Kelelahan Otot Menyebabkan Tungkai Lemas dan Lelah Raditia Kurniawan Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana NIM : 102011219. E-mail :
[email protected]. Kelompok : PBL-3
Pendahuluan Otot merupakan alat gerak aktif karena mampu berkontraksi. Otot akan memendek jika sedang berkontraksi dan akan memanjang jika sedang relaksasi. Pada saat relaksasi, otot sedang beristirahat. Di dalam tubuh, otot dapat mengalami kelelahan. Kelelahan otot ini biasanya terjadi akibat otot terus menerus melakukan aktivitas dan kurangnya istirahat. Kelelahan otot sering dijumpai pada anak, orangtua dan dewasa. Biasanya kelelahan otot ini baru bisa dirasakan ketika kita bangun tidur. Jika kelelahan otot masih berlanjut bisa terjadi kram.
Skenario Seorang perempuan berusia 34 tahun datang ke puskesmas dengan keluhan kedua tungkai lemas dan lelah sejak 1 minggu yang lalu. Perempuan tersebut adalah seorang pedagang kue keliling. Dari anamnesa diketahui bahwa ia sudah beberapa kali mengalami keadaan seperti ini. Ekstremitas Inferior1
Mm. Tungkai atas, dibagi atas : a. Mm. Extensor sendi lutut M. sartorius otot berbentuk pita sempit yang menutupi a.femoralis pada sepertiga tengah tungkai atas. Otot ini berfungsi fleksi dan adduksi tungkai atas pada articulatio coxae. M. quadriceps femoris berfungsi untuk ekstensi tungkai bawah pada articulatio genus.
Page | 1
M. articularis genus berfungsi menarik membran sinovial ke arah superior selama ekstensi articulatio genus. b. Mm. Adductor femoris M. pectineusflexi dan aduksi tungkai atas pada articulatio coxae. M. Gracillis otot panjang seperti sabuk dan terletak pada sis medial tungkai atas dan lutut. M. Adductor magnusotot bentuk segitiga besar dan terdiri atas bagian adductor dan hamstring. M. Adductor longus otot bentuk segitiga dan terletak paling anterior dari ketiga muskuli adductores. M. Adductor brevis adduksi tungkai atas pada articulatio coxae dan membantu rotasi lateral. M. obturatorius externus bentuk segitiga dan terletak di bagian dalam. c. Mm. Flexor sendi lutut M. biceps femoris flexi dan rotasi lateral tungkai bawah pada articulatio genus. M. semitendinosus flexi dan rotasi medial tungkai bawah pada sendi lutut. M. semimembranosus flexi dan rotasi medial tungkai bawah pada articulatio genus.
Mm. Tungkai bawah, dibagi atas : a. Mm. Flexor Lapisan dangkal M. Gastrocnemius : otot betis yang paling superficial. M. Soleus : otot gepeng dan lebar yg terletak di antara m.gastrocnemius. M. Plantaris : otot ini lemah dan punya venter bentuk fusi formis. Mm. Flexor Lapisan dalam M. Popliteus : otot gepeng bentuk segitiga. M. Flexor digitorum longus : mempertahankan arcus longitudinalis medialis dan lateralis kaki. M. Tibialis posterior mempertahankan arcus longitudinalis medialis kaki. M. Flexor hallucis longus : mempertahankan arcus longitudinalis medialis kaki. b. Mm. Extensor
Page | 2
M. Tibialis anterior : membantu mempertahankan arcus longitudinalis medialis pedis. M. Extensor digitorum longus : ekstensor jari jari kaki dan ekstensi kaki pada sendi pergelangan kaki. M. Peroneus tertius : bagian dari otot ekstensor digitorum longus. M. Extensor hallucis longus : otot tipis antara dan sebagian mendalam untuk tibialis anterior dan otot extensor digitorum longus. c. Mm. Peroneus : M. Peroneus brevis : peran penting dalam mempertahankan arcus longitudinalis lateralis kaki dan berfungsi sebagai pengikat arcus transversalis pedis. M. Peroneus longus : peran penting dalam mempertahankan arcus longitudinalis lateralis kaki. Jaringan Otot2 Jaringan otot tersusun atas sel-sel otot yang fungsinya menggerakkan organ organ tubuh. Setiap jenis jaringan otot memiliki struktur yabg disesuaikan dengan peran fisiologisnya. Ada tiga jenis jaringan otot yang dapat dibedakan berdasarkan ciri morfologi dan fungsional, yaitu : 1. Otot Polos Jaringan otot polos mempunyai serabut-serabut (fibril) yang homogen sehingga bila diamati di bawah mikroskop tampak polos atau tidak bergaris-garis. Otot polos berkontraksi secara refleks dan di bawah pengaruh saraf otonom. Bila otot polos dirangsang, reaksinya lambat. Otot polos terdapat pada saluran pencernaan, dinding pembuluh darah, saluran pernafasan.
