Mekanisme Kontraksi Otot Tungkai Bawah

Mutia

Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana 2012

Jl. Arjuna Utara No.6 Jakarta Barat 11510

Pendahuluan

Dengan menggerakkan komponen-komponen intra sel tertentu, sel otot dapat

menghasilkan tegangan dan memendek, yaitu berkontraksi. Tiga tipe otot adalah otot rangka,

otot polos, dan otot jantung. Melalui kemampuan berkontraksinya yang sempurna,

kelompok-kelompok sel otot yang bekerja sama dalam suatu otot dapat menghasilkan

gerakan dan melakukan kerja.

Otot membentuk kelompok jaringan terbesar di tubuh, menghasilkan separuh dari

besar tubuh, menghasilkan sekitar separuh dari berat tubuh. Otot rangka saja membentuk

sekitar 40% berat tubuh pada pria dan 32% pada wanita, dengan otot polos dan otot jantung

membentuk 10% lainnya dari berat total. Meskipun ketiga jenis otot secara struktural dan

fungsional berbeda namun mereka dapat diklarifikasikan dalam dua cara berlainan

berdasarkan karakteristik umumnya.1

Pembahasan

Struktur Otot

Sistem muskular (otot) terdiri dari sejumlah besar otot yang bertanggung jawab atas

gerakan tubuh. Otot-otot volunter melekat pada tulang, tulang rawan, ligamen, kulit, atau otot

lain melalui struktur fibrosa yang disebut dengan tendon dan aponeurosis. Serabut-serabut

otot volunter, bersama selubung sarkolema, masing-masing tergabung dalam kumparan oleh

endomisium dan dibungkus oleh perimisium. Kelompok-kelompok serabut (fasikulus)

digabungkan oleh selubung yang lebih padat, yang disebut epimisium dan gabungan fasikulus

ini membentuk otot volunter badan individu. Semua otot memiliki suplai darah yang baik dari

arteri-arteri di dekatnya.

Kebanyakan otot mempunyai tendon pada salah satu atau kedua ujungnya. Tendon

terdiri dari jaringan fibrosa dan biasanya berbentuk seperti tali (cord), meskipuot yang pada

beberapa otot yang pipih tali tersebut digantikan oleh suatu lembaran fibrosa kuat yang

disebut aponeurosis. Jaringan fibrosa juga membentuk lapisan pelindung atau selubung otot,

yang dikenal sebagai fasia.2

Kerja Otot

Otot rangka disarafi oleh neuron motorik, yang akson-aksonnya membentuk sistem

saraf somatik. Badan sel dari hampir semua neuron motorik berada di dalam tanduk (kornu)

ventral medula spinalis, satu-satunya pengecualian adalah badan sel neuron motorik yang

mensarafi otot di kepala bias dari berada dibatang otak. Tidak seperti rangkaian dua-neuron

pada serat saraf otonom, akson neuron motorik berlanjut dari asalnya di SSP hingga ujungnya

di otot rangka. Terminal akson neuron motorik mengeluarkan asetilkolin, yang menimbulkan

eksitasi dan kontraksi sel-sel otot yang disarafi. Neuron motorik hanya dapat merangsang otot

rangka, berbeda dengan serat otonom, yang dapat merangsang atau menghambat organ

efektor. Inhibisi aktivitas otot rangka hanya dapat dicapai dalam SSP melalui masukan

sinaptik inhibitorik ke dendrit dan badan sel neuron motorik yang mensarafi otot yang

bersangkutan.1

Bila suatu otot berkontraksi, salah satu ujungnya biasanya diam sedangkan ujung

yang lain bergerak ke arah ujung yang diam tersebut. Ujung yang diam disebut origo,

sedangkan yang bergerak disebut insersi. Namun, kadang-kadang otot bisa digerakkan

sedemikian rupa sehingga insersinya diam dan origo bergerak ke arah insersi. Otot-otot harus

melintasi sendi yang digerakkannya. Beberapa otot melintasi dua sendi dan bekerja

menggerakkan keduanya.

Otot hanya bekerja melalui kegiatan kontraksi dan kegiatan menarik. Otot tidak bisa

mendorong, meskipun bisa berkontraksi tanpa memendek sehingga mempertahankan sendi

diam pada posisi tertentu. Bila kontraksi hilang, otot menjadi lunak, tetapi tidak memanjang

sampai ia teregang oleh kontraksi otot yang berlawanan kerjanya (otot antagonis).

