Struktur Otot, Mekanisme Kerja Otot, serta Proses Terjadinya KramRiana Liza Songupnuan Fakultas KedokteranUniversitas Kristen Krida Wacana (UKRIDA) 2011Jl.Arjuna Utara no.6Jakarta 11510rhyasong@ymail.com

AbstrakKerja otot disebut dengan mekanisme kontraksi-relaksasi. Mekanisme kontraksi biasanya di akhiri dengan relaksasi. Terkadang aktivitas yang banyak menyebabkan kontraksi otot yang terjadi terus menerus tanpa disertai dengan relaksasi. Kram adalah salah satu dari akibat terjadinya kontraksi terus menerus. Hal yang dapat dilakukan ketika terjadi kram adalah mendorong kaki ke arah dorsal dengan begitu membantu terjadinya relaksasi kembali. Abstrac Muscle work is calledacontraction-relaxationmechanism.Mechanisme of contractionusually ends with relaxation. Sometimes a lot of activities that cause muscle contractions that occur on again without any relaxation. Cramps are one of the result of the on going contraction. Things to do in the event of leg cramps is pushed toward the dorsal with the help of relaxation once again.

PENDAHULUAN Sel otot, seperti neuron, dapat dirangsang secara kimiawi, listrik dan mekanik untuk menghasilkan potensial aksi yang dihantarkan sepanjang membran selnya.1 Sel saraf dan sel otot dianggap sebagai jaringan peka rangsang karena jika tereksitasi, keduanya mengubah potensial istirhat untuk menghasilkan sinyal listrik. Di sel otot, sinyal listrik ini memicu kontraksi.2

Otot membentuk kelompok jaringan tubuh, menghasilkan sekitar separuh dari berat tubuh. Otot rangka saja membentuk sekitar 40% berat tubuh pada pria dan 32% pada wanita. Otot rangka membentuk sistem otot. Dengan pembahasan tentang struktur otot rangka lalu mengulas bagaimana otot ini bekerja dan membahas tentang kram yang terjadi pada otot rangka. ISI Struktur otot rangka Satu sel otot rangka yang dikenal sebagai serat otot adalah relatif besar, memanjang dan berbentuk silindris, dengan ukuran garis tengah berkisar dari 10 hingga 100 mikrometer dan panjang hingga 750.000 mikrometer. Otot rangka terdiri dari sejumlah serat otot dan disatukan oleh jaringan ikat.2 Otot rangka dan kerangka berfungsi bersama sama pada pada sistem muskuloskeletal. Otot rangka kadang disebut juga otot volunter karena bekerja dibawah kesadaran. Otot rangka menggunakan sekitar 25% konsumsi oksigen pada saat istirahat dan bisa meningkat 20 kali lipat selama berolahraga.3 Otot lurik atau otot rangka adalah sejenis otot yang menempel pada rangka tubuh dan digunakan untuk pergerakan. Otot lurik yang volunter terikat pada tulang atau fasia dan membentuk daging dari anggota badan dan dinding tubuh.Fungsi Otot Rangka Untuk menggerakkan tulang pada artikulasinya (kontraksi dan relaksasi). Mempertahankan sikap tubuh. Menstabilkan sendi Mengekalkan postur

Bagian-Bagian Otot Rangka4

1.SarkolemaMembran sel dari selaput otot.Terdiri dari membran sel yang disebut membran plasma & sebuah lapisan luar yang terdiri dari 1 lapisan tipis mengandung kolagen

2.MiofibrilMerupakan bulatan-bulatan kecil pada potongan melintang mengandung 1500 FM,3000 FA yang merupakan molekul protein polimer besar untuk kontraksi ototMemiliki 2 filamen:- Filamen Tebal yang dibentuk oleh miosin- Filamen Tipis yang dibentuK oleh aktin, tropomiosin & troponin

3.SarkoplasmaMiofibril-miofibril terpendam dalam serat otot di dalam suatu matriks

4. Retikulum SarkoplasmikSarkoplasma yang terdapat pada retikulum endoplasma yang terdapat dalam serat otot

Ciri-ciri otot rangka Berinti sel banyak Serat melintang Melekat pada rangka Posisi nukleus di pinggir Bentuk silindris,memanjang Bergerak dalam waktu cepat dan cepat lelah Volunter Berserabut Tidak teratur

Gambar 1.1 http://biologimediacentre.com/jaringan-pada-hewan-dan-manusia/

Otot di bagian tungkai bawah sebagai bagian dari ekstremitas inferior. Cruris dapat dibagi menjadi:5Bagian anterior: M. Tibialis anterior M. Extensor digitorum longus M. Fibularis (peroneus) tertius M. Extensor hallucis longus Bagian lateral: M. Fibularis (peroneus) longus M. Fibularis (peroneus) brevis Bagian Posterior, Lapis Superficial: Mm. triceps surae M. gastrocnemius M. soleus M. plantaris Daerah Posterior, Lapis Profunda: M. popliteus M. Flexor digitorum longus M. Flexor hallucis longus M. Tibialis posteriorMusculus yang biasanya lebih sering terjadi kram adalah m. gastrocnemius, m. soleus, m. plantaris, karena berfungsi sebagai plantar fleksor yang kuat sendi pergelangan kaki. Otot-otot ini terutama memberi tenaga untuk gerakan maju pada waktu berjalan dan berlari

Gambar 1.2 Netter FH. Atlas of human anatomy. 3rd ed. New york: Icon learning system: 2003

Tulang pada tungkai bawah Tulang pada tungkai bawah yaitu fibia dan fibula. Tibia berfungsi untuk memindahkan berat badan dari femur ke talus. Sifatnya: ujung atas tibia yang mendatar palto tibia memiliki kondilus tibia medialis dan lateralis untuk artikulasi dengan kondilus femoralis yang sesuai. Area interkondilaris adalah daerah antara kondilus tibialis dimana terdapat dua tonjolan: tuberkulum interkondilaris medialis dan lateralis. Potongan melintang korpus membentuk segitiga.6 Fibula tidak termasuk tulang pembentuk artikulasio genus dan tidak turut memindahkan berat beban. Fungsi utama fibula sebagai origo otot dan turut berperan dalam artikulasio talokruralis.6 Prosesus stiloidea merupakan tonjolan kaput fibula yang merupakan tempat insersi tendo biseps. Kolum fibula memisahkan kaput dari korpus fibulae. Pada potongan melintang fibula tampak berbentuk segitiga. Ujung bawah fibula adalah maleolus lateralis. Struktur ini merupakan bagian lateral dari mata kaki yang menstabilkan talus. MEKANISME KONTRAKSI RELAKSASI PADA OTOT RANGKA Kotraksi relaksasi pada otot rangka secara fisiologi

Potensial aksi berjalan sepanjang sebuah saraf motorik sampai ujung serat saraf. Setiap. ujung saraf terdapat neurotransmitter yang tersimpan didalam vesikel yaitu asetilkolin dalam jumlah sedikit. Asetilkolin bekerja untuk area setempat pada membrane serat otot guna membuka saluran asetilkolin melalui molekul-molekul protein dalam membrane serat otot. Terbukanya saluran asetilkolin memungkinkan sejumlah besar ion natrium mengalir kebagian dalam membrane serat otot pada titik terminal saraf. Peristiwa ini menimbulkan potensial aksi serat saraf. Potensial aksi berjalan sepanjang membrane saraf otot dengan cara yang sama seperti potensial aksi berjalan sepanjang membran saraf. Potensial aksi akan menimbulkan depolarisasi membran serat otot, berjalan dalam serat otot ketika potensial aksi menyebabkan retikulum sarkolema melepas sejumlah ion kalsium, yang disimpan dalam reticulum ke dalam myofibril. Ion kalsium menimbulkan kekuatan menarik antara filament aktin dan miosin yang menyebabkan bergerak bersama-sama menghasilkan kontraksi. Setelah kurang dari satu detik kalsium dipompakan kembali kedalam retikulum sarkoplasma tempat ion-ion disimpan sampai potensial aksi otot yang baru lagi.2

Gambar 1.3 http://samedical.blogspot.com/2010/07/contraction-of-skeletal-muscle.html

Fisiologi mekanisme relaksasi Seperti halnya potensial aksi di serat otot mengaktifkan proses kontraksi dengan memicu pelepasan Ca2+ dari kantung lateral ke dalam sitosol, proses kontraksi dihentikan ketika Ca2+ dikembalikan ke kantung lateral saat aktifitas listrik lokal berhenti. Retikulum sarkoplasma memiliki molekul pembawa, pompa Ca2+ - ATPase, yang memerlukan energi dan secara aktif mengangkut Ca2+ dari sitososol untuk memekatkannya di dalam kantung lateral. Ketika asetilkolinesterase menyingkirkan ACh dari taut neuromuscular potensial aksi serat otot terhenti. Ketika potensial aksi lokal tidak lagi terdapat di tubulus T untuk memicu pelepasan Ca2+, aktifitas pompa Ca2+ sarkoplasma mengembalikan Ca2+ yang dilepaskan ke kantung lateral. Hilangnya Ca2+ dari sitosol memungkinkan kompleks troponin stropomiosin bergeser kembali ke posisinya yang menghambat, sehingga aktin dan miosin tidak lagi berikatan di jembatan silang. Filamen tipis, setelah dibebaskan dari siklus perlekatan dan penarikan jembatan silang, kembali ke secara pasif ke posisi istirahatnya. Serat otot kembali melemas.2

Biokimiawipadamekanismekontraksi-relaksasiototKejadian biokimiawi yang penting selama satu siklus kontraksi dan relaksasi otot Dalamfaserelaksasipadakontraksiotot,kepalaS-1miosinmenghidrolisis ATP menjadi ADP + Pi , tetapi kedua produk initetapterikat.ResultankompleksADP-Pi-miosintelahmendapatkanenergidanberadadalambentukyangdikatakansebagai bentuk energi tinggi. Kalaukontraksiototdistimulasi(lewatkejadianyangmelibatkan Ca2+,troponin, tropomiosindanaktin),maka aktinakan dapat terjangkau dan kepala S-1 miosin akan menemukannya,mengingatnya, serta membentuk kompleks aktin-miosin-ADP-Pi. Pembentukan kompleks ini meningkatkan pelepasan Pi yangakandimulaicetusankekuatan.Peristiwainidiikutiolehpelepasan ADP dan disertai dengan perubahan bentuk yang besarpada kepala miosin dalam hubungannya dengan bagian ekornyayangakanmenarikaktinsekitar10nmkearahbagianpusatsarkomer. Kejadian ini dinamakan cetusan kekuatan (powerstroke), miosin kini berada dalam keadaan berenergi rendah yangditunjukkan sebagai aktin-miosin.Molekul ATP yang lain terikat pada kepala S-1 denganmembentuk kompleks aktin-miotin-ATP.Kompleksmiotin-ATP mempunyai afinitas yang rendahterhadap aktin, dan dengan demikian aktin akan dilepaskan. Tahapterakhir ini merupakan komponen relaksasi yang sangat pentingdan bergantungpada pengikatanATP, dengan kompleks aktin-miosin.4Patologi kontraksi relaksasi Kontraksi yang terjadi tanpa relaksasi akan meyebabkan kelelahan. Pada kelelahan neuromuskular dalam olahraga, ketidakmampuan neuron neuron motorik aktif untuk membentuk asetilkolon dalam kecepatan yang cukup untuk mempertahankan transmisi kimiawi potensial aksi dari neuron motorik ke otot dapat ditimbulkan secara ekspermital tetapi tidak terjadi pada kondisi fisiologik normal.2 Penyebab lainnya adalah terjadinya kram. Kram otot merupakan jenis spasme lokal. Melalui penelitian elektromiografik dapat dijelaskan beberapa penyebab kram otot, sebagai faktor yang menyebabkan iritasi atau keadaan metabolismeabnormal pada otot, seperti sangat kedinginan, kurangnya aliran darah, atau latihan yang berlebihan, dapat menimbulkan nyeri atau sinyal sensorik lainnya yang akan dijalarkan dari otot ke medula spinalis, yang selanjutnya menimbulkan refleksi umpan balikkontraksi otot. Kontraksi ini dipercaya merangsang reseptorsensorikyangsamasamalebihhebatlagi,danmenyebabkan medula spinalis meningkatkan intensitas kontraksinya. Jadi, timbul suatu mekanismeumpanbalik positif,sehingga sedikit sajairitasi sudahdapat menimbulkankontraksi yangterus-menerussampai akhirnya timbul kram otot yang menyeluruh. Satu potensial aksi tunggal menyebabkan satu kontraksi singkat yangkemudiandiikutirelaksasi.Kontraksisingkatsepertiinidisebut kedutan otot. Potensial aksi dan kontraksi diplot pada skala waktuyangsama.Kontraksitimbulkira-kira2mdetsetelah dimulainya depolarisasi membran, sebelum masa repolarisasi potensial aksi selesai. Lamanya kontraksi kedutan beragam sesuaidengan jenis otot yang dirangsang.1

EFEK DORONG KE ARAH DORSAL Efek dorong ke arah dorsal membantu karena semakin besar tegangan maka akan terjadi relaksasi. hal ini dinamakan relaksasi refleks pada organ tendo golgi. Menurut para ahli organ tendo golgi memicu suatu refleks spinal protektif yang mencegah kontraksi lebih lanjut dan menimbulkan relaksasi refleks mendadak ketika tegangan otot terlalu besar, sehingga membantu mencegah kerusakan otot atau tendo oleh kontraksi otot yang berlebihan dan menimbulkan tegangan besar.

Kesimpulan :Otot lurik sejenis otot yang menempel pada rangka tubuh dan digunakan untuk pergerakan. Ketika kita melakukan kegiatan atau kerja maka otot mengalami kontraksi. Tetapi ketika terjadi kontraksi terus menerus maka akan terjadi kelelahan atau juga kram. Untuk mengembalikan otot yang relaksasi ke arah semula maka dilakukan dorong ke arah dorsal.

Daftar Pustaka1. Ganong WF. Buku ajar fisiologi kedokteran. Ed 20. Jakarta: EGC, 20022. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Ed 6. Jakarta: EGC, 2012.3. Ward J, Clarke R, Linde R. At a glance fisiologi. Jakarta: penerbit Erlangga, 2007 4. http://kushendar.multiply.com/journal/item/29/Mekanisme_Kontraksi_Otot?&show_interstitial=1&u=%2Fjournal%2Fitem 5. Wati WW, Salim D, Sumadikarya IK, Satriabudi MI, Goenawan J, dkk. Muskuloskeletal-1. Jakarta: Fakultas Kedokteran Ukrida, 20126. Faiz O, Moffat D. At a glance anatomi. Jakarta: penerbit Erlangga, 2003