Jaringan otot tersusun atas sel-sel otot yang fungsinya menggerakkan organ-organ tubuh. Kemampuan tersebut disebabkan karena jaringan otot mampu berkontraksi. Kontraksi otot dapat berlangsung karena molekul-molekul protein yang membangun sel otot dapat memanjang dan memendek

Gambar  jenis-jenis Otot

Jenis-Jenis Otot

Jaringan Otot Polos

  • Jaringan otot polos mempunyai serabut-serabut (fibril) yang homogen sehingga bila diamati di bawah mikroskop tampak polos atau tidak bergaris-garis.
  • Otot polos berkontraksi secara refleks dan di bawah
    pengaruh saraf otonom.
  • Bila otot polos dirangsang, reaksinya lambat.
  • Otot polos terdapat pada saluran pencernaan, dinding pembuluh darah, saluran pernafasan.

Jaringan Otot Jantung/Miokardium

  • Jaringan otot ini hanya terdapat pada lapisan tengah dinding jantung.
  • Strukturnya menyerupai otot lurik, meskipun begitu kontraksi otot jantung secara refleks serta reaksi terhadap rangsang lambat.
  • Fungsi otot jantung adalah untuk memompa darah ke luar jantung

Jaringan Otot Lurik

  • Nama lainnya adalah jaringan otot kerangka karena sebagian besar jenis otot ini melekat pada kerangka tubule.
  • Kontraksinya menurut kehendak kita dan di bawah pengaruh saraf sadar.
  • Dinamakan otot lurik karena bila dilihat di bawah mikroskop tampak adanya garis gelap dan terang berselang-seling melintang di sepanjang serabut otot. Oleh sebab itu nama lain dari otot lurik adalah otot bergaris melintang.
  • Kontraksi otot lurik berlangsung cepat bila menerima rangsangan, berkontraksi sesuai dengan kehendak dan di bawah pengaruh saraf sadar.
  • Fungsi otot lurik untuk menggerakkan tulang dan melindungi kerangka dari benturan keras.

Miofibril

-        Sub unit dari masing-masing serat otot

-        Sebuah sel otot dibentuk dari banyak miofibril

Miofilamen

-        unit fungsional sel otot

-        Sub unit dari miofibril

-        Terdiri atas protein-protein kontraktil yang tebal dan tipis

Gambar Myofibril

Sarkomer

  • Miofilamen yang berkelompok bersama kedalam suatu pola berulang
  • Setiap sarkomer mengandung filamen tebal dan tipis
  • Filamen tebal terletak didaerah central sarkomer yang terdiri dari ratusan salinan protein kontraktil miosin
  • Filamen tipis melekat pada bagian tepi sarkomer yang terdiri atas tropomiosin, troponin, dan aktin
  • Daerah sarkomer yang hanya terdiri filamen tebal disebut zona H, bila hanya terdapat filamen tipis disebut zone I. pita A adalah tempat filamen tebal dan tipis saling tumpang tindih. Sedangkan garis Z adalah tepi sarkomer tempat aktin melekat.
  • Setiap sarkomer terentang dari garis Z kegaris Z lainnya

Gambar serabut otot

Jembatan-Silang (Cross Bridge)

  • Adalah kepala miosin yang membentuk tonjolan-tonjolan kecil yang terbentang dari filamen miosin
  • Satu molekul miosin terdiri dari 6 rantai
  1. Dua rantai berat berpilin bersama untuk membentuk sebuah ekor panjang dengan dua kepala globular
  2. Empat rantai ringan bergabung, pada setiap dua rantai membentuk satu kepala, dengan sebuah kepala miosin, kepala-kepala tersebut membentuk tonjolan-tonjolan kecil yang terbentang dari filamen miosin

