Berikut ini penjelasan mengenai cara kerja Otot Manusia beserta pengertian, jenis-jenis, fungsi dan struktur pembentuk otot secara lengkap.
Kontraksi otot manusia terjadi ketika sarkomer memendek, ketika filamen tebal dan tipis saling meluncur melewati satu sama lain, yang disebut model filamen geser kontraksi otot. ATP menyediakan energi untuk pembentukan lintas-jembatan dan geser filamen.
Protein pengatur, seperti troponin dan tropomyosin, mengendalikan pembentukan lintas-jembatan. Coupling eksitasi-kontraksi mentransduksi sinyal listrik dari neuron, melalui asetilkolin, menjadi sinyal listrik pada membran otot manusia, yang memulai produksi kekuatan.
Jumlah serat otot yang berkontraksi menentukan seberapa besar kekuatan yang dihasilkan oleh seluruh otot manusia.
Jenis-jenis Jaringan Otot
Sel-sel otot manusia khusus untuk kontraksi. Otot memungkinkan gerakan seperti berjalan, dan mereka juga memfasilitasi proses tubuh seperti pernapasan dan pencernaan. Tubuh mengandung tiga jenis jaringan otot: otot rangka, otot jantung, dan otot polos (Gambar 1).
Jaringan otot Lurik (Skeletal muscle tissue )
Jaringan otot rangka membentuk otot rangka, yang melekat pada tulang atau kulit dan mengontrol pergerakan dan setiap gerakan yang dapat dikendalikan secara sadar. Karena dapat dikendalikan oleh pikiran, otot rangka juga disebut otot sukarela. Otot rangka panjang dan silindris; bila dilihat di bawah mikroskop, jaringan otot rangka memiliki penampilan belang atau lurik. Lurik disebabkan oleh pengaturan teratur protein kontraktil (aktin dan miosin). Aktin adalah protein kontraktil globular yang berinteraksi dengan myosin untuk kontraksi otot. Otot rangka juga memiliki banyak nuklei dalam satu sel.
Jaringan Otot Polos (Smooth muscle tissue)
Jaringan otot polos terjadi di dinding organ berlubang seperti usus, lambung, dan kandung kemih, dan di sekitar saluran seperti saluran pernapasan dan pembuluh darah. Otot polos tidak memiliki lurik, tidak di bawah kendali sukarela, hanya memiliki satu nukleus per sel, meruncing di kedua ujungnya, dan disebut otot involunter.
Jaringan Otot Jantung (Cardiac muscle tissue)
Jaringan otot jantung hanya ditemukan di jantung, dan kontraksi jantung memompa darah ke seluruh tubuh dan menjaga tekanan darah. Seperti otot rangka, otot jantung lurik, tetapi tidak seperti otot rangka, otot jantung tidak dapat dikontrol secara sadar dan disebut otot involunter. Ini memiliki satu nukleus per sel, bercabang, dan dibedakan dengan adanya disk yang diselingi.
Struktur Serat Otot Lurik (Skeletal Muscle Fiber Structure)
Setiap serat otot lurik adalah sel otot rangka. Sel-sel ini sangat besar, dengan diameter hingga 100 μm dan panjang hingga 30 cm. Membran plasma dari serat otot rangka disebut sarcolemma. Sarkolemma adalah tempat konduksi potensial aksi, yang memicu kontraksi otot. Di dalam setiap serat otot terdapat miofibril struktur silindris panjang yang sejajar dengan serat otot.
Myofibrils menjalankan seluruh panjang serat otot, dan karena mereka hanya berdiameter sekitar 1,2 μm, ratusan hingga ribuan dapat ditemukan di dalam satu serat otot. Mereka menempel pada sarcolemma di ujungnya, sehingga saat miofibril memendek, seluruh sel otot berkontraksi (Gambar 2).
