Kontraksi Otot dan Kram Otot sebagai Penyimpangannya

Kontraksi Otot dan Kram Otot sebagai Penyimpangannya

Kasus 8

Seorang anak laki-laki berusia 15 tahun tengah berlatih renanguntuk perlombaan. Tiba-tiba ia menjerit minta tolong. Seorang penjaga kolam renang datang dan segera menolong anak tersebut dan membawanya ke tepi kolam. Ternyata ia mengalami kejang pada betis kananya. Dengan sigap penjaga kolam memegang kaki si anak dan mendorong telapak kaki kanannya ke arah dorsal selama 2 menit.Pendahuluan

Tubuh manusia terdiri dari sekumpulan tulang untuk membentuk tubuh, mempertahankan postur tubuh, dan membantu tubuh untuk melakukan gerakan-gerakan. Tulang-tulang ini kemudian dibungkus otot yang melekat, yang dinamakan otot rangka. Otot rangka merupakan otot yang melekat dan mampu menggerakan tulang karena otot dapat memanjang (relaksasi) dan memendek (kontraksi). Hasil pergerakan otot, menyebabkan tulang-tulang yang menjadi tempat peleketan otot dapat digerakan.

Gerak apapun dapat dilakukan oleh tubuh dikarenakan kedua ujung otot melekat pada tulang-tulang sejati maupun tulang rawan. Kedua ujung otot melekat pada dua tulang yang berbeda. Kedua tulang tersebut dihubungkan melalui sendi. 1

Fungsi otot rangka atau yang biasa disebut sebagai otot skelet adalah mengontrol pergerakan, mempertahankan postur tubuh, dan menghasilkan panas. Eksitabilitas adalah kesanggupan sel untuk menerima dan merespon stimulus. Stimulus biasanya dihantarkan oleh neurotransmiter yang dikeluarkan oleh neuron dan respon yang di transmisikan dan dihsilkan oleh potensial aksi pada membran sel dari sel otot. Kontraktibilitas adalah kesanggupan sel untuk merespon stimulus dengan memendek secara paksa. Ekstensibilitas adalah kesanggupan sel untuk merespon stimulus dengan memperpanjang dan memperpendek serat otot saat relaksasi ketika berkontraksi dan memanjang ketika rileks. Elastisitas adalah kemampuan sel untuk menghasilkan waktu istirahat yang lama setelah memendek dan memanjang.1

Otot berkontraksi ketika ada rangsangan. Energi kontraksi berasal dari pemecahan ATP dan kalsium. Kontraksi otot yang berlebihan dan tidak berhenti dapat menyebabkan kram. Kram adalah suatu keadaan dimana terjadi kontraksi otot yang kuat tanpa dikehendaki. Keadaan ini dapat terjadi pada sesorang keitka tidur, kedinginan waktu berenang, atau melakukan olah raga tanpa pemanasan. 2

Dalam pembahasan, akan dibahas lebih lanjut mengenai mekanisme kerja otot, mekanisme kontraksi otot, dan mengenai otot tungkai bawah.

PembahasanOtot

Sistem muscular terdiri dari sejumlah besar otot yang bertanggung jawab atas gerakan tubuh. Otot-otot volunteer melekat pada tulang,tulang rawan, ligamen, kulit atau otot lain melalui struktur fibrosa yang di sebut tendon atau aponeurosis. Kebanyakan otot mempunyai tendon pada salah satu atau kedua ujungnya. Tendon terdiri dari jaringan fibrosa dan biasanya berbentuk seperti tali (cord) meskipun pada beberapa otot yang pipih tali tersebut digantikan oleh suatu lemabran fibrosa kuat yang di sebut aponeurosis. Jaringan fibrosa juga membentuk lapisan pelindung atau selubung otot, yang di kenal sebagai fasia. Bila satu otot menempel pada otot lain, serabut-serabut otot ini bisa saling memilin (interlace), perimisium otot yang satu bersatu dengan perimisium otot yang lain, atau keduanya bisa menggunakan tendon yang sama. Jenis hubungan yang ketiga terdapat pada otot-otot dinding abdomen, di mana seabut-serabut aponeurosis saling menyilang, membentuk linea alba, yang dapat terlihat sebagai cekungan dangkal di atas umbilicus.3Secara mikro jaringan otot dibagi atas 3, yaitu : otot rangka, otot jantung, dan otot polos.

Otot rangka

Dilekatkan ke tulang oleh tendon, bertanggung jawab atas pergerakan tubuh secara sadar. Otot rangka disebut juga otot lurik karena pengaturan filamennyayang tumpang tindih sehingga memberikan sel sel itu penampakan berlurik atau bergaris di bawah mikroskop.

Otot jantung

Membentuk dinding kontraktil pada jantung. Otot ini tampak lurik, seperti otot rangka, akan tetapi sel otot jantung bercabang dan ujung ujung sel tersebut dihubungkan dengan cakram berintekala, yang merelai sinyal dari satu sel ke sel lain dalam waktu satu denyutan jantung.

Otot polos

Otot ini tidak memiliki penampakan berlurik, ditemukan dalam dinding saluran pencernaan, kandung kemih, arteri, dan organ internal lainnya. Sel sel ini berbentuk gelendong. Otot polos bertanggung jawab atas aktivitas tubuh tidak sadar, seperti gerakan lambung atau penyempitan arteri.4,5Sedangkan secara makro, otot otot yang melapisi tungkai bawah, yaitu

Pada bagian otot-otot ventral :

- M. tibialis anterior

- M. extensor digitorum longus

- M. peronaeus tertius

- M. extensor hallucis longus

Pada bagian otot-otot dorsal :

Lapis dangkal : - M.gastrocnemius

- M. soleus

- M. plantaris

Lapis dalam : - M. popliteus

- M. flexor digitorum longus

- M. flexor hallucis longus

- M. tibialis posterior Pada bagian otot-otot lateral :

- M. peroneus longus

- M. peroneus brevis.5Mekanisme Kerja Otot

Bila suatu otot berkontraksi, salah satu ujungnya biasanya diam sedangkan ujung lainnya bergerak kearah ujung yang diam tersebut. Ujung yang diam disebut origo, sedangkan yang bergerak disebut insersi.3 Otot hanya bekerja melalui kegiatan kontraksi dan kegiatan menarik.6 Otot tidak bisa mendorong, meskipun bisa berkontraksi tanpa memendek sehingga mempertahankan sendi diam pada posisi tertentu. Bila kontraksi hilang, otot menjadi lunak, tetapi tidak memanjang sampai ia tereggang oleh kontraksi otot yang berlawanan kerjanya(otot antagonis).6Mekanisme Kontraksi Otot Somatik

Gambar 2(Sumber: google.com/image/mekanisme kontraksi otot)Pada saat ada rangsangan yang diterima di dendrit, rangsangan tersebut diteruskan dalam bentuk neurotransmitter sepanjang akson ke ujung saraf dan disimpan di dalam ventrikel. Dalam hal ini, neurotransmitter yang dimaksud berupa asetilkolin. Pada saat rangsangan sampai di ujung saraf, akson neuron motorik akan membebaskan asetilkolin sehingga asetilkolin akan berikatan dengan reseptor/saluran di motor end-plate.6

Sebagai respons dari pengikatan asetilkolin dengan reseptor maka terbentuk potensial aksi yang kemudian disalurkan ke seluruh membran permukaan dan turun ke tubulus T sel otot.3 Potensial aksi di tubulus T memicu pelepasan Ca2+ dari retikulum sarkoplasma.6

Ca2+ yang dilepaskan kemudian akan berikatan dengan troponin yang biasa disebut dengan troponin C. Setelah itu, troponin C akan berikatan dengan tropomiosin dan aktin yang kemudian akan berikatan dengan kepala miosin yang mengandung ATP. Karena adanya saling tarik menarik antara aktin dan miosin, maka menyebabkan terjadi sliding atau kontraksi. ATP lalu akan pecah menjadi ADP + P + energi. Kepala miosin lalu lepas, terjadi relaksasi dan aktin yang telah berikatan dengan troponin C dan tropomiosin akan berikatan lagi dengan kepala misosin lain yang masih mempunyai ATP.

