OTOT

OTOT

Jaringan otot merupakan jaringan yang mampu melangsungkan kerja mekanik dengan jalan kontraksi dan relaksasi sel atau serabutnya. Sel otot memiliki struktur filamen dalam sitoplasma, bentuk selnya memanjang agar dapat melangsungkan perubahan sel menjadi pendek. Di balik mekanisme otot yang secara eksplisit hanya merupakan gerak mekanik itu, terjadilah beberapa proses kimiawi dasar yang berseri demi kelangsungan kontraksi otot.

Sistem otot adalah sistem tubuh yang memiliki fungsi untuk alat gerak, menyimpan glikogen dan menentukan postur tubuh. Terdiri atas otot polos, otot jantung dan otot rangka. Otot polos adalah salah satu otot yang mempunyai bentuk yang polos dan bergelondong. Cara kerjanya tidak disadari (tidak sesuai kehendak) / invontary, memiliki satu nukleus yang terletak di tengah sel. Otot ini biasanya terdapat pada saluran pencernaan seperti: lambung dan usus. Otot Lurik (otot rangka).Otot rangka merupakan jenis otot yang melekat pada seluruh rangka, cara kerjanya disadari (sesuai kehendak), bentuknya memanjang dengan banyak lurik-lurik, memiliki nukleus banyak yang terletak di tepi sel. Contoh otot pada lengan. Otot jantung hanya terdapat pada jantung. Otot ini merupakan otot paling istimewa karena memiliki bentuk yang hampir sama dengan otot lurik, yakni mempunyai lurik-lurik tapi bedanya dengan otot lurik yaitu bahwa otot lirik memiliki satu atau dua nukleus yang terletak di tengah/tepi sel. Dan otot jantung adalah satu-satunya otot yang memiliki percabangan yang disebut duskus interkalaris. Otot ini juga memiliki kesamaan dengan otot polos dalam hal cara kerjanya yakni involuntary (tidak disadari).

Jaringan otot merupakan kumpulan dari sel sel yang serabut otot. Selama perkembangan embrionik, serabut otot dibentuk melalui peleburan ekor dengan ekor dari banyak sel menjadi struktur yang seperti pipa. Di dalam sel serabut otot ini terdapat unit kontaksi berupa protein yang trerdiri atas miofibril-miofibril. Miofibril ini merupakan kumpulan dari lapis tebal (miosin) dan lapis tipis (aktin).

2.1  PENGERTIAN OTOT

Otot merupakan salah satu jaringan yang paling banyak mengisi struktur tubuh manusia. Otot adalah suatu jaringan yang terspesialisasi untuk suatu fungsi khusus yaitu berkontraksi bila dirangsang. Kontraksi merupakan hasil dari perubahan-perubahan kimiawi didalam dua jenis molekul protein otot, yaitu aktin dan myosin. Kontraksi dari sejumlah serabut otot akan menghasilkan pemendekan dan penebalan dari massa keseluruhan otot. Bila oto tersebut mengelilingi lumenjika otot berkontraksi maka lumen akan menyempit. Bila otot tersebut berada diantara dua struktur dengan suatu kontraksi, maka salah satu dari struktur tersebut akan mendekati struktur lainnya. Biasanya ransangan untuk kontraksi otot adalah berupa syaraf impuls.

Otot merupakan suatu organ yang sangat penting bagi tubuh kita, karena dengan otot tubuh kita dapat berdiri tegap. Otot merupakan alat gerak aktif karena kemampuannya berkontraksi. Otot merupakan alat gerak aktif, ini adalah suatu sifat yang penting bagi organisme. Otot dapat memendek apabila berkontraksi dan juga memanjang bila berelaksasi. Kontraksi otot terjadi bila otot sedang melakukan kegiatan, sedangkan relaksasi otot terjadi jika otot sedang beristirahat. Otot juga merupakan system biokontraktil dimana sel-sel bagian dari sel memanjang dan dikhususkan untuk menimbulkan tegangan pada sumbu yang memanjang.

2.2  FUNGSI OTOT

Otot mempunyai kemampuan untuk berkontraksi. Otot mengemban 3 fungsi yaitu melaksanakan gerakan, memelihara postur tubuh dan memproduksi panas. Gerakan yang dihasilkan oleh otot pada dasarnya ada 2, yaitu gerakan tubuh yang mudah diamati dan gerakan berpindah tempat (misalnya berjalan, berlari dan bergerak) dan gerakan bagian tubuh tertentu (misalnya menggelengkan kepala, melambaikan tangan), sedangkan gerakan yang tidak mudah diamati adalah gerakan organ-organ dalam tubuh misalnya.

2.3  Prinsip All or None

Sel otot berkontraksi menurut prinsip all or none (ya atau tidak sama sekali), yang berarti bahwa bila suatu sel otot diberi stimulus, maka ia akan berkontraksi dengan kapasitas penuh, tanpa tergantung pada kekuatan stimulus, asal kekuatan stimulus lebih besar atau sama dengan stimulus ambang. Sedangkan stimulus bawah ambang (stimulus subliminal) tidak akan memberikan respons sama sekali, artinya otot tidak berkontraksi sama sekali. Stimulus bawah ambang dapat menimbulkan kontraksi apabila diberikan dengan penjumlahan (sumasi), artinya beberapa stimulus bawah ambang bila dikenakan pada otot berkali-kali dengan cepat maka otot akan berkontraksi.