Gambar 1.a3 Page | 3
2. Otot Lurik Nama lainnya adalah jaringan otot rangka karena sebagian besar jenis otot ini melekat pada kerangka tubule. Kontraksinya menurut kehendak kita dan di bawah pengaruh saraf sadar. Dinamakan otot lurik karena bila dilihat di bawah mikroskop tampak adanya garis gelap dan terang berselang-seling melintang di sepanjang serabut otot. Oleh sebab itu nama lain dari otot lurik adalah otot bergaris melintang. Kontraksi otot lurik berlangsung cepat bila menerima rangsangan, berkontraksi sesuai dengan kehendak dan di bawah pengaruh saraf sadar. Fungsi otot lurik untuk menggerakkan tulang dan melindungi kerangka dari benturan keras.
Gambar 1.b3 3. Otot Jantung Jaringan otot ini hanya terdapat pada lapisan tengah dinding jantung. Strukturnya menyerupai otot lurik, meskipun begitu kontraksi otot jantung secara refleks serta reaksi terhadap rangsang lambat. Fungsi otot jantung adalah untuk memompa darah ke luar jantung.
Gambar 1.c3
Page | 4
Mekanisme Kerja Otot Rangka 1. Anatomi fisiologi Otot rangka4 Kira – kira 40% tubuh adalah otot rangka dan 5 sampai 10 persen adalah otot polos dan otot jantung. Semua otot rangka dalam tubuh dibentuk dari sejumlah serabut-serabut otot yang garis tengahnya berkisar antara 10 sampai 80 mikron. Pada sebagian besar otot, serabut tersebar di seluruh panjang otot dan kecuali sekitar 2 persen serabut, masing-masing dipersarafi hanya oleh satu ujung saraf yang terletak di tengah serabut. Sarkolemma adalah membran sel serabut otot. Akan tetapi, sarkolemma terdiri atas membran sel yang asli, dinamakan membran plasma, dan satu lapisan tipis polisakarida yang sama dengan lapisan membran basalis di sekitar kapiler-kapiler darah; fibril kolagen juga terdapat pada lapisan luar sarkolemma. Pada ujung-ujung serabut otot, lapisan luar sarkolemma ini bersatu dengan serabut-serabut tendo, yang selanjutnya terkumpul dalam berkas yang membentuk tendo otot, dan kemudian melekat pada tulang. Tiap-tiap serabut otot mengandung beratus-ratus miofibril. Tiap-tiap miofibril terletak berdampingan, sekitar 1500 filamen miosin dan filamen aktin yang jumlahnya dua kali, yang merupakan molekul protein polimer besar yang bertanggung jawab untuk kontraksi otot. Lalu miofibril dalam serabut otot terpendam dalam matriks yang dinamakan sarkoplasma, yang terdiri atas unsur-unsur umum intrasel. Cairan sarkoplasma mengandung kalium, magnesium, fospat, protein, enzim dalam jumlah besar. Juga terdapat mitokondria dalam jumlah banyak yang terletak antara dan sejajar dengan miofibril, suatu keadaan yang menunjukkan kebutuhan besar miofibril yang kontraktil akan ATP yang banyak sekali dibentuk oleh mitokondria. Dalam sarkoplasma juga terdapat banyak retikulum endoplasma, yang dalam serabut otot dinamakan retikulum sarkoplasma. Retikulum ini mempunyai susunan khusus yang sangat penting sekali dalam pengawasan kontraksi otot.
