Otot — struktur, fungsi, sifat, gangguan, jenis

Dalam biologi, otot adalah struktur atau jaringan yang ada pada manusia, dan pada sebagian besar hewan yang memiliki kemampuan untuk menghasilkan gerakan dengan berkontraksi dan santai, otot selalu bertindak berpasangan antagonis. Jaringan yang membentuk otot adalah sisebut jaringan otot, itu terdiri dari sel-sel khusus yang disebut miosit yang memiliki sifat meningkatkan atau mengurangi panjangnya ketika dirangsang oleh impuls listrik dari sistem saraf.

Ada tiga jenis jaringan otot:

  • Jaringan otot lurik yang membentuk otot sadar.
  • Jaringan otot jantung yang membentuk jantung.
  • Jaringan otot polos – Ditemukan terutama di dinding saluran pencernaan, bronkus, pembuluh darah, kandung kemih, dan rahim.

Dalam tubuh manusia dan semua vertebrata, otot lurik melekat pada kerangka melalui tendon dan bertanggung jawab untuk pelaksanaan gerakan tubuh sukarela. Otot jantung dan otot polos berkontraksi secara otomatis oleh impuls yang mereka terima melalui sistem saraf otonom.

Unit fungsional dan struktural otot rangka adalah serat otot atau miosit, beberapa serat otot berkumpul untuk membentuk fasikula, beberapa fasikula berkumpul dan membentuk seluruh otot yang dibungkus oleh membran jaringan ikat yang disebut fasia. Tubuh manusia mengandung sekitar 650 otot lurik.

Etimologi

Kata otot berasal dari bahasa Latin musculus kecil, dibentuk oleh mus (mouse) dan akhiran kecil -culus, karena pada saat kontraksi, orang-orang Romawi membandingkannya dengan tikus kecil, karena bentuknya selama proses ini.

Sifat jaringan otot

Jaringan otot terdiri dari sel-sel yang disebut miosit dan memiliki empat sifat utama yang membedakannya dari jaringan lain:

  • Rangsangan listrik. Jaringan otot menerima impuls listrik dari sistem saraf dan meresponsnya dengan menghasilkan gerakan.
  • Kontraktibilitas. Ini didefinisikan sebagai kapasitas pemendekan yang menyebabkan ketegangan yang disebut gaya kontraksi. Jika ketegangan yang dihasilkan melebihi hambatan, terjadi gerakan yang akan berbeda tergantung di mana otot berada.
  • Kemungkinan diperpanjang. Ini adalah kemampuan otot untuk memanjang tanpa menderita kerusakan. Khasiat ini bisa dilihat pada lapisan otot lambung yang sangat melar ketika perut diisi dengan makanan selama proses pencernaan.
  • Elastisitas. Mengacu pada kemampuan jaringan otot untuk kembali ke panjang aslinya setelah proses kontraksi atau setelah peregangan.

Dengan membandingkan jaringan otot dengan jaringan lain seperti jaringan tulang yang membentuk tulang, pentingnya keempat sifat ini dapat dengan mudah dipahami. Jaringan tulang tidak eksitasi secara elektrik, juga tidak memiliki kemampuan untuk berkontraksi atau bervariasi bentuknya. Ini tidak bisa diperpanjang, jika ia mengalami perpanjangan ia patah menyebabkan patah tulang.

Jenis jaringan otot

Jaringan otot bertanggung jawab atas pergerakan rangka aksial dan apendikular, dan pemeliharaan postur atau posisi tubuh. Berkat otot lurik kita dapat melakukan gerakan sukarela, memindahkan batang dan ekstremitas, berjalan, melompat, berlari, mengangkat benda, mengunyah dan menggerakkan mata ke segala arah. Setiap otot lurik atau kerangka melekat pada tulang oleh ekstensi berserat yang disebut tendon dan dikelilingi oleh membran yang disebut aponeurosis.

serat otot rangka

Unit dasar yang membentuk otot rangka adalah serat otot. Masing-masing dari mereka sebenarnya adalah sel silinder yang sangat panjang dengan banyak inti yang terletak di pinggirannya. Sekelompok serabut berkelompok membentuk satu bundel, beberapa bundel bersatu dan membentuk seluruh otot.

