Otot adalah jaringan yang berfungsi sebagai alat gerak aktif yang menggerakkan tulang atau organ dalam tubuh. Otot dapat melakukan kontraksi dan relaksasi dengan menggunakan energi kimia yang berasal dari ATP (adenosin trifosfat). Energi ini dihasilkan dari proses metabolisme yang melibatkan oksigen dan nutrisi. Dalam artikel ini, kita akan membahas tentang jenis-jenis otot, mekanisme kontraksi otot, sumber energi otot, dan pengaruh olahraga terhadap otot.
Jenis-Jenis Otot
Berdasarkan histologi dan lokasi, otot dapat diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu:
- Otot lurik. Otot ini memiliki desain yang efektif untuk pergerakan yang spontan dan membutuhkan tenaga besar. Otot ini mudah lelah, yang disebabkan oleh penumpukan asam laktat pada sel-selnya. Pergerakan otot lurik berasal dari sinyal motorik yang berasal dari otak dan bersifat sadar (bukan refleks). Otot ini terdapat pada hampir keseluruhan tubuh bagian luar manusia dan hewan. Otot lurik memiliki serabut otot yang panjang, silindris, dan berlurik-lurik. Setiap serabut otot memiliki banyak nukleus yang terletak di tepi sel12
- Otot polos. Otot ini ditemukan dalam organ pencernaan dan pembuluh darah, bekerja dengan pengaturan dari sistem saraf tak sadar atau saraf otonom. Otot polos dibentuk oleh sel-sel otot yang terbentuk dari gelendong dengan kedua ujung meruncing, serta mempunyai satu inti tunggal. Otot polos dapat berkontraksi secara lambat dan berkelanjutan tanpa mudah lelah12
- Otot jantung. Otot ini bekerja khusus untuk memompa darah pada jantung. Otot ini adalah jaringan otot yang sanggup berkontraksi secara terus-menerus tanpa henti. Pergerakannya tidak dipengaruhi sinyal saraf pusat. Otot jantung dapat dipengaruhi oleh interaksi saraf simpatetik atau parasimpatetik yang memperlambat atau mempercepat laju denyut jantung, tetapi tidak dapat mengontrolnya secara sadar. Otot jantung memiliki bentuk yang hampir sama dengan otot lurik, yaitu mempunyai lurik-lurik, tetapi bedanya dengan otot lurik yaitu bahwa otot jantung memiliki satu atau dua nukleus yang terletak di tengah/tepi sel. Dan otot jantung adalah satu-satunya otot yang memiliki percabangan yang disebut diskus interkalaris12
Mekanisme Kontraksi Otot
Kontraksi otot adalah proses pemendekan atau penegangan pada otot akibat interaksi antara filamen aktin dan miosin yang ada dalam serabut otot. Kontraksi otot dipicu oleh sinyal otak yang dikirim melalui saraf motorik ke ujung saraf motorik pada serabut otot. Di sana, neurotransmiter asetilkolin dilepaskan dan mengikat reseptor asetilkolin pada membran serabut otot (sarcolemma). Ini menyebabkan impuls listrik yang merambat sepanjang sarcolemma dan masuk ke dalam tubulus T (tubulus transversus) yang merupakan saluran kecil yang menembus serabut otot.
Impuls listrik ini kemudian merangsang pelepasan kalsium dari retikulum sarkoplasma (RS) yang merupakan tempat penyimpanan kalsium dalam serabut otot. Kalsium kemudian mengalir ke dalam sarkoplasma (sitoplasma serabut otot) dan mengikat protein troponin yang ada pada filamen aktin. Ini menyebabkan pergeseran protein tropomiosin yang menutupi situs aktif aktin, sehingga situs aktif aktin terbuka dan siap berikatan dengan kepala miosin yang ada pada filamen miosin.
Kepala miosin yang telah teraktivasi oleh ATP (adenosin trifosfat) kemudian berikatan dengan situs aktif aktin, membentuk jembatan lintas (cross bridge). Kepala miosin kemudian bergerak ke arah tengah sarkomer (unit kontraktil otot) dengan membawa filamen aktin bersamanya. Ini disebut sebagai gerakan dayung (power stroke). Gerakan ini menghasilkan pemendekan atau kontraksi pada sarkomer dan otot secara keseluruhan.
Untuk melepaskan ikatan antara kepala miosin dan situs aktif aktin, diperlukan ATP baru yang mengikat kepala miosin. Ini menyebabkan kepala miosin melepaskan diri dari situs aktif aktin dan kembali ke posisi semula. Ini disebut sebagai gerakan pemulihan (recovery stroke). Siklus ini akan terus berulang selama ada kalsium dan ATP yang tersedia34
Sumber Energi Otot
Otot membutuhkan energi untuk melakukan kontraksi dan relaksasi. Energi ini berasal dari ATP (adenosin trifosfat) yang merupakan molekul penyimpan energi dalam sel. ATP terdiri dari adenin, ribosa, dan tiga gugus fosfat yang terikat secara kovalen. Energi disimpan dalam ikatan antara gugus fosfat tersebut. Saat otot membutuhkan energi, ikatan antara gugus fosfat terakhir diputuskan dengan bantuan enzim ATPase, sehingga melepaskan energi dan menghasilkan ADP (adenosin difosfat) dan fosfat.