Tampilan lurik jaringan otot rangka adalah hasil dari pengulangan protein aktin dan miosin yang hadir sepanjang miofibril. Pita-pita gelap A dan pita-pita cahaya I mengulangi sepanjang myofibrils, dan penyelarasan myofibrils di dalam sel menyebabkan seluruh sel tampak lurik atau berikat.
Setiap I band memiliki garis padat yang berjalan secara vertikal melalui tengah yang disebut Z disc atau garis Z. Cakram Z menandai batas unit yang disebut sarkoma, yang merupakan unit fungsional otot rangka. Satu sarcomere adalah ruang antara dua disk Z berturut-turut dan berisi satu band A keseluruhan dan dua bagian band I, satu di kedua sisi band A. Myofibril terdiri dari banyak sarkoma yang berjalan sepanjangnya, dan ketika sarkomer berkontraksi secara individu, myofibril dan sel otot memendek (Gambar 3).
Myofibrils
Myofibrils terdiri dari struktur yang lebih kecil yang disebut myofilaments. Ada dua jenis filamen utama: filamen tebal dan filamen tipis; masing-masing memiliki komposisi dan lokasi yang berbeda. Filamen tebal hanya terjadi pada pita A myofibril.
Filamen tipis menempel pada protein dalam cakram Z yang disebut alpha-actinin dan terjadi di seluruh panjang pita I dan sebagian masuk ke pita A. Wilayah di mana filamen tebal dan tipis tumpang tindih memiliki penampilan yang padat, karena ada sedikit ruang antara filamen. Filamen tipis tidak meluas sampai ke pita A, meninggalkan daerah tengah pita A yang hanya berisi filamen tebal. Wilayah tengah dari pita A ini terlihat sedikit lebih ringan daripada pita A lainnya dan disebut zona H (Gambar 4).
Bagian tengah zona H memiliki garis vertikal yang disebut garis M, di mana protein aksesori menyatukan filamen tebal. Baik disk Z dan garis M menahan miofilamen untuk mempertahankan pengaturan struktural dan pelapisan miofibril. Myofibrils terhubung satu sama lain dengan menengah, atau desmin, filamen yang menempel pada disk Z. Komponen utama filamen tipis adalah protein aktin.
Dua komponen lain dari filamen tipis adalah tropomiosin dan troponin. Actin memiliki situs yang mengikat untuk lampiran myosin. Helai tropomiosin memblok situs pengikatan dan mencegah interaksi aktin-myosin ketika otot diam. Troponin terdiri dari tiga subunit globular. Satu subunit berikatan dengan tropomiosin, satu subunit berikatan dengan aktin, dan satu subunit berikatan dengan ion Ca^{2 +}.
Cara Kerja Otot
Otot melekat pada tulang oleh tendon dan membantu mereka untuk bergerak.
Ketika otot berkontraksi (tandan ke atas), ia menjadi lebih pendek dan menarik tulang yang melekat. Ketika otot rileks, ia kembali ke ukuran normal.
Otot hanya bisa menarik dan tidak bisa mendorong. Karena itu otot harus bekerja berpasangan untuk menggerakkan sendi. Satu otot akan berkontraksi dan menarik sendi satu arah dan otot lainnya akan berkontraksi dan menariknya yang lain.
Model Kontraksi Filamen Geser
Ketika otot berkontraksi, aktin ditarik sepanjang myosin menuju pusat sarkoma sampai filamen aktin dan miosin benar-benar tumpang tindih. Dengan kata lain, agar sel otot berkontraksi, sarcomere harus dipersingkat. Namun, filamen tebal dan tipis dan komponen sarkoma tidak memendek. Sebaliknya, mereka meluncur satu sama lain, menyebabkan sarcomere memendek sementara filamen tetap sama.
Teori geser filamen kontraksi otot dikembangkan agar sesuai dengan perbedaan yang diamati pada pita bernama pada sarkomer pada berbagai tingkat kontraksi otot dan relaksasi. Mekanisme kontraksi adalah pengikatan myosin dengan aktin, membentuk jembatan silang yang menghasilkan gerakan filamen (Gambar 1).
