Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui bagaimana cara kerja otot dan faktor

yang mempengaruhinya untuk dapat memecahkan skenario kasus. Penulisan makalah ini

menggunakan metode tinjauan pustaka. Otot dan tulang adalah penggerak utama tubuh manusia,

otot rangka menggerakan tulang sehingga memungkinkan gerakan terjadi. Pergerakan terjadi

oleh manipulasi kontraksi dan relaksasi otot. Dalam relaksasi dan kontraksi dibutuhkan energi,

energi didapat dari kreatin-P, fosforilasi oksidase, glikolisis, respirasi aerob dan anaerob yang

bersumber pada glukosa. Respirasi anaerob yang terjadi karena otot mengalami kontraksi

berlebihan menghasilkan asam laktat yang menyebabkan terjadinya kelelahan otot,

Kata kunci: Jaringan ikat, mekanisme kerja otot, sumber energi, kelelahan otot.

Otot

Otot memiliki sifat kontraksilitas yang hampir dimiliki semua selnya. Pada jaringan otot

ini, kemampuan mengkonversi energi kimia menjadi energi gerak kinetik sangat berkembang

pesat. Daya gerak hewan multisel, denyut jantungm dan gerakan organ internalnya tergantung

dari otot yang berbeda jenis. Masing-masing dikkhususkan bagi jenis kekuatan atau gerakan

yang dibutuhkan.1-3

Otot dibedakan menjadi 3 jenis yaitu otot polos, otot lurik dan otot jantung. Otot polos

terdiri atas sel-sel fusiform berinti satu yang tidak dapat dikendalikan, namun berespons terhadap

ransangan dari susunan saraf otonom. Otot rangka, yang berhubungan dengan kerangka, disarafi

susunan saraf serebrospinal dan berfungsi untuk daya gerak dan gerakan volunter lain. Subunit

selnya disebut serat otot, adalah sinsitium multinukleus yang dipenuhi miofibril.3

Miofibril ini menampakan pita-pita gelap dan terang selebar serat bergantian sepanjang

serat. Susunan yang sangat lentur ini menghasilkan pola bergurat melintang yang merupakan

dasar istilah otot bergaris. Otot lurik ini sering disebut otot rangka dan berbeda dengan otot

jantung, otot jantung sendiri tidak dibawah kendali sadar meskipun ia berebentuk sama dengan

otot lurik tetapi gerakannya tidak dapat diatur karena dipersarafi saraf otonom. Ia memiliki sistim

intrinsik untuk menghasilkan kotraksi ritmik namun menerima masukan dari susuan saraf pusat

yang mempengaruhi kecepatannya.3

Sesuai dengan fungsinya maka otot ini terdapat di lokasi yang berbeda-beda. Pada otot

polos sangat sering dijumpai di organ-organ bagian dalam baik dalam sistem percernaan dan

1

sistem pernafasan. Otot ini juga terdapat di sebagian sistem gerak tetapi hanya sedikit jumlahnya

karena otot ini terdapat di pembuluh darah manusia.

Lokasi otot jantung hanya terdapat di jantung saja, berbeda dengan otot lurik. Otot lurik

atau yang sering disebut otot rangka ini ada di setiap bagian alat gerak manusia dan terhubung

dengan tulang. Hubungan ini disebut dengan tendon. Dengan melacak lokasi awal tendon ini

maka otot-otot dapat dibedakan berdasarkan lokasi ia menempelnya.

Otot Rangka

Satu sel otot rangka yang dikenal sebagai serat otot, adalah relatif besar, memanjang, dan

berbentuk silindris dengan ukuran garis tengah berkisar 10-100 mikrometer dan panjang hingga

750.000 mikrometer atau 75 cm. Otot rangka ini tersdiri dari sejumlah serat otot yang terletak

sejajar satu sama lain dan disatukan dengan jaringan ikat. Serat-serat biasanya terbentang di

keseluruhan panjang otot. 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

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.

2

Gambar 1. Serat otot secara mikroskopis.1

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

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

3

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.

