Kontraksi Otot

KONTRAKSI OTOT

1          Sumber Energi Kontraksi Otot

Dalam proses kontraksi otot ATP berfungsi sebagai energi siap pakai.Energi ATP akan dibebaskan melalui reaksi yang dikatalisis oleh enzim ATP-ase. Reaksinya sebagai berikut :

Pada proses ini selain energi untuk kontraksi,dihasilkan jug energi panas, sehingga pada saat terjadi aktivitas otot, suhu tubuh akan meningkat.

            Selain ATP, didalam otot tersimpan senyawa fosfat berenergi tinggi lain yang disebut fosfagen yang dapat berupa fosfakreatin,fosforilarginin, fosforiltaurosiamin, fosforilglikosianin, atau fosforilambisin.Apabila satu dan hal lain hal dalam persediaan otot menipis, misalnya pada saat olahraga dalam waktu lama maka sumber energi dapat diperoleh dari fosfagen.Fosfagen akan memberikan gugus fosfatnya kepada ADP untuk resintesis ATP.Sebagi contoh fosfagen, kita ambil fosfokreatin reaksinya dapat digambarkan sebagai berikut:

            Reaksi 2 ini dapat berlangsung bolak-balik sehingga apabila ATP diproduksi berlebihan maka banyak fosfokreatin dihasilkan dan disimpan dalam otot.

            Apabila otot bekerja keras dalam waktu lama,mungkin pasok oksigen ke otot menjadi kurang dan tidak mencukupi untuk oksidasi glukosa secra sempurna.Jika hal ini terjadi, maka otot akan mendapatkan energinya sebgaian besar dari glikolisis anaerob, dalam keadaan semacam ini dikatakan otot “menghutang” oksigen.Selama glikolisis, glukosa didegradasi menjadi asam laktat dengan menghasilkan energi.

            Aperlu diketahui bahwa energi dari gllikolisis ini tidak digunakan oleh otot secara langsung untuk kontraksi, tetapi digunakan untuk mensintesis kembali fosfokreatin.Persamaan reaksinya sebagai berikut :

            Jika otot berkontraksi dalam waktu yang lama maka, dapat terjadi kelelahan. Ini berkaitan dengan menurunnya jumlah ATP , glikogen, dan fosfokreatin, sedangkan ADP, AMP, dan asam laktat meningkat kadarnya.Dalam keadaan semacam ini ATP dapat diperoleh dengan mengubah ADP menjadi ATP dengan bantuan miokinase dan Mg²⁺  dan dengan reaksinya sebagai berkut :

            Beberapa ATP-ase otot diaktifkan oleh Ca²⁺ , beberapa yang lain diaktifkan oleh Mg²⁺. ATP –ase pada miosin otot bergaris melintang pada vertberata diaktifkan oleh Ca²⁺ dan dihambat oleh Mg ²⁺ pada _PH optimum 7.0. ATP-ase lain dalam otot diaktifkan oleh Mg²⁺ dan mempunyai _PH 7.0.

Setelah otot berkontraksi maka 1/5 dari asam laktat akan dioksidasi menjadi H₂O + CO ₂ dan energi yang dilepas digunakan mengubah 4/5 asam laktat menjadi glikogen yang selanjutnya disimpan didalam otot. Reaksinya sebagai berikut :

2.2       Mekanisme Hutang Oksigen  

Satu serabut otot terdiri dari sekitar 15 milyar filamen kontraktil, yang masing-masing akan membutuhkan sekitar 2500 ATP per detik untuk pergerakan otot.  Selain glikogen, unsur utama yang sangat penting dalam menghasilkan ATP adalah oksigen.  Saat olahraga intensitas tinggi, jumlah oksigen yang disediakan oleh tubuh dari proses pernafasan tidak dapat mengimbangi kebutuhan tubun sehingga terbentuk "sampah" berupa asam laktat dan ion H+.  Timbunan "sampah" tersebutlah yang menimbulkan kelelahan otot. 

Namun Tuhan sudah mengatur sedemikian rupa sehingga "sampah" di dalam tubuh tersebut dapat di-"daur ulang".  Salah satu unsur utama untuk dapat "mendaur ulang" sampah tersebut adalah oksigen.  Semakin banyak asam laktat dan ion H+ dalam otot dan darah, maka semakin banyak pula oksigen yang dibutuhkan untuk mendaur ulangnya. Dalam istilah fisiologi olahraga, kondisi tersebut dinamakan dengan "oxygen debt", atau disebut juga "hutang oksigen". 