Ketika sarkoma lebih pendek, beberapa daerah memendek sedangkan yang lainnya tetap sama. Sarkomer didefinisikan sebagai jarak antara dua disk Z berturut-turut atau garis Z; ketika otot berkontraksi, jarak antara cakram Z berkurang. Zona H wilayah tengah zona A hanya berisi filamen tebal (miosin) dan dipersingkat saat kontraksi.
Zona H menjadi lebih kecil dan lebih kecil karena meningkatnya tumpang tindih filamen aktin dan miosin, dan otot menjadi lebih pendek. Jadi ketika otot berkontraksi penuh, zona H tidak lagi terlihat. Pita I hanya berisi filamen tipis dan juga lebih pendek.
Pita A tidak memendek panjangnya tetap sama tetapi pita sarkomer yang berbeda bergerak lebih dekat bersama selama kontraksi, akhirnya menghilang. Filamen tipis ditarik oleh filamen tebal ke arah tengah sarkomer sampai cakram Z mendekati filamen tebal. Zona tumpang tindih, di mana filamen tipis dan filamen tebal menempati area yang sama, meningkat ketika filamen tipis bergerak ke dalam.
Catatan bahwa filamen aktin dan miosin sendiri tidak berubah panjangnya, tetapi sebaliknya saling bergeser.
Fungsi-fungsi Otot Manusia
Mobilitas
Fungsi utama sistem otot adalah untuk memungkinkan gerakan. Ketika otot berkontraksi, mereka berkontribusi pada gerakan kasar dan halus.
Gerakan kotor mengacu pada gerakan besar yang terkoordinasi dan mencakup:
- berjalan
- berlari
- renang
- dll
Gerakan halus melibatkan gerakan yang lebih kecil, seperti:
- penulisan
- berbicara
- ekspresi wajah
Otot rangka yang lebih kecil biasanya bertanggung jawab untuk jenis tindakan ini.
Sebagian besar gerakan otot tubuh berada di bawah kendali sadar. Namun, beberapa gerakan bersifat refleksif, seperti menarik tangan dari sumber panas.
Stabilitas
Tendon otot meregangkan sendi dan berkontribusi pada stabilitas sendi. Tendon otot di sendi lutut dan sendi bahu sangat penting dalam stabilisasi.
Otot-otot inti adalah otot-otot di perut, punggung, dan panggul, dan mereka juga menstabilkan tubuh dan membantu dalam tugas-tugas, seperti mengangkat beban.
Postur tubuh
Otot rangka membantu menjaga tubuh pada posisi yang benar ketika seseorang duduk atau berdiri. Ini dikenal sebagai postur.
Postur yang baik bergantung pada otot yang kuat dan lentur. Otot-otot yang kaku, lemah, atau tegang berkontribusi pada postur yang buruk dan ketidaksejajaran tubuh.
Jangka panjang, postur yang buruk menyebabkan nyeri sendi dan otot di bahu, punggung, leher, dan di tempat lain.
Sirkulasi
Jantung adalah otot manusia yang memompa darah ke seluruh tubuh. Gerakan jantung berada di luar kendali sadar, dan berkontraksi secara otomatis ketika dirangsang oleh sinyal listrik.
Otot polos di arteri dan vena memainkan peran lebih lanjut dalam sirkulasi darah ke seluruh tubuh. Otot-otot ini menjaga tekanan darah dan sirkulasi jika terjadi kehilangan darah atau dehidrasi.
Mereka berkembang untuk meningkatkan aliran darah selama latihan intensif ketika tubuh membutuhkan lebih banyak oksigen.
Respirasi
Pernapasan melibatkan penggunaan otot diafragma.