Bahan Baku Mekanisme Kerja Otot

Sama seperti sel lain, untuk bekerja otot juga memerlukan bahan-bahan lain sbagai bahan

baku dalam melaksanakan tugasnya. Bahan-bahan ini umumnya adalah sumber energi dari otot

itu sendiri tetapi ada juga bahan yang mengatur cara 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

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

shingga 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,

4

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 Proses ini dapat dilihat di gambar 2.

Mekanisme Kerja Otot

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.

Mekanisme kontraksi dapat dilihat dari gambar 3. 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 miosin (gambar 5), 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 menangkap ion Ca2+ terseebut, 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

5

Pada saat ransangan 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

Pembahasan Kasus

Pada kasus dikatakan bahwa Wanita tersebut merupakan seorang penjual kue keliling

dan tungkai kaki wanita tersebut terasa lemas dan lelah yang sudah terjadi beberapa kali selama

minggu ini. Penyebab dari kasus ini berhubungan dengan tungkai bawah, tungkai bawah terdiri

dari tulang tibia dan fibula yang masing-masing menempel dengan berbagai macam otot untuk

6

menggerakannya. Untuk menggerakan tulang tersebut maka diperlukan otot yang bersifat

volunter, dalam hal ini otot yang bersifat sadar digerakan adalah otot lurik atau disebut sebagai

otot rangka.

Otot lurik ini bergerak dengan proses kontraksi dan relaksasi (memanjang dan

memendek) dengan memanipulasi kemampuan ini maka manusia dapat bergerak. Saat otot

melakukan kontraksi, maka aktin dan miosin akan menempel, menempelnya aktin dan miosin ini

membutuhkan pemecahan produk ATP yaitu ADP + Pi. Dengan asumsi bahwa wanita tersebut

memikul dagangannya sambil berjalan maka ATP yang pada awalnya digunakan berasal dari

kreatin fosfat ini akan habis.

Asumsi selanjutnya yaitu wanita berjalan dalam waktu yang cukup lama. 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.6

Saat respirasi aerob tidak mencukup secara tidak langsung respirasi anaerob dilakukan

energi yang dihasilkan lebih banyak akan tetapi efek yang dihasilkannya tidak mengenakan.

Hasil dari respirasi anaeron ini berupa asam laktat yang jika menumpuk akan membuat otot nyeri

dan lemas.1,6 Penimbunan asam laktat pada darah ini menyebabkan ezim-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.

Pada kasus tersebut sebaiknya wanita beristirahat sejenak ketika tungkai kaki sudah

merasa lemah. Wanita tersebut sebaiknya duduk sejenak untuk mengurangi kontraksi pada otot

tungkai kaki. Hal ini dapat membantu darah mengalirkan kembali asam laktat ke hati untuk

7

diubah kembali mejadi glukosa. Otot yang sudah tidak berkontraksi ini membutuhkan energi

lebih untuk relaksasinya maka wanita tersebut disarankan untuk menarik nafas lebih untuk

sejenak agar respirasi aerob kembali berjalan sehingga relaksasi sempurna dapat terjadi dimana

ion Ca2+ kembali ke dalam sarkoplasma.

Kesimpulan

Manusia bergerak dengan bantuan otot yang melekat pada tulang. Otot menggerakan

tulang melalui proses kontraksi dan relaksasi. Otot yang menggerakan tulang ini adalah otot

rangka. Otot rangka ini terdiri dari serat otot yang dikelilingi retikulum sarkoplasma. Serat otot

ini unit terkecil dari otot yang mengatur mekanisme kontraksi dan relaksasi otot. Retikulum

sarkoplasma mengerluarkan Ca2+ sebagai ransangan 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 (kerja

otot masih belum berat). Jika glikolisis masih belum mencukupi ATP yang diperlukan dan kerja

otot sudah berat, energi didapat melalui proses anaerob.

Proses anaerob ini menghasilkan asam laktat yang bila tertimbun di dalam peredaran

darah akan menggangu kadar PH dalam otot serta menggangu proses relaksasi otot. Asam laktat

ini menyebabkan produksi energi berkurang, maka seseorang perlu beristirahat bila asam laktat

sudah banyak tertimbun karena asam latat dapat diubah menjadi glukosa kembali. Maka

penyebeb utama dari kelemasan dan kelelahan di tungkai kaki adalah tertimbunnya asam laktat

karena otot terus bekerja.

8