ILMU KEDOKTERAN OLAHRAGA: GERAK

Prof. Dr. dr. Muchsin Doewes, PFarK, MARS, AIFO

 

Ada 2 macam alat gerak dalam tubuh kita, yaitu alat gerak pasif dan aktif. Alat gerak pasif meliputi tulang dan sendi, sedangkan alat gerak aktif adalah otot. Yang berperan sebagai penyuplai oksigen adalah sistem respirasi dan sistem kardiovaskular. Oksigen diedarkan ke seluruh tubuh dengan mengendarai Hb.

Intermezzo sedikit ya. Eritrosit hidup secara anaerob. Meskipun membawa oksigen dalam sirkulasi, eritrosit tidak pernah menggunakan oksigen itu untuk dirinya sendiri. Ini yang menarik, bahkan salah satu struktur penyusun tubuh kita tidak pernah melakukan korupsi, malah berbagi 100% dari apa yang dimilikinya. Luar biasa ya eritrosit, hidup 120 hari untuk berbagi. Selalu ada hikmah kan di balik setiap yang terjadi pada diri kita, jadi mari belajar dari eritrosit =).

Kembali lagi ke bahasan utama. Sistem pengontrol utama alat gerak kita adalah sistem saraf & hormon. Sebenarnya masih banyak sistem penunjang yang lain, tapi fungsinya tidak sesignifikan kedua sistem di atas.

Sebelumnya perlu diketahui dulu ya teman-teman, dalam posting kali ini kita membahas faktor internal dari olahraga. Mengenai faktor eksternal (misalnya cedera karena ketendang lawan) nanti masuknya ke sport injury. Agar lebih jelas, rumusan masalah di kuliah kali ini adalah bagaimana cara tubuh merespon tuntutan fisiologis yang tinggi terhadap aktivitas fisik?

Pertama, kita bahas dulu mengenai cara koordinasi sistem otot dan sistem saraf dalam menghasilkan gerakan tubuh. Ingat-ingat lagi yuk, kornu posterior medula spinalis berfungsi sebagai penghantar impuls sensorik, sedangkan kornu anterior berfungsi sebagai motor yang menggerakan otot (motorik).

Ked 1

Ketika suatu otot mengalami peregangan (misalnya saat mengangkat barang), akan terjadi impuls aferen dari stretch receptor ke medula spinalis. Impuls ini kemudian akan diteruskan menjadi impuls eferen ke motor neuron yang menyebabkan kontraksi dari otot yang mengalami peregangan (stretching) tadi, tujuannya adalah agar regangan otot tidak berlebihan. Nah, tidak berhenti sampai di sini teman-teman. Kita tidak mengharapkan kontraksi untuk proteksi ini menjadi berlebihan kan? Untuk itu di dalam tubuh kita tersedia mekanisme yang menginhibisi kontraksi ini agar tidak berlebihan oleh Golgi tendon organ/organ tendon Golgi.

Ked Or 2

Tonus otot yang tinggi akibat kontraksi akan mengaktivasi neuron sensorik. Neuron sensorik ini kemudian menstimulasi interneuron yang kemudian akan menghambat motoneuron. Ketika motoneuron dihambat, tonus otot dapat dikurangi.

Jadi apa sebenarnya organ tendon Golgi ini? Organ tendon golgi adalah reseptor sensorik propioseptif yang terletak pada serabut otot dari otot skelet bertemu dengan tendon. Terdiri dari untaian kolagen, organ tendon Golgi juga mengandung jaringan saraf. Fungsi utamanya adalah untuk merasakan ketegangan otot ketika otot berkontraksi, mengirimkan sinyal ke otak mengenai seberapa besar kekuatan yang dikeluarkan dan di mana tempatnya.

Teman-teman sekalian, kita sudah tahu kan bahwa pusat motorik itu terletak di gyrus centralis anterior. Nah, jadi segala sesuatu yang berhubungan dengan pergerakan kita nanti akan berawal dari sini. Pada aplikasinya nanti, pergerakan otot dari sistem neuromuskular akan dipengaruhi oleh terpacunya sistem endokrin sebagai pengontrol keseimbangan energi yang kemudian menimbulkan respon sistem kardiovaskular sebagai pensuplai oksigen dan termoregulator, bersamaan dengan terjadinya perubahan metabolisme yang menghasilkan energi yang penting untuk pergerakan (movement).