Prinsip all or none  artinya otot akan berkontraksi lebih kuat apabila stimulus yang mengenainya juga kuat, sebaliknya akan berkontraksi lebih lemah apabila stimulus yang mengenainya lebih lemah. Keadaan ini dapat dijelaskan sebagai berikut : setiap jaringan otot disaraf oleh beberapa saraf motor. Setiap serabut saraf motor tunggal akan bercabang-cabang kurang lebih 100 cabang kecil-kecil. Masing-masing cabang sel otot ini akan berakhir pada satu sel otot. Ujung saraf yang melekat pada sel otot dengan nama motor end plate atau myoneural junction. Jadi satu serabut saraf motor tunggal bersama-sama dengan sel-sel otot yang disarafi disebut unit motor.bila suatu saraf motor diaktifkan maka semua sel-sel otot akan berkontraksi secara stimulant. Begitulah konsep dasar fisiologi gerak. Tapi proses ini hanya dalam konteks sel otot saja dan berbeda lagi konsepnya dengan tingkatan yang lebih tinggi yaitu jaringan otot.

2.4  JENIS-JENIS OTOT

            Otot dapat diklasifikasikan dengan berbagai cara. Dari segi histology otot dapat dikelompokkan atas otot lurik (otot rangka) atau bergaris melintang (striated muscle) dan otot polos (smooth muscle). Otot jantung pada dasarnya merupakan jenis khusus dari otot lurik yang terdapat pada dinding jantung.

a)     Otot Rangka

Otot rangka merupakan otot lurik, volunter, dan melekat pada rangka.

Ÿ  Serabut otot sangat panjang, sampai 30 cm, berbentuk silindris dengan lebar berkisar antara 10 mikron sampai 100 mikron.

Ÿ  Setiap serabut memiliki banyak inti yang tersusun di bagian perifer.

Ÿ  Kontraksinya sangat cepat dan kuat.

Struktur Mikroskopis Otot Skelet/Rangka

•      Otot skelet disusun oleh bundel-bundel paralel yang terdiri dari serabut-serabut berbentuk silinder yang panjang, disebut myofiber /serabut otot.

•      Setiap serabut otot sesungguhnya adalah sebuah sel yang mempunyai banyak nukleus ditepinya.

•      Cytoplasma dari sel otot disebut sarcoplasma yang penuh dengan bermacam-macam organella, kebanyakan berbentuk silinder yang panjang disebut dengan myofibril.

•      Myofibril disusun oleh myofilament-myofilament yang berbeda-beda ukurannya :

-       yang kasar terdiri dari protein myosin

-       yang  halus terdiri dari protein aktin/actin.

Otot rangka memperlihatkan semua otot-otot yang garis tengahnya berkisar antara 10 sampai 80 mikron. Sebagian besar otot tubuh ini melekat pada kerangka dapat bergerak secara atif, sehingga dapat menggerakkan bagian-bagian kerangka dalam suatu letak tertentu.

1.      Sifat otot rangka ini yaitu antagonis (otot yang dalam pekerjaannya bekerja secara berlawanan) dan sinergis (otot yang dalam pekerjaannya bekerja secara bersama-sama). Terdapat banyak inti sel yang berlokasi ditepi otot dengan bentuk sel yang memanjang- myofibril. Gerakannya diatur kesadarannya dengan kumpulan serabut yang dibungkus oleh fasia propia. Otot-otot rangka terbungkus atas selaput-selaput fasia.

2.      Kontraksi otot rangka

Otot rangka dapat mengadakan kontraksi cepat, apabila ia mendapatkan rangsangan dari luar berupa rangsangan arus listrik, rangsangan mekanis panas, dingin dan sebagainya. Dalam keadaan sehari-hari otot ini bekerja atau berkontraksi menurut pengaruh atau perintah yang dating dari susunan saraf mototris.

3.      Mekanisme kontraksi otot rangka

Menunjukkan keadaan sarkomer yang relaksasi (atas) dan keadaan kontraksi (bawah).

·         Pada keadaan relaksasi ujung-ujung filament aktin yang berasal dari dua membrane Z (cakram Z) yang berurutan satu sama lain hamper tidak tumpang tindih, sedangkan pada saat yang sama filament myosin mengadakan tumpang tindih sempurna.

·         Sebaliknya pada keadaan kontraksi filament-filamen aktin ini tertarik kedalam diantara filament myosin sehingga sekarang satu sama lain tumpang tindih luas.

·         Filament aktin dapat ditarik sama-sama demikian kuatnya sehingga ujung-ujung filament myosin sebenarnya melengkung waktu kontraksi yang sangat kuat. Jadi kontraksi otot terjadi karena mekanisme sliding filament.

·         Imolekul myosin terdiri atas dua bagian, yaitu meromiosin ringan dan meromiosin berat. Meromiosin rigan terdiri atas dua utas peptide yang satu sama lainnya melilit dalam suatu heliks. Sebaliknya meromiosin berat terdiri dari dua bagian, pertama heliks kembar yang sama seperti yang terdapat pada meromiosin ringan, kedua kepala yang terletak pada ujung heliks kembar. Kepala itu sendiri terdiri atas dua massa protein globular.

