Mekanisme Kerja Otot
Mengapa bentuk badan seorang atlet binaragawan berbeda dengan orang biasa? Bagaimana ia memiliki otot pada lengan, dada, perut, dan paha yang begitu besar dan keras? Bentuk otot menjadi seperti itu karena sering melakukan latihan fisik pada bagian otot, misalnya angkat beban, skiping, dan sebagainya. Jika seseorang sering mengadakan latihan otot, maka ototnya akan sering berkontraksi, akibatnya otot menjadi besar dan keras. Sebaliknya, jika otot jarang digunakan untuk melakukan latihan fisik, maka otot akan kendur dan mengecil. Otot seperti ini disebut atropi.
Berdasarkan teori sliding filaments (filamen yang bergeser) pada otot lurik yang dikemukakan oleh Hansen dan Huxly, bahwa saat otot kontraksi tidak terjadi pemendekan filamen, namun hanya pergeseran filamen-filamen. Hansen dan Huxly melakukan pengamatan dengan menggunakan mikroskop elektron dan difraksi sinar X. Mereka menemukan dua set filamen, yaitu aktin dan miosin. Aktin dan miosin tersebut bergeser sehingga otot dapat memendek dan memanjang saat otot berkontraksi dan berelaksasi. Filamen tersebut terdapat di dalam sarkomer. Sarkomer terdapat dalam sel otot. Jumlah filamen dalam satu sarkomer dapat mencapai ratusan hingga ribuan filamen, bergantung jenis ototnya. Filamen-filamen tersebut membangun 80% massa sarkomer.
1. Mekanisme Kontraksi Otot
Pada saat berkontraksi, filamen aktin berikatan dan meluncur sepanjang filamen miosin. Zona H adalah bagian terang, yang berada di antara bagian A yang berupa pita gelap. Pita yang terang disebut pita I. Pada saat berkontraksi, di zona-zona tersebut terjadi perubahan. Pita I dan zona H akan berubah jadi semakin sempit, atau bahkan hilang sama sekali (Levine and Miller, 1991: 862).
Kontraksi otot dipacu oleh potensial aksi dari sinaps sel saraf yang menyebabkan pelepasan ion kalsium (Ca2+) oleh retikulum sarkoplasma (retikulum endoplasma yang terspesialisasi) di otot. Pelepasan Ca2+ menyebabkan protein regulator tropomiosin dan troponin berubah bentuk. Hal ini memungkinkan terjadi ikatan antara kepala miosin dan filamen aktin. Ketika filamen-filamen aktin meluncur menuju tengah sarkomer, otot memendek (kontraksi). Pada saat relaksasi, filamen-filamen tersebut kembali ke bentuk semula. Pada saat filamen aktin meluncur, kepala miosin akan membentuk ikatan (cross bridges) dengan sebuah bonggol pada badan filamen aktin. Agar dapat berikatan, dibutuhkan energi yang diperoleh dari pemecahan ATP (adenosine triphospate) menjadi ADP (adenosine diphospate). Kombinasi aktin dan miosin dengan bantuan energi dari ATP ini disebut aktomiosin.
Urutan Mekanisme kontraksi otot:
a) Pusat motorik di otak mengirimkan impuls/rangsang menuju otot melalui saraf motorik (saraf kranial dan saraf spinal).
b) Sesampainya di ujung akson saraf motorik, rangsang dilanjutkan oleh neurohumor (hormon saraf) berupa asetilkolin atau epinefrin (adrenalin) menuju ke otot (reseptor pada otot) yang mempunyai aktin.
c) Setelah rangsang sampai di reseptor, energi dilepaskan, maka aktin akan bergeser, zona H mengecil bahkan menghilang dan sarkomer memendek. Garis saling mendekat dan otot berkontraksi (berkerut). Jarak antara garis Z satu dan garis Z yang lainnya disebut sarkomer.
d) Setelah kontraksi, ujung saraf motorik mengeluarkan suatu zat yang dapat menetralisasi/menghambat kerja neurohumor yang dihasilkan sebelumnya, serta kolinesterasi untuk menghambat asetil kolin dan Mono Amina Oksida (MAO) serta menghambat epinefrin/adrenalin, sehingga aktin (miofilamen tipis) dan miosin (miofilamen tebal) merenggang, zona H terbuka, garis Z satu dan garis Z yang lainnya saling menjauh, otot kembali relaksasi.
2. Energi untuk Kontraksi Otot
Sel otot umumnya hanya menyimpan sedikit ATP untuk beberapa kali kontraksi. Untuk kontraksi berulang, diperlukan ATP lebih banyak. Energi tersebut diperoleh dari cadangan energi berupa kreatin fosfat. Cadangan energi ini memberikan gugus fosfat kepada ADP (adenosine diphospaete) untuk membentuk ATP. Namun, cadangan kreasin fosfat akan habis jika otot bekerja lebih keras.
Untuk menunjang pergerakan otot yang lebih keras dan lama, mitokondria sel otot lebih banyak memerlukan glukosa dan oksigen. Oleh karena itu, detak jantung dan napas akan lebih cepat. Glukosa dan oksigen digunakan untuk respirasi sel dan menghasilkan ATP.
Meskipun detak jantung dan napas lebih cepat, namun tetap diperlukan waktu bagi glukosa dan oksigen mencapai sel otot. Untuk menyediakan energi secara cepat, glukogen yang terdapat pada otot dapat dipecah menjadi glukosa dan asam laktat. Secara normal sel memerlukan oksigen untuk memecah karbohidrat dan menyintesis ATP. Namun, pemecahan glikogen dapat terjadi tanpa oksigen, yaitu melalui proses fermentasi asam laktat.
Selama latihan keras, asam laktat terakumulasi di otot. Penimbunan asam laktat di dalam otot dapat mengakibatkan pegal dan linu atau menyebabkan kelelahan otot. Proses penguraian asam laktat menjadi glikogen terjadi pada saat otot dalam keadaan relaksasi. Pada saat relaksasi diperlukan oksigen sehingga disebut fase aerob.
Asam laktat atau asam susu merupakan hasil samping penguraian laktasidogen. Asam laktat secara berkala terbawa aliran darah menuju hati. Kemudian, asam laktat diubah menjadi asam piruvat oleh sel hati. Penguraian asam laktat memerlukan banyak oksigen. Jika Anda berhenti berolahraga, Anda akan tetap bernapas kencang beberapa saat. Oksigen tambahan ini digunakan untuk mengubah banyak asam laktat menjadi glikogen kembali.
EmoticonEmoticon