Jaringan otot polos

Jaringan otot polos, tidak seperti otot rangka, tidak berpartisipasi dalam gerakan sadar. Jaringan otot polos ditemukan di dinding struktur rongga internal, termasuk dinding saluran pencernaan, kandung empedu, pembuluh darah, saluran udara, bronkus, ureter, kandung kemih, dan rahim. Ada juga otot polos di kulit yang terkait dengan folikel rambut dan di mata di mana ia memiliki fungsi berkontraksi dan melebarkan pupil dan memungkinkan fokus dengan memvariasikan bentuk lensa. Jaringan otot polos menerima namanya karena jika sampel jaringan diamati di bawah mikroskop, pergoresan tidak terlihat, itulah sebabnya disebut halus. Otot-otot polos tubuh melakukan fungsi-fungsi yang sangat penting dan secara otomatis berkontraksi atau rileks sebagai respons terhadap rangsangan saraf yang dihasilkan oleh sistem saraf otonom.2

Serat otot polos lebih pendek dari kerangka dan memiliki inti tunggal, memiliki filamen internal yang terdiri dari dua jenis: tebal dan tipis. Filamen ini tidak memiliki distribusi yang kompak sehingga tidak ada lurik yang terlihat. Kontraksi serat halus didasarkan pada prinsip-prinsip yang sama seperti pada otot rangka, tetapi ia memiliki beberapa sifat khusus, yaitu onset yang lebih lambat tetapi lebih lama dari pada otot rangka, dan serat tersebut juga dapat diregangkan atau diperpendek ke tingkat yang jauh lebih besar. lebih besar tanpa kehilangan kapasitas kontraktilnya.

Otot-otot rahim juga termasuk otot polos yang memungkinkan proses persalinan, di mana rahim berkontraksi secara berkala dengan intensitas yang meningkat, mencapai maksimumnya selama periode ekspulif.

Jaringan otot lurik jantung

Otot jantung adalah sifat lurik yang dimodifikasi dan kontrol tak disengaja. Otot jantung hanya ada di jantung dan menghasilkan gerakan-gerakan dimana organ ini mendorong darah melalui sistem peredaran darah. 75% dari total volume jantung adalah otot. Jaringan otot jantung memiliki beberapa karakteristik khusus, sel-sel yang menyusunnya bercabang dan memiliki struktur yang disebut cakram intercalar yang bergabung dengan ujung dua miosit yang berdekatan, sedemikian rupa sehingga organ berkontraksi secara tersinkronisasi.  Regulasi kekuatan dan tingkat kontraksi tidak disengaja dan dilakukan melalui sistem saraf otonom. Sistem saraf simpatis memiliki tindakan positif yang meningkatkan frekuensi kontraksi, sedangkan stimulasi sistem saraf parasimpatis memiliki aksi yang berlawanan.

Kontraksi otot

Kontraktibilitas adalah sifat serat otot untuk memperpendek dan menebal. Hal ini dimungkinkan karena setiap sel mengandung banyak filamen yang terbuat dari dua protein berbeda yang disebut aktin dan miosin, kedua jenis memiliki penampilan yang berbeda, filamen aktin tipis dan berwarna terang, sedangkan miosin berwarna gelap dan tebal. Mereka bergantian satu sama lain, terimbas seperti ketika jari-jari terjalin

Menurut model filamen geser, dalam situasi istirahat serat otot menyajikan tumpang tindih tingkat moderat antara aktin dan filamen miosin, dalam keadaan kontrak tumpang tindih meningkat, sementara jika perpanjangan otot terjadi tumpang tindih berkurang dan dapat mencapai menjadi nol