Jika sudah tidak ada potensial aksi lokal, maka Ca2+ akan secara aktif diserap kembali oleh retikulum sarkoplasma.6 Dengan Ca2+ tidak lagi terikat ke troponin, tropomiosin bergeser kembali ke posisinya menutupi tempat pengikatan aktin; kontraksi berakhir dan aktin secara pasif bergeser kembali ke posisi istirahatnya semula.6Mekanisme kontraksi otot

Mekanisme kontraksi otot manusia bekerja sebagai berikut: Stimulus datang dan dihantarkan melalui neuron motorik

Pelepasan transmiter asetilkolin ke end-plate motorik Peningkatan asetil kolin oleh reseptor asetilkolin nikonitik

Peningkatan konduktans Na+ dan K+ di membran end-plate

Terbentuknya potensial end-plate

Tercetusnya potensial aksi di serat-serat otot

Penyebaran depolarisasi ke dalam tubulus T

Pelepasan Ca2+ dari sistem terminal retikulum sarkoplasmik dan difusi Ca2+ ke filamen tebal dan filamen tipis

Pengikatan Ca2+ oleh troponin C membuka tempat pengikatan miosin di molekul aktin

Pembentukan ikatan silang antara aktin dan miosin dan pergeseran filamen tipis pada filamen tebal, menghasilkan pemendekan.

Kontraksi otot yang terjadi menghasilkan panas pada tubuh sehingga menjaga suhu tubuh.7

Sedangkan proses relaksasi pada otot manusia adalah sebagai berikut: 7 Ca2+ dipompakan kembali ke dalam retikulum sarkoplasmik

Lepasnya Ca2+ dari troponin

Terhentinya interaksi antara aktin dan miosin

Faktor yang mempengaruhi kejang/ kram pada otot

Kram merupakan keadaan dimana otot yang terdapat pada ekstremitas inferior mengalami kontraksi secara terus-menerus. Selain itu, kram pada kaki dapat terjadi karena adanya proses perubahan metabolisme yang dapat merubah keseimbangan asam-basa, cairan tubuh, dan darah. Selain disebabkan karena adanya proses perubahan metabolisme, kram dapat disebabkan karena ATP atau energi yang terdapat pada sel menurun atau berkurang cukup banyak. Sehingga ikatan antara bagian aktif aktin dengan kepala jembatan penyebrangan yang terdapat pada miosin tidak dapat terlepas sehingga tidak terjadi proses relaksasi.8Pembuluh darah yang berperan penting dalam proses pertukaran darah dalam tubuh apabila aliran darahnya terganggu maka akan menyebabkan gangguan pada daerah ekstremitas inferior. Pembuluh darah berperan sebagai perantara di dalam tubuh. Apabila metabolisme tubuh yang kurang akan menyebabkan asam laktat tidak secara sempurna diolah kembali sehingga menyebabkan penumpukkan pada aliran darah yang mengalir melalui pembuluh darah. Hal tersebut menyebabkan timbulnya kontraksi secara terus-menerus karena aliran darah yang membawa O2 dan CO2 terhambat oleh asam laktat. Selain karena metabolisme ternganggu, pembuluh darah dapat dihambat karena kelelahan, dehidrasi, atau kekurangan cairan elektrolit terutama kalium dan natrium.8Kram kaki adalah nyeri akibat spasme otot di kaki yang timbul karena otot berkontraksi terlalu keras. Kram adalah kontrasi tiba- tiba singkat yang sakit sekali pada otot atau kelompok otot. Daerah yang paling sering kram adalah otot betis di bawah dan belakang lutut. Nyeri kram dapat berlangsung beberapa detik hingga menit dengan keparahan bervariasi.9Penyebab:

1. Biasanya terjadi setelah olahraga berat. Kemungkinan terjadi disebabkan oleh tidak tercukupinya aliran darah melalui otot.2. Olahraga yang tidak biasa dilakukan atau tanpa pemanasan yang memadai.10Sumber energi kontraksi otot

