Macam-Macam Mekanisme Kerja Otot pada Manusia

Quipperian, tahukah kalian kalau di dalam tubuh kita terdapat alat gerak aktif yang mampu menggerakan seluruh rangka tubuh kita, yaitu berupa otot dan tulang sebagai alat gerak pasif. Tulang-tulang rangka manusia dapat bergerak karena adanya otot-otot yang bekerja.

Lalu, bagaimana cara otot bisa menggerakkan tulang-tulang itu, ya? Mari kita simak penjelasan selengkapnya di artikel macam-macam mekanisme kerja otot berikut ini.

Apa itu mekanisme kerja otot?

Mekanisme kerja otot merupakan cara kerja otot dalam menggerakan alat gerak pada tubuh, seperti tangan dan kaki, serta organ-organ lainnya di dalam tubuh. Mekanismenya, otot dalam tubuh akan berkontraksi apabila mendapatkan rangsangan.

Proses kontraksi otot didahului dengan datangnya impuls saraf. Kemudian, ribuan filamen aktin disusun sejajar satu sama lain di sepanjang sel otot, yang diselingi dengan filamen yang lebih tebal, yang terbentuk dari protein (miosin). Kontraksi sel otot pun lalu terjadi, akibat filamen aktin dan miosin yang saling meluncur melewati bagian-bagian lain, yang selanjutnya dapat memperpendek sel otot untuk berkontraksi.

Dalam sel otot, filamen aktin umumnya terletak sejajar dengan filamen miosin tebal. Miosin akan bertindak sebagai molekul motor dengan bantuan lengan yang “menggerakan” kedua jenis filamen itu untuk saling melewati bagian yang lainnya. Kerja sama dari banyaknya filamen yang meluncur seperti ini lah yang membuat seluruh sel otot dapat memendek, sehingga otot dapat melakukan kontraksi.

Bagaimana cara kerja otot?

Seperti yang telah dijelaskan tadi, otot bekerja dengan cara berkontraksi ketika mendapat sebuah rangsangan. Kontraksi otot biasanya ditandai dengan otot yang memendek, menegang, dan menggembung pada bagian tengahnya.

Otot akan melakukan kontraksi karena adanya pengaruh dari zat asetilkolin yang peka terhadap rangsangan. Asetikolin tersebut kemudian akan membebaskan ion kalsium → ion kalsium menyebabkan protein otot (aktin + miosin) membentuk aktomiosin → otot menjadi memendek = otot berkontraksi. Sebaliknya, ketika ion kalsium masuk ke plasma sel → aktomiosin pecah menjadi aktin + miosin lagi → otot menjadi lemas = otot relaksasi.

Adanya kontraksi otot lah yang kemudian menyebabkan tulang tertarik, sehingga terjadi gerakan. Bila otot tidak lagi berkontraksi, maka ion kalsium akan kembali ke dalam plasma sel, sehingga menyebabkan lepasnya pelekatan aktin dan myosin, dan otot dapat kembali memanjang, mengendur, dan melemas ke ukuran semula atau disebut juga dengan relaksasi. Untuk melakukan relaksasi, otot juga perlu bantuan gerakan otot-otot lain yang memiliki sifat kerja berlawanan, yaitu otot antagonis dan otot sinergis.

Bagaimana sifat kerja otot?

Kerja otot berlawanan (antagonis)

Sifat kerja otot yang antagonis ini adalah dua otot yang kerjanya berlawanan, yaitu ketika satu otot berkontraksi, maka otot yang lainnya melakukan relaksasi. Salah satu contoh otot antagonis adalah otot lengan atas, yang terdiri dari otot bisep dan otot trisep.

Arah gerak kerja otot antagonis lainnya, yaitu:

  1. abduktor (gerak menjauhkan) dan adduktor (gerak mendekatkan tungkai dari sumbu tubuh).
  2. depresor (gerak gerak ke arah bawah) dan elevator ( gerak ke arah atas)
  3. supinator (gerak menengadah) dan pronator (gerak menelungkup).

Kerja otot bersamaan (sinergis)

Sifat kerja otot yang sinergis adalah dua otot yang bekerja secara bersamaan. Salah satu contoh kerja otot sinergis terjadi pada dua otot pronator yang terletak pada lengan bawah, yaitu otot pronator teres dan otot pronator kuadratus. Kedua otot itu akan bekerja sama untuk menggerakkan telapak tangan agar bergerak menelungkup dan menengadah.

Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi mekanisme kerja otot?

Faktor yang mempengaruhi mekanisme kerja otot agar dapat berlangsung, yaitu karena melibatkan ion kalsium (Ca2+), protein regulator tropomiosin, dan protein troponin yang mengontrol posisi tropomiosin pada filamen halus.

Selain itu, berbagai faktor lainnya, seperti jumlah protein, jenis protein, dan waktu konsumsi protein, berperan dalam penguatan dan pembentukan otot-otot tubuh. Tak hanya itu, kebiasaan makan dan tingkat aktivitas, komposisi tubuh, serta usia dan jenis kelamin juga merupakan faktor-faktor yang dapat mempengaruhi mekanisme kerja otot untuk penguatan dan pembentukan otot.

Menurut Suharno, adapun faktor-faktor penentu kekuatan otot seseorang terdiri dari:

  1. Besar kecilnya potongan melintang (overlapping) filamen aktin dan miosin.
  2. Jumlah fibril otot yang ikut bekerja dalam melawan beban yang emban. Semakin banyak fibril otot yang bekerja, maka kekuatan kontraksi otot juga bertambah besar.
  3. Tergantung dari besar kecilnya rangka tubuh. Semakin besar tulang rangka seseorang, maka semakin besar kekuatan ototnya.
  4. Innervasi otot, baik pusat maupun perifer.
  5. Keadaan zat kimia dalam otot (glikogen dan ATP).
  6. Keadaan tonus otot saat istirahat. Jika tonus otot keika istirahat semakin rendah, maka kekuatan otot tersebut pada saat bekerja akan semakin besar.
  7. Umur dan jenis kelamin. Kedua hal ini tentunya menentukan baik tidaknya kekuatan otot.

Macam-macam mekanisme kerja otot

Mekanisme kerja otot polos

Otot polos atau otot licin merupakan salah satu otot yang menyusun organ dalam tubuh kita. Umumnya, otot polos berada pada saluran pencernaan (usus dan lambung), pembuluh darah, saluran pernapasan, saluran kelamin, dan dinding rahim (uterus). Kemudian, karena otot polos banyak terletak pada organ dalam, maka otot polos sering disebut juga sebagai otot dalam.

Mekanisme kerja otot polos, yaitu berjalan secara otomatis tanpa adanya perintah dari otak atau secara tidak sadar. Misalnya, organ pencernaan kita (usus dan lambung) yang terdiri dari otot polos akan bekerja langsung secara otomatis tanpa diperintah oleh otak dan tanpa kita sadari.

Demikian pula pada otot-otot aliran darah yang melalui pembuluh darah, juga berlangsung secara otomatis. Oleh sebab itu, mekanisme kerja otot polos disebut sebagai otot tak sadar, karena gerakannya yang tidak kita sadari. Gerakan otot polos umumnya bergerak lambat, teratur, dan tidak cepat lelah.

Mekanisme kerja otot lurik

Otot lurik merupakan otot-otot yang melekat pada rangka (tulang), sehingga disebut juga sebagai otot rangka. Jaringan otot lurik umumnya terdapat pada seluruh tubuh, terutama pada rangka anggota gerak.

Mekanisme kerja otot lurik dipengaruhi oleh kesadaran kita melalui perintah yang diatur oleh otak. Misalnya, kita akan menulis menggunakan pena, maka dengan kesadaran kita, tangan diperintahkan oleh otak untuk memegang pena dan menggerakannya untuk menulis. Oleh sebab itu, kerja otot lurik termasuk ke dalam otot sadar.

Gerak otot lurik umumnya berlangsung secara cepat, tapi cepat lelah, dan tidak teratur. Kelelahan ini dapat menyebabkan otot tidak mampu melakukan fungsi gerak lagi, seperti kram yang merupakan kejang otot.

Mekanisme kerja otot jantung

Otot jantung merupakan otot yang khusus membentuk jantung dan berfungsi menggerakkan jantung untuk melakukan pemompaan darah ke seluruh tubuh. Kontraksi dan relaksasi yang dilakukan otot jantung menyebabkan serambi dan bilik jantung menyempit, serta melebar secara berirama, sehingga menghasilkan denyut jantung.