Jenis kontraksi

Otot rangka melekat di ujungnya ke tulang oleh tendon. Jadi ada resistensi yang harus diatasi otot untuk memendek. Ketika perlawanan lebih tinggi dari ketegangan yang terbentuk pada otot yang diaktifkan, itu tidak dapat dipersingkat dan tidak ada gerakan, sedangkan ketika perlawanan kurang dari ketegangan yang dihasilkan, pemendekan terjadi yang akan lebih cepat semakin rendah beban. Istilah kontraksi digunakan di sini untuk menunjuk perkembangan ketegangan pada otot, tetapi tidak selalu berarti bahwa itu diperpendek, karena itu tergantung pada resistensi eksternal yang ada. Berdasarkan hal di atas, dapat terdapat berbagai jenis kontraksi, tergantung pada apakah mereka menghasilkan pergerakan atau tidak:

  • Kontraksi isometrik atau statis. Dalam jenis kontraksi ini, ketegangan otot tidak melebihi resistensi untuk diatasi. Otot tidak mengurangi panjangnya dan gerakan tidak dihasilkan, meskipun ada pengeluaran energi.
  • Kontraksi isotonik atau dinamis. Berbeda dengan yang sebelumnya, otot diperpendek atau diperpanjang. Kontraksi isotonik adalah yang paling umum dalam aktivitas sehari-hari dan dalam sebagian besar olahraga, karena ketegangan otot biasanya menyebabkan pemendekan atau pemanjangan serat otot dari otot yang diberikan. Itu bisa dari dua jenis: konsentris atau eksentrik.
  • Isotonik konsentris. Ada perkiraan antara segmen artikular, sehingga menimbulkan kerja positif. Gaya yang diberikan lebih besar daripada hambatan untuk mengatasi. Ada pemendekan otot.
  • Isotonik eksentrik. Dalam jenis kontraksi ini, ada pemisahan segmen artikular, yang mengarah ke pekerjaan negatif. Kekuatan yang diterapkan lebih kecil dari hambatan untuk diatasi. Ada pemanjangan otot.

Jenis kontraksi lain dapat didefinisikan bahwa dalam kenyataannya tidak lebih dari kombinasi dari tiga yang dasar yang sebelumnya diuraikan:

  • Kontraksi auksotonik. Kontraksi isotonik dan isometrik digabungkan dalam proporsi yang berbeda. Contoh kontraksi ini mungkin mengangkat beban di bangku.
  • Kontraksi isokinetik. Ini adalah jenis kontraksi dinamis dengan kecepatan tetap dan ketahanan terhadap ketukan tipe variabel. Ini adalah kombinasi dari tiga jenis kontraksi; kontraksi eksentrik pertama, maka waktu isometrik minimum dan waktu kerja konsentris akhir.

Serat otot rangka

Serat otot lurik adalah sel silindris memanjang. Ini berdiameter 50 mikron dan dapat mencapai panjang beberapa sentimeter. Ini adalah hasil dari fusi beberapa sel, sehingga memiliki banyak inti yang terletak di pinggirannya (sel berinti banyak). Ini diselimuti oleh membran yang disebut sarkolema, sedangkan wilayah bagian dalam (sitoplasma) disebut sarkoplasma.

Sarkoplasma mengandung banyak struktur longitudinal (miofibril) yang disusun secara kompak dan dibentuk oleh pergantian dua jenis filamen: filamen tebal yang terdiri dari molekul protein myosin dan filamen tipis yang terbuat dari molekul protein aktin. Kedua jenis filamen saling bergantian membentuk struktur yang teratur yang bertanggung jawab untuk kontraksi otot. Myofibril secara teratur dipotong oleh striae berwarna gelap yang disebut striae Z. Wilayah antara dua striae Z berturut-turut disebut sarkomer. Sarkomer adalah unit dasar kontraksi otot. Setiap serat otot mengandung sejumlah besar sarkoma yang tersusun dalam susunan teratur dengan keteraturan sempurna.