Selama kerja otot, pembuluh darah otot melebar dan aliran darah meningkat sedemikian sehingga pasokan O₂ yang tersedia meningkat. Sampai suatu titik tertentu, konsumsi O₂ sebanding dengan energi yang dikeluarkan, dan semua kebutuhan energi dipenuhi melalui proses erobik. Namun, bila kerja otot sangat kuat, resintesis aerobik untuk simpanan energi tidak dapat mengikuti kecepatan penggunaannya. Dalam keadaan demikian, fosforilkreatin tetap digunakan untuk sintesis ulang ATP. Sebagian sintesis ATP dipenuhi dengan menggunakan energi yang dilepaskan melalui penguraian anaerobik glukosa menjadi laktat. Penggunaan jalur anaerobik bersifat self-limitting, karena meskipun terjadi difusi cepat laktat ke dalam aliran darah, cukup banyak yang berkumpul di otot yang pada akhirnya melampaui kapasitas dapar (buffer) jaringan dan menyebabkan penurunan pH yang menghambat enzim. Akan tetapi, untuk jangka pendek, adanya jalur anaerobik untuk penguraian glukosa memungkinkan kerja otot yang jauh lebih besar daripada bila tidak ada jalur tersebut. Misalnya, pada lari cepat 100 meter yang berlangsung 10 detik, 85% energi yang dipakai diperoleh secara anaerobik; pada lomba lari 2 mil yang berlangsung 10 menit 20% energi diperoleh secara anaerobik; dan pada lomba lari jauh yang berlangsung 60 menit, hanya 5% energi yang diperoleh dari metabolisme anaerobik.

Setelah selesainya satu masa kerja, O₂ ekstra digunakan untuk membuang sisa laktat, mengembalikan ATP dan simpanan fosforilkreatin, serta mengganti sejumlah kecil O₂ yang berasal dari mioglobin. Jumlah O₂ ekstra yang dipakai sebanding dengan besarnya kebutuhan energi, selama berlangsungnya kerja, yang melampaui kapasitas sistesis aerobik simpanan energi, yaitu batas terjadinya hutang oksigen. Utang O₂ diukur secara eksperimental dengan menetapkan konsumsi O₂ setelah kerja sampai konsumsi basal yang menetap tercapai, dan mengurangi konsumsi basal dari jumlah keseluruhan. Jumlah hutang oksigen ini dapat mencapai enam kali konsumsi O₂ basal, menunjukkan bahwa orang tersebut mampu melakukan kerja sebesar enam kalinya, yang tidak mungkin dilakukan tanpa utang oksigen. Tampaknya utang maksimal dapat terjadi dengan cepat atau lambat; kerja berat hanya mungkin untuk waktu singkat, sedangkan kerja yang lebih ringan dapat berlangsung lebih lama.

Gambar di bawah mengilustrasikan bahwa semakin tinggi intensitas olahraga, semakin besar jumlah oksigen yang dibutuhkan.  Seorang pemain bola yang VO2max-nya rendah akan memiliki "oxygen debt" yang lebih tinggi dibanding rekannya yang lebih bugar.  Itulah kenapa seorang yang memiliki tingkat  VO2max yang rendah akan mudah "habis" dalam bermain bola.  Selain mudah lelah karena mudah terbentuk asam laktat dan ion H+, pemain tersebut juga membutuhkan waktu pemulihan yang lebih panjang.  Atas dasar inilah pemain bola dituntut untuk memiliki tingkat VO2 max yang tinggi.  Untuk level internasional, rata-rata pemain bola memiliki tingkat VO2max sekitar 60 ml/kgbb/menit.  Bagaimana dengan pemain Indonesia? Jumlah yang memiliki VO2max di atas 55 ml/kgbb/menit masih bisa dihitung dengan jari.

            Gambar : Hubungan Antara Latihan dengan Konsumsi oksigen

(Sumber :http://dokternanang.blogspot.com/2012/03/instant-recovery-hutang-oksigen.html)

Nah, bagaimana caranya pemain yang kelelahan karena "hutang oksigen"-nya menumpuk agar dapat cepat pulih ?

1.      Tingkat kebugaran yang tinggi

Jauh-jauh hari sebelum bertanding seorang pemain harus berusaha meningkatkan kebugarannya. Diperlukan waktu lebih dari 3 bulan agar terjadi peningkatan kadar VO2max yang signifikan. Dengan tingkat kebugaran yang tinggi, kemampuan untuk memanfaatkan oksigen dalam sel tubuh juga tinggi, sehingga proses recovery dapat berlangsung dengan cepat. Metode- metode untuk peningkatan VO2 max akan dijelaskan pada kesempatan lain.

2. Peningkatan asupan oksigen kedalam sel tubuh

     a. Terapi kombinasi dingin dan panas

         Dengah metode ini, setiap selesai bertanding atau latihan keras main bola dianjurkan untuk berendam dalam kolam air dingin bersuhu 12-15 derajat Celcius.  Durasi berendam di air dingin ini bermacam-macam, ada yang   1 menit kemudian berendam dalam kolam air hangat selama 3 menit dilakukan berulang- ulang, ada yang hanya berendam di air dingin saja sampai 10-15 menit, ada juga yang senyamannya berendam di dingin dan hangat. Mengapa demikian ?

Ketika tubuh direndam dalam air dingin, terjadi vasokonstriksi sehingga memeras asam laktat keluar dari otot untuk kemudian ditransfer ke hati. Selain itu terapi dingin akan menghambat proses peradangan pada otot akibat adanya mikrotrauma pada sel- sel otot. Setelah asam laktat diperas keluar dari otot dengan terapi dingin, tubuh direndam pada air hangat sehingga terjadi vasodilatasi ( pelebaran pembuluh darah). Vasodilatasi tersebut akan membuat darah lebih lancar mengalir ke liver yang merupakan tempat " daur ulang asam laktat".  Bukti penelitian terkait efektivitas metode ini masih simpang siur. 

Untuk alasan kesehatan dan keamanan,  penulis menyarankan untuk tidak memakai metode yang terlalu ekstrim, tidak memakai air yang bersuhu terlalu dingin, dan dilakukan setelah proses pendinginan/cooling down selesai dilakukan.

b. Oksigen hiperbarik

    Metode ini sudah banyak diaplikasikan di luar negeri walaupun bukti-bukti penelitian juga belum cukup kuat.   Pemain ditempatkan dalam ruangan khusus dengan oksigen bertekanan tinggi. Secara teoritis diharapkan oksigen yang bertekanan tinggi ini lebih mudah berikatan dengan haemoglobin dan masuk ke dalam sel-sel tubuh, sehingga mempermudah proses "daur ulang" asam laktat.

c.  Tidur yang cukup dan berkualitas

Pemain profesional yang bermain dengan intensitas tinggi diharapkan tidur selama 8-10 jam! Tidur siang selama 2 jam, dan tidur malam selama 8 jam.  Sekurang-kurangnya diharapkan dia tidur selama 8 jam. 

Mengapa tidur sangat penting? Perlu diketahui bahwa tidak ada obat untuk menggantikan tidur.  Sama halnya dengan "hutang oksigen" yang harus dibayar dengan asupan oksigen, "hutang tidur" hanya bisa dibayar dengan tidur. Saat tidurlah terjadi proses recovery yang paling efektif.  Tubuh beristirahat dan berfokus untuk regenerasi sel-sel tubuh yang rusak.

Daftar Pustaka 

Campbell, et all., (2003), Biologi Jilid 3 Edisi Kelima, Erlangga, Jakarta.

Irianto, Kus., (2004), Struktur Dan fungsi Manusia Untuk Paramedis, Yrama

Widya , Bandung. 

Nanang, Tri, (2012), Hutang Oksigen

http://dokternanang.blogspot.com/2012/03/instant-recovery-hutang-oksigen.html. diakses pada tanggal 21 Pebruari 2015

Setiadi, (2007), Anatomi Fisiologi Manusia, Graha Ilmu,  Surabaya.

Sinaga, Erlintan dan Melva Silitonga, (2011),  Anatomi Fisiologi Tubuh Manusia.

Universitas Negeri Medan , Medan.