Sistem muskular (otot) terdiri dari sejumlah besar otot yang bertanggung
jawab atas gerakan tubuh. Terdapat tiga jenis yaitu: otot polos, otot jantung,
dan otot rangka. Dari ketiga otot tersebut, otot yang memiliki andil besar
dalam pergerakan tubuh manusia adalah otot rangka. Otot rangka yang bekerja
dibawah pengaruh saraf. Otot rangka akan melakukan mekanisme gerak otot yaitu
kontraksi dan relaksasi. Secara sederhana kontraksi yang terjadi dikarenakan
adanya proses sliding filamen oleh
protein aktin dan miosin. Perlu diingat, otot rangka adalah jenis otot yang
mudah lelah. Kelelahan otot tersbeut dapat terjadi dikarenakan penumpukan asam
laktat akibat berbagai faktor, seperti: waktu istirahat yang kurang, kerja otot
yang berat, kerja enzim maupun sumber energi yang berkurang, dimana semuanya
akan mengakibatkan penimbunan asam laktat. Cara untuk mengurangi penimbunan
tersebut adalah dengan menambah pasokan oksigen atau dengan bantuan enzim yang
ada di hati.
Kata
kunci: sistem muskular, mekanisme gerak otot, kelelahan otot
Abstract
Muscular system (muscle) consists of a large number of
muscle that responsible for body movements. There are three types: smooth
muscle, cardiac muscle, and skeletal muscle. From the three muscles, the muscle
that has a big contribution in the movement of human body is skeletal muscle.
Skeletal muscles are working under the influence of nerve. Skeletal muscle will
do the mechanism of muscle motion, they are contraction and relaxation. Put
simply, contractions that occur due to the sliding filament proteins actin and
myosin. To remember, skeletal muscle is a type of muscle that easily tired.
Tersbeut Muscle fatigue may occur because of the buildup of lactic acid due to
various factors, such as lack of rest time, heavy muscular work, the energy
source or the enzyme is reduced,
all of which will result in the
buildup of lactic acid. How to reduce the buildup is to increase the supply of
oxygen or with the help of enzyme in the liver.
Keywords: muscular system, mechanism of
muscle movement, muscle fatigue
Pendahuluan
Otot sering dikenal juga sebagai “daging” tubuh yang
beratnya dapat mencapai 50% dari berat tubuh. Otot ada tiga jenis yaitu: otot
polos, otot jantung, dan otot rangka atau otot lurik. Dari ketiga otot
tersebut, otot yang memiliki andil besar dalam pergerakan tubuh manusia adalah
otot rangka. Gerakan-gerakan yang dilakukan oleh tubuh, mulai dari gerak yang
sederhana hingga gerakan yang kompleks, dilakukan oleh otot rangka. Otot rangka
yang bekerja secara sadar (dipengaruhi saraf) akan melakukan mekanisme gerak
otot yaitu kontrasi dan relaksasi. Untuk melakukan gerak otot dibutuhkan energi
yang akan didapat dari proses metabolosme otot dengan melibatkan glukosa.
Namun perlu selalu diingat bahwa otot rangka sangat mudah
lelah. Kelelahan otot tersbeut dapat terjadi dikarena penumpukan asam laktat
akibat kurangnya pasokan oksigen untuk melakukan glikolisis. Banyak orang yang
ketika melakukan pekerjaan yang terlalu berat, tubuhnya menjadi lelah dan
lemas. Seperti pada kasus PBL kali ini, ada seorang perempuan yang mengalami
lelah dan lemas pada sekujur tubuhnya. Ia adalah seorang pedagang keliling yang
sering menggunakan otot (terutama otot bagian bawah tubuh). Melalui makalah
ini, diharapkan mahasiswa Fakultas Kedokteran Ukrida dapat mengetahui
jenis-jenis otot, bagaimana mekanisme kerja otot dan juga metabolisme otot,
serta dapat mengetahui hal-hal yang dapat menyebabkan kelelahan otot.
Pembahasan
1.
Sistem Muskular (Otot)
Sistem muskular (otot) terdiri dari sejumlah besar otot
yang bertanggung jawab atas gerakan tubuh.1 Otot sering dikenal sebagai “daging”
tubuh dan tersusun dari banyak dinding organ berongga dan pembuluh-pembuluh
tubuh. Jaringan otot yang mencapai 40% sampai 50% berat tubuh, pada umumnya
tersusun dari sel-sel kontaktil yang disebut dengan serabut otot. Nantinya,
melalui kontraksi, sel-sel otot akan menghasilkan pergerakan dan melakukan
pekerjaan.2
Secara umum, otot memiliki beberapa karakteristik,
diantaranya: serabut mengandung banyak miofibril yang tersusun dari
miofilamen-miofilamen kontraktil, nukleus sel-sel otot terbentuk dengan baik,
sitoplasmanya disebut sarkoplasma, membran selnya disebut sarkolema, retikulum
endoplasma halus disebut retikulm sarkoplasma, dan serabut otot dapat membesar.2
1.1 Fungsi Sistem
Muskular2
Terdapat tiga fungsi utama dari otot, yaitu: pergerakan,
penopang tubuh, dan produksi panas. Otot mengahasilkan gerakan pada tulang
tempat otot tersebut melekat, selain itu otot juga menopang rangka dan dapat
mempertahankan tubuh saat berada dalam posisi duduk maupun berdiri. Kontraksi
otot secara metabolis akan menghasilkan panas yang dapat mempertahankan suhu
normal tubuh.
1.2 Ciri-Ciri Otot
Otot merupakan alat gerak aktif karena kemampuannya
berkontraksi. Otot akan memendek jika sedang berkontraksi dan memanjang jika
berelaksasi. Kotraksi otot dapat terjadi apabila otot sedang melakukan
kegiatan, sedangkan relaksasi otot terjadi jika otot sedang beristirahat.
Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa otot memiliki 4 ciri, yaitu: kontraktilitas,
eksitabilitas, ekstensibilitas, dan elastisitas.
Kontraktilitas adalah saat dimana serabut otot
berkontaksi dan menegang, dalam kasus ini dapat melibatkan pemendekan otot atau
juga tidak. Pemendekan yang dihasilkan akan sangat terbatas karena kontraksi
pada setiap diameter sel berbentuk kubus atau bulat. Pada eksitabilitas,
serabut otot akan merespon dengan kuat jika distimulasi oleh impuls saraf. Ekstensibilitas,
serabut otot memiliki kemampuan untuk meregang melebih panjang otot saat
relaks. Sementara, elastisitas, serabut otot dapat kembali ke ukurannya semula
setelah berkontraksi atau meregang.2
2.
Jenis-Jenis Otot
Berdasarkan struktur dan fungsinya, otot diklasifikasikan
atau digolongkan ke dalam tiga golongan, yaitu: otot polos, otot rangka, dan
otot jantung.2 Proses dasar kontraksi
pada ketiga jenis otot tersebut serupa, namun terdapat perbedaan yang penting,
perbedaan-perbedaan tersebut akan dibahas di bawah ini.
2.1 Otot Polos
Otot polos adalah otot yang tidak berlurik dan kerjanya
involunter (tak sadar). Jenis otot ini dapat ditemukan pada dinding organ
berongga seperti kandung kemih dan uterus, serta pada dinding tuba, seperti
pada sistem respiratorik, pencernaan, reproduksi, urinarius, dan sistem
sirkulasi dasar.2
Otot polos memiliki ciri-ciri: serabut ototnya berbentuk
spindel dengan panjang yang bervariasi, satu sel otot polos mengandung satu
nukleus yang terletak di tengah (sentral), bekerja secara tidak sadar,
kontraksinya kuat dan lamban, serta tidak mudah lelah.2 Jenis otot ini dapat berkontraksi tanpa adanya
rangsangan saraf (meskipun didberapa tempat di bawah pengendalian saraf
otonimik / tak sadar).3 Secara fisiologi, otot polos sangat berbeda
dengan otot rangka. Kontraksinya lambat namun tahan lama, otot polos juga dapat
memendek sampai seperempat panjangya dan dapat membangkitkan kekuatan.4
Gambar 1. Gambaran Mikroskopik Dari Otot Polos3
2.2
Otot Jantung
Seperti namanya, otot jantung hanya ditemukan pada
jantung. Otot ini bergaris atau memiliki lurik seperti pada otot lurik.
Perbedaanya adalah bahwa serabutnya bercabang dan saling bersambung satu sama
lain. Otot jantung memiliki kemmapuan khusus untuk mengadakan kontraksi otmatis
dan ritmis tanpa tergantung pada ada atau tidaknya rangsangan saraf.3 Ciri lain dari otot jantung adalah nukleusnya
yang terletak di tengah dan panjangnya yang berkisar antara 85 mikron sampai 10
mikon dan diameternya sekitar 15 mikron, serta bekerja secara tak sadar.2
Gambar 2. Gambaran Mikroskopik Dari Otot Jantung3
2.3 Otot Lurik /
Otot Rangka
Otot lurik atau otot rangka merupakan otot volunter
(bekerja secara sadar). Otot rangka melekat pada rangka tubuh dan bertanggung
jawab untuk pergerakan. Satu serabut panjangnya berkisar antara 10mm sampai
40mm. Jumlah nukleus banyak dan dapat ditemukan di bawah sarkolema pada bagian
perifer sel (bagian tepi sel). Kontraksi otot rangka lebih cepat dan kuat namun
mudah lelah.2
Lurik yang terdapat pada otot rangka disebabkan oleh
struktur protein yang membentuk otot. Protein ini disebut aktin dan miosin.
Nantinya, apabila otot berkontraksi, gambaran lurik akan menyempit dan ini diperkirakan
karena gerakan relatif satu protein terhadap protein yang lainnya (teori
pergeseran filamen – sliding filamen).1
Otot
lurik dikendalikan oleh otak yang sangat cepat reaksinya terhadap berbagai
jenis rangsangan seperti dingin, panas, angin, arus listrik, dll. Tiap otot
mempunyai dua atau lebih tendon yang melekat di tuang. Tendon yang elekat di
tulang yang tidak bergerak disebut tendon origo, sementara tendon yang melekat
di tuang yang akan digerakan disebut tendon insertio.5
Gambar 3.
Gambaran Mikroskopik Dari Otot Rangka3
3.
Otot-Otot Ekstremitas Bawah
Saat melakukan kegiatan berjalan, otot-otot yang bekerja
adalah otot-otot yang berada di daerah ekstremitas bawah. Otot-otot yang ada di
tubuh bagian bawah antara lain: quadriceps,
hamstring, gastrocnemius, tibialis anterior, soleus, dll. Secara khusus, kegiatan
berjalan lebih banyak disokong oleh otot gastrocnemius
dan otot soleus.6
Gambar 4.
Otot-Otot Ekstremitas Bawah7
4.
Mekanisme Kerja Otot
Otot rangka melakukan kerja otot yaitu kontraksi dan
relaksasi. Akibat dari aktivitas kontraksi dan relaksasi ini, akan timbul
pergerakan pada rangka tubuh. Otot tidak pernah bekerja sendiri, walaupun hanya
untuk melakukan gerak paling sederhana. Misalnya saja saat mengambil pensil,
memerlukan gerakan jari dan ibu jari, pergelangan tangan, siku, bahu dan
mungkin juga batang tubuh ketika membungkuk ke depan. Setiap otot harus
berkontraksi dan setiap otot antagonis harus rileks untuk menghasilkan gerakan
yang halus. Kerja harmonis otot-otot disebut koordinasi otot. 1
Tentu saja, kerja otot tidak lepas dari peran saraf. Otot
dipersarafi oleh 2 serat saraf pendek yaitu saraf sensorik dan saraf motorik.
Saraf sensorik yang membawa impuls dari otot menuju ke saraf pusat, sementara
saraf motoik membawa impuls ke serat otot dari saraf pusat untuk memicu
kontraksi otot. Korpus sel dari sel-sel saraf motorik terdapat dalam komu
anterior substansia grisea dalam medula spinalis.8
4.1 Kontraksi Otot1
Kontraksi otot dapat terjadi akibat impuls saraf. Impuls
saraf yang sifatnya elektrik, dihantar ke sel-sel otot secara kimiawi oleh
sambungan otot-saraf. Impuls swampai ke sambungan otot-saraf yang mengandung
gelembung-gelembung kecil asetikolin yang kemudian akan dilepaskan ke dalam
ruang antara saraf dan otot (celah sinaps). Ketika asetikolin yang dilepaskan
menempel pada sel otot, ia akan menyebabkan terjadinya depolarisasi dan
aktivitas listrik akan menyebar ke seluruh sel otot.
Gambar 5. Proses
Kontraksi Otot1
Proses ini kemudiaan diikuti dengan pelepasan ion Ca2+
(kalsium) yang berada diantara sel otot. Ion kalsium akan masuk ke dalam otot
dan kemudian mengangkut troponin dan tropomiosin ke aktin, sehingga posisi
aktin berubah. Impuls listrik yang menyebar akan merangsang kegiatan protein
aktin dan miosin hingga keduanya akan bertempelan membentuk aktomiosin. Aktin
dan miosin yang saling bertemu akan menyebabkan otot memendek dan terjadilah
peristiwa kontraksi. Kejadian ini akan menyebabkan pergeseran filamen (sliding filamen) yang berujung pada
peristiwa kontraksi.
Gambar 6. Teori Pergeseran Filamen1
4.2 Relaksasi Otot 9
Apabila berlangsung normal, kontraksi otot akan selalu
diikuti dengan relaksasi, yaitu proses pemulihan sel otot ke keadaan istirahat.
Relaksasi otot akan segera terjadi apabila pemberian rangsangan atau penjalaran
impuls ke sel otot dihentikan. Mekanisme relaksasi pada sel otot mirip dengan
proses repolariasi pada sel saraf.
Secara sederhana, peristiwa relaksasi otot akan terjadi
apabila ATP pada kepala miosin telah habis sehingga miosin tidak lagi dapat
berikatan dengan aktin. Relaksasi otot diawali dengan pengaktifan pompa kalsium
yang akan membuat jumlah kalsium turun karena ion kalsium kembali ke dalam
plasma. Dengan kembalinya ion kalsium, maka ia tidak lagi berikatan dengan
troponin dan tropomiosin. Hal ini menyebabkan aktin dan miosin kembali
berpisah, otot kembali memanjang, terjadilah relaksasi.
5.
Metabolisme Kerja Otot
Kontraksi otot sangat bergantung pada produksi ATP dari
salah satu dari tiga sumber, yaitu: kretinin fosfat yang disimpan di otot,
fosforilasi oksidatif bahan makanan yang disimpan di atau ke otot, dan
glikolisis aerob maupun anaerob.10 Saat kerja yang dilakukan otot
tidak terlalu berat, serabut otot dapat memenuhi energinya dengan proses aerob
(dengan oksigen). Akan tetapi, apabila kerja yang dilakukan terlalu berat
sehingga pasokan oksigen tidak mencukupi, maka energi akan didapat melalui
proses anerob (tanpa oksigen).
Proses aerob dialami saat otot sedang berelaksasi. Pada
proses ini, karbohidrat akan dipecah menjadi gula sederhana yang disebut
glukosa. Glukosa yang tidak diperlukan oleh tubuh akan dikonversi menjadi
glikogen dan disimpan di hati serta otot. Selama oksidasi, glikogen akan
menjadi karbondioksida dan air, serta terbentuk 36 adenosin trifosfat (ATP).
Nantinya, apabila otot hendak melakukan kontraksi, ATP akan diubah menjadi
adenosin difosfat (ADP). Hasil sampingan dari proses ini adalah asam laktat.1
Seperti yang telah dikemukakan sebelumnya, apabila kerja
otot terlalu keras, akan menyebabkan pasokan oksigen berkurang sehingga
penghasilan energi harus melewati proses anaerob (tanpa oksigen). Pada proses
ini, selain ATP yang dihasilkan 18X lebih sedikit (2ATP), proses anaerob
menghasilkan lebih banyak asam laktat. Karena oksigen tidak mencukupi, asam
laktat akan menumpuk dan berdifusi ke dalam cairan darah.1
Keberadaan asam laktat di dalam cairan darah akan
merangsang pusat pernapasan sehingga frekuensi dan kedalaman napas meningkat.
Hal ini akan terus berlangsung, sampai jumlah oksigen cukup untuk memungkinkan
sel otot dan hati mengoksidasi asam laktat dengan sempurna dengan mengubahnya
menjadi glikogen. Oksigen ekstra yang dibutuhkan untuk membuang tumpukan asam
laktat disebut oxygen debt.1
6.
Kelelahan Otot
Kelelahan otot dapat diakibatkan oleh beberapa faktor,
diantaranya: waktu istirahat otot yang kurang, kontraksi yang terus-menerus;
meningkat; atau berlangsung dalam waktu lama, asam laktat yang meningkat,
sumber energi berkurang, dan kerja enzim yang berkurang.
Apabila waktu istirahat otot terlalu sedikit padahal
kerja otot (kontrasi) berlangsung dalam waktu yang cukup lama, maka otot dapat
kehabisan energi
(ATP). Otot tidak memiliki waktu yang cukup untuk memproduksi ATP yang baru,
jika terus berlangsung hal demikian, maka produksi ATP akan dialihkan dengan
cara anaerob. Produksi dengan cara anaerob akan membuat penimbunan asam laktat
semakin banyak. Asam laktat yang merupakan hasil sampingan peristiwa dari
pemecahan glikogen dapat menyebabkan “pegal linu” dalam otot ataupun dapat
menyebabkan “kecapaian” otot. Kecapaian atau kelelahan otot biasanya ditandai
dengan tubuh yang menjadi lemas dan juga lelah.
Asam laktat dapat diubah lagi menjadi glukosa dengan
bantuan enzim-enzim yang ada di hati. Akan tetapi hanya sekitar 70% asam laktat
yang dapat diubah kembali menjadi glukosa oleh enzim-enzim dalam hati. Cara
lain untuk mengurangi penimbunan asam laktat adalah dengan menambah pasokan
oksigen ke dalam darah. Kebutuhan oksigen yang tinggi akan mengakibatkan seseorang
bernapas dengan terengah-engah.
7.
Pembahasan Kasus
Pada PBL kali ini, kelompok kami mendaptkan kasus tentang
seorang perempuan berusia 34 tahun datang ke puskesmas dengan keluhan lemas dan
lelah pada sekujur tubuhnya sejak satu minggu yang lalu. Perempuan tersebut
adalah seorang pedagang kue keliling. Dari anamnesa diketahui bahwa ia sudah
beberapa kali mengalami keadaan seperti ini.
Berdasarkan materi yang telah disampaikan diatas, keluhan
lemas dan lelah pada sekujut tubuh perempuan tersebut, dikarenakan terjadinya
kelelahan otot. Kelelahan otot yang dialami oleh perempuan ini dikarenakan
jumlah asam laktat yang meningkat. Peningkatan asam laktat dapat terjadi karena
perempuan tersebut tidak memberikan waktu istirahat yang cukup pada otot (terutama
otot-otot pada tubuh bagian bawah), padahal hampir setiap waktu otot-otot
tersebut berkontraksi atau melakukan kerja.
Kerja yang terlalu berat pada otot, membuat otot tidak
lagi mampu mencukupi kebutuhan ATPnya dengan cara aerob. Maka untuk
menghasilkan ATP, otot akan melakukannya dengan jalan anaerob yang justru
memberikan lebih banyak hasil sampingan asam laktat, yang kemudian menjadi
penyebab kelelahan otot.
Kesimpulan
Keluhan lemas dan lelah pada kasus, dikarenakan
terjadinya kelelahan otot. Kelelahan otot yang dialami oleh perempuan ini
dikarenakan jumlah asam laktat yang meningkat. Peningkatan asam laktat dapat
terjadi karena tidak ada cukup waktu istirahat dan kerja otot yang terlampau
berat. Dengan demikian maka hipotesis yang menyatakan bahwa keluhan lemas dan
lelah yang dialami oleh perempuan dalam kasus, diakibatkan karena kelelahan
otot – dapat dibenarkan.
Daftar Pustaka
1.
Watson R. Anatomi dan fisiologi untuk perawat. Ed 10.
Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2002.
2.
Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk
pemula. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2004.
3.
Pearce EC. Anatomi dan fisiologi untuk paramedis.
Jakarta: Gramedia Pustaka Utama; 2005.h.15-7.
4.
Bloom, Fawcett. Buku ajar histologi. Ed 12. Jakarta:
Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2002.h.236-7.
5.
Handoko P. Pengobatan Alternatif. Jakarta: PT Elex Media
Komputindo; 2008.h.118.
6.
Pangkalan Ide. Seri diet korektif: diet atkins. Jakarta:
PT Elex Media Komputindo; 2007.h.201.
7.
Putz R, Pabst R. Atlas anatomi manusia: sobotta (jilid
2). Ed 22. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2006.h.308-9.
8.
Cambrigde Communication Limited. Anatomi fisiologi:
sistem lokomotor dan penginderaan. Ed 2. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC;
2002.h.13.
9.
Isnaeni W. Fisiologi hewan. Yogyakarta: Penerbit
Kanisius; 2010.h.104-5.
10.
Cowin JE. Buku saku patofisiologi. Ed 3 (rev). Jakarta:
Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2009.h.320-1.