Kontarksi Dan Relaksasi OTOT

2.1 Penegangan dan perubahan yang terjadi selama penegangan otot
Penegangan otot atau kontraksi terjadi apabila otot menerima rangsangan. Dikenal dua macam penegangan otot yaitu isotonik dan isometrik. Kontraksi isotonik adalah penegangan otot yang mengakibatkan otot mengalami pemendekan, contohnya adalah orang mengangkat beban yang tidak terlalu berat, sehingga beban terangkat. Kontraksi isometrik adalah timbulnya penegangan otot tanpa mengalami pemendekan, contohnya adalah bila orang mengangkat beban yang terlalu berat, sehingga beban sama sekali tidak terangkat. Pada umumnya kontraksi isometrik digunakan untuk mengetahui panas yang timbul di dalam otot (Wulangi, 1994).
Hukum Starling menyatakan bahwa kuat kontraksi otot berbanding lurus dengan panjang awal (initial length) otot tersebut. Ini berarti otot diberi beban, karena sifat dapat memanjang yang dimiliki otot, maka otot akan sedikit memanjang sehingga kalau otot berkontraksi, kuat kontraksinya akan lebih besar. Hukum Starling jangan diartikan bahwa otot yang panjang akan berkontraksi lebih kuat daripada otot lain yang lebih pendek. Otot rangka dapat berkontraksi menurut kehendak atau kemauan kita. Tanggapan otot terhadap kemauan kita dilaksanakan dengan perantaraan sistem saraf pusat dan saraf motorik yang mempersarafi otot itu. Setiap ada kerusakan pada sistem saraf pusat atau pada saraf motorik yang menyebabkan terganggunya perambatan impuls dari korteks otak ke otot, mengakibatkan pula otot tidak dapat mengadakan tanggapan terhadap kemauan kita. Hal ini disebut paralisis (Wulangi, 1994).
Bila otot melakukan kerja berat secara terus-menerus, otot akan membesar. Membesarnya otot ini disebut hipertrofi. Otot yang mengalami hipertrofi, diameter serabut ototnya meningkat dan jumlah zat yang terdapat di dalam otot juga bertambah. Sebaliknya, otot yang tidak digunakan dapat menjadi kecil, dan hal ini disebut atropi. Hiperplasia adalah membesarnya otot yang disebabkan karena membesarnya serabut otot (Wulangi, 1994).
Bila otot rangka menegang, terjadilah beberapa perubahan yaitu perubahan bentuk, perubahan kimia, perubahan panas dan perubahan elektrik. Selama masa kontraksi, otot menjadi pendek dan gemuk, tetapi tidak mengalami perubahan volume. Studi mengenai kontraksi otot menunjukkan bahwa kontraksi otot merupakan hasil perubahan bentuk molekul protein. Menurut Szent-Gyorgi, protein utama yang terlibat dalam kontraksi adalah aktin dan miosin yang dapat berkombinasi menjadi aktomiosin. Kontraksi terjadi karena pemendekan aktin dengan jalan menggeser sambil berputar (Wulangi, 1994).
Pada perubahan kimia, energi yang digunakan oleh otot selama kontraksi berasal dari perubahan kimia yang terjadi di dalam otot iu sendiri. Otot dalam keadaan istirahat mengandung zat seperti air 75%, protein 20%, glikogen 1%, fosfokreatin 0,3%, asam laktat 0,5%, dan heksosefosfat 0,05%. Analisis kimia menunjukkan bahwa setelah kontraksi berakhir, jumlah fosfat anorganik dan asam laktat meningkat, sedangkan glikogen dan asam fosfat menurun. Oksigen (O2) banyak digunakan, sedangkan karbondioksida (CO2) dan air (H2O) banyak dihasilkan. Energi yang digunakan untuk kontraksi otot berasal dari proses sebagai berikut :

Energi (E) yang dilepas dapat segera digunakan untuk kontraksi otot E.

Energi (E) yang dilepas dari reaksi ini digunakan untuk sintesis kembali ATP (adenosin trifosfat).

Energi (E) yang dilepas digunakan untuk sintesis kembali fosfokreatin.

Energi (E) yang dilepas digunakan untuk mengubah 4/5 asam laktat menjadi glikogen (Wulangi, 1994).