Otot tidak pernah bekerja sendiri. Bahkan gerakan paling sederhana sekalipun

memerlukan kerja banyak otot. Setiap otot harus berkontraksi dan setiap otot antagonis harus

rileks untuk memungkinkan gerakan yang halus tanpa sentakan. Kerja harmonis otot-otot

disebut koordinas otot. Setiap kerja baru melibatkan koordinasi memerlukan waktu dan

latihan sampai kombinasi baru gerakan otot tersebut dikuasi dan setelah itu gerakan tersebut

bisa dilakukan tanpa kerja mental dan konsentrasi yang besar.

Saraf sensori memberi ‘rasa otot,’ meskipun bukan sensasi yang sangat akut, tetapi

cukup menginformasikan adanya kontraksi dan relaksasi pada otot. Kenormalan otot berada

dalam kondisi kontraksi parsial yang dikenal dengan tonus otot. Tonus otot ialah yang

mempertahankan posisi dalam waktu lama tanpa menimbulkan kelelahan. Hal ini

dimungkinkan oleh suat mekanisme. Pada mekanisme ini berbagai kelompok serabut. otot

melakukan kontraksi dan relaksasi secara bergantian, sehingga setiap otot mempunyai

kesempatan untuk beristirahat dan bekerja. 2

Otot Tungkai Bawah secara Makro & Mikro

Patella terletak di depan sendi lutut dan di dalam tendon otot quadrisep yang

berfungsi meluruskan (ekstensi) lutut. Tulang yang berkembang di dalam tendon

seperti ini disebut juga sesamoid. Patella berbentuk pipih dan triangular dengan

puncak menghadap ke bawah. Permukaan posterior patella halus dan berartikulasi

dengan kondilus femur. Permukaan anterior kasar dan dipisahkan dari kulit oleh

kantong yang mirip membrana sinovial yang disebut bursa.

Tibia adalah tulang yang lebih kuat dari kedua tulang tungkai bawah dan terletak di

sisi dalam atau sisi medial. Ujung atas sangat melebar sehingga menciptakan

permukaan yang luas untuk menahan berat badan. Bagian ini mempunya dua massa

menonjol yang disebut kondilus medialis dan lateralis yang permukaannya halus dan

berartikulasi dengan kondilus femur. Di antara kedua kondilus terdapat daerah kasar

yang menjadi tempat perlekatan ligamen dan tulang rawan sendi lutut. Di bawah

kondilus terdapat penonjolan kecil yang disebut tuberositas tibia yang merupakan

tempat perlekatan ligamentum patella. Kondilus lateralis memiliki permukaan sirkular

untuk persendian dengan ujung atas fibula.

Fibula berbentuk sangat ramping dibandingkan tibia dan terletak di sisi luar tungkai

bawah. Kepala fibula mempunyai bidang sirkular yang berartikulasi dengan kondilus

lateral tibia, tetapi tidak ikut membentuk sendi lutut.

Tulang-tulang tarsal terdiri dari 7 tulang yang membentuk bagian posterior kaki.

Talus merupakan penghubung utama kaki dan tungkai bawah serta membentuk bagian

penting sendi pergelangan kaki. Kalkaneus merupakan tulang tarsal yang paling besar

dan paling kuat. Tulang ini menonjol ke belekang untuk membentuk tumit dan

berfungsi sebagai tuas bagi otot-otot betis yang berinsersi pada permukaan

posteriornya. Tulang navikular terletak antara talus dan ketika tulang kuneiformis.

Ketika tulang kuneiformis berbentuk baji dan berartikulasi dengan navikularis dan

tulang-tulang metatarsal I, II, III. Tulang kuboid terletak di antara kalkaneus dan

tulang metatarsal IV dan V. 2

1. Makro

Pada tungkai terdapat beberapa otot besar yang mengendalikan kaki dan banyak otot-otot

lebih kecil yang menggerakkan kaki.

Otot-otot ventral betis:

M. tibialis anterior

Origo:

Sebelah proximal ujung tibia (di bawah Condylus lateralis), Facies lateralis

tibiae (dua pertiga bagian atas), Membrana interossea, Fascia cruris.

Insertio:

Basis metatarsalis I (tepi medial), Os cuneiforme mediale (permukaan

plantar).

Fungsi:

Sendi pergelangan kaki bagian atas: fleksi Dorsal.

Sendi pergelangan kaki bagian bawah: supinasi.

M. extensor hallucis longus

Ortigo:

Facies medialis fibula ( dua pertiga dari bagian distal), Membrana interossea,

Fascia cruris.

Insertio:

Bagian phalangis distalis hallucis, phalanx dasar.

Fungsi:

Sendi pergelangan kaki bagian atas: fleksi dorsal.

Sendi pergelangan kaki bagian bawah: supinasi.

Persendiaan ibu jari kaki: supinasi.

M. extensor digitorum longus

Ortigo:

Sebelah proximal ujung tibia (di bawah Condylus lateralis), Margo anterior

fibula, Membrana interossea cruris, Septum intermusculare cruris anterius,

Fascia cruris.

Insertio:

Aponeurosis dorsalis empat jari kaki lateral.

Fungsi:

Sendi pergelangan kaki bagian atas: fleksi dorsal.

M. fibularis [peroneus] tertius

Origo:

Belahan dari M. extensor digitorum longus

Insertio:

Basis metatarsalis V

Fungsi:

Sendi pergelangan kaki bagian bawah: pronasi.

Sendi jari kaki: ekstensi.

Gambar 1.1 Mm. Cruris et pedis; tampak depan

(sumber : Atlas anatomi manusia Sobotta jilid 2)

Otot-otot lateral betis:

M. fibularis [peroneus] longus

Origo:

Caput fibulae, Facies lateralis fibulae dan margo pasterior fibulae (dua pertiga

proximal), Septa intermuscularia cruris anterius dan posterius.

Insertio:

Tuberositas ossis metatarsil (II), Os cuneiforme intermedium (permukaan

plantar).

Fungsi:

Sendi pergelangan kaki bagian atas: plantarfleksi.

Sendi pergelangan kaki bagian bawah: pronasi.

M. fibularis [peroneus] brevis

Origo:

Facies lateralis fibulae dan Margo anterior fibulae (setengah bagian distal),

Septa intermuscularia cruris anterius dan posterius.

Insertio:

Tuberositas ossis metatarsi V, jalur tendo sampai ke jari kelingking kaki.

Fungsi:

Sendi pergelangan kaki bagian atas: plantarfleksi.

Sendi pergelangan kaki bagian bawah: pronasi.3

Gambar 1.2 Mm.

Cruris et pedis; tampak

lateral

(sumber : Atlas

anatomi manusia

Sobotta jilid 2)

2. Mikroskopis

Otot kerangka

disusun dari

serabut-serabut

otot yang merupakan “unsur-unsur bangunan ” sistem perototan seperti halnya neuron

merupakan unsur-unsur bangunan bagi sistem persarafan. Sebagian besar otot kerangka

berasal dan berakhir pada urat (urat tendon), dan serabut-serabut otot tersusun berjajar

antara ujung-ujung sehingga kekuatan kontraksi dan unit-unit berjumlah. Tiap-tiap

serabut otot adalah satu sel tunggal, berinti banyak, berbentuk panjang dan silindrik.

Tidak terdapat jembatan sinsitium antara sel-sel.

Serabut-serabut otot tersusun dari fibril-fibril, dan fibril dapat dipisah-pisahkan dari

filamen-filamen. Filamen-filamen terdiri dari berbagai protein kontraktil. Otot

mengandung protein miosin (massa molekul kira-kira 500.000), aktin (massa molekul

kira-kira 45.000) dan tropomiosin (massa molekul kira-kira 70.000) dan troponin.

Troponin terdiri dari tiga sub unit, troponin I, troponin T, dan troponin C. Ketiga sub unit

ini mempunyai massa molekul yang berkisar antara 18.000 sampai 35.000.

Garis-garis melintang yang khas dari otot kerangka disebabkan karena perbedaan

indeks bias dari berbagai bagian serabut otot. Bagian-bagian dari garis-garis melintang

dikenali dengan huruf. Jalur I yang terang dibagi oleh sebuah garis gelap Z, dan jalur A

yang gelap mempunyai jalur H yang lebih terang pada tengahnya. Tampak pula garis M

yang letak transversal pada tengahnya jalur. Garis M ini ditambah daerah sempit yang

terang pada kedua tepinya kadang-kadang dinamakan daerah pseudo-H. Daerah antara

dua garis Z yang berdekatan dinamakan sarkomer. Susunan filamen kasar dan halus yang

menimbulkan garis-garis (striation). Filamen kasar, yang mempunyai diameter kira-kira

dua kali filamen halus tersusun dari miosin, filamen halus terdiri dari aktin, tropomiosin,

dan troponin. Filamen miosin yang kasar tersusun berjajar dan membentuk jalur A,

sedangkan penyusun filamen aktin halus, menimbulkan jalur I yang kurang gelap. Pita H

yang lebih terang ditengah jalur A adalah daerah dimana, apabila otot melemas filamen

aktin tidak menutupi filamen miosin.

Garis Z memotong fibril dan berhubungan dengan filamen aktin. Apabila potongan

penampang melalui jalur A diteliti dibawah mikroskop elektron, tampak tiap-tiap filamen

miosin dikelilingi oleh 6 buah filamen aktin dan rangkain heksagonal yang teraktur.4

Sumber Energi

Kontraksi memerlukan energi, dan otot diibaratkan sebagai “suatu mesin untuk

mengubah energi kimia menjadi energi mekanik”. Sumber langsung dari energi ini adalah

derivat-derivat fosfat organik yang kaya-energi dalam otot. Sumber terakhir adalah

metabolisme antara dari karbohidrat dan lipida. 4

Pada proses pencernaan karbohidrat dipecah menjadi gula sederhana yang disebut

glukosa. Glukosa yang tidak diperlukan dengan segera oleh tubuh akan dikonversi menjadi

glikogen dan disimpan di hati dan di otot. Glikogen otot merupakan sumber panas dan energi

bagi aktivitas otot. Selama oksidasi glikogen menjadi karbondioksida dan air, terbentuk suatu

senyawa yang kayak akan energi. Senyawa ini disebut adenosin trifosfat (ATP).

Apabila otot harus melakukan kontraksi, energi ATP akan dilepas seiring dengan

perubahannya menjadi adenosin difosfat (ADP). Selama oksidasi glikogen, akan membentuk

asam piruvat.Bila terdapat banyak oksigen, seperti yang terjadi pada gerakan uum, asam

piruvat dipecah menjadi karbondioksida dan air. Pada proses ini juga dilepas energi yang

akan dipakai untuk membuat lebih banyak ATP.2

Mekanisme Umum Kontraksi Otot

Timbu dan berakhirnya kontraksi otot terjadi di dalan tahapan-tahapan berikut:

1. Suatu potensial aksi berjalan di sepanjang sebuah saraf motorik sampai ke

ujungnya pada serabut otot.

2. Disetiap ujung saraf menyekresi substansi neurotransmiter, yaitu asetilkolin dalam

jumlah sedikit.

3. Asetilkolin bekerja pada area setempat pada membran serabut otot untuk

membuka banyak kanal “bergerbang asetilkolin” melalui molekul-molekul protein

yang terapung pada membran.

4. Terbukanya kanal bergerbang asetilkolin memungkinkan sejumlah besar ion

natrium untuk berdifusi ke bagian dalam membran serabut otot. Peristiwa ini akan

menimbulkan suatu potensial aksi pada membran.

5. Potensial aksi akan berjalan di sepanjang membran serabut otot dengan cara yang

sama seperti potensial aksi berjalan di sepanjang membran serabut saraf.

6. Potensial aksi akan menimbulkan depolarisasi membran otot, dan banyak aliran

listrik potensial aksi mengalir melalui pusat serabut otot. Disini, potensial aksi

menyebabkan retikulum sarkoplasma melepaskan sejumlah besar ion kalsium,

yang telah tersimpan di dalam retikulum ini.

7. Ion-ion kalsium menimbulkan kekuatan menarik antara filamen aktin dan miosin,

yang menyebabkan kedua filamen tersebut bergeser satu sama lain, dan

menghasilkan proses kontraksi

8. Setelah kurang dar satu detik, ion kalsium dipompa kembali ke dalam retikulum

sarkoplasma oleh pompa membran Ca++, dan ion-ion ini tetap disimpan dalam

retikulum sampai potensial aksi otot yang baru datang lagi. Pengeluaran ion

kalsium dari miofibril akan menyebabkan kontraksi otot berhenti.5

Apabila berlangsung normal, kontraksi otot akan selalu diikuti dengan relaksasi.

Relaksasi adalah proses pemulihan sel otot ke keadaan istirahat. Relaksasi otot akan segera

terjadi apabila pemberian rangsangan ke sel otot dihentikan. Relaksasi diawali dengan

penurunan permeabilitas membran sarkolema, retikulum sarkoplasma dan tubulus transversus

terhadap kalsium. Proses tersebut dilanjutkan dengan pengaktifan pompa kalsium, yang akan

meningkatkan pemompaan kalsium dari sarkoplasma ke tempat penyimpanannya di dalam

retikul sarkoplasma dan tubulus transversus. Setelah pompa kalsium bekerja, jumlah kalsium

dalam sarkoplasma turun secara signifikan sehingga troponin-C tidak lagi berikatan dengan

kalsium. Dengan demikian, konformasi dan posisi troponin serta posisi aktin dan miosin akan

kembali seperti semula sehingga relaksasi pun terjadi.

Pengaktifan pompa kalsium menuntut ketersediaan energi untuk memompa kalsium

dari sarkoplasma kembali masuk ke tubulu transversus dan retikulum sarkoplasma. Hal ini

dapat diatas dengan adanya enzim retikulum sarkoplasma ATP-ase.6

Gambar 2. Otot volunter yang khas memperlihatkan kontraksi(sumber: Anatomi dan fisiologi)

Gambar 3. Perjalanan impuls dari ujung saraf motoriksehingga menghasilkan pergeseran filamen

Kejang Otot (Kram)

Kejang otot dapat terjadi karena beberapa hal antara lain adalah sebagai berikut:

Kontraksi yang tidak terkontrol dari otot, sehingga menyebabkan otot keras dan

tegang sehingga terasa nyeri.

Terlalu lama dalam satu posisi. Penyebab inilah yang kerap kali dijumppai pada

aktivitas yang dilakukan kebanyakan karyawan. Pekerjaan seperti mengangkat beban

berat, duduk hingga mengemudikan mobil atau motor dala durasi waktu lama

berpotensi menderita kejang otot atau keram.

Kekuran air dan garam dalam tubuh.

Kurangnya makanan sehat dan oksigen yang dibutuhkan otot.

Adanya sisa-sisa uric acid (asam hasil sisa metabolisme sel) di dalam otot.

Olahraga yang tidak biasa dilakukan ata tanpa pemanasan yang memadai.

Untuk kaum perempuan biasanya akibat periode masa mestruasi atau sewaktu hamil.

Dapat pula karena dingin (sewaktu berenang) dan dapat pula karena panas (terjadi

pada atlit yang bertanding di udara yang panas).7

Penutup

Kesimpulan

Dari isi makalah ini dapat disimpulkan bahwa seorang anak laki-laki berusia 15tahun

mengalami kejang otot pada betis kanan, dikarenakan kurangnya pemanasan yang dilakukan

sebelum latihan sehingga menyebabkan kelelahan otot.

Daftar Pustaka

1. Lauralee sherwood. Fisiologi manusia. 6ed. Jakarta: EGC; 2009. h. 264-77.

2. Roger watson. Anatomi dan Fisiologi. 10ed. Jakarta: EGC; 1997. h. 172-99.

3. Putz R, Pabst R. Atlas anatomi manusia sobotta jilid 2. 21ed. Jakarta: EGC; 2000. h.

327-9.

4. Ganong WF. Fisiologi kedokteran. 9ed. Jakarta: EGC; 1979. h. 38-9.

5. Guyton AC, Hall JE. Buku ajar fisiologi kedokteran. 11ed. Jakarta: EGC; 2006. h. 76-

7.

6. Isnaeni W. Fisiologi hewan. Yogyakarta: Kanisius; 2006. h. 103.

7. Kurni H. Tangkal penyakit orang kantoran. Yogyakarta: Best Publisher; 2009. h.35.