Jenis serat otot rangka

Ada dua jenis serat otot rangka yang dibedakan berdasarkan aktivitas fungsionalnya dan beberapa aspek strukturnya: serat otot tipe I, juga disebut kedutan lambat atau lambat, dan serat otot tipe II, juga disebut serat otot berkedut putih atau cepat. Di dalam otot biasanya ada serat dari kedua jenis, meskipun tergantung pada jenis gerakan yang biasanya dilakukan, salah satu dari mereka mendominasi. Serat merah mendominasi otot postural (otot trunk) yang terus aktif, dan serat putih pada otot terkait gerakan (otot tungkai) yang perlu berkontraksi lebih cepat.

  • Tipe I. Juga disebut serat berkedut lambat atau merah, mereka berutang warnanya karena banyaknya mioglobin, berdiameter kecil, diairi oleh sejumlah besar pembuluh darah dan memiliki banyak mitokondria di dalamnya, tetapi sangat sedikit glikogen. Mereka bekerja terutama untuk kegiatan yang memerlukan kontraksi intensitas rendah tetapi sangat lama dalam waktu, misalnya pemeliharaan postur tubuh. Banyaknya mitokondria dan kapasitas penyimpanan oksigen yang diberikan oleh mioglobin, menentukan bahwa energi yang diperlukan untuk prosesnya diperoleh terutama secara aerobik, melalui siklus Krebs. Mereka adalah serat yang tidak mudah lelah, karena mereka memperoleh sejumlah besar energi per unit materi yang dikonsumsi.
  • Tipe II. Juga kedutan cepat atau panggilan putih. Mereka memiliki karakteristik yang berlawanan dengan serat tipe I, mereka memiliki sedikit mioglobin, diameter lebih besar, mereka kurang vaskularisasi, mengandung sedikit mitokondria dan banyak glikogen. Tubuh menggunakannya terutama untuk latihan yang tidak berlangsung lama, tetapi intensitas tinggi. Mereka sangat sensitif terhadap kelelahan
  • Tipe IIa. Mereka memiliki karakteristik menengah antara tipe I dan tipe II. Tergantung pada jenis pelatihan yang dilakukan seseorang, serat tipe IIa dapat diubah menjadi serat tipe I, jika latihan kekuatan berkepanjangan mendominasi, atau menjadi serat tipe II jika pelatihan yang membutuhkan aktivitas otot yang intens tetapi dari durasi singkat (antara 30 detik dan 2 menit) .10

Sistem energi otot

Sistem energi dipahami sebagai jalur metabolisme yang digunakan tubuh untuk mendapatkan energi. Energi ini digunakan untuk melakukan pekerjaan, misalnya kontraksi otot.

  • ATP-PC atau sistem anaerob alaktik. Menggunakan cadangan otot ATP dan fosfokreatin, tidak memerlukan oksigen dan tidak menghasilkan asam laktat. Ini menghasilkan sejumlah besar energi dalam waktu singkat, tetapi cadangannya sangat terbatas.
  • Glikolisis anaerob. Ini memecah glukosa dengan memperoleh energi tanpa kehadiran oksigen, menghasilkan asam laktat sebagai zat limbah.
  • Sistem aerobik atau oksidatif. Ini adalah sistem utama, dibuat di mitokondria sel dan menghasilkan sejumlah besar energi. Ini membutuhkan keberadaan oksigen dan menghasilkan CO2 dan H2O sebagai produk limbah. Ini adalah metode untuk memperoleh energi yang mendominasi dalam durasi panjang dan aktivitas intensitas rendah.

