Anaerobiosis pada muskulus

ANAEROBIOSIS PADA MUSKULUS

Kontraksi otot secara garis besar terjadi melalui dua mekanisme, yaitu aerob dan anaerob. Mekanisme anaerob pada kontraksi otot berlangsung pada dua menit pertama sedangkan mekanisme aerob berlangsung setelah mekanisme anaerob. Seperti jaringan hidup lainnya, otot juga memerlukan energi untuk berkontraksi. Kontraksi otot membutuhkan ATP yang berlimpah. Ada 3 jalur yang dapat memasok ATP tambahan selama kontraksi otot (Mader, 2001) :

1. Mekanisme pembentukan ATP melalui respirasi aerobik

Mekanisme ini menggunakan sistem transport elektron yang disebut fosforilasi oksidatif, proses ini terjadi apabila tersedia oksigen yang cukup. Proses metabolisme aerobik selain menghasilkan energi juga menghasilkan produk samping CO₂ dan H₂O.

Glikogen + ADP + Pi + O₂ à CO₂ + H₂O + ATP

2. Mekanisme pembentukan ATP melalui pemecahan kreatin fosfat

Sel-sel otot mengandung kreatin fosfat, yang digunakan sebagai penyimpan pasokan fosfat berenergi tinggi. Kreatin merupakan jenis asam amino yang tersimpan di dalam otot sebagai sumber energi. Bentuk kreatin di dalam otot sudah terfosforilasi menjadi kreatin fosfat (PCr) yang memiliki peran penting dalam proses metabolisme energi secara anaerobik untuk menghasilkan energi. Saat istirahat, ATP di dalam mitokondria memindahkan fosfatnya ke kreatin, sehingga terbentuk simpanan kreatin fosfat. Enzim kreatin fosfokinase membantu pemecahan kreatin fosfat menjadi fosfat anorganik dan kreatin. Fosfat anorganik yang dihasilkan dari proses pemecahan PCr ini melalui proses fosforilasi dapat mengikat molekul ADP menjadi ATP dan memungkinkan kontraksi berlanjut (Irawan, 2007; Ganong, 1995). PCr membawa ikatan fosfat berenergi tinggi yang serupa dengan ATP, tetapi memiliki jumlah energi bebas yang lebih tinggi dari ATP (jumlahnya tiga sampai delapan kali lebih banyak). Ikatan energi tinggi kreatin fosfat mengandung kira-kira 8.500 kalori tiap mol pada keadaan standar, dan sebanyak 13.000 kalori tiap mol pada keadaan di dalam tubuh (38°C). Kombinasi energi dari ATP cadangan dan kreatin fosfat dalam otot masih dapat menimbulkan kontraksi otot maksimal hanya untuk 5 sampai 8 detik (Guyton dan Hall, 1997).

CP + ADP à C + ATP

3. Mekanisme pembentukan ATP melalui respirasi anaerobik

Ketika pasokan kreatin fosfat habis, sel otot masih mampu memproduksi ATP secara anaerob yang terjadi dalam jalur glikolisis. Glikolisis berarti memecah molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat. Proses ini memanfaatkan glukosa yang diperoleh dari glikogen otot atau dari glukosa dalam aliran darah untuk menghasilkan ATP. Sistem glikolitik dapat membentuk molekul ATP 2,5 kali lebih cepat dari mekanisme fosforilasi oksidatif di mitokondria. Oleh karena itu, mekanisme glikolitik ini dapat digunakan sebagai sumber energi yang cepat bila diperlukan banyak ATP untuk kontraksi dalam waktu singkat. Sistem ini  cepatnya setengah kali lebih scepat dibanding sistem kreatin fosfat.

Glikogen/glukosa + ADP + Pi à ATP + asam laktat

Kelelahan Otot Rangka

Otot rangka beradaptasi dengan anaerobiosis dengan peningkatan pengeluaran tenaga melalui berbagai mekanisme anaerobik yang menghasilkan ATP. Selama anaerobiosis yang parah, mekanisme ini terpakai dengan cepat dengan pembentukan asam laktat meningkat. Massa otot yang merupakan salah satu produsen terbesar asam laktat pada keadaan syok, dan selama defisiensi sirkulasi yang besar, otot dianggap sebagai sumber utama simpanan tenaga dan akan terjadi katabolisme massa otot akut. Amino berantai cabang dan keton dari otot digunakan untuk substrat bila otot kekurangan glukosa. Kelelahan otot adalah kondisi yang diakibatkan oleh kontraksi otot yang kuat dan lama. Kelelahan otot disebabkan oleh ketidak mampuan proses kontraksi dan metabolik serat-serat otot untuk terus memberikan hasil kerja yang sama dan dapat terjadi pada fase aerob maupun anaerob. Kontraksi otot secara anaerobik akan menghasilkan produk akhir berupa asam laktat. Jadi, aktifitas dengan intensitas submaksimal hingga intensitas maksimal akan menyebabkan akumulasi asam laktat dalam otot dan darah. Respirasi anaerob hanya dapat memasok ATP untuk waktu yang sangat singkat, karena mekanisme ini menghasilkan asam laktat yang dapat menyebabkan kesakitan otot dan kelelahan.