Mekanisme kerja otot jantung pun tidak dipengaruhi oleh kesadaran kita, yaitu di luar perintah otak. Akan tetapi, kerja otot jantung masih dipengaruhi oleh saraf otonom (simpatetik dan parasimpatetik). Meski begitu, kerja otot jantung termasuk dalam kerja otot tak sadar.

Sebab, kesadaran kita tidak dapat memerintahkan otak, supaya otot jantung tidak bergerak dahulu (istirahat), lalu memerintahkan untuk bergerak kembali. Otot jantung bekerja secara otomatis dan terus menerus selama manusia hidup.

Otot jantung memiliki gerakan yang teratur dan tahan akan kelelahan, seperti otot polos. Jadi, otot jantung merupakan otot yang istimewa karena mempunyai bentuk seperti otot lurik, tapi bekerja seoerti otot polos.

Mekanisme kerja otot biseps dan triseps

Otot bisep dan otot trisep merupakan dua otot yang bekerja secara antagonis, dan terdapat pada lengan atas. Otot bisep terletak di lengan atas bagian depan, dan otot trisep berada pada lengan atas bagian belakang.

Mekanisme kerja kedua otot ini, yaitu dengan bekerja secara berlawanan. Saat otot bisep berkontraksi, maka otot trisep akan melakukan relaksasi, sehingga lengan bawah dapat tertarik ke atas. Sebaliknya, bila otot trisep yang berkontraksi, maka otot bisep yang akan relaksasi, sehingga lengan bawah kembali lurus.

Dalam melakukan gerakan tersebut, otot bisep merupakan otot fleksor (otot yang dapat melakukan gerak membengkokkan) dan otot trisep merupakan otot ekstensor (untuk meluruskan).

Tahapan mekanisme kerja otot

Tahapan mekanisme kerja otot dapat dijelaskan melalui teori sliding filament (filamen yang bergeser) yang ditemukan oleh Hansen dan Huxly pada tahun 1955 dalam otot lurik. Hansen dan Huxly menjelaskan, bahwa saat otot berkontraksi tidak terjadi adanya pemendekan filamen, tapi hanya pergeseran filamen-filamen aktin dan miosin.

Melalui pengamatan yang dilakukan dengan menggunakan mikroskop elektron dan difraksi sinar X, keduanya menemukan dua set filamen, yaitu aktin dan miosin. Aktin dan miosin tersebut bergeser, sehingga otot dapat memendek dan memanjang ketika otot berkontraksi dan berelaksasi.

Filamen-filamen tersebut pun terdapat di dalam sarkomer yang berada dalam sel otot. Jumlah filamen dalam satu sarkomer bisa mencapai ratusan hingga ribuan filamen, tergantung dengan jenis ototnya. Kumpulan filamen itulah yang membangun 80% massa sarkomer.

Berikut tahapan mekanisme gerak otot berdasarkan teori sliding filament Hansen dan Huxly yang diurutkan dari awal munculnya kontraksi otot, sehingga menjadi siklus mekanisme kerja otot.

  1. Impuls saraf tiba di neuromuscular junction dan menyebabkan terjadinya pembebasan zat asetilkolin yang peka terhadap rangsangan.
  2. Zat asetilkolin kemudian memicu pembebasan ion Ca dari reticulum sarkoplasma.
  3. Ion Ca lalu terikat pada troponin, sehingga terjadi adanya perubahan struktur troponin yang menyebabkan aktifnya tropomiosin.
  4. Kepala miosin akan menarik aktin pada daerah aktif tropomiosin dengan bantuan ATP (adenosine triphospate).
  5. Kepala miosin selanjutnya berubah konfirmasinya, dan berikatan dengan aktin untuk menggerakkan filamen tipis, sehingga zona H menghilang (terjadi kontraksi otot), kemudian ADP (adenosine diphospate) dan Pi dilepaskan, dan membentuk cross-bridge.
  6. Karena ATP berikatan dengan kepala miosin, maka ditahap selanjutnya bisa menyebabkan kepala miosin terpisah dari cross-bridge. Penguraian ATP menjadi ADP dan Pi lah yang kemudian menyebabkan kepala miosin kembali ke konformasi awal (terjadi relaksasi), dan siap memulai siklus mekanisme kerja otot kembali.
  7. Terakhir, supaya siklus mekanisme kerja otot bisa terus berlanjut, maka ATP dan kandungan Ca2+ pada sarkoplasma harus tinggi.