Struktur umum otot lurik

Masing-masing serat otot lurik ditutupi oleh lapisan jaringan ikat yang disebut endomisium. Beberapa serat dikelompokkan bersama dan membentuk struktur yang lebih besar yang disebut bundel otot yang ditutupi oleh perimysium. Akhirnya, beberapa fasikula bersatu membentuk otot lengkap, yang ditutupi oleh epimysium. Sebagian besar otot dimasukkan ke dalam tulang melalui tendon yang terbuat dari jaringan berserat dan padat dengan tingkat elastisitas tertentu. Biasanya, ada 2 tendon, satu di setiap ujung otot

Bentuk otot sangat bervariasi tergantung pada fungsi dan lokasi mereka, kebanyakan dari mereka memanjang atau fusiformis seperti biceps brachii, yang lain datar seperti rectus abdominis, beberapa berbentuk kipas seperti mayor pectoralis. Otot-otot tertentu memiliki bentuk khusus dengan lubang di tengah agar sesuai dengan rongga, termasuk orbicularis labia dan orbicularis oculi.

Fungsi otot

Mereka berbeda tergantung pada jenis otot: lurik, jantung atau polos

  • Otot lurik: Mereka memprovokasi gerakan tubuh, menghasilkan panas, berfungsi sebagai perlindungan bagi organ internal, memungkinkan untuk mempertahankan postur tubuh.
  • Otot polos: Mereka memungkinkan gerakan peristaltik usus dan lambung menjadi mungkin selama pencernaan, melebarkan pupil, mengontrak kandung kemih selama buang air kecil, menambah atau mengurangi lumen pembuluh darah, menghasilkan piloerection, menambah atau mengurangi lumen pembuluh darah. bronkus.
  • Otot jantung: Menggerakkan darah melalui sistem peredaran darah untuk mencapai semua jaringan tubuh.

Kekuatan otot

Dalam biologi, kekuatan didefinisikan sebagai kemampuan otot untuk berkontraksi mengatasi resistensi. Hal ini diperlukan untuk sebagian besar kegiatan sehari-hari, karena semua gerakan berasal dari suatu kekuatan, baik yang diperlukan untuk melakukan gerakan maupun yang dimaksudkan untuk memindahkan benda yang kurang lebih berat. Tiga aspek berbeda termasuk dalam konsep kekuatan:

  • Kekuatan maksimal. Mengacu pada kemampuan untuk mencapai kekuatan sebesar mungkin pada waktu tertentu. Misalnya saat mengangkat beban, semakin besar bobot yang bisa diangkat, semakin besar gaya maksimumnya.
  • Kekuatan perlawanan. Itu adalah kemampuan untuk mempertahankan kekuatan selama mungkin atau mengulanginya berkali-kali. Misalnya, berapa kali berturut-turut benda berat dapat diangkat.
    Kekuatan ledakan. Konsep ini mengacu pada kemampuan untuk mencapai kekuatan tertentu dalam periode waktu sesingkat mungkin, dalam waktu singkat kekuatan ledakan yang lebih besar.

Kekuatan yang dapat dicapai individu tertentu terkait dengan berbagai faktor, salah satunya adalah penampang otot. Otot dapat menghasilkan 3 hingga 4 kg gaya per cm2 penampang. Oleh karena itu, otot-otot bagian yang lebih besar adalah mereka yang mengembangkan kekuatan yang lebih besar, meskipun peningkatan ukuran otot tidak selalu disertai dengan peningkatan kekuatan yang dapat berkembang.

Komposisi kimiawi dari jaringan otot

Otot rangka terdiri dari 75% air dan 20% protein. 5% sisanya sesuai dengan zat lain seperti lemak, glikogen, natrium, kalium, kalsium dan fosfor.