Tahukah Anda, kecepatan saraf kita mencapai 100 meter/detik lho. Betapa menakjubkan koordinasi dari sel-sel sekecil itu dapat menghasilkan kecepatan yang luar biasa. Kecepatan ini terutama bisa dihasilkan oleh organ-organ yang memiliki banyak persarafan. Jika kita melihat gambaran replika homunculus (ada sensorik dan motorik), banyaknya stimulasi saraf pada bagian tubuh digambarkan dengan ukuran tubuh tertentu yang besar. Sedangkan ukuran yang lebih kecil menggambarkan stimulasi saraf yang lebih sedikit. Penyesuaian-penyesuaian ini tidak hanya pada tingkat organ/sistem, tetapi juga pada level sel maupun level molekular. Misalnya: pada kontraksi otot biceps sewaktu angkat beban 20 kg terjadi:

  1. Serat saraf otak (neuron motorik) menyalurkan impuls listrik turun ke medula spinalis menuju ke arah lengan à tingkat sel.
  2. Setelah mencapai m. biceps, neuron-neuron ini melepaskan chemical messenger (Ach) menyeberangi celah antara saraf dan otot à tingkat molekular.
  3. Impuls listrik menyebar ke sepanjang serat otot yang aktif, masuk ke dalam serat melalui pori-pori kecil.

Nah, sudah jelas kan. Jadi impuls listrik mengaktifkan proses-proses kontraksi otot yang nantinya akan melibatkan aktin-myosin dan sistem energi. Sekarang kita membicarakan tentang kontraksi otot ya teman-teman. Bayangkan kita sedang berdiri tegak dengan barbel di tangan kanan kita. Ketika barbel itu kita angkat dengan cara menekuk siku, muskulus biseps mengalami kontraksi konsentris. Kontraksi konsentris adalah kontraksi otot di mana serat otot memendek. Ketika siku tangan yang memegang barbel ini diluruskan kembali, terjadi kontraksi eksentris pada muskulus biseps. Disebut eksentrik sebab serabut–serabut otot memanjang ketika berkontraksi.

Ked Or 3

Kita refreshing sedikit ya mengenai 5 sila utama di dunia per-otot-an:

Sila 1: whole muscle

Sila 2: fasciculus

Sila 3: muscle cell

Sila 4: miofibril

Sila 5: actin & myosin

Ked Or 46 komponen yang terlibat dalam kontraksi otot:

  1. Myosin
  2. Aktin
  3. Troponin
  4. Tropomyosin
  5. ATP
  6. Kalsium

Fungsi dan mekanisme kerjanya? Gambarannya kira-kira seperti di bawah ini.

Ked Or 5

Myosin yang berbentuk seperti tongkat golf, akan berkontraksi dan mengikatkan diri pada aktin. Masih ingat kan dari kuliah tanggal 29 Oktober dulu. Di permukaan aktin terdapat titik-titik seperti pentil yang pada saat istirahat ditutup oleh tropomyosin. Di gambar, tropomyosin ini yang bentuknya seperti tali panjang warna kuning. Tropomyosin ini punya satpam yang bertugas untuk mengunci agar tidak bergeser dari tempatnya, disebut troponin. Ketika kontraksi, troponin akan berikatan dengan Ca sehingga kunci troponin terbuka dan tropomyosin bergeser. Pada saat yang bersamaan, myosin berkontraksi dan berikatan dengan aktin pada bagian yang tadinya tertutup oleh tropomyosin. Selanjutnya myosin menarik aktin sehingga terjadi sliding yang menyebabkan pemendekan sarkomer.

Peristiwa kontraksi memerlukan energi. Energi untuk kontraksi otot skelet disediakan oleh energi yang dihasilkan melalui hidrolisis senyawa berenergi tinggi (=high-energy compound) yaitu ATP. ATP ini kemudian akan dipecah dengan bantuan myosin ATP-ase menjadi ADP, fosfat inorganik (Pi), dan energi. Myosin ATP-ase adalah katalis protein globular kompleks yang dapat mempercepat reaksi kimia sampai 1012-1022 kali lebih cepat bila dibanding tanpa katalis, pada suhu 37 derajat Celcius.

