MEKANISME KONTRAKSI OTOT

Timbul dan berakhirnya kontraksi otot terjadi dalam urutan sebagai berikut :
1. Potensial aksi berjalan sepanjang sebuah saraf motorik sampai ujung serat saraf.
2. Setiap ujung saraf menyekresi substansi neurotransmitter yaitu asetilkolin dalam jumlah sedikit.
3. Asetilkolin bekerja untuk area setempat pada membrane serat otot guna membuka saluran asetilkolin melalui molekul-molekul protein dalam membrane serat otot.
4. Terbukanya saluran asetilkolin memungkinkan sejumlah besar ion natriummengalir kebagian dalam membrane serat otot pada titik terminal saraf. Peristiwa ini menimbulkan potensial aksi serat saraf.
5. Potensial aksi berjalan sepanjang membrane saraf otot dengan cara yang sama seperti potensial aksi berjalan sepanjang membran saraf.
6. Potensial aksi akan menimbulkan depolarisasi membran serat otot, berjalan dalam serat otot ketika potensial aksi menyebabkan reticulum sarkolema melepas sejumlah ion kalsium, yang disimpan dalam reticulum ke dalam myofibril.
7. Ion kalsium menimbulkan kekuatan menarik antara filament aktin dan miosin yang menyebabkan bergerak bersama-sama menghasilkan kontraksi.
8. Setelah kurang dari satu detik kalsium dipompakan kembali kedalam retikulum sarkoplasma tempat ion-ion disimpan sampai potensial aksi otot yang baru lagi.
Mekanisme molekular kontraksi otot
Pada keadaan relaksasi ujung-ujung filamen aktin berasal dari dua lempeng saling tumpang tindih satu sama lainnya. Pada waktu yang bersamaan menjadi lebih dekat pada filament miosin, tumpang tindih satu sama lain secara meluas. Lempeng ini ditarik oleh filamen sampai ke ujung miosin.
Selama kontraksi kuat, filamen aktin dapat ditarik bersama-sama, begitu eratnya sehingga ujung filamen miosin melekuk. Kontraksi otot terjadi karena mekanisme pergeseran filamen.
Kekuatan mekanisme di bentuk oleh interaksi jembatan penyebrangan dari filamen miosin dengan filamin aktin. Bila sebuah potensial aksi berjalan ke seluruh membran serat otot akan menyebabkan reticulum sarkoplasmik melepaskan ion kalsium dalam jumlah besar yang dengan cepat menembus myofibril.
Dasar molekular konraksi
Proses yang menimbulkan pemendekan unsur kontraktil di dalam otot merupakan peluncuran filament (serabut/benang halus) tipis di atas filament tebal, karena otot memendek maka filamen tipis dari ujung sarkomer (kontraktil dari myofibril) saling mendekat, saat pendekatan filamen ini tumpang tindih.
Peluncuran salama kontraksi otot dihasilkan oleh pemutusan dan pembentukan kembali hubungan antara aktin (protein myofibril) dan miosin (protein globulin) menghasilkan gerakan selama kontraksi cepat. Sumber kontraksi cepat otot adalah ATP, hidrolisis ikatan antara gugusan fosfat. Senyawa ini berhubungan dengan pelepasan tenaga dalam jumlah besar sehingga ikatan ini dinamakan ikatan fosfat bertenaga tinggi.
Di dalam otot, hidrolisis ATP ke ADP dilakukan oleh pretein kontraktil miosin. Proses depolarisasi serabut otot yang memulai kontraksi dinamakan perangkaian eksitasi kontraksi. Potensial aksi dihantarkan ke semua fibril di dalam serabut melalui pelepasan Ca2+ dari sisterna terminalis. Gerakan ini membuka ikatan miosin hingga ATP di pecah dan timbul kontraksi.
ATP sebagai sumber energi untuk kontraksi
Bila sebuah otot berkontraksi, timbul satu kerja yang memerlukan energy. Sejumlah ATP di pecah membentuk ADP selama proses kontraksi. Selanjutnya semakin hebat kerja yang dilakukan semakin besar jumlah ATP yang dipecahkan.
Proses ini akan berlangsung terus-menerus sampai filamen aktin menarik membrane menyentuh ujung akhir filamen miosin atau sampai beban pada otot menjadi terlalu besar untuk terjadinya tarikan lebih lanjut.


Pembentukan energi pada kontraksi otot
Bila suatu otot berkontraksi melawan suatu beban dikatakan otot melakukan kerja. Hal ini berarti ada energi yang dipindahkan dari otot ke beban eksternal. Misalnya untuk mengangkat suatu objek ke tempat yang lebih tinggi atau untuk mengimbangi tahanan pada waktu melakukan gerak, dalam perhitungan
W = L x D
W = Hasil Kerja
L = Beban
D = Jarak gerakan terhadap beban
Energy yang dibutuhkan untuk melakukan kerja berasal dari reaksi kimia dalam sel otot selama kontraksi.
Jenis kontraksi
Kontraksi otot melibatkan pemendekan unsure otot kontraktil. Tetapi karena otot mempunyai unsur elastis dan kental dalam rangkaian dengan mekanisme kontraktil, maka kontraksi timbul tanpa suatu penurunan yang layak dalam panjang keseluruhan otot.
Kontraksi yang demikian disebut isometrik (panjang ukuran sama). Kontraksi melawan beban tetap dengan pendekatan ujung otot dinamakan isotonic (tegangan sama).
Kontraksi otot yang kuat dan lama mengakibatkan kelelahan otot. Sebagian besar kelelahan akibat dari ketidakmampuan proses kontraksi dan metabolik serat otot untuk terus memberi hasil kerja yang sama dan akan menurun setelah aktivitas otot mengurangi kontraksi otot lebih lanjut. Hambatan aliran darah menuju ke otot yang sedang berkontraksi mengakibatkan kelelahan hampir sempurna karena kehilangan suplai makanan terutama kehilangan oksigen.



DAFTAR PUSTAKA
Drs.H.Syaifuddin, AMK, ANATOMI FISIOLOGI untuk mahasiswa keperawatan, Jakarta, Penerbit Buku Kedokteran EGC, 2006
Sebelumnya: definisi cedera olahraga

DEFINISI DAN PENGERTIAN KELELAHAN OTOT

Kelelahan Otot
Kelelahan otot adalah ketidakmampuan otot untuk mempertahankan tenaga yang diperlukan atau yang diharapkan.
Pengaruh distribusi serabut otot
Serabut otot putih lebih mudah lelah daripada serabut otot merah. Pada manusia, satu diantara kalian banyak cara dimana informasi kelelahan otot dapat dicapai dengan pencatatan menurunnya puncak tegangan pada kelompok otot setelah melakukansejumlah ulangan konstraksi yang sangat cepat. Menurunnya puncak tegangan otot, dapat diambil sebagian ukuran kelelahan.
Kemungkinan-kemungkinan arti-arti dari kelelahan:
Definisi

• Lemahnya unjuk kerja intelektual
• Lemahnya unjuk kerja motorik
• Meningkatnya aktivitas electromyography didalam satu unjuk kerja
• Rendahnya frekuensi power spectrum EMG
• Kegagalan menghasilkan tenaga.

Persepsi yang membingungkan

• Meningkatnya suatu usaha untuk mempertahankan tenaga
• Perasaan tidak enak atau rasa nyeri karena kegiatan otot
• Merasa lemah/tidak mampu untuk menghasilkan tenaga.

Kemungkinan letak dan penyebab kelelahan otot
Didalam tubuh, otot atau sekelompok otot dapat mengalami kelelahan, karena kegagalan salah satu atau keseluruhan dari mekanisme neuromuscular yang terlabit dalam kontraksi otot sebagai contoh, kegagalan otot untuk berkontraksi secara sadar, dapat terjadi karena:

• Syaraf otot yang menyarafi serabut-serabut otot didalam kesatuan motor untuk mengirimkan rangsangan-rangsangan persyarafan.
• Persimpangan neuromuscular memancarkan rangsangan-rangsangan persyarafan dari syaraf motor ke serabut-serabut otot
• Mekanisme kontraktil itu sendiri untuk menghasilkan tenaga
• System syaraf pusat, seperti otak dan spinal cord memulai dan memancarkan rangsanga-rangsangan persyarafan ke otot.

Kebanyakan penelitian tentang kelelahan otot local tercurah pada neuromuscular junction, mekanisme kontraktil, dan system syaraf pusat. Sedangkan penelitian yang dilakukan terhadap kemungkinan syaraf motor sebagai letak dan penyebab kelelahan tidak begitu banyak.
Kelelahan pada neuromuscular junction
Menurut Claman, H.P., dkk., (1979) dan Komi, P.V., dkk., (1979) banyak bukti-bukti yang mendukung dan menentang bahwa, kelelahan otot local disebabkan oleh kegagalan neuromuscular junction. Bentuk kelelahan ini nampaknya umum terjadi pada kesatuan motor otot putih (Claman, H.P., dkk., 1979, dan Komi, P.V, dkk, 1979), dan boleh dianggap sebagian terbesar kelelahan dari serabut –serabut otot putih jika dibandingkan dengan serabut-serabut otot merah. Kegagalan dari neuromuscular junction untuk memancarkan rangsangan-rangsangan persyarafan ke serabut-serabut otot adalah factor terbesar yang menyebabkan penurunan pengiriman bahan-bahan kimia, asetilkolin dari akhiran syaraf.
Kelelahan dan mekanisme kontraktil
Beberapa faktor yang terlibat didalam kelelahan itu adalah mekanisme kontraktil itu sendiri. Beberapa diantaranya adalah :

• Penumpukan asam laktat

Terjadinya kelelahan otot yang disebabkan oleh penumpukan asam laktat telah lama dicurigai. Bagaimanapun juga, baru belakangan ini orang menentukan hubungan antara penumpukan asam laktat pada intramuscular dengan menurunnya puncak tegangan (ukuran dari kelelahan).
Apabila rasio asam laktat pada otot merah dan otot putih meningkat, puncak tegangan otot menurun. Jadi bias diartikan bahwa besarnya kelelahan pada serabut-serabut otot putih berhubungan dengan besarnya kemampuan mereka untuk membentuk asam laktat.
Pendapat bahwa penumpukan asam laktat menyertai didalam proses kelelahan selanjutnya diperkuat oleh fakta dimana dua mekanisme secara fisiologi yang karenanya asam laktat menghalang-halangi fungsi otot. Kedua mekanisme tersebut tergantung kepada efek asam laktat pada pH intra selular atau konsentrasi ion hydrogen (H) (Strauss, R.H. 1979).
Dengan meningkatnya asam laktat, konsentrasi H meningkat, dan pH menurun. Di pihak lain, peningkatan konsentrasi ion H menghalangi proses rangkaian eksitasi, oleh menurunnya sejumlah Ca yang dikeluarkan dari reticulum sarkoplasma dan gangguan kapasitas mengikat troponin. Di lain pihak peningkatan konsentrasi ion H juga menghambat kegiatan fosfofruktokinase, enzim kunci yang terlibat di dalam anaerobic glikolisis. Demikian lambatnya hambatan glikolisis, mengurangi penyediaan ATP untuk energy.

• Pengosongan penyimpanan ATP dan PC

Karena ATP merupakan sumber energi secara langsung untuk kontraksi otot, dan PC dipergunakan untuk Resintesa ATP secepatnya, pengosongan Fosfagen intraseluler mengakibatkan kelelahan. Bagaimana penyelidikan terhadap manusia telah disimppulkan, bahwa kelelahan tidak berasal dari rendahnya fosfagen didalam otot (FOX, E.L.1989). Suatu kesimpulan yang sama telah diperoleh dari hasil penelitian terhadap otot katak yang dipotong pada otrot sartoriusnya.
Sebagai contoh, telah diingatkan bahwa selama kegiatan kontraksi, konsentrasi ATP didaerah miofibril mungkin lebih berkurang daripada dalam otot keseluruhan. Oleh karena itu, ATP menjadi terbatas didalam mekanisme kontraktil, walaupun hanya terjadi penurunan yang moderat dari jumlah total ATP didalam otot. Kemungkinan yang lain adalah bahwa hasil energi didalam pemecahan ATP lebih sedikit dari jumlah ATP yamg tersedia didalam batas-batas untuk kontreaksi otot. (Holloszy, J.O.,1984 dan DeVries, H.A., 1986).
Alasan dari penurunan ini mungkin dihubungkan dengan peningkatan konsentrasi ion H dalam jumlah kecil sampai besar didalam intraseluler, dan merupakan penyebab utama dari penumpukan asam laktat ( Stegemann, 1981).

• Pengosongan Simpanan Glikogen Otot

Seperti halnya dengan asam laktat dan kelelahan , hubungan sebab akibat antara pengosongan glikogen ototdan kelelahan otot tidak dapat ditentukan dengan tegas ( Astrand, P.O., 1986). Faktor-faktor lain yang berhubungan dengan kelelahan selama periode latihan yang lama (FOX, E.L.1989) adalah sbb:
>>Rendahnya tingkatan/level glukosa darah, menyebabkan pengosongan cadangan glikogen hati.
>>Kelelahan otot lokal disebabkan karena pengosongan cadangan glikogen otot.
>>Kekeringan (dehidrasi) dan kurangnya elektrolit, menyebabkan temperatur tubuh meningkat.
>>Rasa jenuh.
Rujukan:
Junusul Hairy. Fisiologi Olahraga jilid 1. 1989. Jakarta: DepDikBud Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Proyek Pengembangan Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan.
Clamann, H. P., and Broecker, K.T.: Relationship between force and fatigability og red and pole skeletal muscle in man . Am. J. Phys. Med.58 (2): 70-85, 1979.
Fox, L. Edward., richard, W. Bowers, and Merle, L. Foss.: the Physiological Basis of Physical Eduction and athletics (edisi ke-4) . Dubuque, lowa: Wm. C. Brown Publishers, 1989.
Strauss, R. H.: Sport Medicine and Physiology. Philadelphia: W. B. Saunders Company, 1979.