PROSES KONTRAKSI OTOT DAN ENERGINYA

 

Timbul dan berakhirnya kontraksi otot terjadi dalam urutan sebagai berikut :

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

Mekanisme molekular kontraksi otot

Pada keadaan relaksasi ujung-ujung filamen aktin berasal dari dua lempeng saling tumpang tindih satu sama lainnya. Pada waktu yang bersamaan menjadi lebih dekat pada filament miosin, tumpang tindih satu sama lain secara meluas. Lempeng ini ditarik oleh filamen sampai ke ujung miosin.
Selama kontraksi kuat, filamen aktin dapat ditarik bersama-sama, begitu eratnya sehingga ujung filamen miosin melekuk. Kontraksi otot terjadi karena mekanisme pergeseran filamen.
Kekuatan mekanisme di bentuk oleh interaksi jembatan penyebrangan dari filamen miosin dengan filamin aktin. Bila sebuah potensial aksi berjalan ke seluruh membran serat otot akan menyebabkan reticulum sarkoplasmik melepaskan ion kalsium dalam jumlah besar yang dengan cepat menembus myofibril.

Dasar molekular kontraksi

Proses yang menimbulkan pemendekan unsur kontraktil di dalam otot merupakan peluncuran filament (serabut/benang halus) tipis di atas filament tebal, karena otot memendek maka filamen tipis dari ujung sarkomer (kontraktil dari myofibril) saling mendekat, saat pendekatan filamen ini tumpang tindih
Peluncuran salama kontraksi otot dihasilkan oleh pemutusan dan pembentukan kembali hubungan antara aktin (protein myofibril) dan miosin (protein globulin) menghasilkan gerakan selama kontraksi cepat. Sumber kontraksi cepat otot adalah ATP, hidrolisis ikatan antara gugusan fosfat. Senyawa ini berhubungan dengan pelepasan tenaga dalam jumlah besar sehingga ikatan ini dinamakan ikatan fosfat bertenaga tinggi.
Di dalam otot, hidrolisis ATP ke ADP dilakukan oleh pretein kontraktil miosin. Proses depolarisasi serabut otot yang memulai kontraksi dinamakan perangkaian eksitasi kontraksi. Potensial aksi dihantarkan ke semua fibril di dalam serabut melalui pelepasan Ca2+ dari sisterna terminalis. Gerakan ini membuka ikatan miosin hingga ATP di pecah dan timbul kontraksi.

  

ATP sebagai sumber energi untuk kontraksi

Bila sebuah otot berkontraksi, timbul satu kerja yang memerlukan energy. Sejumlah ATP di pecah membentuk ADP selama proses kontraksi. Selanjutnya semakin hebat kerja yang dilakukan semakin besar jumlah ATP yang dipecahkan.
Proses ini akan berlangsung terus-menerus sampai filamen aktin menarik membrane menyentuh ujung akhir filamen miosin atau sampai beban pada otot menjadi terlalu besar untuk terjadinya tarikan lebih lanjut.

Pembentukan energi pada kontraksi otot

Bila suatu otot berkontraksi melawan suatu beban dikatakan otot melakukan kerja. Hal ini berarti ada energi yang dipindahkan dari otot ke beban eksternal. Misalnya untuk mengangkat suatu objek ke tempat yang lebih tinggi atau untuk mengimbangi tahanan pada waktu melakukan gerak, dalam perhitungan
    W = L x D
    W = Hasil Kerja
    L = Beban
    D = Jarak gerakan terhadap beban

Energy yang dibutuhkan untuk melakukan kerja berasal dari reaksi kimia dalam sel otot selama kontraksi.

Jenis kontraksi

Kontraksi otot melibatkan pemendekan unsure otot kontraktil. Tetapi karena otot mempunyai unsur elastis dan kental dalam rangkaian dengan mekanisme kontraktil, maka kontraksi timbul tanpa suatu penurunan yang layak dalam panjang keseluruhan otot
Kontraksi yang demikian disebut isometrik (panjang ukuran sama). Kontraksi melawan beban tetap dengan pendekatan ujung otot dinamakan isotonic (tegangan sama).
Kontraksi otot yang kuat dan lama mengakibatkan kelelahan otot. Sebagian besar kelelahan akibat dari ketidakmampuan proses kontraksi dan metabolik serat otot untuk terus memberi hasil kerja yang sama dan akan menurun setelah aktivitas otot mengurangi kontraksi otot lebih lanjut. Hambatan aliran darah menuju ke otot yang sedang berkontraksi mengakibatkan kelelahan hampir sempurna karena kehilangan suplai makanan terutama kehilangan oksigen.