Arsip Tag: Otot

Mekanisme Kerja Otot Saat Kontraksi dan Relaksasi

Ditulis pada oleh
Balas

Di sini, akan dibahas mengenai mekanisme kerja otot pada saat kontraksi dan relaksasi yang termasuk dalam materi Biologi kelas 11.

Sheldon: “Elo lagi ngapain?”

Leonard: “Nggak liat? Nih, gue lagi olahraga!”

Sheldon: “Itu beban yang elo angkat berapa kg, kok kayak udah lemes banget ototnya?”

Leonard: “Ini gue angkat beban 10 kg. Bentar lagi gue nggak kuat, nih.”Halo, Sobat Zenius! Elo sadar, nggak, kalau pergerakan sadar yang dilakukan oleh tubuh kita itu nggak bisa lepas dari peran tulang rangka dan otot rangka. Sesimpel kita mengangkat beban, seperti yang dilakukan oleh Leonard di atas.

Ilustrasi otot orang yang mengangkat beban.
Ketika mengangkat beban, maka otot bisep akan mengalami kontraksi atau memendek. (Arsip Zenius)

Ketika mengangkat beban, maka otot bisep akan mengalami pemendekan atau kontraksi, sehingga tulang pengumpil akan memanjang dan keangkat. Dengan begitu, kita bisa mengangkat beban.

Lho, bagaimana mekanisme kerja otot sehingga dapat menggerakkan tubuh? Elo akan mempelajari caranya dalam mekanisme kerja otot yang akan diuraikan di bawah ini!

Mekanisme Kerja Otot

Sebelum membahas mekanisme kerja otot, elo perlu tahu dulu bahwa di otot ada dua protein utama, yaitu filamen tipis (aktin) dan filamen tebal (miosin).

Ilustrasi aktin dan miosin.
Dua protein utama pada otot, yaitu aktin dan miosin. (Arsip Zenius)

Cara kerja kedua protein tersebut sederhana banget sebenarnya. Ibarat elo yang lagi narik benda menggunakan tali tambang. Ketika menarik talinya, elo akan secara perlahan menggenggam tali tersebut secara bergantian. Tarik, ambil tali depannya, kemudian tarik lagi.

Proses tersebut tentu dilakukan secara berulang seperti membentuk sebuah siklus sampai akhirnya benda tersebut mendekati elo. Nah, sama dengan apa yang dikerjakan oleh aktin dan miosin untuk membuat otot berkontraksi.

Baca juga: Contoh Soal PTS Biologi Kelas 11 Semester 1

Mekanisme Kontraksi Otot

Peran aktin ibarat tali tambang dan miosin yang menariknya. Ditariknya aktin oleh miosin juga dilakukan secara berulang membentuk sebuah siklus.

Namun, elo tahu nggak, di mana letak aktin dan miosin? Mereka ada di dalam sarkomer, yaitu unit fungsional terkecil dari otot yang dibatasi oleh sekumpulan protein bernama lempeng Z. Nah, lempeng Z tersebut tersambung dengan aktin. Yap, lempeng Z diibaratkan beban yang ditarik oleh tali tambang.

Oke, kita balik lagi ke pertanyaan awal, bagaimana cara kerja otot?

Ilustrasi mekanisme kerja otot yang berkontraksi.
Mekanisme kerja otot ketika berkontraksi. (Arsip Zenius)

Ketika miosin bekerja, maka ia akan menarik lempeng Z yang ada di kedua ujung sarkomer ke ujung tengah. Alhasil, sarkomer akan mengalami pemendekan. Nah, memendeknya semua sarkomer yang ada di otot rangka dapat menyebabkan pemendekan otot atau berkontraksi.

Jadi, bisa dibilang juga bahwa mekanisme yang terjadi dalam kontraksi otot adalah memendeknya ukuran otot akibat zona Z lebih panjang dan zona H menjadi lebih pendek, di mana prosesnya membutuhkan energi dari pemecahan ATP.

Dari uraian di atas, kita bisa tahu urutan mekanisme kontraksi otot yang benar adalah rangsangan → asetilkolin → aktin dan miosin → aktomiosin → kontraksi.

Urutan mekanisme tersebut juga bisa elo tonton dalam video belajar Zenius tentang cara kerja otot.

Nah, otot nggak bisa terus-menerus berkontraksi. Ada saatnya di mana ia akan kembali ke bentuk semula atau berelaksasi.

Mekanisme Relaksasi Otot

Otot kembali ke keadaan semula setelah berelaksasi bisa disebabkan oleh dua hal, yaitu energinya nggak cukup dan impuls dari otak yang memerintahkan sel otot untuk relaksasi.

