Bahan bakar dan jenis serabut

Otot hanya menyimpan ATP yang cukup untuk beberapa detik kontraksi, sehingga harus terus membuatnya lagi.

Tangki kecil

Setiap siklus jembatan silang dan setiap pompa kalsium menggunakan ATP, tetapi serabut otot hanya menyimpan ATP yang cukup untuk beberapa detik kontraksi. ATP harus dibentuk kembali hampir secepat penggunaannya. Sel otot melakukannya melalui tiga cara yang berbeda dalam kecepatan kerja dan lama kemampuannya bertahan.

Kreatin fosfat: detik-detik pertama

Pada otot yang beristirahat, ATP berlebih memindahkan gugus fosfat ke molekul bernama kreatin, membentuk kreatin fosfat. Saat kontraksi dimulai, enzim kreatin kinase memindahkan fosfat kembali ke ADP untuk membentuk ATP lagi. Reaksi ini sangat cepat, tetapi cadangannya kecil dan hanya cukup untuk sekitar 15 detik kerja.

Glikolisis: cepat tetapi boros

Berikutnya adalah glikolisis, yang menguraikan glukosa tanpa memerlukan oksigen. Glukosa berasal dari darah atau glikogen yang disimpan dalam otot. Glikolisis lebih lambat daripada penggunaan kreatin fosfat dan tidak terlalu efisien: setiap molekul glukosa menghasilkan tambahan bersih hanya dua ATP, serta dua molekul asam piruvat. Jika oksigen kurang, asam piruvat diubah menjadi asam laktat, sehingga glikolisis dapat terus berlangsung dan mungkin turut menyebabkan kelelahan. Jika bekerja sendiri, glikolisis hanya mampu memasok energi untuk sekitar satu menit aktivitas, cukup untuk aktivitas singkat yang intens.

Respirasi aerob: lambat dan stabil

Dengan oksigen, mitokondria menguraikan glukosa, asam piruvat, dan asam lemak sepenuhnya menjadi karbon dioksida dan air. Respirasi aerob ini menghasilkan sekitar 30 hingga 32 ATP per molekul glukosa, jauh lebih banyak daripada glikolisis, tetapi berlangsung lebih lambat dan membutuhkan pasokan oksigen yang stabil. Proses ini menyediakan sekitar 95 persen ATP yang digunakan otot saat beristirahat atau bekerja sedang. Protein bernama mioglobin menyimpan sedikit cadangan oksigen di dalam serabut. Setelah kerja berat, pernapasan tetap cepat untuk beberapa waktu karena dibutuhkan oksigen tambahan untuk memulihkan ATP dan kreatin fosfat serta menangani asam laktat. Kebutuhan tambahan ini disebut utang oksigen.

Mengapa otot lelah

Kelelahan otot berarti otot tidak lagi dapat merespons sinyal sistem saraf secara penuh. Penyebabnya belum sepenuhnya dipahami. Penurunan ATP, penurunan pH di dalam sel, serta ketidakseimbangan natrium dan kalium yang mengganggu pelepasan kalsium semuanya dikaitkan dengannya. Sistem saraf juga membagi pekerjaan: pada tugas yang lama dan stabil, sebagian unit motorik beristirahat sementara yang lain aktif.

Tiga jenis serabut

Serabut otot rangka berbeda dalam kecepatan kontraksi dan cara menghasilkan ATP. Serabut oksidatif lambat (SO) berkontraksi lambat dan mengandalkan respirasi aerob. Serabut ini tipis, memiliki banyak mitokondria dan kapiler, serta berwarna merah karena mioglobin. Tegangannya tidak besar, tetapi dapat bekerja lama, sehingga sesuai untuk mempertahankan postur. Serabut oksidatif cepat (FO) berkontraksi cepat tetapi masih terutama menggunakan oksigen, sehingga menghasilkan tegangan lebih besar dan sedikit lebih cepat lelah; serabut ini sesuai untuk gerakan seperti berjalan. Serabut glikolitik cepat (FG) tebal, menyimpan banyak glikogen, dan mengandalkan glikolisis. Warnanya pucat, kontraksinya cepat dan kuat, tetapi cepat lelah. Serabut cepat menguraikan ATP sekitar dua kali lebih cepat daripada serabut lambat, sehingga siklus jembatan silangnya berlangsung lebih cepat. Sebagian besar otot mengandung ketiga jenis serabut dengan perbandingan yang sesuai dengan tugas otot tersebut.

Nonaktifkan ATP pada model untuk melihat akibat kehabisan ATP pada jembatan silang.

Ini adalah materi pendidikan tentang susunan dan cara kerja tubuh. Ini bukan nasihat medis dan tidak untuk mendiagnosis atau mengobati siapa pun.