FISIOLOGI KONTRAKSI OTOTOtot adalah spesialis kontraksi pada tubuh. Otot rangka melekat ke tulang. Kontraksi otot rangka menyebabkan tulang tempat otot tersebut melekat bergerak, yang memungkinkan tubuh melaksanakan berbagai aktivitas motorik. Otot rangka adalah organ peka-rangsang yang dipersarafi oleh saraf motorik somatik dalam kesatuan yang disebut unit motorik (motor unit). Sebuah sel otot rangka dikenal sebagai serat otot. Ciri struktural yang paling menonjol adalah adanya banyaknya miofibril, miofibril terdiri dari filamen tebal yang susunannya khusus dari protein myosin dan filamen tipis yang dibentuk oleh protein aktin. Dibawah mikroskop cahaya, sebuah miofibril memperlihatkan pita-pita gelap (pita A) dan terang (pita I). Pita A terdiri dari tumpukan filamen tebal bersama dengan bagian dari filamen tipis yang tumpang tindih di kedua ujung filamen tebal. Filamen tebal hanya ditemukan di pita A dan terentang di seluruh lebarnya. Daerah yang lebih terang di dalam bagian tengah pita A, tempat filamen-filamen tipis tidak bertemu dikenal sebagai Zona H. Pita I terdiri dari bagian filamen tipis sisanya yang tidak menonjol ke pita A. Dibagian tengah setiap pita I yang memadat terlihat sebuah garis Z vertical. Daerah antara dua garis Z disebut sarkomer, yang merupakan unit fungsional otot rangka. Molekul miosin adalah suatu protein yang terdiri daru dua subunit identik, yang masing-masing berbentuk seperti tongkat (stick) golf. Ujungujung ekor protein jalin-menjalin satu sama lain, dengan dua kepala globular menonjol di salah satu ujung. Kepala-kepala ini membentuk jembatan silang antara filamen tebal dan tipis. Setiap jembatan silang memiliki dua tempat penting untuk proses kontraktil : tempat pengikatan aktin dan tempat ATPase miosin.Filamen tipis terdiri dari tiga protein : aktin, troponin, dan tropomiosin. Molekul aktin merupakan struktur utama pada filamen tipis, setiap molekul aktin memiliki tempat pengikatan khusus untuk melekat dengan jembatan silang myosin. Molekul tropomiosin adalah protein berbentuk seperti benang yang terletak disepanjang sisi alur spiral aktin bersambungan ujung ke ujung. Dalam posisi ini molekul ini menutupi bagian-bagian aktin yang akan berikatan dengan jembatan silang. Troponin adalah suatu kompleks protein yang terdiri dari tiga jenis unit polipeptida: satu yang mengikat tropomiosin, satu mengikat aktin, dan satu berikatan dengan Ca++. Proses yang mendasari pemendekan elemen-elemen kontraktil di otot adalah pergeseran filamen-filamen tipis pada filamen-filamen tebal. Lebar pita A tetap, sedangkan garis-garis Z bergerak saling mendekat ketika otot berkontraksi dan saling menjauh bila otot diregang.Mekanisme Kontraksi Otot1. Asetilkolin yang dikeluarkan dari ujung terminal neuron motorik mengawali potensial aksi di sel otot yang merambat ke seluruh permukaan membran.2. Aktivitas listrik permukaan dibawa ke bagian tengah (sentral) serat otot oleh tubulus T3. Penyebaran potensial aksi ke tubulus T mencetuskan pekepasan simpanan Ca++ dari kantung-kantung lateral retikulum sarkoplasma di dekat tubulus4. Ca++ yang dilepaskan berikatan dengan troponin dan mengubah bentuknya, sehingga kompleks troponin-tropomiosin secara fisik tergeser ke samping, membuka tempat pengikatan jembatan silang aktin5. Bagian aktin yang telah terpajan tersebut berikatan dengan jembatan silang miosin, yang sebelumnya telah mendapat energi dari penguraian ATP menjadi ADP + Pi + energi oleh ATPase miosin di jembatan silang.6. Pengikatan aktin dan miosin di jembatan silang menyebabkan jembatan silang menekuk, menghasilkan suatu gerakan mengayun kuat yang menarik filamen tipis ke arah dalam. Pergeseran ke arah dalam dari semua filamen tipis yang mengelilingi filamen tebal memperpendek sarkomer (yaitu kontraksi otot).7. Selama gerakan mengayun yang kuat tersebut, ADP dan Pi dibebaskan dari jembatan silang8. Perlekatan sebuah molekul ATP baru memungkinkan terlepasnya jembatan silang, yang mengembalikan bentuknya ke konformasi semula. 9. Penguraian molekul ATP yang baru oleh ATPase miosin kembali memberikan energi bagi jembatan silang.