·         Badan filament ini terdiri dari utas meromiosin ringan yang sejajar. Bagian meromiosin berat dari moleul myosin terdapat penonjolan-penonjolan tersebut membentuk jembatan penyebrangan. Batang penyebrangan bertindak sebagai lengan yang memungkinkan kepala meluas jauh keluar dari badan filament myosin atau terletak dekat dengan badan.

a.      OTOT POLOS

Otot polos terdiri dari sel-sel otot polos. Sel otot ini bentuknya seperti gelendongan, dibagian tengan terbesar dan kedua ujungnya meruncing. Disebut otot polos karena protoplasmanya yang licin dan tidak mempunyai garis-garis melintang. Otot polos memilki serat yang arahnya searah panjang sel tersebut miofibril. Serat miofilamen dan masing-masing mifilamen teridri dari protein otot yaitu aktin dan miosin. Otot polos bergerak secara teratur, dan tidak cepat lelahg. Walaupun tidur. Otot masih mampu bekerja. Otot polos terdapat pada alat-alat dinding tubuh dalam, misalnya pada dinding usus, dinding pembuluh darah, pembuluh limfe, dinding saluran pencernaan, takea, cabang tenggorok, pada

 Jenis otot polos

Ada dua kategori otot polos berdasarkan cara serabut otot distimulasi untuk berkontraksi.

Ÿ  Otot polos unit ganda ditemukan pada dinding pembuluh darah besar, pada jalan udara besar traktus respiratorik, pada otot mata yang memfokuskan lensa dan menyesuaikan ukuran pupil dan pada otot erektor pili rambut.

Ÿ  Otot polos unit tunggal (viseral) ditemukan tersusun dalam lapisan dinding organ berongga atau visera. Semua serabut dalam lapisan mampu berkontraksi sebagai satu unit tunggal. Otot ini dapat bereksitasi sendiri atau miogenik dan tidak memerlukan stimulasi saraf eksternal untuk hasil dari aktivitas listrik spontan.

muskulus siliaris mata, otot polos dalam kulit, saluran kelamin dan saluran ekskresi

Ciri-ciri otot polos adalah sebagai berikut  : Berbentuk gelendong dengan satu sel pada masing-masing sel. Tidak memiliki garis melintang. Otot polos dapat bekerja di luar kesadaran kita, sehingga disebut otak tak sadar.

Cara kerja otot polos : bila otot polos berkontraksi, maka bagian tengahnya membesar dan otot menjadi pendek. Kerutan itu terjadi lambat, bila otot itu mendapat suatu rangsang, maka reaksi terhadap berasal dari susunan saraf tak sadar (otot involunter), oleh karena itu otot polos tidak berada di bawah kehendak. Jadi bekerja di luar kesadaran kita.

b.      OTOT JANTUNG

Otot jantung adalah bergaris lintang, sama seperti otot rangka. Selanjutnya otot jantung mempunyai myofibril khas yang mengandung filament aktin dan myosin yang terdapat pada otot rangka, dan filament-filamen ini selam proses kontraksi saling bertautan dan mengadakan sliding satu sama lainnya dengan cara sama-sama seperti yang terjadi pada otot rangka.

Otot jantung sebagai sinsium yaitu daerah-daerah gelap bersudut yang menyebrangi serabut otot jantung, dinamakan diskus interkalaris. Kenyataannya serabut-sebarut otot jantung adalah sekelompok sel-sel otot jantung yang dihubungkan satu sama lainnya. Membrane sel bergabung satu dengan yang lain membentuk tigh junction yang memungkinkan diffusion yang hampir benar-benar bebas. Dipandang dari segi fungsional, ion-ion mengalir relative mudah. Sepanjang aksin serabut otot jantung sehingga potensial aksin berjalan dari satu sel otot jantung ke sel yang lainnya melalui discus interkalaris tanpa halangan yang berarti. Oleh karena itu otot jantung adalah sinsisium.

Jantung terdiri dari dua sinsisium yang terpisah yaitu sinsisium atrium dan sinsisium ventrikel. Sinsisium satu sama lain ini dipisahkan oleh jaringan fibrosa disekitar cincin-cincicn kutub. Karena sifat sinsisium otot jantung, perangsangan satu serabut otot atrium menyebabkan potensial aksial berjalan diseluruh massa otot atrium, dan hal yang sama perangsangan satu serabut ventrikel menyebabkan perangsangan seluruh massa otot ventrikel. Bila berkas A-V utuh, potensial aksi berjalan juga dari atrium ke ventrikel, hal ini dinamakan prinsip tuntas atau gagal.

Kemampuan berkontraksi otot jantung sewaktu sistol maupun diastole tidak tergantung pada rangsangan saraf. Konduktisitas, kontraksi melalui setiap serabut otot jantung secara halus sekali dan sangat jelas dalam berkas hisritme-ritme, kekuatan gelombang yang dimiliki otot jantung secara ototmatis tidak bergantung pada rangsangan saraf.

Otot Pili

Rambut di kepala membuat kita tetap merasa hangat. Rambut (terkadang kita sebut bulu) di hidung, kuping, dan sekitar mata melindungi organ-organ tersebut dari debu dan partikel-partikel lainnya. Alis dan bulu mata melindungi mata dengan cara mengurangi cahaya dan partikel yang mungkin menerpa organ penglihatan tersebut. Demikian juga dengan rambut-rambut halus yang ada di tubuh yang menyediakan kehangatan dan perlindungan bagi kulit. Rambut juga menjadi bantalan yang melindungi tubuh dari luka.