Yap, untuk menggerakkan aktin, maka miosin membutuhkan energi berupa ATP.

Kalau ATP yang ada pada miosin sangat banyak, maka ia bisa melakukan kontraksi. Sebaliknya, ketika ATP berkurang, maka otot secara perlahan juga akan berhenti berkontraksi dan kembali ke keadaan normal atau memanjang (berelaksasi).

Penyebab yang kedua adalah sinyal atau impuls. Kita melakukan gerak tubuh secara sadar karena diperintahkan oleh sel saraf yang ada di otak. Otak ingin kita melakukan relaksasi, maka ia akan mengirimkan sinyal ke sel otot melalui perantara asetilkolin.

Ilustrasi penyebab mekanisme relaksasi otot.
Penyebab otot berhenti berkontraksi dan menjadi relaksasi. (Arsip Zenius)

Singkatnya, sarkoplasma nantinya akan membuat ion Ca2+ berikatan dengan tropinin. Hal tersebut akan mempengaruhi protein lain bernama tropomiosin. Nah, saat otot relaksasi, maka peran tropomiosin seperti segel atau menutupi bagian pengikatan (binding site). Ia akan menutupi miosin untuk nempel ke aktin, jadi miosin nggak bisa menggerakkan aktin, sehingga otot nggak bisa kontraksi.

Baca Juga: Jaringan Ikat, Ciri, Struktur, dan Fungsi

Mekanisme Kerja Otot Berdasarkan Teori Sliding Filament

Oh iya, tahapan mekanisme kerja otot dijelaskan melalui teori sliding filament. Berikut ini merupakan mekanisme gerak otot berdasarkan teori tersebut.

Ilustrasi cara kerja otot.
Ini dia mekanisme kerja otot. (Arsip Zenius)

Mekanisme kerja otot pada gambar di atas adalah:

1: ADP dan Pi berikatan dengan kepala miosin.

2: Kepala miosin berubah konformasinya dan berikatan dengan aktin membentuk cross-bridge.

3: Hasil dari berkaitannya antara kepala miosin dan aktin membuat kepala miosin menggerakkan filamen tipis, sehingga zona H menghilang (terjadi kontraksi otot), kemudian ADP dan Pi dilepaskan.

4: ATP berikatan dengan kepala miosin, hal ini menyebabkan kepala miosin terpisah dari cross-bridge. Penguraian ATP menjadi ADP dan Pi menyebabkan kepala miosin kembali ke konformasi awal, dan siap memulai siklus kembali.

Nah, supaya siklus bisa terus berlanjut, maka ATP dan kandungan Ca2+ pada sarkoplasma harus tinggi.

Buat elo yang penasaran gimana mekanisme sliding filament secara lebih detail, elo bisa lihat di video Zenius dengan klik banner di bawah ini, ya! Ada animasi seru yang bakal bikin elo mudah mempelajari mekanisme kerja otot ini.

CTA video belajar Zenius biologi

Biar makin mantap, Zenius punya beberapa paket belajar yang bisa lo pilih sesuai kebutuhan lo. Di sini lo nggak cuman mereview materi aja, tetapi juga ada latihan soal untuk mengukur pemahaman lo. Yuk langsung aja klik banner di bawah ini!

Mekanisme Kerja Otot Saat Kontraksi dan Relaksasi - Materi Biologi Kelas 11 9

Contoh Soal Mekanisme Kerja Otot dan Pembahasannya

Untuk menguji sejauh mana pemahaman elo mengenai materi mekanisme kerja otot, gue ada beberapa contoh soal dan pembahasan yang bisa dijadikan sebagai referensi. Cekidot!

Contoh Soal 1

Pada filamen aktin, ada struktur troponin dan tropomiosin. Berikut merupakan fungsi troponin dan tropomiosin yang tepat adalah….

A. Troponin berfungsi berikatan dengan ion kalium.

B. Tropomiosin berfungsi menutup myosin binding site.

C. Troponin berfungsi menutup cross-bridge.

D. Tropomiosin berikatan dengan miosin membentuk cross-bridge.

E. Troponin berikatan dengan miosin saat otot berkontraksi.

Jawab: B. Tropomiosin berfungsi menutup myosin binding site.

Pembahasan:

Elo ingat, kan, kalau troponin dan tropomiosin merupakan protein yang menempel di filamen aktin. Troponin nantinya akan berikatan dengan ion Ca2+. Nah, tropomiosin merupakan protein yang menutupi bagian pengikatan (binding site) miosin pada aktin.

Contoh Soal 2

Mekanisme yang terjadi dalam kontraksi otot adalah….

A. Memendeknya ukuran otot akibat zona Z menjadi lebih panjang dan zona H menjadi lebih pendek, di mana prosesnya membutuhkan energi dari pemecahan ATP.

B. Memanjangnya ukuran otot akibat aktin berikatan dengan miosin membentuk cross bridge.

C. Memendeknya ukuran otot akibat kepala miosin menarik aktin, pita memendek, dan otot berkontraksi.

D. Troponin berikatan dengan ion kalsium, aktin menarik myosin, dan otot berkontraksi.

E. Tropomiosin berikatan dengan ion kalsium, terbentuk cross-bridge dan otot berelaksasi.

Jawab: A. Memendeknya ukuran otot akibat zona Z menjadi lebih panjang dan zona H menjadi lebih pendek, di mana prosesnya membutuhkan energi dari pemecahan ATP.

Pembahasan: 

Ketika otot mengalami kontraksi, misalnya ketika mau mengangkat beban, maka sarkomer akan memendek. Kenapa sarkomer memendek? Saat otot kontraksi, zona Z menjadi lebih panjang dan zona H pada sarkomer akan memendek. Nah, proses tersebut membutuhkan energi dari pemecahan ATP.

Baca Juga: Pengertian, Struktur, Jenis, dan Fungsi Sendi

*****

Gimana nih, sampai sini udah paham kan tentang mekanisme kerja otot? Buat yang lebih menyukai belajar dengan nonton video, elo bisa mengakses video lainnya di website dan Aplikasi Zenius. Elo juga bisa mencoba melatih kemampuan dengan level soal yang mirip UTBK beneran dengan klik link di bawah ini!

Try Out bareng Zenius

…

Sistem Otot Manusia dan Cara Kerjanya

Ditulis pada oleh
Balas

Sobat Zenius, coba deh elo tekuk lengan elo. Kalo elo pegang bagian atas lengan elo, rasanya pasti keras dan kaku. Kalo elo lurusin lagi lengan elo, rasanya pasti nggak sekaku sebelumnya. Nah, hal ini terjadi karena adanya otot di lengan elo.

Terus, kok bisa, ya, lengan kita mengeras dan meregang kayak gitu? Gimana, ya, cara sistem otot manusia bekerja di tubuh kita?

Nah, di artikel kali ini gue akan membahas tentang sistem otot manusia dan cara kerjanya dalam tubuh kita. Gue akan bahas mulai dari apa itu sistem otot manusia, strukturnya, hingga cara kerja, dan jenis-jenis otot di tubuh kita. Yuk, simak artikel ini sampai selesai, ya!

Struktur dan Organisasi Sistem Otot Manusia

Sobat Zenius, apa yang elo ketahui soal otot? Apakah otot adalah bagian keras di lengan? Lebih dari itu, otot ada di seluruh tubuh kita. Otot adalah bagian dalam sistem pergerakan tubuh.

Otot menempel pada tulang dengan jaringan ikat bernama tendon. Otot sebagai sistem gerak tubuh bertugas untuk menggerakkan tulang sehingga bagian-bagian tubuh ikut bergerak. 

Jadi, seperti apa struktur otot?

struktur otot rangka
Struktur Otot Rangka (Arsip Zenius)

Kalo kita bedah, otot ini terdiri atas banyak serabut otot (muscle fiber). Di dalam serabut otot ini terdapat banyak sel otot (miosit) yang juga menyimpan banyak serat otot (miofibril). Miofibril juga terdiri atas banyak unit sarkomer atau unit kontraktil otot. 

Lebih jauh tentang sarkomer, tiap unit terdiri atas dua komponen, yaitu filamen tebal (miosin) dan filamen tipis (aktin). Miosin adalah protein yang memiliki tonjolan. Kontraksi dan relaksasi pada otot terjadi karena pergerakan miosin. 

Sementara itu, aktin adalah protein yang terlapisi oleh dua komponen, yaitu troponin dan tropomiosin. Ibaratkan gembok dan rantai, tropomiosin mengelilingi aktin seperti rantai dan troponin menjadi gembok pengunci rantai tersebut sehingga aktin nggak bisa bergerak. 

Pada sarkomer juga terdapat beberapa garis dan zona, seperti garis M, garis Z, dan zona H. Garis dan zona ini juga akan terlibat dalam aktivitas kontraksi dan relaksasi pada otot. 

sarkomer
Struktur Sarkomer (Arsip Zenius)

Mekanisme Kerja Sistem Otot Manusia

Terus, gimana cara bagian-bagian dalam sistem otot manusia bekerja sehingga otot bisa bergerak? Kontraksi dan relaksasi pada otot terjadi karena aktivitas miosin. Miosin yang berkontraksi akan membuat kepala miosin menonjol dan menarik aktin. 

Aktivitas ini menyebabkan zona H menyempit dan garis Z tertarik sehingga sarkomer memendek. Sarkomer yang memendek ini menyebabkan struktur otot lainnya ikut memendek dan otot menjadi kaku ketika berkontraksi. 

Seluruh aktivitas ini bisa terjadi karena dua hal, yaitu sinyal impuls dan energi.

Sinyal impuls datang dari sistem saraf yang terhubung dengan sistem otot manusia. Suatu neurotransmitter bernama asetilkolin akan diproduksi oleh sistem saraf menuju sistem otot manusia ketika terdapat sinyal untuk bergerak.

Asetilkolin dalam sel otot akan membuat sel melepaskan ion kalsium (Ca2+) dari retikulum sarkoplasma. Ion Ca2+ ini akan menempel pada troponin sehingga gembok tersebut terbuka. Troponin yang terbuka membuat rantai tropomiosin bergeser dan memberikan ruang bagi aktin untuk bergerak. 

mekanisme kerja sistem otot manusia dengan impuls
Mekanisme Kerja Sistem Otot dengan Sinyal Impuls (Arsip Zenius)

Terus, gimana caranya aktin bergerak? 

Aktin bergerak karena miosin menariknya. Pergerakan ini bisa terjadi karena adanya energi berbentuk ATP (adenosine triphosphate). ATP yang terurai menghasilkan ADP dan Pi kemudian keduanya berikatan kepala miosin. Hal ini membuat kepala miosin berkontraksi untuk berikatan dengan aktin. 

Energi yang dihasilkan dari penguraian ATP kemudian menghasilkan gerakan pada miosin dan miosin pun ikut menggerakkan aktin. Pergerakan ini membuat zona H menyempit dan garis Z tertarik sehingga otot pun berkontraksi. 

kerja sistem otot manusia dengan energi
Mekanisme kerja sistem otot manusia dengan energi (Arsip Zenius)

Siklus ini terus terjadi secara berulang. Tapi, otot nggak akan berkontraksi selamanya. Kondisi-kondisi yang membuat otot nggak berkontraksi di antaranya adalah ketika berkurangnya ATP dan kadar ion Ca2+. 

Ketika ATP berkurang, penguraiannya pun menjadi terbatas sehingga nggak akan ada ADP dan Pi yang membuat miosin mengikat aktin serta energi yang menggerakkannya. Selain itu, kadar ion Ca2+ yang berkurang juga membuat troponin dan tropomiosin kembali mengunci aktin. 

Baca juga:

Mekanisme Kerja Sistem Otot – Materi Biologi Kelas 11 

Jenis-Jenis Otot

Sobat Zenius, otot yang dari tadi gue jelasin di atas adalah otot rangka atau lurik. Otot ini merupakan  salah satu dari tiga jenis otot dalam tubuh manusia. Nah, gue akan ngenalin elo ke ketiga jenis otot yang ada dalam sistem otot manusia. 

1. Otot Rangka atau Otot Lurik

Otot rangka merupakan otot yang terletak di atas tulang dengan jaringan ikat tendon. Otot ini merupakan otot utama yang berfungsi dalam gerak tubuh, seperti berjalan, berlari, mengangkat barang, dan banyak lagi. 

Secara struktur, otot rangka juga memiliki ciri khas. Otot rangka memiliki sel otot berbentuk silindris. Nukleus atau inti sel ototnya pun banyak dan tersebar di tepi sel. 

otot rangka lurik
Otot Rangka (Arsip Zenius)

2. Otot Polos

Kalau otot rangka ada pada rangka/tulang, otot polos terletak pada organ dalam tubuh, misalnya lambung dan usus. Otot ini berfungsi untuk membuat pergerakan pada organ tubuh. Misalnya pada lambung, otot polos bisa membantu proses pencernaan. 

Secara struktur, sel otot polos berbentuk seperti gelendong dan memiliki satu inti sel di bagian tengah. Otot polos juga bekerja di luar kesadaran, artinya pergerakannya nggak bisa kita kontrol secara sadar melalui sistem saraf pusat. 

otot polos
Otot Polos (Arsip Zenius)

3. Otot Jantung

Sesuai namanya, otot jantung terletak hanya pada jantung. Otot jantung ini bertugas dalam pergerakan pada jantung, seperti memompa jantung untuk mengalirkan darah ke seluruh tubuh. 

Secara struktur, sel otot jantung memiliki bentuk silinder seperti otot rangka. Otot jantung juga bekerja di luar kesadaran seperti otot polos. Artinya, kita nggak akan bisa secara sadar memerintahkan otot jantung untuk berhenti ataupun terus bergerak. 

otot jantung
Otot Jantung (Arsip Zenius)

Contoh Soal

Sobat Zenius, setelah elo memahami penjelasan gue tentang sistem otot manusia dan strukturnya, gue mau elo melatih pemahaman elo dengan mengerjakan soal-soal berikut ini. 

Contoh Soal 1

Perhatikan gambar struktur otot di bawah ini!

contoh soal sistem otot

Struktur tendon dan miofibril secara berturut turut ditunjukan oleh nomor ….

a. 1 dan 3

b. 2 dan 5

c. 3 dan 2

d. 4 dan 1

e. 5 dan 4

Pembahasannya:

Dari soal di atas, elo inget-inget dulu apa itu tendon dan miofibril. Tendon adalah jaringan ikat yang mengikat otot dengan tulang. Sementara itu, miofibril adalah serat otot yang mengandung unit kontraktil otot (sarkomer). 

Kalo gitu, coba kita tentuin masing-masing bagiannya biar gampang. Dari gambar, hal pertama yang bisa kita tentuin adalah bagian nomor 3. Bagian itu jelas adalah otot. Kenapa? Elo lihat daerah yang terbuka di sampingnya. Ada banyak bundle-an, kan?

Nah, darisini elo bisa tentuin bagian nomor 4 sebagai miosit atau sel otot. Karena sel otot ini terdiri dari banyak miofibril, maka elo bisa tentuin bagian nomor 5 adalah miofibril. 

Masih dari bagian nomor 3, elo coba mundur ke belakang. Kalo kita lihat, bagian nomor 1 dan nomor 3 adalah bagian yang terpisah. Artinya, bagian nomor 1 ini bukan bagian dari otot. Di antara kedua bagian itu, ada bagian nomor 2 yang kelihatannya mengikat keduanya. 

Dari sini, kita bisa tentuin bahwa bagian nomor 1 adalah tulang dan bagian nomor 2 adalah tendon. Oleh karena itu, jawaban untuk soal ini adalah (B) 2 dan 5.

Masih gampang, kan? Kita coba satu soal lagi deh!

Contoh Soal 2

Perhatikan struktur sarkomer di bawah ini!

contoh soal sistem otot

Apabila otot mengalami kontraksi, maka bagian yang akan menghilang adalah ….

a. A

b. B

c. C

d. D

e. E

Pembahasannya:

Dari materi tentang mekanisme kerja otot, kita tau bahwa otot berkontraksi mulai dari miosin. Kepala miosin akan mengikat aktin dan menggerakkannya sehingga aktin-aktin ini akan menarik garis Z. 

Ketika aktivitas tarik-menarik ini terjadi, akan ada bagian yang memendek atau menyempit. Bagian ini disebut sebagai zona H yang berada di sekitar miosin. 

Ketika miosin menggerakkan aktin dan aktin menarik garis Z mendekat, zona H yang ditunjukkan oleh bagian B juga ikut menyempit, bahkan menghilang. Oleh karena itu, jawaban dari soal ini adalah (B) bagian B. 

Gimana? Ngerjain soal tentang sistem otot manusia gampang, kan? Atau elo butuh contoh soal yang lebih menantang? Ada kok! Elo bisa download aplikasi Zenius untuk dapetin lebih banyak contoh soal beserta video pembahasannya.

Elo juga bisa belajar materi tentang sistem otot manusia atau materi biologi lainnya dengan klik banner dan ketik materi yang diinginkan di kolom pencarian ya.

sistem otot biologi

Nah, supaya pemahaman elo makin dalam, ikuti terus review materi dan kerjain berbagai latihan soal di Zenius, yuk! Ada berbagai paket yang bisa elo beli sesuai kebutuhan elo. Klik banner di bawah ini untuk info selengkapnya!

Langganan Zenius

Oke, pembahasan gue tentang materi sistem otot manusia kelas 11 sampai sini dulu ya! Kalau elo ada pertanyaan, bisa langsung tulis di kolom komentar. 

Sampai bertemu di artikel selanjutnya. Semangat terus ya, Sobat Zenius!

Penulis: Trisnajaya Shalsabila

…