Page | 5
2. Mekanisme kerja otot Pada keadaan relaksasi, ujun-ujung filamen aktin yang berasal dari dua membran Z yang berurutan satu sama lain hampir tidak mengalami overlap sedangkan pada saat yang sama filamen miosin mengalami overlap sempurna. Sebaliknya, pada keadaan kontraksi, filamen-filamen aktin ini tertarik ke dalam di antara filamen miosin sehingga sekarang satu sama lain mengalami overlap dengan luas. Membran Z juga retarik oleh filamen aktin sampai ke ujung-ujung filamen miosin. Filamen aktin dapat ditarik bersama-sama demikian kuatnya sehingga ujung-ujung filamen miosin sebenarnya waktu kontraksi yang sangat kuat melengkung. Jadi kontraksi otot tejadi karena mekanisme ―sliding filamen‖.4 Bergesernya filamen aktin ke dalam filamen miosin disebabkan karena gaya tarik yang terdapat di antara filamen aktin dan miosin. Hampir pasti bahwa gaya tarik ini akibat dari gaya mekanik, atau elektrostatik yang ditimbulkan oleh interaksi jembatan penyebrang filamen miosin dengan filamen aktin.4 Dalam keadaan istirahat, daya tarik antara filamen aktin dan filamen miosin dihambat, tetapi bila potensial aksi berjalan pada membran serabut otot, potensial aksi ini akan menyebabkan dikeluarkannya ion kalsium dalam jumlah besar ke dalam sarkoplasma sekitar miofibril. Ion-ion kalsium ini megaktifkan daya tarik antara filamen-filamen dan mulai terjadi kontraksi.4 Lihat Gambar di bawah ini.6
Otot rangka dapat bergerak jika dirangsang. Rangsangannya dapat berupa panas, dingin, arus listrik, dsb. Otot rangka bekerja dengan dua cara, yaitu kontraksi (memendek dan menebal) dan relaksasi (kembali keadaan semula). Otot dapat Page | 6
memendek (kontraksi) maksimal, keadaan ini disebut tonus, kemudian relaksasi. Namun, seringkali rangsangan tertentu menyebabkan keadaan tonus tidak diikuti oleh relaksasi, keadaan otot seperti ini disebut tetanus (kejang).5 Di dalam serabut otot terdapat tiga macam protein, yaitu : a. Miogen amat mudah larut b. Miosin tidak mudah larut c. Aktin tidak mudah larut Campuran aktin dan miosin disebut aktomiosin. Aktomiosin inilah yang merupakan protein utama dalam otot. Bila aktomiosin dipekatkan maka akan membentuk benang.5 Asetilkolin yang diproduksi oleh bagian ujung serabut saraf akan membebaskan ion kalsium (Ca2+) yang berada di antara sel otot. Ion kalsium ini masuk ke dalam otot mengangkut troponin dan tropomiosin ke aktin, sehingga posisi aktin berubah mempengaruhi filamen penghubung. Aktin tertarik mendekati miosin sehingga aktin dan miosin bertempelan membentuk aktomiosin. Akibatnya benang (sel) menjadi pendek. Pada keadaan inilah, otot sedang berkontraksi.5 Setelah selesai kontraksi, ion kalsium, masuk kembali ke plasma sel, sehingga ikatan troponin dan ion kalsium lepas, menyebabkan lepasnya perlekatan aktin dan miosin, keadaan inilah yang disebut otot relaksasi.5 3. Energi untuk kontraksi otot5 Selama proses kontraksi, diperlukan energi untuk disuplai oleh ATP. Sebagian besar energi ini diperlukan untuk mekanisme roda pasak yang tepat di mana jembatan penyeberang tertarik filamen aktin, tetapi dalam jumlah sedikit diperlukan untuk memompa sarkoplasma ke dalam retikulum sarkoplasma, dan memompa ion natrium dan kalsium melalui membran serabut otot untuk mempertahankan lingkungan ionik yang cocok untuk pembentukan potensial aksi. Akan tetapi, jumlah ATP yang terdapat di dalam serabut otot cukup untuk mempertahankan kontraksi penuh selama kurang dari 1 detik. Untungnya, setelah ATP dipecahkan menjadi ADP, ATP mengalami refosforilasi membentuk ATP baru kurang dalam 1 detik. Terdapat beberapa sumber energi yang diperlukan untuk refosforilasi ini :
Page | 7