Namun, jumlah ATP yang tersedia dalam otot sangat terbatas, hanya cukup untuk beberapa detik kontraksi. Oleh karena itu, otot harus terus-menerus mensintesis ATP baru dari sumber-sumber lain. Ada tiga sumber utama untuk mensintesis ATP dalam otot, yaitu:
- Fosfokreatin. Fosfokreatin adalah molekul yang mirip dengan ATP, tetapi memiliki satu gugus fosfat saja. Fosfokreatin disintesis dari kreatin dan fosfat dalam hati dan disimpan dalam otot. Saat otot membutuhkan energi, fosfokreatin dapat dengan cepat menyumbangkan gugus fosfatnya kepada ADP untuk membentuk ATP dengan bantuan enzim kreatin kinase. Proses ini tidak membutuhkan oksigen dan dapat berlangsung selama sekitar 10 detik kontraksi.
- Glikolisis anaerobik. Glikolisis anaerobik adalah proses pemecahan glukosa menjadi dua molekul piruvat tanpa melibatkan oksigen. Glukosa dapat berasal dari glikogen yang disimpan dalam otot atau dari darah. Proses ini menghasilkan dua molekul ATP dan dua molekul NADH per molekul glukosa. Namun, karena tidak ada oksigen, NADH tidak dapat masuk ke dalam rantai transpor elektron untuk menghasilkan lebih banyak ATP. Oleh karena itu, NADH harus dikembalikan ke bentuk NAD+ dengan cara mengubah piruvat menjadi asam laktat dengan bantuan enzim laktat dehidrogenase. Asam laktat kemudian dilepaskan ke dalam darah dan diangkut ke hati untuk diubah kembali menjadi glukosa atau glikogen. Proses ini dapat berlangsung selama sekitar 1-3 menit kontraksi.
- Respirasi aerobik. Respirasi aerobik adalah proses pembentukan energi dengan menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron akhir. Proses ini melibatkan tiga tahap utama, yaitu: dekarboksilasi oksidatif piruvat, siklus asam sitrat (siklus Krebs), dan rantai transpor elektron. Piruvat yang dihasilkan dari glikolisis anaerobik dapat masuk ke dalam mitokondria dan diubah menjadi asetil-KoA dengan melepaskan karbon dioksida dan menghasilkan satu molekul NADH per molekul piruvat. Asetil-KoA kemudian masuk ke dalam siklus asam sitrat, di mana ia mengalami serangkaian reaksi yang menghasilkan dua molekul karbon dioksida, satu molekul ATP, tiga molekul NADH, dan satu molekul FADH2 per molekul asetil-KoA. NADH dan FADH2 kemudian masuk ke dalam rantai transpor elektron, di mana mereka menyumbangkan elektron mereka kepada molekul-molekul pembawa elektron yang terdapat pada membran mitokondria. Elektron-elektron ini kemudian bergerak dari satu pembawa ke pembawa lain dengan melepaskan energi yang digunakan untuk memompa proton (H+) dari matriks mitokondria ke ruang antar membran. Proton-proton ini kemudian kembali ke matriks melalui enzim ATP sintase, yang menggunakan energi proton untuk mensintesis ATP dari ADP dan fosfat. Di akhir rantai transpor elektron, elektron-elektron tersebut bergabung dengan oksigen dan proton untuk membentuk air. Proses ini menghasilkan sekitar 32-34 molekul ATP per molekul glukosa. Respirasi aerobik dapat berlangsung selama ada oksigen dan nutrisi yang tersedia.
Pengaruh Olahraga Terhadap Otot
Olahraga adalah aktivitas fisik yang dilakukan secara teratur untuk meningkatkan kesehatan dan kebugaran tubuh. Olahraga dapat memberikan berbagai manfaat bagi otot, antara lain:
- Meningkatkan massa otot. Olahraga yang melibatkan kontraksi otot secara intensif, seperti angkat beban atau lari cepat, dapat merangsang pertumbuhan dan pembesaran serabut otot lurik (hipertrofi). Hal ini disebabkan oleh adanya mikrotrauma atau kerusakan pada serabut otot akibat beban yang diberikan. Kerusakan ini kemudian diperbaiki oleh sel-sel satelit yang berdiferensiasi menjadi sel-sel otot baru dan menyatu dengan serabut otot yang rusak. Selain itu, olahraga juga dapat meningkatkan sintesis protein otot dan hormon anabolik, seperti testosteron dan insulin-like growth factor (IGF), yang mendukung pertumbuhan otot.
- Meningkatkan daya tahan otot. Olahraga yang melibatkan kontraksi otot secara berkelanjutan dengan intensitas rendah sampai sedang, seperti bersepeda atau berenang, dapat meningkatkan daya tahan otot terhadap kelelahan. Hal ini disebabkan oleh adanya peningkatan jumlah mitokondria, kapiler darah, mioglobin, enzim glikolisis, dan enzim respirasi aerobik dalam serabut otot lurik tipe I (serabut merah) yang memiliki kapasitas oksidatif tinggi. Selain itu, olahraga juga dapat meningkatkan efisiensi penggunaan oksigen dan nutrisi oleh otot.
- Meningkatkan fleksibilitas otot. Olahraga yang melibatkan peregangan otot secara teratur, seperti yoga atau pilates, dapat meningkatkan fleksibilitas atau kemampuan gerak pada sendi-sendi tubuh. Hal ini disebabkan oleh adanya peningkatan elastisitas pada jaringan ikat yang mengelilingi otot (fasia), tendon, dan ligamen. Selain itu, olahraga juga dapat meningkatkan sirkulasi darah dan nutrisi ke otot, serta mengurangi nyeri dan kaku otot.