Apabila Ca++ masih ada sehingga kompleks troponin-tropomiosin tetap tergeser ke samping, jembatan silang kembali menjalani siklus pengikatan dan penekukan, menarik filamen tipis selanjutnya. Apabila tidak lagi terdapat potensial aksi lokal dan Ca++ secara aktif telah kembali ke tempat penyimpanannya di kantung lateral retikulum sarkoplasma, kompleks troponin-tropomiosin bergeser kembali ke posisinya menutupi tempat pengikatan jembatan silang aktin, sehingga aktin dan miosin tidak lagi berikatan di jembatan silang, dan filamen tipis bergeser kembali ke posisi istirahat seiring dengan terjadinya proses relaksasi.

Dua Jenis Utama Kontraksi : Isotonik dan IsometrikAktivitas jembatan silang menghasilkan ketegangan di dalam sarkomer, dinamakan komponen kontraksi otot. Ketegangan yang dihasilkan oleh unsure-unsur kontraksi harus disalurkan ke tulang melalui jaringan ikat dan tendon sebelum tulan dapat digerakkan. Jaringan ikat, serta komponen lain otot, misalnya retikulum sarkoplasma memperlihatkan tingkat elastisitas pasif tertentu, jaringan nonkontraktil ini disebut komponen rangkaian elastik otot. Komponen ini berfungsi seperti pegas yang dapat diregangkan yang terletak di antara unsure-unsur penghasil ketegangan internal dan tulang yang akan digerakkan melawan suatu beban ekstrenal.Biasanya otot melekat paling sedikit ke dua tulang yang berlainan yang melintasi sebuah sendi melalui tendon yang berjalan dari kedua ujung otot. Sewaktu otot memendek selama konstraksi, posisi sendi berubah karena salah satu tulang bergerak terhadap tulang yang lain. ( contoh : fleksi sendi siku oleh kontraksi otot biseps dan ekstensi siku oleh konraksi bisep). Ujung otot yang melekat kebagian kerangka yang lebih diam disebut origo, sedangkan ujung yang melekat bagian kerangka yang bergerak disebut insersi.Tidak semua kontraksi otot menyebabkan pemendekan otot dan pergerakan tulang. Agar otot memendek selama kontraksi, ketegangan yang terbentuk di otot harus melebihi gaya-gaya yang melawan pergerakan tulang tempat insersi otot tersebut. Terdapat dua jenis utama kontraksi, bergantung pada apakah terjadi perubahan panjang otot selama kontraksi. Pada kontraksi isotonik ketegangan otot tetap konstan ketika panjang otot berubah. Pada kontraksi isometrik otot dicegah untuk memendek, sehingga terjadi pembentukan ketegangan pada panjang otot yang konstan. Pada kontraksi isotonik dan isometrik terjadi proses-proses internal yang sama : proses kontraktil yang menghasilkan ketegangan diaktifkan oleh eksitasi otot; jembatan silang mulai melakukan siklusnya; pergeseran filamen yang memperpendek sarkomer; meregangkan komponen rangkaian elastik untuk menimbulkan gaya di tulang tempat insersi otot. Kontraksi isotonik digunakan untuk menggerakan tubuh dan untuk melakukan kerja dengan menggerakan benda-benda eksternal. Kontraksi isometrik selain dikarenakan beban yang terlalu besar, bisa juga terjadi apabila ketegangan yang terbentuk di otot sengaja dibuat lebih kecil dari yang diperlukan untuk menggerakkan badan. Dalam hal ini, tujuannya adalah untuk menahan otot pada panjang tertentu walaupun otot mampu menciptakan ketegangan yang lebih besar. Kontraksi isometrik submaksimum ini penting untuk mempertahankan postur tubuh (misalnya menjaga tungkai tetap kaku sementara berdiri) dan untuk menunjang benda pada posisi tertentu. Selama suatu gerakan, otot dapat berpindah-pindah antara kontraksi isotonik dan isometrik. Sebenarnya terdapat dua jenis kontraksi isotonik, yaitu : konsentrik dan eksentrik. Pada keduanya otot tetap mengalami perubahan panjang pada ketegangan tetap. Namun pada kontraksi konsentrik otot memendek, sedangkan konsentrasi eksentrik otot memanjang. Pada konsentrasi eksentrik aktivitas kontraktil melawan peregangan. Contohnya menurunkan sebuah beban ke tanah. Selama tindakan ini, serat-serat otot bisep memanjangtetapi tetap berkontraksi melawan peregangan. Ketegangan ini menahan berat benda.

Sherwood, Lauralee. Fisiologi Manusia dari Sel ke Sistem; fisiologi otot. Ed. 2. Jakarta: EGC; 2001: 213-232Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Artur C. Guyton, Jhon E. Hall. Kontraksi otot rangka. Ed. 11. Jakarta; EGC 2007. 76-83