SLOW TWITCH AND FAST TWITCH MUSCLE FIBERS

SERAT OTOT TIPE I DAN TIPE II DALAM OLAHRAGA

SERAT OTOT 

Serat Otot (muscle fibers) merupakan salah satu bagian dari susunan struktur otot rangka (skeletal muscle). Serat otot terbentuk dari myofibrils yang bertumpuk-tumpuk dengan sejajar. [1]Serat otot ini membentuk kumpulan yang lebih besar dari fasikulus otot yang bergabung untuk membentuk otot rangka yang kemudian menciptakan gerakan manusia.   

Rangkaian proses sebelum serat otot terbentuk seperti berikut: 

Gambar 1. Proses serat otot terbentuk

Adapun struktur serat otot itu sendiri terdiri dari: 

1. Sarcolemma : mengandung selaput plasma luar dan selaput bagian dalam yang berhubungan dengan struktur lamina basal.
2. T Tubules (transverse tubules) : T Tubules memiliki kemampuan untuk bertindak menyebarkan zat ke dalam serat otot.
3. Sarcoplasmic Reticulum :  merupakan kisi jaringan konduktif yang memiliki tenaga atau kemampuan untuk menembus jauh ke dalam serat otot. Proses ini mengelilingi myofilaments dan mengolahnya menjadi myofibrils. 

[2]Serabut otot atau cells terdiri dari kumpulan myofibril yang dikelilingi oleh membran (endomysium, sarcolemma). Perlu diketahui Sarcoplasm mengandung enzim, lemak, glikogen, mitokondria (tempat produksi energi aerobik), berbagai macam inti, dan organ-organ lainnya. Fasikula terdiri dari serat otot paralel yang dibungkus oleh membran (perimysium). Otot terdiri dari beberapa fasikulus yang dikelilingi oleh fasia (epimysium). 

Pembentukan serat otot yang baru sangat penting agar otot dapat melaksanakan fungsinya dengan normal. Serat otot yang baru harus dibentuk untuk menggantikan serat otot yang lama atau rusak. Proses pembentukan serat otot ini disebut dengan myogenesis.

Sel Satellite (sel induk) dilepaskan dari basal lamina dan bergerak menuju ke daerah pembentukan serat. Sel Satellite ini kemudian bertambah banyak jumlahnya dan diproses menjadi sel yang lebih fungsional yang disebut myoblast. Myoblast kemudian mengalami proses penggabungan untuk membentuk myotube yang memiliki banyak inti. Myotubes inilah cikal bakal atau dasar pembentukan serat baru yang kemudian berproses secara terus –menerus sampai menghasilkan serat otot yang baru. 

[3]Proses myogenesis ditingkatkan oleh beberapa zat diantaranya seperti; MyoD, Myf5, dan myogenin tetapi dalam prosesnya dicampuri oleh protein yang disebut myostatin. Stimulasi myogenesis meningkatkan pertumbuhan otot sedangkan zat inhibitor membatasi pertumbuhan otot.

[4]Serat otot merupakan sel yang memiliki inti yang banyak, dan diyakini bahwa setiap nukleus melayani volume sarkoplasma yang terbatas kemudian mengendalikan sintesis protein dan berpotensi memberikan batasan ukuran serat. Setiap tipe serat memiliki karakteristik berbeda tergantung pada bentuk gaya atau kekuatan (force) dan daya tahannya. [5]Serat otot unik karena merupakan sel individu dengan banyak inti yang mengandung bahan sel DNA. Hal ini menandakan bahwa serat otot berpotensi lebih besar untuk perbaikan dan hipertrofi melalui sintesis protein karena setiap nukleus hanya mengatur sebagian kecil sel.  

SERAT OTOT DALAM OLAHRAGA

Otot rangka beradaptasi dengan latihan olahraga dengan berbagai cara dan spesifik. Latihan yang di atur secara sistematis menghasilkan banyak gen yang bekerja sehingga meningkatkan fungsi otot kita. [6]Otot rangka terbagi dua tipe serat otot berdasarkan kontraktil otot dan sifat metaboliknya.[7]Serat otot secara umum dikategorikan menjadi dua jenis serat utama: Tipe I dan Tipe II. 

1. Slow-Twitch (ST) atau Serat Tipe I : Sebagian besar merupakan serat daya tahan 

• Olahraga Aerobik 
• Otot soleus didominasi Slow-Twitch (ST). 
• Serat Tipe I memiliki kapasitas gaya yang dihasilkan paling sedikit tetapi memiliki daya tahan tertinggi
• Atlet yang menggunakan daya tahan, seperti: pelari jarak jauh dan menengah, pengendara sepeda dll. secara umum menggunakan lebih banyak serat Tipe I 
• Memiliki kecepatan konduksi saraf yang lebih besar, kecepatan kontraktilitas otot, kandungan enzim anaerobik, dan output daya
• Serat otot lambat bergantung pada kemampuan kapasitas oksigen
• Lambat lelah
• Sel saraf yang lebih kecil—memiliki jumlah saraf 10 hingga 180 serabut otot
• Mengembangkan kontraksi yang panjang dan terus menerus
• Direkrut selama pekerjaan dengan intensitas rendah dan tinggi

2. Fast-Twitch (FT) atau Serat Tipe II : Sebagian besar adalah serat kekuatan dan power

• Olahraga Anaerobik 
• Otot gastrocnemius didominasi Fast-Twitch (FT)  
• Serat Tipe II memiliki daya tahan paling sedikit tetapi memiliki kekuatan yang besar
• Atlet yang menggunakan kekuatan/power, seperti: pelari cepat, pelempar, angkat besi, pelompat dll. secara umum menggunakan lebih banyak serat Tipe II 
• Memiliki aktivitas glikolitik yang tinggi, yang berarti mereka menggunakan glikogen atau bentuk penyimpanan glukosa pada tingkat tinggi.
• Serat yang tidak membutuhkan oksigen 
• Cepat lelah
• Sel saraf besar—menyarafi 300 hingga 500 lebih serat otot
• Mengembangkan kontraksi pendek dan kuat
• Direkrut hanya selama pekerjaan berintensitas tinggi

Dalam olahraga kita juga mengenal Serat Otot Hibrida yang berada dalam spektrum serat otot Tipe I dan Tipe II. [8]Rangkaian Tipe serat otot itu terdiri dari Tipe serat I, IC, IIC, IIAC, IIA, IIAB (IIAX), dan IIB (IIX). Meskipun memiliki karakteristik yang berbeda tetapi jenis-jenis serat otot tersebut beroperasi secara berangkai (kontinum). 

 

Gambar 2. Rangkaian tipe serat otot disertakan peringkat untuk kekuatan dan daya tahan. (Sumber:  di adopsi dan di modifikasi dari Ratamess. ACSM’s Foundation of Strength Training and Conditioning. Tahun 2012)

Saat melakukan latihan laktat, serat otot glikolitik atau serat otot cepat dari Tipe IIx mengambil karakteristik serat glikolitik oksidatif serat otot cepat dari Tipe IIa. Namun mereka mendapatkan kembali karakteristik mereka dengan sangat cepat ketika volume latihan mulai berkurang. Saat melakukan latihan kekuatan dengan repetisi tinggi menggunakan beban yang rendah hingga sedang tetapi lebih tinggi dari apa yang mereka hadapi dalam aktivitas khusus olahraga mereka. [7]Jenis latihan ini melatih serat otot slow-twitch dan fast-twitch untuk merespons dengan lebih baik dinamika olahraga yang membutuhkan daya tahan. Karena kelelahan tampaknya terjadi secara bertahap, ketika serat otot lambat (Tipe I) dan serat otot cepat (Tipe IIa) menjadi lelah, serat otot cepat dan kuat (Tipe IIx) direkrut untuk melaksanakan tugas dengan baik.  

[9]Serat otot juga dapat diklasifikasikan menjadi tiga Tipe, yaitu:

1. Tipe I, atau slow-twitch oxidative (SO);

Serat otot Tipe I (SO) mempunyai kepadatan mitokondria yang tinggi dan karenanya sangat aerobik dan tahan lelah. Serat-serat ini memiliki kecepatan pengembangan tegangan yang lambat dan diameternya lebih kecil, sehingga tegangan maksimumnya lebih rendah.

2. Tipe IIA, atau fast-twitch oxidative-glycolytic (FOG)

Serat otot Tipe IIA (FOG) mempunyai karakteristik serat Tipe I dan Tipe IIB. Serat otot Tipe IIA memiliki kapasitas aerobik dan anaerobik yang relatif tinggi, sehingga mereka mengembangkan ketegangan dengan cepat dan dapat mempertahankannya untuk jangka waktu yang lama

3. Tipe IIB, atau fast-twitch glycolytic (FG).

Serat otot Tipe IIB (FG) kaya glikogen dan miskin oksigen. Serat-serat ini memiliki kapasitas anaerobik yang tinggi dan kapasitas aerobik yang rendah, sehingga mereka cepat lelah, tetapi laju perkembangan tegangannya cepat. Serat Tipe IIB berdiameter lebih besar dari serat Tipe I, sehingga dapat menghasilkan tegangan yang lebih besar, tetapi tidak untuk jangka waktu yang lama.

Proses dan struktur tipe serat otot dapat meningkatkan gaya atau kekeuatan (force), power, dan daya tahan seseorang. Perubahan yang terjadi akibat aktivitas enzim otot rangka, proses substrat, proses reseptor, kepadatan kapiler dan mitokondria, dan kandungan protein semua itu dapat meningkatkan kondisi fisik atau meningkatkan prestasi atlit olahraga. [10]karakteristik jenis serat otot seorang atlet memainkan peran penting dalam kemampuan atlet untuk menunjukkan kekuatan otot yang maksimal dan kapasitas pembangkit tenaga. [11]Serat otot antara pria dan wanita tidak ada perbedaan dalam hal distribusi jenis serat dan karakteristik susunan jaringannya, hanya saja pada pria cenderung memiliki luas penampang serat otot yang lebih besar daripada wanita.  Bertambahnya usia baik pria maupun wanita akan mempengaruhi kinerja serat otot.  [12]Jumlah serat otot akibat efek penuaan yang paling berbahaya adalah hilangnya massa otot rangka (sarkopenia). Proses ini dihasilkan dari pengurangan jumlah serat otot dan atrofi serat yang tersisa. 

Gambar 3. Jumlah serat otot berdasarkan otot di tubuh. (Sumber: Di adopsi dari Gavin L. Moir. Strength and Conditioning : A Biomechanical Approach. Tahun 2016)

Komposisi jenis serat otot ditentukan secara genetik dan merupakan salah satu atribut yang dapat mengarahkan atlet untuk berpartisipasi dalam olahraga tertentu. Adapun kontribusi dari Serat otot Tipe I dan Tipe II pada beberapa cabang olahraga, sebagai berikut: 

Gambar 4. Serat otot Tipe I dan Tipe II pada cabang olahraga. (Sumber:  Di adopsi dari Martin. Sports Performance Measurement and Analytics. Tahun 2016)

[13]Proporsi dan diameter serat otot Tipe II dan koordinasi neuromuskular, sangat penting untuk gerakan manusia tipe eksplosif, seperti lari cepat dan lompat. Otot-otot orang rata-rata mengandung sekitar 50% hingga 55% serat Tipe I, 30% hingga 35% serat Tipe IIA, dan 15% serat Tipe IIB, tetapi ada banyak variasi. Atlet yang terlibat dalam aktivitas daya tahan memiliki persentase serat Tipe I yang lebih tinggi dari biasanya, sedangkan pada aktivitas yang membutuhkan power atau daya ledak, misalnya: angkat besi, lari cepat, melompat, melempar, dan sebagainya) memiliki persentase Tipe II yang lebih tinggi dari normalnya. [14]Serat Tipe II sangat mudah lelah dan lebih rentan terhadap kerusakan otot.

[15]Beberapa orang secara genetik dilahirkan dengan jumlah serat otot yang lebih banyak daripada yang lain, oleh karena itu potensi genetik mereka untuk hipertrofi lebih besar. Jadi tidak semua orang memiliki rasio serat otot Tipe I dan Tipe II yang sama. Orang yang memiliki proporsi serat Tipe II yang lebih besar memiliki potensi genetik yang lebih besar pula untuk menjadi lebih kuat, tingkat keberhasilan dalam cabang olahraga yang menggunakan kekuatan tertentu seperti misalnya pada latihan beban. Sebaliknya juga demikian, orang yang memiliki persentase serat Tipe I yang lebih tinggi memiliki potensi genetik yang lebih besar untuk berhasil dalam cang olahraga yang membutuhkan tingkat kekuatan yang lebih rendah dan tingkat daya tahan otot yang lebih besar, misalnya pada olahraga renang jarak jauh dan lari maraton.  

SUMBER PUSTAKA

1. D. Hansen and S. Kennelly, Plyometric anatomy. United States of America: Human Kinetics, 2017.
2. J. Ylinen, Stretching therapy for sport and manual therapy, no. July. 2008.
3. Ni. Ratamess, ACSM’s Foundation of Strength Training and Conditioning. Philadelphia, Baltimore, New York, London, Buenos Aires, Hongkong, Sidney, Tokyo: Lippincott Williams & Wilkins, 2012.
4. Gavin L. Moir, Strength and Conditioning : A Biomechanical Approach. Burlington: Jones & Bartlett Learning, 2016.
5. L. E. Brown, Strength Training, Second. United States, Canada, Europe, Australia, New Zealand: Human Kinetics, 2017.
6. B. Schoenfeld, Science and Development of Muscle Hypertrophy. 2016.
7. T. Bompa and C. Buzzichelli, Periodization Training for Sports, Third Edition, 3rd Editio. United States: Human Kinetics, 2015.
8. [L. Martin, Sports Performance Measurement and Analytics. New Jersey: Pearson Education, Inc, 2016.
9. P. M. McGinnis, Biomechanics of sport and exercise, Third edit. Human Kinetics, 2013.
10. T. O. Bompa and G. G. Haff, Periodization: theory and methodology of training, 5th ed. the United States of America: Human Kinetics, 2009.
11. A. Turner, Routledge Handbook Of Strength And Conditioning: Sport-specific Programming for High Performance. New York, USA: Routledge Taylor & Francis Group, 2018.
12. C. Baldari, “Modern trends in Strength and Conditioning,” J. Sports Med. Phys. Fitness, vol. 53, pp. 1–66, 2013.
13. D. S. Pablo, Exercise Science and Sports Medicine. New York, USA: Academic Pages, 2017.
14. [S. Garcia-vicencio et al., “A Moderate Supplementation of Native Whey Protein Promotes Better Muscle Training and Recovery Adaptations Than Standard Whey Protein – A 12-Week Electrical Stimulation and Plyometrics Training Study,” Front. Physiol., vol. 9, no. 9, pp. 1–12, 2018, doi: 10.3389/fphys.2018.01312.
15. T. R. Baechle, R. W., and Earle, Weight training : steps to success, 4th ed. United States, Canada, Europe, Australia, New Zealand: Human Kinetics, Inc., 2012.