Metabolisme Otot Tungkai dan Kelelahan Otot

Felicia Ananda Baeha Waruwu*

Abstrak

Rangka manusia tersusun atas 206 buah tulang yang terbagi atas ossa axiales dan ossa

apendicularis. Ossa axiales membentuk axis panjang tubuh dan melindungi organ-organ pada

kepala, leher dan torso. Ossa apendicularis tersusun atas 126 tulang yang membentuk lengan ,

tungkai, dan tulang pektoral serta tonjolan pelvis yang menjadi tempat melekatnya lengan

dan tungkai pada ossa axiales. Otot terdiri dari tiga jenis yaitu otot polos, otot lurik, dan otot

jantung. Otot polos berbentuk gelendong dengan satu inti dan terbagi atas dua jenis yaitu unit

tunggal dan unit ganda. Unit tunggal bersifat neurogenik dan unit ganda bersifat miogenik.

Otot jantung memiliki serabut yang bercabang dan mempunyai anotomose. Otot lurik

memiliki banyak inti dan terletak di pinggir. Otot lurik tersusun atas miofibril yang berpola

terang-gelap. Selain itu miofibril juga mengandung aktin dan miosin yang akan berperan

untuk melakukan kontraksi. Saat melakukan kontraksi otot memerlukan energi berupa

glikogen otot sebagai hasil oksidasi karbohidrat. Jika oksigen tidak mencukupi untuk

melakukan oksidasi, maka akan terjadi proses anaerob untuk menghasilkan energi. Selain itu

asam piruvat juga akan terpecah menjadi asam laktat yang jika terus bertumpuk akan

menimbulkan kelelahan otot.

Kata Kunci : Rangka manusia, otot polos, otot jantung, otot lurik, kontraksi otot.

Pendahuluan

Pada skenario B diceritakan tentang seorang ibu yang mengalami kelelahan pada otot

tungkai bawahnya. Kelelahan otot yang terjadi pada ibu ini terjadi karena penumpukan asam

laktat. Asam laktat dihasilkan dari pemecahan asam piruvat pada proses anaerob. Proses

aerob terjadi ketika jumlah oksigen tubuh tidak mencukupi untuk dilakukannya proses

kontraksi secara aerob. Hal itu terjadi karena aktivitas yang kita lakukan begitu cepat dan

tidak ada istirahat untuk memulihkan keadaan. Untuk melakukan suatu kontraksi tubuh kita

membutuhkan energi yang didapatkan dari oksidasi karbohidrat untuk mendapatkan glukosa

yang nantinya akan dipecah lagi menjadi glikogen otot.

___________________________________________________________________________

Mahasiswa Fakultas Kedokteran Ukrida, 102011410, B1, Jalan Dahlia III No. 39 Rt/Rw

04/09 Bumi Cengkareng Permai, fel_4nanda@yahoo.co.id, Telp. 021-5454215.

Glikogen inilah yang akan digunakan untuk melakukan kontraksi. Selain itu dalam otot lurik

juga terdapat miofibril yang mengandung aktin dan mioasin. Aktin dan miosin inilah yang

akan melakukan tugasnya untuk menghasilkan kontraksi. Kontraksi akan mulai terjadi

setelah asetilkolin menempel pada reseptor.

Pembahasan

Dalam tubuh manusia terdapat rangka yang memiliki fungsi, yaitu penopang dan

pemberi bentuk tubuh manusia, sistem pergerakan, pelindung organ-organ tubuh, pembentuk

sel darah, dan sebagai tempat penyimpanan mineral. Tulang dalam tubuh manusia tersusun

atas 206 tulang yang dibagi menjadi ossa axiales dan ossa apendicularis. Ossa axiales

tersusun atas 80 tulang yang membentuk axis panjang tubuh dan melindungi organ-organ

pada kepala, leher dan torso. Ossa apendicularis tersusun atas 126 tulang yang membentuk

lengan , tungkai, dan tulang pektoral serta tonjolan pelvis yang menjadi tempat melekatnya

lengan dan tungkai pada ossa axiales. Bagian-bagian yang disusun oleh ossa axiales terdiri

atas cranium, columna vertebralis, dan ossa thoracis. Cranium adalah rangka yang

melindungi otak dan organ-organ panca indera, terdiri atas calvaria, basis cranii, dan

mandibula. Columna vertebralis yang menyusun tulang punggung manusia terdiri atas

cervicalis, thoracalis, lumbalis, sacralis, dan coccygealis. Ossa thoracales yang menyusun

tulang dada disusun atas costae dan sternum. Ossa apendicularis tersusun atas cingulum