• Hair shaft atau batang rambut adalah bagian rambut yang keluar dari dan berada di atas permukaan kulit.
• Arrector pili muscle atau otot arektor pili adalah otot kecil yang menempel di folikel rambut.
• Sebaceous gland atau kelenjar minyak adalah kelenjar mikroskopis yang

2.5   KIMIA JARINGAN OTOT

1.      Struktur Otot

Sistem muscular (otot) terdiri dari sejumlah besar otot yang bertanggung jawab atas gerakan tubuh. Otot-otot volunteer melekat pada tulang, tulang rawan, ligament, kulit atau otot lain melalui struktur fibrosayang disebut tendon dan aponeurosis. Serabut-serabut otot volunteer bersama selubung sarkomela masing-masing tergabung dalam kumparan oleh endomisium dan dibungkus oleh perimisium. Kelompok serabut tersebut (fasikulus) digabungkan oleh selubung yang lebih padat yang disebut epimisium dan gabungan fasikulus ini membentuk otot volunteer badan individu. Semua otot memiliki suplai darah yang baik dari arteri-arteri didekatnya. Arteriol pada perimisium member cabang kapiler yang berjalan dalam endomisium dan melintasi serabut-serabut. Pembuluh darah dan saraf memasuki otot bersama-sama didaerah hilum.

Kebanyakan otot mempunyai tendon pada salah satu atau kedua ujungnya. Tendon terdiri dari jaringan fibrosa dan biasanya berbentuk seperti tali (cord), meskipun pada beberapa otot yang pipih tali tersebut digantikan oleh suatu lembaran fibrosa yang kuat yang disebut aponeurosis. Jaringan fibrosa juga membentuk jaringan pelindung atau selubung otot yang dikenal dengan fasia.

Bila satu otot menempel pada otot yang lain, serabut-serabut otot ini bias saling melilin (interlace), perimisium otot ynag satu bersatu dengan perimisium otot yang lain atau keduanya bias menggunakan tendon yang sama. Jenis hubungan yang ketiga terdapat pada otot-otot dinding abdomen, dimana serabut-serabut aponeurosissaling menyilang, membentuk linea alba yang dapat terlihat sebagai cekungan dangkal diatas umbilicus.

2.      ANATOMI MIKROSKOP SEL OTOT

Sel otot rangka merupakan sel panjang yang berinti banyak dengan ketebalan yang sama di seluruh panjangnya yang berukuran sekitar 10-100 μm.
Sangat khas adalah gambaran pada potongan membujur terhadap sumbu panjang serabutnya oleh karena segera tampak gambaran garis-garis melintang yang dipisahkan oleh garis-garis pucat di sepanjang serabut. Gambaran ini disebabkan oleh adanya miofibril-miofibril dalam sarkoplasma yang bersifat membias kembar silih berganti dengan yang biasa, seluruhnya sejajar memenuhi serabut.
Ketebalan miofibril bervariasi namun tidak akan melebihi ukuran 2-3 μm. Penyebaran miofibril dalam sarkoplasma akan jelas pada potongan melintangnya. Biasanya membentuk kelompok-kelompok yang pada potongan melintang tampak sebagai kelompok titik-titik yang dinamakan sebagai Area Cohneim.
Di bawah sarkolema sepanjang serabut otot tampak inti yang berbentuk sebagai kumparan, sehingga apabila serabut tersebut terpotong membujur sebagian besar inti tampak tersebar di tepi dibawah sarkolema.

3.      STRUKTUR SUATU SARKOMER

Sebuah sarkomer adalah unit fungsional dasar dari otot lurik, atau dengan kata lain, sarkomer adalah bahan bangunan dasar dari sebagian besar sel-sel otot. Dalam tubuh manusia, setiap otot terdiri dari beberapa bundel serat otot. Serat otot ini, pada gilirannya, terdiri dari banyak helai halus yang disebut miofibril. Miofibril biasanya tidak nampak jelas kecuali dilihat di bawah mikroskop elektron, tetapi masing-masing miofibril terutama terdiri dari dua jenis filamen, disebut “tebal” dan “tipis”, dan masing-masing diatur dalam pengulangan sub-unit teratur. Setiap sub unit secara individual dikenal sebagai sarkomer, itu adalah pengaturan mereka berpola yang memberikan penampilan karakteristik otot lurik berpita.

Sebuah sarkomer adalah unit fungsional dasar dari otot lurik, atau dengan kata lain, sarkomer adalah bahan bangunan dasar sel-sel otot. Di antara sarkomer terletak garis Z, juga dikenal sebagai disc Z. Ketika diwarnai dan dilihat secara mikroskopik, garis Z muncul sebagai gelap dengan perbatasan yang berbeda. Garis Z dari miofibril yang berdekatan umumnya segaris dengan satu sama lain dan terlihat seperti rangkaian garis gelap paralel berjalan pada sel otot. Banyak filamen tipis juga mencapai ke pusat sarkomer dari garis Z, di mana mereka agak tumpang tindih dengan filamen tebal yang mengambang bebas. Filamen ini bersama-sama mewakili struktur aktif.