Hutang Oksigen
Bila aktivitas otot sangat meningkat, oksidasi asam laktat dan perubahannya menjadi glikogen tidak seimbang dengan pembentukan asam laktat. Setelah otot berhenti berkontraksi, oksidasi asam laktat yang banyak tertimbun masih terus berlangsung meskipun kontraksi otot telah selesai. Dengan perkataan lain, selama aktivitas otot sangat meningkat otot seolah-olah berhutang oksigen. Hutang oksigen ini dikembalikan pada masa pemulihan (Wulangi, 1994).
Selama kontraksi otot terjadi perubahan panas. Dari seluruh energi yang digunakan untuk kontraksi, hanya kurang lebih 20% sajalah digunakan untuk melakukan kerja, selebihnya hilang dalam bentuk panas. Jadi otot dapat dikatakan tidak 100% efisien. Namun demikian panas yang timbul dapat digunakan untuk mempertahankan suhu tubuh. Pada hawa dingin, produksi panas dapat ditingkatkan dengan jalan pergerakan otot. Perlu diulang disini bahwa pada semua makhluk hidup, energi selalu dibutuhkan untuk melakukan bermacam-macam proses hidup. Sebagian dari energi tampak sebagai panas, bahkan pada otot yang tidak berkontraksi pun (otot dalam keadaan agak istirahat), panas selalu timbul (Wulangi, 1994).
Panas ini disebut panas istirahat. Selama otot berkontraksi panas yang timbul melebihi panas istirahat. Panas yang melebihi panas istirahat ini disebut Panas Awal (initial heath). Panas awal ini dibedakan menjadi panas aktivasi dan pemeliharaan, panas pemendekan dan panas relaksasi. Baik pada kontraksi isotonik maupun kontraksi isometrik, selalu ada panas aktivasi dan pemeliharaan, karena energi selalu digunakan untuk kontraksi. Bila otot tidak memendek, panas pemendekan tidak ada. Panas pemendekan mungkin dibutuhkan untuk kerja dari jembatan silang (cross-bridge) pada proses pemendekan. Bila otot melakukan kerja (mengangkat beban), segera setelah kontraksi otot berakhir dan relaksasi dimulai, tampak bahwa beban akan menyebabkan otot memanjang. Energi tidak diperlukan selama otot dalam keadaan relaksasi. Panas relaksasi berasal dari energi yang disimpan selama otot berkontraksi. Akhirnya, ada panas pemulihan yang disebabkan karena adanya energi yang digunakan oleh reaksi kimia untuk resintesis ATP (Wulangi, 1994).
Ada 2 macam panas produksi yaitu panas awal yang dilepas selama proses kontraksi dan panas pemulihan yang terjadi setelah proses kontraksi selesai. Panas awal terdiri dari (a) panas aktivasi dan pemeliharaan yang merupakan panas yang dilepas dari suatu proses kimia yang mengubah otot dari keadaan istirahat menjadi keadaan aktif. Panas ini timbul baik pada otot yang memendek (kontraksi isotonik) atau otot yang tidak memendek (kontraksi isometrik); (b) panas pemendekan yang merupakan panas yang timbul karena adanya pemendekan. Bila otot tidak memendek, panas pemendekan juga tidak timbul. Ini mungkin ditimbulkan karena meningkatnya liberasi energi oleh jembatan silang pada waktu terjadi pergeseran terhadap miosin; (c) panas relaksasi yang timbul karena liberasi energi potensial otot, bila otot dalam keadaan relaksasi. Ini tidak merupakan proses kimia, tetapi hanya sekedar perubahan fisika dari energi potensial yang tersimpan, pada waktu otot memendek berubah menjadi panas selama fase relaksasi, (d) panas pemulihan yang merupakan panas yang dilepas oleh proses kimia (resintesis ATP). Kurang lebih 9/10 dari panas ini berasal dari proses metabolisme anaerob (Wulangi, 1994).

Perubahan Elektrik
Bila otot berkontraksi, terjadilah perubahan Elektrik. Perubahan Elektrik ini dapat dideteksi oleh instrumen yang khusus untuk itu. Otot mempunyai kelakuan seperti baterei, bila otot tersebut berkontraksi. Otot yang berkontraksi akan menimbulkan suatu arus yang biasa dikenal dengan nama arus aksi. Arus aksi ini akan mengalir dari daerah positif ke daerah negatif. Daerah yang aktif adalah relatif lebih negatif dibandingkan dengan daerah yang tidak aktif. Bila otot dalam keadaan istirahat, tidak ada arus yang timbul. Arus aksi yang timbul pada jantung yang berdenyut dapat dicatat oleh alat yang disebut elektrokardiograf (Wulangi, 1994).