Tipe Serabut Otot

Serabut otot skeletal memperlihatkan beberapa struktural, histokimiawi, dan sifat karakteristik yang berbeda-beda. Karena perbedaan ini memiliki implikasi langsung terhadap fungsi otot, maka serabut ototmerupakan hal yang menarik bagi para ilmuwan. Serabut dari beberapa motor unit akan berkontraksi sampai mencapai ketegangan (tension) maksimum yang lebih cepat daripada serabut lainnya setelah distimulasi. Berdasarkan pada perbedaan karakteristik ini, serabut otot dibagi kedalam 2 kategori utama yaitu serabut fast twitch (FT) dan slow twitch (ST). Untuk mencapai puncak ketegangan, serabut FT hanya mengambil waktu sekitar ¹/₇ dibandingkan dengan waktu yang diperlukan oleh serabut ST. Namun demikian, kisaran waktu twitch yang besar untuk mencapai ketegangan maksimum nampak terlihat pada kedua kategori tersebut. Perbedaan waktu puncak ketegangan tersebut disebabkan oleh adanya konsentrasi myosin ATPase yang tinggi pada serabut FT. Serabut FT juga lebih besar diameternya daripada serabut ST. Karena karakteristiknya, maka serabut FT biasanya lebih cepat lelah daripada serabut ST. Meskipun keutuhan serabut FT dan ST dalam otot dapat membangkitkan jumlah gaya puncak isometrik yang sama per area cross-sectional (diameter) otot, beberapa orang yang memiliki persentase serabut FT yang tinggi mampu membangkitkan jumlah torque dan power yang tinggi selama gerakan daripada memiliki lebih banyak serabut ST.

Serabut FT terbagi kedalam 2 kategori berdasarkan pada unsur histokimiawi. Tipe pertama dari serabut FT tahan terhadap kelelahan seperti karakteristik serabut ST. Tipe kedua dari serabut FT memiliki diameter yang besar, mengandung mitokondria dalam jumlah yang sedikit, dan lebih cepat lelah daripada tipe pertama.

Para peneliti telah menjelaskan beberapa skema kategorisasi berdasarkan pada unsur metabolik dan kontraktil dari ketiga tipe serabut yang berbeda (tabel 1). Pada salah satu skeme, serabut ST dikenal sebagai tipe I, dan serabut FT disebut dengan tipe IIa dan tipe IIb. Istilah sistem lainnya adalah serabut ST dikenal sebagai slow-twitch oxidative (SO), serabut FT terbagi kedalam serabut fast-twitch oxidative glycolytic (FOG) dan fast-twitch glycolytic (FG). Kategorisasi tambahan lainnya adalah serabut ST, dan serabut fast-twicth fatigue resistant (FFR) serta serabut fast-twitch fast fatigue (FF). Beberapa sistem klasifikasi ini didasarkan pada perbedaan unsur serabut, dan tidak dapat dipertukarkan.

Meskipun seluruh serabut pada sebuah motor unit adalah tipe yang sama, sebagian besar otot skeletal mengandung serabut FT dan ST, dengan jumlah yang relatif bervariasi dari otot ke otot dan individu ke individu. Sebagai contoh, otot soleus secara umum hanya digunakan untuk penyesuaian postural sehingga mengandung terutama serabut ST. Sebaliknya, otot gastrocnemius dapat mengandung lebih banyak serabut FT daripada serabut ST.

Tabel 3. Karakteristik Serabut Otot Skeletal

Karakteristik	Tipe I Slow-Twitch Oxidative (SO) Serabut Slow-Twitch (ST)	Tipe IIa Fast-Twitch Oxidative Glycolytic (FOG) Serabut Fast-Twitch Fatigue Resistant (FFR)	Tipe Iib Fast-Twitch Glycolytic (FG) Serabut Fast-Twitch Fast Fatigue (FF)
Kecepatan kontraksi Kelelahan Diameter Konsentrasi ATPase Konsentrasi Mitokondria Konsentrasi Enzym Glycolytic	Rendah Rendah Kecil Rendah Tinggi Rendah	Cepat Sedang Sedang Tinggi Tinggi Sedang	Cepat Cepat Besar Tinggi Rendah Tinggi

Serabut FT merupakan kontributor yang penting untuk kesuksesan performa atlit dalam suatu event/pertandingan yang memerlukan kecepatan, kontraksi otot yang sangat kuat dan cepat (power), seperti lari cepat (sprint) dan melompat. Suatu event/pertandingan yang membutuhkan endurance (daya tahan) seperti lari jarak jauh, bersepeda, berenang memerlukan fungsi serabut ST yang lebih tahan lelah secara efektif. Penggunaan biopsi otot yang dilakukan oleh para peneliti menunjukkan sangat mendukung kesuksesan atlit pada event-event yang memerlukan strength (kekuatan) dan power yang cenderung memiliki proporsi serabut FT yang tinggi, dan atlit-atlit yang endurance tinggi biasanya secara abnormal memiliki proporsi serabut ST yang tinggi.

Meskipun penemuan ini menjelaskan bahwa program atletik training dapat menyebabkan konversi serabut dari ST ke FT atau sebaliknya, hal ini belum ditemukan pada kasus nyata. Endurance exercise training (latihan daya tahan) telah menunjukkan dapat meningkatkan kecepatan kontraksi dari serabut ST soleus yang dominan menjadi 20%. Namun demikian, peningkatan ini berkaitan dengan peningkatan konsentrasi serabut ATPase yang lebih besar daripada peningkatan persentase serabut fast-twitch yang ada dalam otot. Meskipun demikian, didalam serabut FT telah ditemukan dapat terjadi konversi dari tipe IIb ke tipe IIa dengan program resistance (strength) training yang berat (latihan penguatan), endurance training (latihan daya tahan), serta konsentrik dan eksentrik isokinetik training.

Beberapa orang yang secara genetik diberikan persentase serabut FT yang tinggi cenderung berolahraga yang memerlukan strength (kekuatan), dan beberapa orang yang secara genetik diberikan persentase serabut ST yang tinggi akan memilih olahraga endurance (daya tahan). Namun demikian, distribusi tipe serabut otot pada atlit strength-trained dan atlit endurance-trained tergolong dalam kisaran (range) komposisi tipe serabut yang ditemukan pada beberapa orang tidak terlatih (untrained). Dalam populasi umum distribusi komposisi FT versus ST nampak terlihat, dan sebagian besar orang memiliki keseimbangan serabut FT dan ST, serta relatif persentase yang kecil orang-orang yang memiliki jumlah serabut FT yang sangat besar atau serabut ST yang sangat besar.

Diketahui ada 2 faktor yang mempengaruhi komposisi tipe serabut otot yaitu usia dan obesitas. Terjadi secara progresif, dimana usia berkaitan dengan penurunan jumlah motor unit dan serabut otot serta ukuran serabut tipe II tidak berkaitan dengan jenis kelamin atau training. Suatu penelitian longitudinal terhadap 28 pelari jarak jauh menunjukkan bahwa terdapat peningkatan proporsi yang signifikan pada serabut tipe I selama jangka waktu 20 tahun, diperkirakan akibat hilangnya serabut tipe II secara selektif. Sebaliknya, bayi dan anak-anak juga memiliki proporsi yang lebih kecil secara signifikan pada serabut tipe IIb daripada orang dewasa, dan secara signifikan ditemukan proporsi yang rendah pada serabut tipe IIb orang dewasa yang obesitas dibandingkan dengan orang dewasa yang non-obesitas.

Bukti/fakta yang baru, menekankan pada peran genetik terhadap tipe serabut dan menjelaskan bahwaotot skeletal dapat beradaptasi terhadap tuntutan perubahan fungsional dengan menghasilkan perubahan pada phenotype genetik dari serabut seseorang. Sel-sel batang myogenik yang dinamakan dengan sel-sel satelit secara normal menjadi inaktif, tetapi dapat dirangsang melalui perubahan pada aktivitas otot secara habitual (kebiasaan) untuk proliferasi dan membentuk serabut otot yang baru. Hal ini dapat menjadi hipotesis bahwa regenerasi otot setelah latihan dapat memberikan suatu stimulus terhadap keterlibatan sel satelit dalam remodeling (perbaikan) otot melalui perubahan genetik yang nampak pada serabut otot dan fungsinya