Diafragma adalah otot berbentuk kubah yang terletak di bawah paru-paru. Ketika diafragma berkontraksi, ia mendorong ke bawah, menyebabkan rongga dada menjadi lebih besar. Paru-paru kemudian terisi dengan udara. Ketika otot diafragma mengendur, ia mendorong udara keluar dari paru-paru.
Ketika seseorang ingin bernafas lebih dalam, itu membutuhkan bantuan dari otot lain, termasuk yang ada di perut, punggung, dan leher.
Pencernaan
Sistem otot memungkinkan untuk bergerak di dalam tubuh, misalnya, selama pencernaan atau buang air kecil.
Otot-otot halus di pencernaan atau saluran pencernaan mengontrol pencernaan. Saluran GI membentang dari mulut ke anus.
Makanan bergerak melalui sistem pencernaan dengan gerakan seperti gelombang yang disebut peristaltik. Otot-otot di dinding-dinding organ berlubang berkontraksi dan rileks untuk menyebabkan gerakan ini, yang mendorong makanan melalui kerongkongan ke perut.
Otot atas di perut rileks untuk memungkinkan makanan masuk, sementara otot bagian bawah mencampur partikel makanan dengan asam lambung dan enzim.
Makanan yang dicerna bergerak dari perut ke usus oleh peristalsis. Dari sini, lebih banyak otot berkontraksi untuk mengeluarkan makanan keluar dari tubuh sebagai tinja.
Buang Air Kecil
Sistem kemih terdiri dari otot-otot halus dan rangka, termasuk yang di:
- kandung kemih
- ginjal
- penis atau vagina
- prostat
- ureter
- uretra
Otot dan saraf harus bekerja sama untuk menahan dan melepaskan urin dari kandung kemih.
Masalah kemih, seperti kontrol kandung kemih yang buruk atau retensi urin, disebabkan oleh kerusakan pada saraf yang membawa sinyal ke otot.
Melahirkan
Otot-otot halus di rahim mengembang dan berkontraksi saat melahirkan. Gerakan-gerakan ini mendorong bayi melalui vagina. Juga, otot-otot dasar panggul membantu memandu kepala bayi melewati jalan lahir.
Penglihatan
Enam otot rangka di sekitar mata mengendalikan pergerakannya. Otot-otot ini bekerja dengan cepat dan tepat, dan memungkinkan mata untuk:
- mempertahankan gambar yang stabil
- memindai area sekitarnya
- melacak objek bergerak
- Jika seseorang mengalami kerusakan pada otot mata mereka, itu dapat merusak penglihatan mereka.
Perlindungan organ
Otot-otot di tubuh melindungi organ-organ internal di bagian depan, samping, dan belakang tubuh. Tulang belakang dan tulang rusuk memberikan perlindungan lebih lanjut.
Otot juga melindungi tulang dan organ dengan menyerap guncangan dan mengurangi gesekan pada persendian.
Pengaturan suhu
Mempertahankan suhu tubuh yang normal adalah fungsi penting dari sistem otot. Hampir 85 persen panas yang dihasilkan seseorang dalam tubuhnya berasal dari otot-otot yang berkontraksi.
Ketika panas tubuh turun di bawah level optimal, otot rangka meningkatkan aktivitasnya untuk menghasilkan panas. Menggigil adalah salah satu contoh mekanisme ini. Otot-otot di pembuluh darah juga berkontraksi untuk mempertahankan panas tubuh.
Suhu tubuh dapat dibawa kembali dalam kisaran normal melalui relaksasi otot polos di pembuluh darah. Tindakan ini meningkatkan aliran darah dan melepaskan panas berlebih melalui kulit.
Sekian dari penjelasan otot manusia, jika ada kesalahan mohon dimaafkan. Jika anda ingin mencari penjelsana tentang tulang dan rangka bisa dilihat disini sedangkan jika ingin melihat penjelasan mengenai sendi bisa dilihat disini, Terimakasih.
