October 22, 2020

CBNS

Center for Biochemistry and Nutrition Studies

Kebutuhan dan Suplai Energi Otot

3 min read
suplai dan kebutuhan atp otot

ATP Sebagai Sumber Utama Energi Sel Otot

Energi yang diperlukan untuk kontraksi otot disediakan oleh pemecahan ATP tetapi jumlah ATP dalam sel otot hanya cukup untuk memberi daya pada durasi kontraksi yang singkat. Buffering ATP oleh phosphocreatine (PCr), suatu reaksi yang dikatalisis oleh creatine kinase, memperpanjang durasi aktivitas yang dilakukan, tetapi aktivitas yang berkelanjutan tergantung pada regenerasi PCr yang berkelanjutan. Ini dicapai pada kondisi aerob dengan menggunakan ATP yang dihasilkan oleh proses oksidatif dan selama aktivitas intens oleh glikolisis anaerob.

 

Dasar Struktural ATP Sebagai Sumber Energi

Gagasan bahwa hanya ATP yang dapat menyediakan energi yang diperlukan untuk kontraksi memiliki dasar struktural: proses transduksi energi (pembentukan gaya dan pemompaan ion melintasi membran) melibatkan pengikatan ATP ke situs pengikatan spesifik pada komponen sel yang relevan. Sebagai contoh, kekuatan dihasilkan dalam otot oleh interaksi siklik, masing-masing hanya berlangsung sepersekian detik, antara myosin cross-bridge dan situs pengikatan pada filamen aktin yang berdekatan. Dalam setiap siklus, ATP mengikat kepala globular dari molekul myosin, dihidrolisis, yang memungkinkan myosin untuk berikatan dengan aktin, dan kemudian produk-produk hidrolisis dilepaskan dari molekul myosin ketika ia menjalani fase penghasil gaya dari siklus kontraksi sel otot. Demikian pula, aktivitas pompa ion transmembran membutuhkan ATP untuk terikat ke situs tertentu untuk pengikatan ATP pada molekul pompa. Oleh karena itu, ATP adalah komponen yang wajib ada pada proses pengolahan energi sel otot.

 

Peran Kreatin Kinase

Tiga proses utama yang membutuhkan ATP dalam otot yang berkontraksi adalah (i) pembentukan kekuatan oleh myosin cross-bridges, (ii) pemompaan Ca2 + ke dalam retikulum sarkoplasma, dan (iii) pemompaan Na + (ke luar) dan K + (ke dalam) melintasi sarcolemma. Selama aktivitas singkat dan intens, tingkat turnover ATP dapat melebihi tingkat regenerasi PCr dari kombinasi pasokan energi oksidatif dan glikolitik, yang menghasilkan penurunan konsentrasi PCr. Reaksi kreatin kinase memainkan peran penting tidak hanya dalam buffering ATP tetapi juga dalam mengkomunikasikan kebutuhan energi dari situs pemecahan ATP ke mitokondria. Dalam peran itu, kreatin kinase bertindak untuk memperlambat dan mengurangi respons mitokondria terhadap perubahan kebutuhan energi.

 

Tingkat Pemecahan ATP

Faktor-faktor penentu dari tingkat pemecahan ATP pada otot rangka mencakup tipe serat otot, kecepatan kontraksi (atau yang dapat diartikan sebagai beban melawan pemendekan), dan tingkat aktivasi otot. Serat otot fast-twitch menggunakan ATP lebih cepat daripada serat otot slow-twitch. Hal ini berpengaruh pada otot dengan serat campuran pada manusia: tingkat pemecahan ATP sebanding dengan fraksi serat otot fast-twitch. Secara umum, tingkat pemecahan ATP relatif rendah selama kontraksi isometrik, dan lebih besar selama kontraksi di mana otot memendek, dan akan meningkat dengan meningkatnya kecepatan pemendekan. Tingkat pemecahan ATP juga meningkat seiring tingkat aktivasi oleh Ca2+, dan dengan demikian produksi tenaga akan meningkat.

 

Sistem Pasokan Energi

Secara umum, penjelasan energetika otot biasanya mengacu pada “sistem pasokan energi” yang mencakup empat proses biokimia untuk memasok energi dalam otot yang berkontraksi: (i) pemecahan ATP, (ii) pemecahan PCr, (iii) pembentukan ATP oleh glikolisis anaerob , dan (iv) pembentukan ATP melalui fosforilasi oksidatif. Proses-proses ini sering menyiratkan bahwa mereka semua menyediakan energi untuk kontraksi dan bahwa mereka beroperasi setidaknya secara hampir berurutan, dengan setiap proses berturut-turut mengambil alih ketika proses sebelumnya telah selesai memasok energi.

Faktanya, energi yang digunakan untuk proses seluler hanya dapat disediakan oleh ATP. Dalam kondisi seluler normal, pemecahan ATP yang cepat akan sepenuhnya di-buffer oleh PCr, dan peran dari dua proses lainnya adalah untuk regenerasi PCr. Dalam skema ini, pemecahan ATP menjadi patokan kebutuhan energi seluler dan proses lainnya dapat dianggap sebagai pendukung pasokan energi. Selain itu, semua komponen fungsi pasokan energi dalam cara yang kompleks umumnya tidak terjadi secara berurutan, tetapi sebagian besar simultan.

Latihan ketahanan dapat memperpanjang tingkat maksimum pasokan energi oksidatif. Faktor usia lanjut dan berbagai kondisi patologi sistemik (misalnya penyakit paru dan jantung) dapat membatasi pasokan energi baik melalui proses oksidatif maupun glikolitik.

suplai dan kebutuhan atp otot

Sumber: Barclay CJ. Energy demand and supply in human skeletal muscle. J Muscle Res Cell Motil 2017; 38: 143–155.

Rangkuman ini merupakan bagian dari materi kuliah Biokimia Olahraga oleh dr. Yoseph Leonardo Samodra, M.P.H.:

[display-posts tag=”kuliah-biokimia-olahraga” include_title=”true” image_size=”thumbnail” include_excerpt=”true” excerpt_more=”…”]

Copyright © All rights reserved. | Newsphere by AF themes.