapat tertimbun di otot dan darah pada kontraksi

otot yang intens atau berkepanjangan sehingga menimbulkan keletihan. Asam laktat juga dapat

menimbulkan nyeri otot yang terasa satu atau dua hari setelah olahraga yang intens.8,9

Gambar 7. Glikolisis dan asam laktat

17 | P a g e

Kesimpulan

Kita membutuhkan energi untuk melakukan kontraksi otot yang dapat menggerakan

tulang kita. Itulah yang membuat kita dapat beraktivitas disetiap harinya. Kita juga harus

mengistirahatkan otot dan tulang kita, karena apabila kita terus menerus melakukan kontraksi

otot, maka asam laktat yang tertimbun akan semakin banyak dan akan membuat kita semakin

lelah. Selain itu, hal ini juga dapat berdampak pada kesehatan tulang dan otot kita.

Saran

Boleh-boleh saja melakukan aktivitas dengan menggunakan kontraksi otot, tetapi kita

harus tahu batas kemampuan otot kita untuk berkontraksi. Seberapa daya tahan otot kita untuk

melakukan kontraksi. Otot kita juga memerlukan istirahat. Bila otot kita terus menerus

berkontraksi, dapat menimbulkan masalah kelak pada otot kita. Sayangilah tulang dan otot kita.

Daftar Pustaka

1. Junqueira LC, Carneiro J. Histologi dasar teks dan atlas. Edisi 10. Jakarta : Penerbit Buku

Kedokteran EGC. 2004. h. 134-93.

2. Suratun, Heryati, Manurung S, Raenah E. Klien gangguan sistem muskuloskeletal: seri

asuhan keperawatan. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC. 2006. h.3-13.

3. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC.

2004. h. 110-30.

4. Ganong W. Review of medical physiology. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC. 2008.

h. 67-9.

5. Putz R, Pabst R. Sobotta. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC. 2006. h. 62-7.

6. Murray RK, Granner DK, Rodwell VW. Biokimia harper. Edisi 27. Jakarta : Penerbit Buku

Kedokteran EGC.2006. h. 598-9.

7. Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW. Biokimia harper. Edisi 25. Jakarta :

Penerbit Buku Kedokteran EGC. 2001. h. 178.

8. Corwin EJ. Buku saku patofisiologi. Edisi revisi 3. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC.

2007. h. 320-1.

9. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Edisi 2. Jakarta : Penerbit Buku

Kedokteran EGC. 2001. h. 235.

18 | P a g e