Kontraksi otot bergantung pada energi yang disediakan oleh ATP. Sebagaian besar energi ini dibutuhkan untuk menjalankan walk along mechanism ketika jembatan silang menarik filamen filamen aktin, tetapi sejumalah kecil energi dibutuhkan untuk (1) memompa ion kalsium dari sarkoplasma ke dalam retikulum sarkoplasma setelah kontraksi berakhir, dan (2) memompa ion ion natrium dan kalium melalui membran serabut otot untuk mempertahankan lingkungan ionik yang cocok untuk pembentukan potensial aksi serabut otot.10Sumber energi pertama yang digunakan untuk menyusun kembali ATP adalah substansi kreatin fosfat, yang membawa ikatan fosfat berenergi tinggi yang serupa dengan ikatan ATP. Kombinasi energi dari ATP cadangan dan kreatin fosfat di dalam otot ini dapat menimbulkan kontraksi otot maksimal hanya untuk 5 sampai 8 detik.10Sumber energi penting kedua, yang digunakan untuk menyusun kembali kreatin fosfat dan ATP adalah glikolisis dari glikogen yang sebelumnya tersimpan dalam sel otot. Makan penting dari mekanisme glikolisis ini ada dua. Pertama, reaksi glikolisis ini dapat terjadi bahkan bila tidak ada oksigen, sehingga kontraksi otot dapat dipertahankan untuk berdetik detik dan kadang sampai lebih dari satu menit, bahkan bila oksigen yang dihantarkan lewat darah tidak tersedia. Kedua, kecepatan pembentukkan ATP oleh proses glikolisis kira kira 2,5 kali kecepatan pembentukkan ATP sebagai tanggapan dari zat makanan sel yang bereaksi dengan oksigen. Namun, begitu banyak produk akhir dari glikolisis akan berkumpul dalam sel otot sehingga glikolisis juga kehilangan kemampuannya untuk mempertahankan kontraksi otot maksimum setelah sekitar 1 menit.10Sumber energi ketiga adalah metabolisme oksidatif. Hal ini berarti mengkombinasikan oksigen dengan produk akhir glikolisis dan berbagai zat makanan sel untuk membebaskan ATP. Lebih dari 95% energi yang digunakan oleh otot untuk kontraksi jangka panjang yang berkesinambungan berasal dari sumber ini. Zat makanan yang dikonsumsi adalah karbohidrat, lemak dan protein. Untuk aktivitas otot maksimal yang berlangsung sangat lama lebih dari berjam jam proporsi energi yang terbesar berasal dari lemak, tetapi untuk periode kontraksi selama 2 sampai 4 jam, separuh dari energinya dapat berasal dari karbohidrat.10

Gambar 3(Sumber: google.com/image/mekanisme kontraksi otot)

KesimpulanManusia mempunyai otot sebagai alat bantu geraknya yang berfungsi untuk mempertahankan postur tubuh, alat bantu gerak dan menghasilkan panas. Otot yang berfungsi sebagai alat gerak tubuh adalah otot rangka. Otot rangka melekat pada permukaan tulang tubuh. Otot mempunyai gerak kontraksi (memendek) dan relaksasi (memanjang). Dalam berkontraksi otot, akan terjadi ikatan aktin-miosin. Ketika berlelaksasi ikatan aktin-miosin akan lepas.Kram otot dapat terjadi karena kurangnya pemanasan.

Daftar Pustaka1. Suratun, Heryati, Manurung S., Kaenah E. Klien gangguan sistem muskuloskeletal. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2008.h.13-20

2. Wibowo D.S., Anaatomi tubuh manusia. Jakarta: Grasindo; 2005.h.44

3. Watson R. Anatomi & Fisiologi untuk Perawat. Edisi ke-10. Jakarta: Peberbit Buku Kedokteran EGC; 2002. h.194.

4. Reece JB, Mitchell GL. Campbell. Jakarta: Penerbit Erlangga; 2004. h.9.

5. Solane E. Anatomi dan Fisiologi untuk Pemula. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2004. h.92-6.6. Sherwood L. Fisiologi manusia. Jakarta: EGC, 2011. h. 276-323.7. Ganong W.F. fisiologi kedokteran. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2003.h.67-88. Murray Robert K, Granner Daryl K, Rodwell Victor W. Biokimia harper. Edisi 27. Jakarta: Buku Kedokteran EGC ;2009.h.582-90.

9. Sudoyo AW, Setiyohadi B, Alwi I, Simardibrata MK, Setiati S. Buku ajar ilmu penyakit dalam. Edisi ke -5. Jakarta: Interna Publishing; 2009. h 2629.

10. Guyton CA, Hall EJ. Fisiologi Kedokteran. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC; 2006. h.81-4.PAGE 3