membri superior, ossa membri superior libera, cingulum membri inferior, dan ossa membri

inferior libera.1

Bagian ekstermitas inferior manusia tersusun atas cingulum membri inferiors dan ossa

membri superiors libera. Cingulum membri inferiors terdiri dari sepasang os coxae. Ossa

membri superiors libera berfungsi untuk menerima seluruh berat tubuh karena bagian ini

lebih tebal dan kuat daripada bagian ekstremitas superior. Ossa membri superioris libra

terbagi atas tiga regio os femur, cruris (os tibia dan os fibula), pedis (ossa tarsalia, ossa

metatarsalia, dan ossa phalanges).1

Gambar 1.1 Os Femur Gambar 1.2 Cruris

Tulang dilindungi oleh suatu otot yang berfungsi untuk menggerakkan tubuh. Otot-

otot melekat pada rangka tubuh. Otot terbagi atas tiga macam yaitu otot polos (smooth

muscle), otot lurik (skeletal muscle), dan otot jantung (cardiac muscle). Otot polos adalah

otot yang bentuknya seperti gelendong dengan inti yang hanya ada satu ditengah. Otot polos

biasa terletak di organ tubuh manusia, seperti pada dinding saluran cerna, pembuluh darah,

pembuluh limfe, viseral (bagian dalam) yang berongga, trakea, dan bronki, pada iris dan

muskulis siliaris mata, dan pada otot tak sadar dalam kulit. Otot polos berkontraksi secara

tidak sadar (involuntary) dan tidak perlu mendapatkan rangsangan dari luar (otomasi). Otot

polos juga bekerja dengan tidak cepat lelah. Otot polos memiliki dua jenis berdasarkan cara

otot distimulasi berdasarkan cara serabut otot distimulasi untuk berkontraksi yaitu otot unit

tunggal (viseral) dan otot unit ganda. Otot unit ganda ditemukan di dinding pembuluh darah

besar, jalan udara besar traktus respiratorik, otot mata yang memfokuskan lensa, otot erektor

pili rambut. Otot polos jenis ini bersifat neurogenik, yaitu perlu mendapatkan stimulus

eksternal untuk memicu kontraksi. Otot unit tunggal ditemukan pada organ-organ yang

berongga. Otot jenis ini bersifat miogenik, yaitu tidak perlu mendapatkan stimulus dari luar

untuk berkontraksi.

Otot jantung memiliki struktur seperti otot skeletal hanya yang berbeda adalah pada

otot jantung serabutnya yang bercabang dan mengadakan anostomose (bersambungan satu

dengan yang lain). Selain itu otot jantung juga bekerja secara tidak disadari dan tidak cepat

lelah. Otot jantung memiliki sifat miogenik dimana otot jantung tidak memerlukan stimulus

Gambar 1.3 Pedis

Gambar 1.4 Otot Polos

eksternal untuk merangsang persarafan jantung. Miofilamen pada otot jantung disusun dalam

pemitraan regular sehingga otot jantung berlurik. Otot lurik adalah otot yang melekat pada

rangka gerak. Fungsi dari otot lurik adalah sebagai alat pergerakan, penopang tubuh,

mempertahankan postur, dan untuk memproduksi panas. Otot lurik memiliki panjang 30 cm

dengan diameter antara 10-100 mikron. Bentuk dari otot lurik adalah silindris panjang

dengan unjung tumpul, dimana intinya terletak dipinggir. Jumlah inti pada otot lurik adalah

banyak. Kontraksi pada otot lurik cepat dan kuat.1,2

Otot lurik terdiri dari serabut-serabut yang tersusun dalam berkas yang disebut fasikel.

Semakin besar otot semakin banyak serabutnya. Otot bisep memiliki 260.000 serabut karena

otot bisep adalah otot yang paling besar. Otot kecil, seperti stapedius dalam telinga tengah,

terdiri dari 1500 serabut. Otot lurik memiliki banyak nukleus karena penyatuan prekursor sel

otot mioblas selama perkembangan embrionik. Setiap serat otot tersusun atas subunit yang

disebut miofibril yang terentang di sepanjang serat. Miofibril sendiri tersusun atas banyak

miofilamen yang terbentuk oleh suatu protein kontraktil tipis (aktin) dan kontraktik tebal

(miosin). Di sarkoplasma, susunan filamen aktin dan miosin tersusun teratur, membentuk

pola cross striation. Jika dilihat di bawah mikroskop cahaya kita akan bisa melihat suatu pola

yang dikenal dengan pola pita terang gelap. Dimana pita terang dinamakan stria I dan pita

gelap dinamakan stria A. Pada setiap stria I akan dipisah menjadi dua bagian oleh linea Z.

Diantara dua linea Z yang berdekatan terdapat unit kontraktil otot terkecil yang disebut

sarkomer. Sarkomer adalah unit kontraktil berulang yang terlihat disepanjang setiap miofibril

dan merupakan ciri khas sarkoplasma serat otot rangka dan jantung. Otot lurik dilapisis oleh

tiga macam lapisan yaitu lapisan epimisim, perimisium, dan endomisium. Epimisium adalah

termasuk pada jaringan ikat padat tidak teratur dan terletak di lapisan terluar otot. Perimisium

termasuk dalam jaringan ikat kurang padat tidak teratur, letaknya ada di lapisan tengah yang

melapisi fasikulus. Di lapisan bagian dalam adalah endomisium yang tersusun oleh jaringan

ikat retikular. Di selubung jaringan ikat ini terdapat pembuluh darah, saraf, dan pembuluh

limfe.1,4

Gambar 1.5 Otot Jantung Gambar 1.6 Otot Lurik

Otot akan melakukan suatu sistem kontraksi dan relaksasi. Kontraksi otot terjadi

karena suatu impuls saraf. Ada suatu teori interaksi aktin dan miosin yang dikenal dengan

mekanisme sliding filament. Teori ini mengatakan selama kontraksi panjang filamen aktin

dan miosin tidak akan berubah panjang, tetapi mereka akan saling bersilangan. Filamen aktin

akan menyusup untuk memanjang ke dalam stria A, mempersempit dan menghalangi stria A.

Panjang sarkomer akan memendek selama kontraksi. Pita H yang tidak dicapai oleh

pergerakan aktin menjadi lebih kecil ketika aktin ini mendekat satu sama lain, bahkan dapat

hilang (pita H) jika aktin saling bertemu. Stria I yang tersusun atas aktin yang tidak saling

mendekat akan makin berkurang lebarnya. Panjang sarkomer juga akan memperpendek

serabut otot individual dan keseluruhan otot. Miosin mempunyai suatu ujung kepala yang

berfungsi untuk mengikat aktin. Dalam keadaan relaksasi, tempat aktin tersebut tertutup oleh

troponin yang menempel dengan tropomiosin. Agar bisa terbuka dibutuhkan ion kalsium. Ion

kalsium akan berikatan dengan troponin, menginisiasi troponin dan tropomiosin untuk

bergeser ke samping agar jembatan silang dapat berikatann dengan tempat di aktin. Setelah

terjadi kontak dengan aktin konformasi jembatan silang akan berubah menjadi menekuk ke

arah dalam. Peristiwa itu dikenal dengan power stroke (gerakan mengayun yang kuat) dari

jembatan silang untuk menarik aktin ke arah dalam. Siklus pengikatan ini akan terus berlanjut

ke aktin-aktin berikutnya. Pada akhir siklus, hubungan jembatan silang dengan aktin terputus

dan konformasi miosin kembali ke semula. Otot akan mulai berkontraksi setelah terjadinya

pelepasan asetilkolin (Ach). Ach akan menempel pada reseptor di sarkolema yang akan

mengubah permeabilitas membran yang dihantarkan ke seluruh permukaan membran lainnya.

Antara stria A dan stria I terdapat sarkolema yang menembus ke dalam serat membentuk

tubulus transversus (tubulus T). Melalui perantara tubulus T inilah potensial aksi menyebar

ke dalam serat otot termasuk retikulum sarkoplasma. Retikulum sarkoplasma saling

berhubungan mengelilingi sepanjang permukaan miofibril, tetapi tidak kontinu. Segmen yang

terpisah membungkus setiap stria A dan stria I yang diujung setiap segmen membesar disebut

dengan kantong lateral yang dekat dengan tubulus T tetapi tidak kontak langsung satu sama

lain. Di kantong ini tersimpan ion kalsium, potensial aksi menyebabkan keluarnya ion ini ke

sarkoplasma.1,5,6

Gambar 1.7 Struktur Otot Lurik

Untuk melakukan kontraksi, otot membutuhkan suatu energi. Energi didapatkan dari

oksidasi makanan, yaitu karbohidrat. Karbohidrat dalam pencernaan akan diubah menjadi

glukosa. Glukosa nantinya akan diubah lagi menjadi glikogen dan akan disimpan dalam hati

dan otot. Glikogen otot inilah yang nantinya akan digunakan sebagai energi. Selama oksidasi

glikogen akan terbentuk suatu senyawa adenosin triposfat (ATP). Ketika otot harus

berkontraksi, maka ATP akan dilepas dan diubah menjadi ADP. Selama oksidasi glikogen