4.      STRUKTUR FILAMEN TIPIS ( FILAMEN AKTIN )

Filamen tipis sekitar setengah diameter filamen tebal, dan mengandung terutama protein aktin. Molekul aktin kira-kira berbentuk bulat, dan mereka cenderung tersusun dalam untaian ganda – seperti kalung manik-manik – dengan setiap helai memutar sekitar yang lain untuk membentuk heliks. Filamen tipis menonjol ke dalam dari garis Z pada setiap ujung, sebagian tumpang tindih dengan wilayah bergelombang filamen tebal.

5.      STRUKTUR FILAMEN TEBAL ( FILAMEN MIOSIN )

Filamen tebal terdiri dari ratusan molekul protein miosin. Miosin ditandai dengan bentuk panjang, berserat, daerah ekor yang berjalan sepanjang sumbu filamen, dan daerah kepala bulat yang menonjol keluar sepanjang sumbu. Molekul individual miosin dalam filamen umumnya berorientasi pada arah yang berlawanan, yang dalam banyak kasus berarti bahwa daerah kepala berbaris di sepanjang masing-masing ujung molekul sedangkan ekor mereka berkumpul di pusat. Ini berarti bahwa filamen memiliki bentuk seperti sebuah lonceng memanjang, dengan kepala bergelombang yang menonjol pada ujung dan daerah halus di tengah. Wilayah interior sarkomer, sesuai dengan panjang filamen tebal, disebut pita. 2.6 2.6 Kontraksi Otot

Otot mulai berkontraksi apabila terkena rangsang. Kontraksi otot dikenal dengan nama “model pergeseran filamen” (sliding filament mode), seperti terlihat pada gambar berikut.

Kontraksi otot diawali oleh datangnya impuls saraf. Pada saat datang impuls, sinapsis atau daerah hubungan antara saraf dan serabut otot dipenuhi oleh asetil kolin. Asetil-kolin ini akan merembeskan ion-ion kalsium (Ca²⁺) ke serabut otot. Ion kalsium akan bersenyawa dengan molekul, troponin, dan tropomiosin yang menyebabkan adanya sisi aktif pada filamen tipis (aktin). Kepala miosin (filamen tebal), segera bergabung dengan filamen tipis tepat pada sisi aktif. Gabungan sisi aktif dengan kepala miosin disebut jembatan penyeberangan (cross bridges)

Segera setelah terbentuk, jembatan penyeberangan tersebut membebaskan sejumlah energi dan menyampaikan energi tersebut ke arah filamen tipis. Proses ini menyebabkan filament tipis mengerut. Secara keseluruhan sarkomer ikut mengerut yang mengakibatkan otot pun berkerut. Kepala miosin akan lepas dari filamen tipis. Proses ini memerlukan ATP yang diambil dari sekitarnya. Dengan peristiwa ini, maka filamen tipis akan lepas dari filamen tebal. Secara keseluruhan otot akan relaksasi kembali. Proses ini berulang sampai 5 kali dalam jangka waktu satu detik. Jadi, kontraksi otot akan berlangsung selama ada rangsangan. Apabila tidak ada rangsangan maka ion kalsium akan direabsorpsi. Pada saat itu pun troponin dan tropomiosin tidak memiliki sisi aktif lagi dan sarkomer dalam keadaan istirahat memanjang berelaksasi (Setiadi,2007).

2.6.1 Proses Kontraksi Otot Rangka

Dasar untuk mengetahui kontraksi otot adalah Model Pergeseran Filamen yang pertama kali dikemukakan tahun 1954 oleh Andrew Huxley dan Ralph Niederge dan oleh Hugh Huxley dan Jean Hanson. Selama kontraksi otot, setiap sarkomer memendek, menyebabkan garis Z menutup bersama. Tidak ada perubahan pada ukuran daerah A tetapi daerah I dan zona H hampir tidak terlihat. Perubahan ini diterangkan oleh filamen aktin dan myosin yang bergeser melewati satu sama lain, sehingga filamen aktin berpindah menuju daerah A dan zona H. Kontraksi otot dengan demikian akibat dari interaksi diantara filamen aktin dan myosin yang menghasilkan pergerakan yang relatif satu sama lain. Dasar molekuler untuk interaksi ini adalah ikatan myosin ke filamen aktin menyebabkan myosin berfungsi sebagai penggerak pergeseran filamen.

(Campbell, dkk. 2005)

            Otot rangka dapat mengadakan kontraksi dengan cepat,apabila ia mendapat rangsangan dari luar berupa rangsangan arus listrik, rangsangan mekanis panas, dingin dan lain-lain. Dalam keadaan sehari-hari otot ini bekerja atau berkontraksi menurut pengaruh atau perintah yang datang dari saraf motoris.

Mekanisme Kontraksi Otot Rangka

Mekanisme yang dikenal berupa sliding filament mechanism. Mekanisme ini tidak mengubah panjang dari masing – masing filamen baik aktin maupun miosin. Aktin di kedua sisi sarkomer bergeser ke arah pertengahan pita A selama kontraksi. Aktin juga menarik pita Z ke tempat filamen tersebut bergerak sehingga sarkomer memendek. 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. Pita I yang terdiri dari aktin yang tidak saling tumpang tindih dengan miosin berkurang lebarnya sehingga semakin banyak aktin yang tumpang tindih dengan miosin. Sementara itu, panjang pita A tidak berubah karena ditentukan oleh posisi miosin, bukan oleh aktin.