Kontraksi Otot

  • Terjadi apabila jembatan silang miosin berikatan dengan tempat-tempat spesifik diprotein aktin
  • Bila pengikatan ini terjadi maka sebuah molekul ATP yang terdapat dikepala miosin akan terurai oleh enzim miosin ATPase dan terjadi pembebasan energi
  • Energi tersebut digunakan untuk mengayunkan jembatan silang sehingga filamen aktin dan miosin bergeser satu sama lain yang menyebabkan pemendekan otot (kontraksi)
  • Selama kontraksi, panjang filamen aktin da miosin tidak berubah, tetapi pita I dan Zona H memendek
  • Setiap kontraksi otot melibatkan siklus berulang pergeseran filamen dan menimbulkan tegangan pada otot untuk bekerja

Myosin and Actin Model

Gambar pengikatan myosin dengan tempat pengikatan di aktin

Penggabungan Eksitasi-Kontraksi

  • Penyampaian potensial aksi oleh neuron motorik ke serat otot rangka yang menyebabkan neuron melepaskan asetilkolin (Ach) ke taut neuromuskular kemudian Ach berdifusi ke end plate dan berikatan dengan receptor. Pengikatan ini menyebabkan channel Na terbuka sehingga ion-ion Na masuk kedalam sel dan menimbulkan depolarisasi lalu terjadi potensial aksi kemudian  disalurkan keserat otot sehingga terjadi depolarisasi serat otot kemudian menyebar keserat via tubulus transversus yg berjalan antara pita A da I.
  • Bila bagian dalam sel positif maka ion-ion kalsium dibebaskan dari kompartemen intrasel (retikulum sarkoplasma) sehingga kadar kalsium intra sel meningkat yang menyebabkan terjadinya  kontraksi otot

Gambar molekul protein kontraktil

Peran Kalsium Intrasel Pada Iniasi Kontraksi Otot

  • Sewaktu serat otot rangka berada dalam keadaan istirahat maka kepala miosin dihambat untuk berikatan dengan filamen aktin.
  • Tanpa mengikat aktin, ATP miosin tdk dapat diuraikan dan otot tidak berkontraksi.
  • Kepala miosin dihambat untuk berikatan dengan molekul aktin karena adanya dua protein lain yang membentuk filamen tipis : tropomiosin dan troponin.
  • Tropomiosin diperkirakan terletak diatas molekul aktin pada keadaan istirahat dan menghambat pengikatan jembatan silang miosin suatu tempat diaktin.
  • Troponin melekat kemolekul aktin dan tropomiosin serta troponin juga memilki tempat ikatan untuk kalsium.
  • Bila konsentrasi kalsium intrasel meningkat maka akan berikatan dengan troponin sehingga terjadi pergesaran posisi troponin pada molekul tropomiosin yang menyebabkan pergeseran posisi tropomiosin terhadap aktin. Hal ini menyebabkan terbukanya tempat aktif  untuk mengikat miosin sehingga terjadi pengikatan miosin dengan tempat aktif aktin dan ATPase miosin diaktifkan dan ATP diuraikan untuk menghasilkan energi sehingga jembatan silang terayun. Spsbils jembatan silang terayun maka filamen-filamen bergeser satu sama lain yang menyebabkan  otot berkontraksi
  • Semakin banyak jumlah jembatan silang yang berhubungan dan terayun pada suatu saat maka semakin besar tegangan yang dihasilkan oleh otot
  • Setelah setiap ayunan jembatan silang maka molukel ADP dibebaskan dari miosin yang memungkinkan molukel ATP kedua berikatan dengan miosin.
  • Sewaktu ATP baru terikat maka jembatan silang dibebaskan dari aktin.
  • Apabila kalsium intrasel masih tetap tinggi maka ATP baru akan diuraikan dan jembatan silang kembali terayun.
  • Penggabungan eksitasi-kontraksi terjadi apabila konsentrasi kalsium intrasel meningkat dari konsentrasi molar istirahat sebesar kurang dari 10-7 menjadi 10-5
  • Selama potensial aksi yang lazim, konsentrasi kalsium adalah sekitar 2 x 10-4 molar, sekitar 10 kali kadar yang diperlukan untuk kontraksi maksimun otot

Relaksasi Otot

  • Sewaktu kalsium dipompa kembali ke dalam retikulum sarkoplasma à serat otot melemas
  • Pemompaan kalsium adalah suatu proses aktif yang terjadi di membrane retikulum Sarkoplasma. Proses ini menggunakan energi yang berasal dari penguraian molekul ATP yang lain
  • Sewaktu kadar kalsium turun sampai sekitar   10-7, maka troponin dan tropomiosin kembali menghambat  pengikatan aktin serta miosin dan kontraksi otot berhenti

Kelelahan Otot

  • Apabila sumber-sumber ATP diotot habis maka terjadi kelelahan
  • Apabila otot kekurangan oksigen maka kelelahan lebih cepat terjadi
  • Apabila tejadi kelelahan otot maka otot bergantung pada glikolisis anaerob dan energi cadangan (simpanan glikogen)
  • Glikolisis anaerob  menghasilkan  asam laktat yang mempengaruhi keasaman darah yang dapat mencetuskan terjadinya asidosis metabolik

Kontraksi Isometrik

  • Adalah kontraksi dimana terjadi ayunan jembatan silang dan terbentuk tegangan, tanpa pemendekan otot
  • Terjadi sewaktu mencoba mengangkat suatu beban yang memerlukan tegangan yang lebih besar daripada tegangan yang ia hasilkan
  • Tidak terjadi kerja mekanis, tegangan terbentuk tetapi otot tidak memendek

Kontraksi Isotonik

  • Terjadi saat memendek karena mengangkat beban tetap.
  • Terjadi kerja berupa pengangkatan beban.
  • Contoh mengangkat berat
  • Sebagian besar kontraksi otot mencakup periode isotonik dan isometrik

Gambar kontrakasi isotonik

Serat “Kedut” Cepat

  • Adalah serat besar yang dapat menghasilkan tegangan besar setiap kali berkontraksi
  • Fast twitch febers dapat melepaskan kalsium dengan sangat cepat dari retikulum sarkoplasma
  • Serat-serat ini kurang memerlukan vaskularisasi karena kurang mengandalkan diri pada fosforilasi oksidatif
  • Serat ini tampak putih karena kurang vaskularisasi
  • Serat-serat ini cepat lelah dan predominan pada otot atlit angkat beban dan pelari cepat

Serat Kedut Lambat

  • Berukuran kecil, sangat tervaskularisasi dan terutama tergantung pada fosforilasi oksidatif sebagai sumber ATPnya
  • Otot dengan serat kedut lambat tampak merah karena vaskularisainya yg tinggi dan adanya protein mioglobin, mioglobin berikatan dan menyimpan oksigen diserat kedut lambat
  • Serat kedut lambat memiliki daya tahan lama dan predominan pada otot-otot  yg diperlukan untuk menghasilkan tegangan jangka  mis. Otot punggung

Aktifitas Refleks

  • Pada gerak refleks, impuls melalui jalan pendek atau jalan pintas, yaitu dimulai dari reseptor penerima rangsang ke saraf sensori ke pusat saraf yang diterima oleh set saraf penghubung (asosiasi) tanpa diolah di dalam otak langsung dikirim tanggapan ke saraf motor untuk disampaikan ke efektor, yaitu otot atau kelenjar. Jalan pintas ini disebut lengkung refleks.
  • Gerak refleks dapat dibedakan atas refleks otak bila saraf penghubung (asosiasi) berada di dalam otak, misalnya, gerak mengedip atau mempersempit pupil bila ada sinar dan refleks sumsum tulang belakang bila set saraf penghubung berada di dalam sumsum tulang belakang misalnya refleks pada lutut

Gambar Mekanisme refleks

Gambar aktifitas refleks pada penis