berlangsung akan terbentuk asam piruvat. Asam piruvat ini juga nanti akan dipecah menjadi

energi, CO2, dan H2O. Energi akan dipakai untuk membentuk ATP lebih banyak lagi. Proses

ini dikenal dengan reaksi aerob.5

Otot juga bisa bisa melakukan kontraksi tanpa menggunakan oksigen melalui ATP

yang dihasilkan dalam glikolisis anaerob. Glikolisis berlangsung dalam sarkoplasma dan

melibatkan pengubahan satu molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat. Glikolisis

anaerob berlangsung cepat, tapi tidak efisien karena hanya dihasilkan dua molekul ATP. Fase

ini dapat terjadi hanya ketika otot membutuhkan energi yang cepat tapi oksigen yang didapat

tidak mencukupi. Pada tahap ini juga terbentuklah suatu asam laktat yang dihasilkan oleh

asam piruvat. Penumpukan asam laktat ini akan menimbulkan kelelahan otot. Asam laktat

akan dibawa ke hati melalui pembuluh darah untuk melangsungkan proses pemebentukan

energi lagi. Asam laktat yang ada di dalam pembuluh darah akan merangsang pusat

pernafasan sehingga frekuensi napas meningkat. Hal ini akan terus terjadi sampai oksigen

memungkinkan hati dan sel otot dan hati mengoksidasi asam laktat dengan sempurna atau

mengubahnya menjadi gliogen. Oksigen ekstra yang dibutuhkan untuk membuang tumpukan

asam laktat ini disebut oxygen debt, yang harus dikembalikan setelah latihan berakhir.1,5

Kesimpulan

Tubuh manusia terdiri dari tulang-tulang dan otot yang berfungsi untuk memberi

bentuk tubuh serta sebagai sistem pergerakan tubuh. Rangka manusia berjumlah 206 buah

yang terdiri atas ossa axiales dan ossa apendicularis. Otot manusia dibagi atas tiga jenis yaitu

otot polos, otot lurik, dan otot jantung. Otot polos adalah otot yang melapisi organ-organ

tubuh dan berbentuk seperti gelendong. Otot polos dibagi dalam dua jenis otot yaitu unit

ganda dan unit tunggal. Tipe unit ganda bersifat neurogenik dimana untuk melakukan

kontraksi, otot memerlukan suatu stimulus eksternal. Otot unit ganda ditemukan di dinding

pembuluh darah besar, jalan udara besar traktus respiratorik, otot mata yang memfokuskan

lensa, otot erektor pili rambut. Otot unit tunggal ditemukan pada organ-organ yang berongga.

Otot jenis ini bersifat miogenik, yaitu tidak perlu mendapatkan stimulus dari luar untuk

berkontraksi. Otot jantung adalah otot yang serabutnya bercabang dan mengadakan

anostomose, gerak tidak disadari, dan tidak cepat lelah.

Otot lurik adalah otot yang melekat pada rangka dan didalamnya tersusun atas

miofibril yang memiliki pola terang-gelap. Didalam miofibril terdapat aktin dan miosin yang

berperan dalam proses kontraksi. Teori yang menjelaskan tentang kontraksi otot adalah

mekanisme sliding filament. Selain itu, dalam melakukan kontraksi otot membutuhkan

energi. Energi didapatkan dari hasil oksidasi karbohidrat yaitu glikogen otot. Jika oksigen

dalam tubuh tidak mencukupi, maka akan terjadi kontraksi dalam fase aerob. Fase ini akan

memecah asam piruvat menjadi asam laktat. Jika asam laktat terus menumpuk, maka akan

terjadi kelelahan otot.

Daftar Pustaka

1. Widyastuti P, editor. Anatomi dan Fisiologi Untuk Pemula. Jakarta : Penerbit Buku

Kedokteran EGC ; 2003.

2. Pearce EC, Mohamad K, editor. Anatomi dan Fisiologi Untuk Paramedis. Jakarta :

Penerbit PT Gramedia Pustaka Utama ; 2009.

3. Tiar E, editor. Ensiklopedia Keperawatan. Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC ;

2009.

4. Eroschenka VP, Dharmawan D, Yesdelita N, editor. Atlas Histologi diFiore : Dengan

Korelasi Fungsional. Edisi 11.Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC.

5. Komalasari, editor. Anatomi dan Fisiologi untuk Perawat. Edisi 10. Jakarta : Penerbit

Buku Kedokteran EGC ; 2002.

6. Sherwood L. Human Physiology : From Cell to Systems. 5th ed. United State of

America : Brooks/Cole ; 2004.