a. Zat kreatin posfat, yang membawa ikatan fosfat berenergi tinggi yang sama seperti ATP. Ikatan berenergi tinggi dari kreatin fosfat dipecahkan dan dilepaskan energi yang mengakibatkan pengikatan ion fosfat baru pada ADP untuk membentuk kembali ATP. Akan tetapi, jumlah total kreatin fosfat juga sangat sedikit, hanya sekitar lima kali jumlah ATP. Oleh karena itu, energi disimpan dari ATP cadangan dan kreatin posfat dalam otot masih mampu menyebabkan kontraksi maksimal otot selama tidak lebih dari beberapa detik. b. Energi yang dikeluarkan dari bahan makanan, seperti karbohidrat, lemak, dan protein. Sebagian besar energi ini dilepaskan dalam perjalanan oksidasi bahan makanan tersebut. Oksidasi ini mengeluarkan energi yang hampir seluruhnya berlangsung dalam mitokondria, yang menggunakan energi yang dikeluarkan untuk membentuk ATP baru. Jadi, sumber akhir energi untuk kontraksi otot adalah makanan dasar dan oksigen. c. Reaksi anaerob (glikolisis) otot dapat berkontraksi secara singkat tanpa memakai oksigen dengan menggunakan ATP yang dihasilkan melalui glikolisis anaerob. Langkah pertama dengan respirasi seluler, Glikolisis berlangsung dalam sarkoplasma, tidak memerlukan oksigen dan melibatkan pengubahan satu molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat. Glikolisis anaerob berlangsung cepat tetapi tidak efisien karena hanya menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa. Glikolisis dapat memenuhi kebutuhan ATP untuk kontraksi otot dalam waktu singkat jika persendian oksigen tidak mencukupi. d. Pembentukan asam laktat dalam glikolisis anaerob Tanpa oksigen, asam piruvat diubah menjadi asam laktat. Jika aktivitas yang dilakukan sedang dan singkat, persendian oksigen yang adekuat akan menghalangi akumulasi asam laktat. Asam laktat berdifusi ke luar dari otot dan dibawa ke hati untuk disintesis ulang jadi glukosa. e. Reaksi aerob (memakai oksigen) Saat aktivitas berlangsung, asam piruvat yang terbentuk melalui glikolisis anaerob mengalir ke mitokondria untuk masuk ke siklus asam sitrat Page | 8
(trikarboksilat) untuk oksidasi. Jika ada oksigen glukosa terurai dengan sempurna menjadi karbondioksida, air dan energi (ATP). Reaksi aerob berlangsung lambat tetapi efesien, menghasilkan energi sampai 36 mol ATP per mol glukosa. f. Oksigen Debt Saat terjadi aktivitas berat yang singkat, penguraian ATP berlangsung dengan singkat sehingga penyimpanan energi anaerob menjadi cepat habis. Sistem respiratorik dan pembuluh darah tidak dapat menghantarkan cukup oksigen ke otot untuk membentuk ATP melalui reaksi aerob. Asam laktat berakumulasi mengubah pH dan menyebabkan keletihan serta nyeri otot. Oksigen ekstra yang harus dihirup setelah aktivitas berat disebut oksigen debt. Volume oksigen yang dihirup tetap berada diatas volume normal sampai semua asam laktat dikeluarkan, baik dioksidasi menjadi asam piruvat dalam otot atau disintesis ulang menjadi glukosa dalam hati. Kelelahan Otot Kontraksi kuat otot yang berlangsung lama mengakibatkan keadaan yang dikenal sebagai kelelahan otot. Kelelahan ini diakibatkan dari ketidakmampuan proses kontraksi dan metabolisme serabut-serabut otot untuk melanjutkan suplai output kerja yang sama. Saraf terus bekerja dengan baik, impuls saraf berjalan secara normal melalui hubungan otot-saraf masuk ke dalam serabut-serabut otot, dan malahan potensial aksi normal menyebar ke serabut-serabut otot sendiri kekurangan ATP.4 Hambatan aliran darah yang menuju ke otot yang sedang berkontraksi mengakibatkan kelelahan otot yang sedang berkontraksi mengakibatkan kelelahan otot hampir sempurna dalam satu menit atau lebih karena kehilangan suplai nutrient dengan nyata.4 Selain itu, kelelahan otot bisa saja terjadi akibat kegagalan otot untuk berkontraksi secara sadar, dapat terjadi karena4 : a. Syaraf motor yang mensyarafi serabut-serabut otot di dalam kesatuan motor untuk mengirimkan rangsangan-rangsangan persyarafan (nervous impulses).
Page | 9
b. Persimpangan neuromuskuler junction memancarkan rangsangan-rangsangan persyarafan dari syaraf motor ke serabut-serabut otot. c. Mekanisme kontraktil itu sendiri untuk menghasilkan tenaga d. Sistem syaraf pusat, seperti otak dan spinal cord memulai dan memancarkan rangsangan-rangsangan persyarafan ke otot. Akan tetapi, penimbunan asam laktat juga dapat mempengaruhi terjadinya kelelahan otot. Penimbunan asam laktat menyertai didalam proses kelelahan selanjutnya diperkuat oleh fakta dimana dua mekanisme secara fisiologis yang karenanya asam laktat menghalangi fungsi otot. Kedua mekanisme tersebut tergantung kepada efek asam laktat pada pH intraseluler atau konsentrasi ion hidrogen (H+).7 Dengan meningkatnya asam laktat, konsentrasi H+ meningkat, dan pH menurun. Di lain pihak, peningkatan konsentrasi ion H+ menghalangi proses rangkaian eksitasi oleh menurunnya sejumlah Ca²+ yang dikeluarkan dari retikulum sarkoplasma dan gangguan kapasitas mengikat Ca²+ — troponin. Di lain pihak peningkatan konsentrasi ion H+ juga menghambat kegiatan fosfofruktokinase, enzim kunci yang terlibat di dalam anaerobik glikolisis. Demikian lambatnya hambatan glikolisis, mengurangi penyediaan ATP untuk energi. Beberapa Faktor lain sebagai tambahan, tetapi kurang diperhatikan, yang mungkin mempunyai andil terhadap kelelahan otot adalah kurangnya oksigen dan tidak memadainya aliran darah di serabut-serabut otot. Dari pembahasan di atas, jika dikaitkan dengan kasus, perempuan umur 34 tahun tersebut hanya mengalami kelelahan otot pada kedua tungkainya. Hal itu dapat terjadi dikarenakan adanya kontraksi terus menerus karena pekerjaan perempuan itu sebagai pedagang kue keliling mengakibatkan otot tungkai kakinya selalu berkontraksi dan kurangnya istirahat. Dan juga mungkin kurangnya oksigen pada perempuan tersebut sehingga peredaran darah di serabut otot tidak berjalan dengan lancar. Selain itu, sebab sebab kelelahan otot yang bisa dialami oleh perempuan itu ialah terjadinya penimbunan asam laktat sehingga menghalangi serabut otot untuk berkontraksi sehingga perempuan itu harus lebih banyak beristirahat supaya tidak berlanjut yang lebih fatal. Page | 10
Daftar Pustaka 1. Snell RS, Sugiharto L, Hartanto H, editor. Anatomi klinik untuk mahasiswa kedokteran. Edisi 6. Jakarta: EGC; 2006. 2. Junquiera LC, Tambayong J, Dany F, editor. Histologi dasar : teks dan atlas. Edisi 10. Jakarta: EGC: 2007. Hal 181-200. 3. Otot myologi. 2009. Diunduh dari
http://4.bp.blogspot.com/2009/12/otot-lurik-otot-
rangka.html (diunduh 29 desember 2009) 4. Guyton. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi 10. 2002. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC. Hal.174-206. 5. Biokimia 6. Gambar kontraksi. 2009. Diunduh dari http://4.bp.blogspot.com/_4IwHTsRufBg/S6y6TSdEXqI/AAAAAAAACfs/zAchlyddjk/s1600/zona+kontraksi+otot.bmp (29 desember 2009) 7. Marks BD, Smith CM, Suyono J, editor. Biokimia kedokteran dasar : sebuah pendekatan klinis. Jakarta:
Page | 11