Aktin bergerak ke arah dalam terhadap miosin diperankan oleh jembatan silang pada miosin. Di ujung kepala miosin ada tempat (site) yang berfungsi mengikat aktin untuk bergerak ke arah dalam. Dalam keadaan relaksasi, tempat pada aktin tersebut ditutup oleh troponin yang menempel ke tropomiosin. Untuk membuka kompleks troponin dan tropomiosin yang menutup tempat berhubungannya, ion kalsiumlah yang berperan. Ion kalsium berikatan dengan troponin, menginisiasi kompleks (troponin dan tropomiosin) ke samping agar jembatan silang dapat berikatan dengan tempat di aktin.

Setelah kontak dengan aktin, konformasi jembatan silang pun berubah menjadi menekuk ke arah dalam (ke arah pita A) seperti memiliki engsel. Hal ini disebut dengan power stroke (gerakan mengayun yang kuat) dari jembatan silang untuk menarik aktin ke arah dalam. Siklus pengikatan ini berulang dan berpindah dari molekul aktin ke molekul lainnya. Pada akhir siklus, hubungan jembatan silang dengan aktin terputus dan konformasi miosin kembali ke semula (stick golf). Seperti yang sudah dibahas di histologi, satu molekul miosin (dengan enam jembatan silang) di kelilingi oleh enam aktin (bersama tempat pengikatannya), siklus antara satu jembatan silang dengan satu tempat pada aktin berlangsung secara asinkron (berbeda satu sama lain). Hal ini supaya ketika ada satu interaksi yang sedang berpindah dari aktin ke berikutnya, sementara siklus lain menahan dengan cara menariknya ke dalam. Jika terjadi secara bersamaan, ke-enam pasangan menarik ke dalam dan melepasnya secara bersamaan, aktin pun akan keluar untuk kembali ke posisi normal.

Otot rangka diaktifkan berkontraksi ketika adanya pelepasan ACh di taut neuromuskular. Terikatnya ACh oleh reseptor di sarkolema mengubah permeabilitas membran yang dihantarkan ke seluruh permukaan membran lainnya. Antara pita A dan pita I ada sarkolema yang menembus ke dalam serat membentuk tubulus transversus (tubulus T). Melaui perantara tubulus T inilah potensial aksi menyebar ke dalam serat otot termasuk retikulum sarkoplasma. RS merupakan retikulum endoplasma saling berhubungan mengelilingi sepanjang permukaan miofibril, tetapi tidak kontinu. Segmen yang terpisah membungkus setiap pita A dan pita 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.

Jembatan silang miosin memiliki dua tempat khusus yaitu tempat pengikatan dengan aktin dan tempat enzim ATP-ase. Tempat ATP-ase akan mengikat ATP dan menguraikannya menjadi ADP dan Pi (fosfat inorganik) yang dalam prosesnya menghasilkan energi. Sebelum berikatan antara ATP dengan ATP-ase, ion magnesium perlu berikatan dengan ATP sebelum ATP-ase dapat menguraikan ATP tersebut ( Kus irianto,2004).

2.1.7. Proses Kontraksi Otot Polos

Otot polos mempunyai struktur molekuler yang serupa dengan struktur molekuler otot lurik. Otot polos mengandung molekul α-aktinin dan tropomyosin sebagaiman halnya otot lurik. Meskipun organisasi internal otot polos kurang jelas, namun melalui pengamatan dengan mikroskop electron,diketahuiadanya jembatan silang antara filament tipis dan tebal,sehingga mekanisme kontraksi otot polos mirip pergeseran filament seperti pada otot bergaris melintang.

Meskipun organisasi internal otot polos kurang jelas, namun melalui pengamatan dengan mikrosop electron, diketahui adanya jembatan silang antara filament tebal dan tipis, sehingga diyakini mekanisme kontraksi otot polos mirip pergeseran filamen seperti pada otot bergaris melintang.

Meskipun organisasi internal otot polos kurang jelas, namun melalui pengamatan dengan mikrosop electron, diketahui adanya jembatan silang antara filament tebal dan tipis, sehingga diyakini mekanisme kontraksi otot polos mirip pergeseran filamen seperti pada otot bergaris melintang.

Kontraksi otot polos seperti pada otot rangka dan jantung, sangat tergantung pada konsentrasi Ca²⁺ interseluler. Perbedaannya terletak pada mekanisme pengaturan kontraksi oleh Ca²⁺  troponin, maka sebagai penggantinya, Ca²⁺  mengaktifkan otot polos dengan pengaturan rantai myosin (myosin-linked regulation). Myosin otot polos dapat berinteraksi dengan aktin jika myosin rantai ringan difosforilasi. Ion Ca²⁺  mengatur fosforilasi myosin rantai ringan secara tidak langsung dengan jalan berkombinasi dengan protein pengikat Ca²⁺  (kalmodulin). Kompleks kalmodulin- Ca²⁺  mengaktifkan “myosin rantai ringan kinase”, yang memfosforilasi myosin rantai ringan kemudian memulai kontraksi dan memelihara siklus jembatan silang terus berjalan selama Ca²⁺  masih tersedia. Kontraksi dengan penguraian rantai myosin ini juga terjadi pada otot Moluska dan beberapa kelompok invertebrate yang lain serta pada system kontraktil aktin miosin non otot.

Karena system tubulus T yang terorganisasi seperti pada otot rangka tidak ada, dan reticulum sarkoplasma biasanya sangat kurang luas, maka hubungan eksitasi-kontraksi pada otot polos juga agak berbeda dengan otot rangka. Ion Ca²⁺ yang mengaktifkan kontraksi otot sebagian besar berasal dari cairan ekstraseluler, sedangkan dari reticulum sarkoplasma hanya sedikit. Depolarisasi pada sarkolema menyebabkan permeabilitasnya terhadap Ca²⁺ meningkat, sehingga Ca²⁺  berdifusi masuk ke sarkoplasma (mengikuti gradient konsentrasi) untuk memulai kontraksi. Kontraksi berakhir bila Ca²⁺   dikeluarkan dari sarkoplasma dengan memompa kembali Ca²⁺ keluar sel. Ada beberapa sel otot polos yang reticulum sarkoplasmanya membentuk tautan bercelah dengan sarkoplasmanya.

Otot polos dapat diaktifkan secara spontan oleh saraf, hormone, dan pada beberapa kasus oleh regangan otot. semua sumber eksitasi aktif umumnya meningkatkan konsentrasi Ca²⁺ intraseluler (Kimball, John W. 1994)

2.1.8. Peranan Ion Kalsium Dalam Kontraksi Otot Rangka

Setiap ujung akson saraf motor akan berakhir pada sel otot. Persambungan (sinapsis) antara ujung akson dengan sel otot ini dikenal sebagai cawanujung motor atau persambunga saraf otot. Bila implus saraf sampai pada ujung akson saraf motor, ia akan memicu pembebasan asetilkolin, yaitu suatu neurontransmitter pada ujung prasinapsis saraf motor. Asetilkolin akan menyebar ke celah sinapsis, kemudian akan melekat pada reseptor yang terdapat pada membrane subsinapsis. Interaksi antara asetilkolin dengan reseptor yang menyebabkan peningkatan permeabillitas membrane sel otot (sarkolema). Depolarisasi ini akan dirambatkan sebagai implus sepanjang sarkolema. Implus yang melalui T tubulus akan menyebabkan ion Ca²⁺ yang tersimpan dalam reticulum sarkoplasma dibebaskan ke dalam sitoplasma. Ca²⁺ yang tersebar dalam sitoplasma tersebut kemudian melekat pada troponin (subunit TnC). Akibat dari melekatnya Ca²⁺  pada troponin ini, maka tropomiosin akan bergeser, sehingga tempat perlekatan myosin pada aktin terbuka. Dengan terbentuknya tempat perlekatan myosin ini maka jembatan silang myosin akan melekat pada aktin (terbentuk aktomiosin). Melalui siklus jembatan silang berkali-kali  (50-100 kali), maka akan terjadilah proses kontraksi. Kontraksi akan berakhir apabila Ca²⁺  yang melekat pada troponin secara aktif ditarik kembali ke dalam reticulum sarkoplasma. Ca²⁺  dari troponin akan menyebabkan molekul tropomiosin menutup kembali semua tempat perlekatan myosin pada filament aktin, dan otot kembali relaksasi.

·         Bila konsentrasi kalsium intrasel meningkat maka akan berikatan dengan troponin sehingga terjadi pergesaran posisi troponin pada molekul tropomiosin yang menyebabkan pergeseran posisi tropomiosin terhadap aktin. Hal ini menyebabkan terbukanya tempat aktif  untuk mengikat miosin sehingga terjadi pengikatan miosin dengan tempat aktif aktin dan ATP miosin diaktifkan dan ATP diuraikan untuk menghasilkan energi sehingga jembatan silang terayun,maka filamen-filamen bergeser satu sama lain yang menyebabkan  otot berkontraksi

·         Semakin banyak jumlah jembatan silang yang berhubungan dan terayun pada suatu saat maka semakin besar tegangan yang dihasilkan oleh otot

·         Setelah setiap ayunan jembatan silang maka molukel ADP dibebaskan dari miosin yang memungkinkan molukel ATP kedua berikatan dengan miosin.

·         Sewaktu ATP baru terikat maka jembatan silang dibebaskan dari aktin.

·         Apabila kalsium intrasel masih tetap tinggi maka ATP baru akan diuraikan dan jembatan silang kembali terayun (Campbell,dkk 2005).

2.7 Gangguan Pada Sistem Otot

Otot dapat mengalami gangguan atau sakit, dan pada umumnya gangguan pada otot berhubungan dengan kekacauan homoestatis. Gangguan tersebut mungkin karena kekurangan zat makanan tertentu, terkumpulnya produk-produk beracun, penyakit, luka, lama tidak berfungsi, atau kesalahan hubungan saraf. Bebarapa gangguan otot pada manusia diantaranya :

1.      Kejang otot

Kejang otot atau lebih dikenal dengan istilah kram adalah ketegangan otot yang sangat kuat, hal ini dapat terjadi kerena cuaca dingin, aktivitas yang terlalu berat, serta tidak tidak seimbangnya ion dan air didalam tubuh. Gejala kram adalah timbulnya rasa sakit dan nyeri yang luar biasa. Apapun pencegahan terjadinya adalah adalah menjaga otot agar tidak terlalu lelah dan rileks

2.      Keseleo

Penyebab terjadinya keseleo adalah tertariknya atau tendon didaerah persendian, dan  jika terlalu keras bisa menyebabkan putusnya otot, mencegah keseleo adalah dengan berhati-hati dalam beraktivitas.

3.      Nyeri otot

Nyeri otot terjadi karena alirah darah yang terhambat, sehingga menyebabkan peredaran darah tidak lancar, nyeri biasanya dialami oleh orang yang berusia lanjut dan ada kecendrungan kambuh pada cuaca dingin. Pencegahan nyeri adalah dengan cara mengkonsumsi makanan yang bergizi dan olah raga yang teratur.

4.      Miastenia Gravis

Miastenia grafis adalah penyakit yang menyebabkan otot menjadi lemah dan cenderung lumpuh.penyakit ini biasanya menyerang sekitar kelopak mata, muka, leher dan anggota gerak lainya.

5.      Polio

Polio adalah infeksi virus yang menyerang pada otot pengendali, polio dapat menyebabkan mengecilnya kaki sehingga menyebabkan penderitanya menjadi lumpuh. ciri-ciri orang  yang terserang virus polio adalah panas tinggi dan kejang-kejang, pencegahanya adalahdengan memberikannya imunisasi polio pada usia balita secara rutin.

6.      Kelelahan Otot

Kelelahan otot adalah suatu keadaan di mana otot tidak mampu lagi melakukan kontraksi sehingga mengakibatkan terjadinya kram otot atau kejang-kejang otot.

7.      Astrofi Otot

Astrofi otot adalah penurunan fungsi otot akibat dari otot yang menjadi kecil dan kehilangan fungsi kontraksi. Biasanya disebabkan oleh penyakit poliomielitis.

8.      Distrofi Otot

Distrofi otot adalah suatu kelainan otot yang biasanya terjadi pada anak-anak karena adanya penyakit kronis atau cacat bawaan sejak lahir

9.      Kaku Leher /Stiff

Kaku leher adalah suatu kelainan yang terjadi karena otot yang radang / peradangan otot trapesius leher karena salah gerakan atau adanya hentakan pada leher serta menyebabkan rasa nyeri dan kaku pada leher seseorang.

10.  Hipotrofit Otot

Hipotrofit otot adalah suatu jenis kelainan pada otot yang menyebabkan otot menjadi lebih besar dan tampak kuat disebabkan karena aktivitas otot yang berlebihan yang umumnya karena kerja dan olahraga berlebih (Setiadi,2007).

RANGKUMAN

Otot merupakan suatu organ atau alat yang memungkinkan tubuh dapat bergerak. Ini adalah suatu sifat penting bagi organisme. Gerak sel terjadi karena sitoplasma mengubah bentuk (lihat cara pergerakan amuba). Pada sel-sel, sitoplasma ini merupakan benang-benang halus yang panjang disebut miofibril. Kalau sel otot mendapat rangsangan maka miofibril akan memendek. Dengan kata lain sel otot akan memendekkan dirinya ke arah tertentu (berkontraksi).

Mekanisme kerja otot pada dasarnya melibatkan suatu perubahan dalam keadaan yang relatif dari filament-filamen aktin dan myosin. Selama kontraksi otot, filamen-filamen tipis aktin terikat pada dua garis yang bergerak ke Pita A, meskipun filamen tersebut tidak bertambah banyak. Namun, gerakan pergeseran itu mengakibatkan perubahan dalam penampilan sarkomer, yaitu penghapusan sebagian atau seluruhnya garis H, selain itu filamen myosin letaknya menjadi sangat dekat dengan garis-garis Z dan pita-pita A serta lebar sarkomer menjadi berkurang sehingga kontraksi terjadi. Kontraksi berlangsung pada interaksi antara aktin miosin untuk membentuk komplek aktin-miosin. Mekanisme kontraksi otot rangka dan otot polos terjadi dengan bantuan Ion Ca²⁺ yang membuka kompleks troponin-tropomiosin pada aktin. Ion Ca²⁺  juga membantu pengikatan troponin pada sisi aktif aktin sehingga menyebabkan kepala miosin menarik filamen aktin bergerak ke arah garis M. Terjadi overlaping antara filamen aktin yang menyebabkan pemendekan pada zona H dan zona I zona A tetap. Hingga akhirnya akan terbentuk sisi ikatan baru untuk ATP. Kemudian kepala miosin akan berikatan dengan sisi aktif aktin yang baru. Proses ini akan berlangsung  sampai akhirnya terjadi relaksasi. Otot dapat mengalami gangguan atau sakit, dan pada umumnya gangguan pada otot berhubungan dengan kegagalan homoestatis. Bebarapa gangguan otot pada manusia diantaranya: kejang otot, nyeri otot, keseleo,miastenia gravis, kelelahan otot,astrofi otot,distrofi otot,hipertrofi ot

DAFTAR PUSTAKA

Sarpini, R ., (2014) . anatomi dan fisiologi tubuh manusia, in media, jakarta.

Setiadi.,(2007) . anatomi dan fisiologi manusia, graha ilmu, yogyakarta.

Sinaga, E ., (2011) . anatomi fisioloi tubuh manusia, fmipa unimed, medan.

Watson, R ., (2002) . anatomi fisiologi untuk perawat, penerbit buku kedokteran egc, jakarta.