Tiga jalur pemasok ATP tambahan sesuai keperluan selama kontraksi, antara lain:
a. Pemindahan fosfat berenergi tinggi dari kreatin fosfat ke ADP
CP memberikan fosfat berenergi tinggi ke ADP untuk membentuk ATP. Simpanan energi pertama yang digunakan pada awal aktifitas kontraktil.
Cadangan energi bertambah pada otot yang beristirahat, peningkatan konsentrasi ATP cenderung menyebabkan pemindahan gugus fosfat berenergi tinggi ke kreatin fosfat. Sebagian besar energi di otot tersimpan dalam bentuk kreatin fosfat (otot istirahat, kreatin fosfat 5x lebih banyak dari ATP.
Kebutuhan untuk istirahat
Dalam sehari jantung berdenyut 100.000 kali. Darah melewati pembuluh-pembuluh darah arteri, vena dan kapiler yang panjang seluruhnya 17 juta mil (sekitar 255 juta km).
Kita mengucapkan kira-kira 4000 hingga 5000 kata, bernafas 20000 kali, menggerakkan otot-otot besar 750 kali dan mengoperasikan 14 miliar sel otak.
Manfaat Istirahat
Hormon pertumbuhan diproduksi waktu tidur untuk meningkatkan pengantaran asam amino dari darah ke otak, yang membuat sel-sel syaraf dapat menjadikan apa yang dipelajari dan berguna.
Hormon kortisol, puncak produksinya dari tengah malam hingga menjelang subuh. Yang membantu tubuh menghadapi stresor (penyebab stres) pada pagi hari, mengurangi peradangan dan keletihan. Istirahat memulihkan sel-sel otot kita, termasuk jantung ginjal, sumsum tulang, lambung dan otak.
Pemindahan fosfat berenergi dari kreatin fosfat ke ADP
Karena hanya satu reaksi enzimatik yang terlibat, pembentukan ATP lewat CP dapat berlangsung cepat dalam waktu sepersekian detik. CP merupakan pemasok ATP tambahan ketika olahraga dimulai.
Kadar ATP otot relatif konstan pada awal kontraksi, tetapi simpanan CP akan habis dan jika aktifitas berlanjut, otot akan beralih ke jalur alternatif lain yaitu fosforilasi oksidatif dan glikolisis akan tetapi jalur-jalur ini memerlukan waktu untuk menghasilkan ATP.
b. Fosforilasi oksidatif (Siklus asam sitrat dan sistem transportasi elektron)
Berlangsung didalam mitokondria otot jika cukup O2 (bahan bakarnya glukosa atau asam lemak, intensitas dan durasi lemak). Prosesnya lambat karena panjangnya langkah yang terlibat (1 molekul glukosa = 36 ATP).
Membutuhkan pasokan O2 dan nutrien yang konstan dan adekut melalui sistem sirkulasi untuk mempertahankan aktivitas mereka. Pada kontraksi otot maksimum, pembuluh darah di otot hampir tertutup oleh kontraksi yang sangat kuat, sehingga penyaluran O2 ke otot terganggu.
Pasokan Nutrien
Glukosa dan asam lemak yang berasal dari makanan . Kelebihan zat gizi yang tidak segera digunakan akan disimpan di hati sebagai glikogen (rantai glikosa) dan jarinagn lemak. Sel otot menyimpan glukosa dalam bentuk glikogen dalam jumlah terbatas.
Walaupun O2 tersedia akan tetapi sistem fosforilasi oksidatif yang lambat sehingga kebutuhan ATP seiring dengan peningkatan aktifitas Olahraga, maka serat-serat otot lebih mengandalkan glikolisis untuk menghasilkan ATP.
c. Glikolisis
Reaksi-reaksi kimianya menghasilkan produk-produk yang akhirnya dapat berdiri sendiri (< ATP) atau masuk ke fosforilasi oksifatif (> ATP). 1 molekul glukosa diuraikan menjadi 2 molekul asam piruvat yang menghasilkan 2 ATP.
Asam pirufat dapat diuraikan lebih lanjut oleh fosforilasi oksidatif untuk mendapatkan lebih banyak energi. Proses ini dapat menghasilkan fosforilasi oksidatif dalam periode waktu tertentu apabila cukup tersedia glukosa.
Sistem ini memungkinkan kita berolahraga intensif saat penyaluran O2 dan kapasitas fosforilasi oksidatif terlampaui, akan tetapi memiliki 2 konsekuensi, yaitu :
1. Kurang efisien dibandingkan fosforilasi oksidatif (1 molekul glukosa –> FO = 36 ATP, GL = 2 ATP). Simpanan glikogen terbatas dan Glikolisis dengan cepat menghabiskannya.
2. Produk akhir glikolisis yaitu asam piruvat diubah menjadi asam laktat, jika tidak dapat diolah lebih lanjut oleh jalur fosforilasi oksidatif dapat menyebabkan nyeri otot.
Keunggulan Glikolisis
- Dapat membentuk ATP pada keadaan anaerob
- Dapat berjalan lebih cepat dari pada fosforilasi, karena memerlukan lebih sedikit langkah reaksi.
Tiga langkah berbeda pada proses kontraksi-rileksasi memerlukan ATP
Penguraian ATP oleh ATPase miosin menghasilkan energi bagi jembatan silang untuk melakukan gerakan mengayun yang kuat.
Pengikatan molekul ATP segar ke miosin memungkinkan terlepasnya jembatan silang dari filamen aktin pada akhir gerakan mengayun, sehingga siklus dapat diulang.
ATP ini kemudian diuraikan untuk menghasilkan energi bagi ayunan jembatan silang berikutnya. Transportasi aktif Ca++ kembali ke retikulum sarkoplasma selama rileksasi bergantung pada energi yang berasal dari penguraian ATP.
Struktur Fungsional Otot
Keseluruhan otot dibungkus epymysium. Sub unit paling besar di otot disebut fasikulus. Seberkas otot tersusun dari ratusan serabut otot dibungkus endomysium.
Membran sel otot disebut sarkolema. Di dalam serabut otot terdapat sarkoplasma yang memiliki komponen inti, mitokondria, glikogen, ATP, PC, dll. Komponen miofibril yang memiliki aktin dan miosin sebagai protein kontraktil otot.