  • Air, yang mewakili 75% dari berat otot.
  • Protein berhubungan dengan 20% jaringan otot, berikut ini dapat dibedakan antara lain:
  • Miosin. Ini mewakili sekitar 55% protein otot.12
  • Aktin Sesuai dengan 25% protein otot.12
  • Mioglobin. Myoglobin adalah otot hemoprotein yang secara struktural sangat mirip dengan hemoglobin. Ini terdiri dari rantai polipeptida dari 153 asam amino dan kelompok heme yang mengandung atom besi. Fungsi mioglobin adalah untuk menyimpan oksigen.
  • Tropomiosin.
  • Kompleks troponin.
  • Dystrophin. Ini adalah protein struktural otot, disandikan oleh gen DMD yang terletak pada kromosom X. Ia memiliki fungsi pengikatan pada membran sel otot dan mempertahankan struktur sel selama proses kontraksi. Tidak adanya distrofin atau perubahannya menyebabkan kerusakan serius pada jaringan otot. Distrofi otot Duchenne disebabkan oleh mutasi pada gen yang mengkode protein ini.
  • Karbohidrat. Zat utama dari kelompok ini yang ada dalam otot adalah glikogen. Otot mengandung sekitar 1% glikogen yang digunakan sebagai bentuk penyimpanan glukosa. Ketika otot melakukan peningkatan aktivitas, ia memobilisasi simpanan glikogennya, yang diubah menjadi glukosa. Sel otot menghasilkan glukosa dari glukosa, yang merupakan sumber energi yang memungkinkan kontraksi. 13
  • Lemak. Jumlah lemak yang terkandung dalam jaringan otot bervariasi dengan makanan dan berbeda tergantung pada spesies hewan.
  • Senyawa anorganik. Di antara garam anorganik yang paling penting adalah natrium, yang ion-ionnya dikaitkan dengan rangsangan dan kontraksi. Kalium, yang ionnya memperlambat kelelahan otot. Ion kalsium dan fosfor.

Atrofi otot dan hipertrofi

Hipertrofi otot.

Atrofi otot. Ini terdiri atas hilangnya massa otot. Ini dapat disebabkan oleh beberapa penyebab, salah satu varietas yang paling sering adalah atrofi otot yang tidak digunakan yang terjadi pada orang yang tetap tidak bergerak total atau sebagian untuk waktu yang lama.14 Pada atrofi otot yang tidak digunakan, penurunan aktivitas kontraktil menyebabkan penurunan protein otot dan pengurangan penampang serat. Namun, jumlah serat tetap stabil, jadi jika aktivitas dilanjutkan, otot memulihkan sifat awalnya setelah periode yang lebih lama atau lebih lama.14

Hipertrofi otot. Istilah hipertrofi menunjukkan pembesaran suatu organ. Ketika otot atau sekelompok otot mengalami latihan resistensi berulang, terutama latihan kontraksi isometrik, otot merespons dengan meningkatkan ukuran dan kekuatannya, sebuah fenomena yang dikenal sebagai hipertrofi aktif. Proses ini terutama disebabkan oleh peningkatan ukuran serat otot, karena jumlah mereka tetap praktis tidak berubah. Agar fenomena ini bertahan, perlu dilakukan latihan secara terus menerus, jika tidak serat akan kembali ke ukuran awal dan hipertrofi menghilang. 15 Penggunaan zat doping untuk secara buatan menyebabkan hipertrofi otot pada atlet adalah praktik berbahaya yang dapat menyebabkan cedera otot dan tendon. Di sisi lain, beberapa produk yang digunakan secara ilegal untuk tujuan ini, termasuk anabolik, dapat menyebabkan kerusakan pada organ internal seperti hati dan ginjal. 16

Penyakit otot

Penyakit dan gangguan otot bervariasi dan etiologi beragam.

  • Distrofi otot. Mereka adalah kelompok heterogen dari kelainan bawaan yang hadir dengan kelemahan otot dan atrofi, dalam beberapa kasus parah. Di antara penyakit yang paling umum yang termasuk dalam kelompok ini adalah distrofi otot Duchenne, distrofi miotonik Steinert dan distrofi otot Becker.
  • Miopati inflamasi: termasuk dermatomiositis dan polimyositis. Myositis badan inklusi yang lebih baru telah dimasukkan dalam grup ini. 17
  • Myasthenia gravis: menyebabkan kelemahan otot akibat hilangnya reseptor asetilkolin.
    Tumor, seperti tumor desmoid, rhabdomyoma, leiomyoma, dan rhabdomyosarcoma.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *