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, [email protected], 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.