Jenis dan Fungsi dari Otot

Jenis dan Fungsi dari Otot

Tiga jenis otot meliputi otot rangka, otot polos dan otot jantung (Gambar 9-1). 

1. Otot Rangka

Otot rangka umumnya menempel ke tulang. Karena otot rangka dapat dikendalikan dengan pilihan, dia juga disebut otot volunter. Sel-sel otot rangka panjang, berbentuk seperti silinder atau tabung, dan terdiri dari protein-protein yang diatur untuk membuat otot tampak memiliki lurik. Otot rangka menghasilkan gerakan, mempertahankan posisi tubuh, dan menstabilisasi sendi. Mereka jugamenghasilkan panas yang cukup dan  oleh karena itu membantu mempertahankan suhu tubuh.

2. Otot Polos

Otot polos umumnya ditemukan dalam dinding dari organ-organ dalam (seperti lambung dan kandung kemih) dan disebut otot visera. Dia juga ditemukan dalam tabung dan saluran seperti bronkiolus dan pembuluh darah. Karena otot polos berfungsi secara otomatis, dia disebut otot involunter. Berbeda dengan otot rangka, otot polos tidak tampak memiliki lurik, dan oleh karena itu disebut otot tanpa lurik. Kontraksi dari otot polos memungkinan organ dalam untuk melakukan fungsinya. Kontraksi dari otot lambung, memungkinkan lambung untuk mencampur makanan padat menjadi pasta dan kemudian mendorongnya ke usus halus, dimana pencernaan berlanjut.

3. Otot jantung

Otot jantung ditemukan hanya pada jantung, dimana dia berfungsi memompa darah ke seluruh tubuh. Sama seperti otot rangka, otot jantung memiliki lurik. Sel-sel otot jantung adalah sel-sel yang bercabang panjang yang bersama-sama membentuk hubungan yang disebut diskus interkalatus. Hubungan yang sangat erat ini memungkinkan konduksi yang cepat dari sinyal listrik diseluruh jantung. Otot jantung tidak dibawah kendali volunter dan diklasifikasikan sebagai otot involunter.

1. Struktur dari otot secara keseluruhan

Jika anda menyentuh paha anda, anda akan merasakan sebuah otot yang besar. Yang sebenarnya anda rasakan adalah bagian tengah dari otot; bagian tengah merujuk pada pembesaran badan otot diantara titik-titik penempelannya. Otot ini terdiri dari ribuan serat otot tunggal (sel-sel otot). Otot rangka yang besar dikelilingi oleh lapisan penghubung yang kenyal yang disebut fasia (Gambar 9-2, A). Lapisan luar dari fasia disebut epimisium. Fasia meluas dan menempel ke tulang sebagai sebuah tendon, sebuah struktur seperti tali. Lapisan lain dari jaringan penghubung, disebut perimisium, mengelilingi kumpulan otot yang lebih kecil. Kumpulan otot disebut fasikulus. Serat otot secara individual ditemukan dalam fasikulus dan dikelilingi oleh lapisan ketiga dari jaringan penghubung yang disebut endomisium.

Otot-otot membentuk penempelan ke struktur-struktur lain dengan tiga cara. Pertama, tendon menempelkan otot ke tulang. Kedua, otot menempel secara langsung (tanpa sebuah tendon) ke tulang atau ke jaringan lunak. Ketiga, sebuah fasia yang rata, berbentuk seperti lembaran yang disebut aponeurosis dapat menghubungkan otot ke otot atau otot ke tulang.

2. Struktur dan Fungsi dari sebuah Serat Otot Tunggal

Sel otot adalah sebuah serat otot yang memanjang (Gambar 9-2, B). Sebagian serat-serat otot memiliki panjang 12 inchi. Serat otot dapat memiliki lebih dari satu nukleus dan dikelilingi oleh membran sel yang disebut sarkolema. Pada beberapa titik membran sel menembus dalam ke bagian dalam dari serat 3otot membentuk tubulus transversa. Dalam serat otot ada retikulum endoplasma khusus yang disebut retikulum sarkoplasma. 

Setiap serat otot terdiri dari struktur silindrikal panjang yang disebut miofibril. Setiap miofibril terbuat dari serangkaian unit kontraktil yang disebut sarkomer (Gambar 9-2, C). Setiap sarkomer meluas dari Z line ke Z line dan dibentuk dengan pengaturan yang unik dari dua protein kontraktil yaitu aktin dan miosin. Z line terjadi di ujung dari setiap sarkomer (lihat Gambar 9-2, C). Filamen aktin tipis meluas ke bagian tengah dari sarkomer dari Z line. Filamen miosin yang lebih tebal terletak diantara filamen aktin. Perluasan dari filamen miosin adalah struktur yang disebut kepala miosin. Pengaturan aktin dan miosin dalam setiap sarkomer memberikan bentuk lurik pada otot rangka dan otot jantung.

Bagaimana otot berkontraksi

Bila otot berkontraksi, mereka memendek. Otot-otot memendek karena sarkomer memendek, dan sarkomer memendek karena filamen aktin dan miosin berselisih satu sama lain. Perhatikan seberapa pendeknya bentuk dari sarkomer yang berkontraksi (lihat Gambar 9-2, C). bagaimana sarkomer memendek? Bila dirangsang, kepala miosin membuat kontak dengan aktin, membentuk hubungan sementara yang disebut crossbridges. Sekali crossbridge tersebut terbentuk, kepala miosin memutar, mendorong aktin ke bagian tengah dari sarkomer. Rotasi dari kepala miosin menyebabkan aktin menyelisihi miosin. Relaksasi otot terjadi bila crossbriges pecah dan aktin dan miosin kembali ke posisi semula. Karena aktivitas aktin dan miosin yang menyelisihi ini, kontraksi otot disebut hipotesis selisih filamen dari kontraksi otot.

Catatan: pemendekan sarkomer tidak disebabkan mengecilnya aktin dan miosin tetapi karena proteinprotein tersebut menyelisihi satu sama lain. 

Kontraksi dan Relaksasi: Peran dari Kalsium dan ATP

Adenosin triphosphate (ATP) dan kalsium memainkan peran yang penting dalam kontraksi dan relaksasi

otot. ATP membantu kepala miosin membentuk dan memecahkan crossbridges dengan aktin. Meskipun

demikian, ATP dapat menjalankan perannya hanya jika ada kalsium. Bila otot relaksasi, kalsium

disimpan dalam retikulum sarkoplasma, jauh dari aktin dan miosin. Bila otot dirangsang, kalsium

dikeluarkan dari retikulum sarkoplasma dan menyebabkan aktin, miosin, dan ATP berinteraksi.

Kontraksi otot kemudian terjadi. Bila kalsium dipompa kembali ke retikulum sarkoplasma, jauh dari

aktin dan miosin, dan ATP, crossbridge pecah, dan otot relaksasi. Perhatikan bahwa ketersediaan

kalsium terhadap protein aktin dan miosin kontraktil perlu untuk kontraksi otot.

Otot Rangka dan Saraf

Kontraksi otot rangka dapat terjadi hanya jika otot pertama kali dirangsang oleh saraf. Jenis saraf yang

mempersarafi otot rangka adalah saraf motorik atau somatik (Gambar 9-3, A). saraf motorik datang dari

korda spinalis dan mensuplai beberapa serat otot pada perangsangan saraf. Daerah dimana saraf

motorik bertemu dengan otot disebut neuromuscular junction (NMJ)(Gambar 9-3, B).  Struktur di

dalam NMJ meliputi membran di ujung saraf, ruang yang ada antara ujung saraf dan membran otot, dan

tempat reseptor pada membran otot.

4Neuromuscular Junction

Apa yang terjadi di NMJ? Perangsangan saraf menyebabkan pengeluaran bahan-bahan kimia yang

berdifusi disepanjang NMJ dan merangsang membran otot. Empat langkah terlibat dalam transfer

informasi dari saraf ke otot di NMJ (lihat Gambar 9-3, B)

• Langkah 1: rangsangan dari saraf menyebabkan sinyal listrik, atau impuls saraf, bergerak

disepanjang saraf menuju ke ujung saraf. Tersimpan dalam ujung saraf yaitu vesikel, atau

kantung membranosa, yang terisi oleh bahan-bahan kimia yang disebut neurotransmiter.

Neurotransmiter pada neuromuscular junction adalah asetilkolin (ACh)

5• Langkah 2: impuls saraf menyebabkan vesikel bergerak ke depan dan menyatu dengan ujung

saraf. Ach dikeluarkan dari vesikel ke dalam rongga diantara ujung saraf dan membran otot.

• Langkah 3: ACh berdifusi disepanjang ruang dan berikatan dengan reseptor pada membran

otot.

• Langkah 4: ACh merangsang reseptor dan menyebabkan timbulnya sebuah sinyal listrik

disepanjang membran otot. ACh kemudian berdisosiasi, atau meninggalkan tempat berikatan

dan segera dihancurkan oleh sebuah enzim yang ditemukan dalam NMJ dekat membran otot.

Nama enzim tersebut adalah asetilkolinesterase. Tempat yang bebas ikatan tersebut kemduian

siap untuk ACh tambahan bila saraf dirangsang lagi.

Membran Otot yang Dirangsang

Apa yang terjadi pada sinyal listrik dalam membran otot? Dia berjalan disepanjang membran otot dan

merangsang serangkaian kejadian yang menyebabkan kontraksi otot (lihat Gambar 9-2, B). Secara

khusus, sinyal listrik berjalan disepanjang membran sel otot dan menembus ke dalam melalui tubulus T.

Sinyal listrik merangsang retikulum sarkoplasma untuk mengeluarkan kalsium. Kalsium membanjiri

sarkomer dan memungkinkan untuk interaksi antara aktin, miosin, dan ATP yang menghasilkan

kontraksi otot. Akhirnya, kalsium dipompa kembali ke dalam retikulum sarkoplasma, jauh dari aktin dan

miosin, menyebabkan relaksasi otot.

Respon dari Keseluruhan Otot

Hipotesis perselisihan filamen menjelaskan kontraksi dan relaksasi dari serat otot tunggal. Meskipun

demikian, otot secara keseluruhan terdiri dari ribuan serat-serat otot, respon kontraktil dari otot secara

keseluruhan berbeda dari serat otot tunggal pada beberapa hal.

Respon Parsial Versus All-or-Nothing

Serat otot tunggal berkontraksi pada respon all-or-nothing. Dengan kata lain, serat tunggal berkontraksi

secara maksimal (sekuat mungkin), atau dia tidak dapat berkontraksi sama sekali. Dia tidak pernah

berkontraksi secara parsial. Meskipun demikian, otot secara keseluruhan mampu berkontraksi secara

parsial; dia dapat berkontraksi secara lemah atau sangat kuat. Singkatnya, hanya sedikit tenaga yang

diperlukan untuk mengangkat pensil. Tenaga yang lebih besar diperlukan untuk mengangkat beban

seberat 45 kg.

Bagaimana otot secara keseluruhan dapat memiliki kekuatan kontraksi yang berbeda? Mengangkat

pensil yang memerlukan beberapa ratus serat otot saja. Serat-serat ini berkontraksi secara all-ornothing, tapi hanya beberapa serat yang berkontraksi. Meskipun demikian, mengangkat benda seberat

45 kg, memerlukan kontraksi dari ribuan serat, semuanya berkontraksi dengan cara all-or-nothing.

Kekuatan otot yang makin besar didapat dengan jalan menggunakan atau merekrut, serat-serat

tambahan. Proses ini disebut rekrutmen. Jadi kekuatan dari kontraksi otot rangka dapat bervariasi

berdasarkan pada rekrutmen serat-serat otot tambahan.

Twitch dan Tetanus

Beberapa istilah penting mendeskripsikan kontraksi otot secara keseluruhan. Mereka meliputi twitch

dan tetanus. Dari keduanya, tetanus yang paling penting.

6Twitch. Jika rangsangan tunggal diberikan pada sebuah otot, otot berkontraksi dan kemudian relaksasi

penuh. Respon otot tunggal ini disebut twitch. Twitch tidak berguna secara fisiologis. 

Tetanus. Jika otot dirangsang berulangkali, otot tidak memiliki waktu untuk relaksasi. Otot tetap

berkontraksi. Kontraksi otot yang terus menerus ini disebut tetanus. Kontraksi otot tetani mulus yang

berlangsung terus menerus. Mereka memainkan peran penting dalam mempertahankan postur tubuh.

Singkatnya, jika otot yang mempertahankan posisi tegak kita hanya berkontraksi secara singkat, kita

tidak akan dapat berdiri dan akan kejang-kejang di tanah. Karena otot mampu melakukan tetani, kita

dapat mempertahankan posisi tegak. Fatigue terjadi bila otot tidak diberi kesempatan untuk

beristirahat. (jangan samakan tetanus dalam tulisan ini dengan penyakit yang disebut tetanus)

Tonus Otot

Tonus otot, atau tonus, merujuk pada kondisi normal dan berkelanjutan dari kontraksi otot yang parsial.

Tonus terjadi karena kontraksi dari berbagai kelompok serat otot yang berbeda dalam sebuah otot

secara keseluruhan. Untuk mempertahankan tonus otot, sekelompok dari serat-serat otot berkontraksi.

Ketika serat-serat ini mulai relaksasi, kelompok otot kedua berkontraksi. Pola kontraksi dan relaksasi ini

berlangsung terus untuk mempertahankan tonus otot. Tonus otot memainkan sejumlah peran penting.

Singkatnya, tonus otot dari otot polos di pembuluh darah membantu mempertahankan tekanan darah.

Jika tonus otot menurun, orang mungkin mengalami penurunan tekanan darah yang mengancam

nyawa.

Sumber Energi untuk Kontraksi Otot

Kontraksi otot memerlukan suplai energi yang banyak (ATP). Ketika ATP dikonsumsi oleh otot yang

berkontraksi, dia diganti dengan tiga cara:

• Metabolisme aerobik: dengan keberadaan oksigen, bahan bakar seperti glikogen, glukosa dan

lemak dapat dihancurkan untuk membentuk energi

• Metabolisme anaerobik: tubuh dapat juga memetabolisme bahan bakar tanpa adanya oksigen.

Meskipun demikian, bila oksigen tidak ada, penghancuran bahan bakar secara penuh tidak

mungkin terjadi, dan asam laktat akan terbentuk. Akumulasi dari asam laktat mungkin

bertanggung jawab terhadap nyeri pada otot yang berhubungan dengan kerja keras.

• Metabolisme dari kreatinin fosfat: kreatinin fosfat mengandung energi yang dapat digunakan

tubuh untuk mengganti ATP secara cepat selama kontraksi otot. Sebagai bentuk penyimpanan

energi, kreatinin fosfat memastikan bahwa otot rangka dapat bekerja untuk waktu yang lama.

Menjelaskan Gerakan Otot: Origo dan Insersio

Istilah origo dan insersio merujuk pada tempat penempelan otot. Bila otot berkontrasi pada sendi, satu

tulang tetap tidak bergerak atau tetap. Origo dari otot menempel pada tulang yang tidak bergerak,

sedangkan insersio menempel pada tulang yang lebih bisa digerakkan. Singkatnya, origo dari biceps

brachii adalah scapula, sedangkan insersionya adalah radius. Pada kontraksi biceps brachii, radius

(insersio) ditarik ke arah scapula (origo).

7Penggerak Utama, Sinergis dan Antagonis

Meskipun sebagian besar gerakan diselesaikan melalui kerjasama dari sekelompok otot, satu otot

umumnya bertanggung jawab untuk sebagian besar gerakan. “Otot utama” disebut penggerak utama.

Yang membantu penggerak utama adalah “otot penolong” yang disebut sinergis. Sinergis bekerjasama

dengan otot-otot yang lain. Sebaliknya, antagonis adalah otot yang berlawanan aksinya dengan otot

yang lain. Singkatnya, kontraksi dari biceps brachii, penggerak utama, menarik lengan bawah ke bahu.

Triceps brachii (lengan atas bagian belakang) adalah antagonis. Dia melawan gerakan dari biceps brachii

dengan menarik lengan bawah menjauhi scapula (lihat Gambar 9-6)

Otot yang digunakan secara berlebihan dan yang kurang digunakan

Hipertrofi

Otot yang digunakan secara berlebihan akan bertambah besar ukurannya. Respon terhadap

penggunaan berlebihan ini disebut hipertrofi. Atlit secara sengaja menyebabkan otot mereka

mengalami hipertrofi. Atlit angkat berat memiliki otot yang lebih besar dibandingkan orang yang

kerjanya hanya menonton televisi.

Seperti otot rangka, otot jantung dapat juga mengalami hipertrofi. Hipertrofi jantung umumnya tidak

diinginkan dan biasanya mengindikasikan penyakit yang mendasarinya yang menyebabkan jantung

bekerja lebih berat. Singkatnya, hipertensi menyebabkan jantung memompa darah ke pembuluh darah

yang sangat resisten terhadap aliran darah. Kerja ekstra ini menyebabkan jantung membesar.

Atrofi

Jika otot tidak digunakan, mereka akan mengecil atau berkurang ukurannya. Seorang yang patah

kakinya saat kecelakaan tidak dapat menahan berat badan atau berolahraga dengan menggunakan kaki

tersebut selama beberapa bulan. Kurangnya olahraga tersebut menyebabkan otot kakinya mengalami

8atrofi. Bila menahan berat dan olahraga dapat dilakukan lagi, ukuran dan kekuatan otot akan kembali

pulih.

Kontraktur

Jika otot tidak digerakkan dalam waktu yang lama, dia dapat mengalami kontraktur. Kontraktur adalah

pembentukan jaringan fibrosa yang tidak normal dalam otot. Dia umumnya “membekukan” otot pada

posisi fleksi dan sangat membatasi gerakan sendi.

Penamaan Otot-otot Rangka

Nama-nama dari berbagai otot rangka umumnya didasarkan pada satu atau beberapa karakteristik

berikut ini: ukuran, bentuk, orientasi dari serat-serat, lokasi, jumlah origo, identifikasi dari origo dan

insersio, dan aksi otot.

Ukuran

Istilah ini mengindikasikan ukuran: vastus (sangat besar); maximus (besar); longus (panjang), minimus

(kecil); dan brevis (pendek). Contoh dari otot rangka meliputi vastus lateralis dan gluteus maximus.

Bentuk 

Berbagai bentuk dimasukkan dalam nama otot: deltoid (segitiga); latissimus (lebar); trapezius

(berbentuk trapezoid); rhomboideus (rhomboid); dan teres (bundar). Contohnya meliputi otot

trapezius, latissimus dorsi, dan teres mayor.

Arah dari serat-serat

Serat-serat diarahkan, atau diatur, dalam beberapa arah: rectus (lurus); oblikus (diagonal); transversus

(menyilang); dan sirkularis (sirkular). Contohnya meliputi rectus abdominis dan oblikus superior.

Lokasi

Nama-nama otot seringkali menggambarkan lokasi mereka dalam tubuh: pectoralis (dada); gluteus

(pantat); brachii (lengan); supra (atas); infra (bawah); sub (dibawah); dan lateralis (samping). Contohnya

meliputi biceps brachii, pectoralis mayor, dan gluteus maximus.

Jumlah origonya

Otot dapat dinamakan berdasarkan pada jumlah tempat dimana dia bersandar: biceps (2), triceps (3);

dan quadriceps (4). Contohnya meliputi biceps brachii, triceps brachii, dan quadriceps femoris.

Origo dan Insersio

Sebagian otot dinamakan berdasarkan tempat penempelan origo dan insersionya. Sebagai contoh,

sternocleidomastoideus memiliki origo pada sternum dan clavicula dan insersionya pada mastoid.

Informasi ini memungkinkan anda untuk menentukan fungsi dari otot. Sternocleidomastoideus

memfleksikan leher dan memutar kepala.

91011Aksi otot

Aksi dari otot dapat dimasukkan dalam nama. Singkatnya, otot abductor menggerakkan ekstremitas

menjauhi garis tengah tubuh, sedangkan adductor menggerakkan ekstremitas mendekati garis tengah.

Otot fleksor menyebabkan fleksi sedang otot ekstensor meluruskan ekstremitas. Otot levator

mengangkat sebuah struktur, dan otot masseter memungkinkan anda untuk mengunyah. Contohnya

meliputi adductor magnus, flexor digitorum, dan levator palpebrae superior.