Dalam 1 rangkaian kontraksi diperlukan 3 ATP yang masing-masing berfungsi untuk:

  1. untuk cross bridge
  2. untuk relaksasi miosin & reposisioning myosin
  3. mengembalikan Ca ke terminal sisterna.

Bagaimana penggunaan energi dalam tubuh kita? Empat puluh lima persen energi digunakan untuk ACTION (tergantung organnya, misalnya kontraksi otot, sistol jantung, dan peristaltik usus). Sedangkan 55% digunakan untuk panas. Sehubungan dengan penggunaan energi, ada istilah hypodinamic disease nih teman-teman. Ini adalah penyakit yang salah satu penyebabnya adalah kurang gerak, sehingga energi yang dihasilkan tidak dikeluarkan. Contohnya DM dan obesitas.

ATP adalah energi instan yang sudah ada di tubuh, hanya saja jumlahnya sedikit dan hanya bisa sekali pakai dan karenanya harus diresintesis terus-menerus kalau latihannya berlangsung lebih dari beberapa detik. Maka diperlukan sistem energi untuk membentuk ATP lagi. Ada 3 jalur metabolisme ATP:

  1. Sistem Phosphocreatine (PC), mencakup perubahan fosfat berenergi tinggi dari PC untuk merefosforilasi ADP menjadi ATP. Sistem energi ini digunakan dalam fase cepat, sekitar 15-20 detik karena pembentukannya hanya memerlukan 1 enzim, yaitu kreatin kinase. ADP yang berasal dari pemecahan ATP akan diresintesis kembali (ADP + PC à ATP + C). Namun, kuantitas PC yang ada dalam sel terbatas, sehingga kadar total ATP yang dapat diproduksi melalui mekanisme ini juga terbatas.
  2. Sistem glikolisis/lactic acid system (sistem LA), terdapat dalam sitoplasma sel otot. Glikolisis adalah degradasi karbohidrat (glikogen atau glukosa) menjadi piruvat atau laktat (melibatkan serangkaian langkah yang dikatalisis enzim). Sistem energi ini dapat bertahan sampai kurang dari 90 menit. Menghasilkan 2 ATP.
  3. Aerobic oxidation atau oksidasi aerobik. Di dalamnya termasuk siklus krebs dan fosforilasi oksidatif yang terletak di mitokondria. Sistem energi ini menghasilkan ATP paling banyak (36 ATP, di samping produk lainnya yang berupa H2O dan CO2).

Gampangannya seperti ini:

1 detik à ATP

15-20 detik à ATP-PC

< 90 detik à LA sistem

> 180 detik (3 menit) = sistem aerobik

Sistem ATP-PC dan LA termasuk sistem energi anaerob, sedangkan aerobic oxidation sudah jelas aerob lah ya. Berbeda dengan glikolisis, metabolisme aerob dapat menggunakan lemak, protein, dan karbohidrat sebagai substrat untuk memproduksi ATP.

Nah, lalu apa yang dimaksud dengan olahraga anaerob? Pertanyaan bagus nih, soalnya bisa bikin kita diem sambil ngarep dikasih tau jawabannya =D. Berdasarkan Prof. Muchsin, olahraga yang menggunakan sistem energi di luar mitokondria termasuk olahraga anaerob. Tapi tunggu dulu, yang mempengaruhi apakah suatu olahraga itu aerob atau anaerob bukan jenis olahraganya, tapi tergantung masing-masing orang (kapasitas aerob atau VO2 max). Perlu diperhatikan bahwa intensitas latihan menentukan jalur metabolisme. Contoh, jalan cepat selama 30 menit bagi orang-orang yang terlatih, merupakan olahraga aerob. Sedangkan bagi beberapa orang yang tidak terbiasa berlatih, maka ini termasuk olahraga anaerob.

 

 

 

 

 

Advertisements

One thought on “ILMU KEDOKTERAN OLAHRAGA: GERAK

Add yours

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

w

Connecting to %s

Create a free website or blog at WordPress.com.

Up ↑

%d bloggers like this: