SISTEM GERAK

A. Tulang 1. Rangka Perhatikan gambar di samping !Fungsi rangka antara lain sebagai berikut.a. Sebagai alat gerak pasif.b. Tempat melekatnya otot rangka.c. Alat penunjang atau penahan tubuh agar tubuh tegak.d. Pelindung bagian yang lunak dan lemah, misalnya otak, mata, dan paru-parue. Tempat pembentukan sel-sel darah.f. Memberi bentuk tubuh.g. Tempat penyimpanan zat kapur

2. Macam-macam Tulang a. Tulang Rawan (Kartilago) Tulang rawan atau kartilago terdiri atas sel-sel rawan yang di sekitarnya terdapat matriks. Matriks adalah zat interseluler di antara sel tulang rawan. Zat interseluler ini pada tulang rawan bersifat agak padat. Pada tulang rawan tidak terdapat pembuluh darah dan saraf, kecuali lapisan luarnya (perikondrium) bersifat lentur. Tulang pada anak-anak lebih banyak mengandung tulang rawan dibanding tulang pada orang dewasa. Berdasarkan sifatnya tulang rawan terbagi menjadi 3 macam. 1) Tulang rawan hialin, yaitu jika zat interselulernya mengandung serat kolagen dan kondrosit, bersifat homogen. Contoh : rangka janin, dan ujung tulang rusuk.2) Tulang rawan fibrosa, yaitu jika zat interselulernya banyak mengandung serat kolagen sehingga sangat kuat dan kaku. Contoh :tulang kemaluan (tulang pubis, discus diantara tulang Vertabrata).3) Tulang rawan elastis, yaitu jika zat interselulernya terisi oleh serat elastis. Contoh:daun telinga dan tuba eustachi b. Tulang Keras (Osteon)Pembentukan tulang terjadi setelah rangka tulang rawan terbentuk. Sel-sel tulang menghasilkan suatu senyawa protein. Zat interselulernya menjadi keras karena diisi mineral yaitu 2/3 berat tulang, terdiri atas zat anorganik diantaranya senyawa kapur, fosfat, bikarbonat, kalium, sitrat, magnesium, dan natrium, serta 1/3 berat tulang terisi oleh zat organik, yaitu serabut kolagen dan pembuluh darah. Makin dewasa seseorang senyawa kapur dan fosfat yang diendapkan dalam zat interselulernya makin banyak dan sedikit mengandung zat perekat. Itulah sebabnya tulang kakek-kakek yang patah susah untuk sembuh. Pada tulang keras, sel-sel tulang dan matriksnya mengelilingi pembuluh darah dan saraf sehingga merupakan suatu kesatuan yang disebut system havers. Proses pembentukan dan pengerasan tulang disebut osifikasi. Osifikasi dapat pula terbentuk karena tulang mengalami kerusakan. Osteosit terbentuk dari osteoblast. 3. Berbagai Bentuk Tulang Berdasarkan bentuknya tulang dapat dibedakan menjadi tiga macam sebagai berikut. a. Tulang Pipa Tulang pipa terbagi atas bagian-bagian sebagai berikut.1) Bagian tengah disebut diafise. 2) Kedua ujungnya disebut epifise.3) Diantara diafise dan epifise terdapat cakra epifise. Pada anak-anak cakra epifise terdiri atas tulang rawan dan banyak mengandung osteoblast. Akan tetapi pada orang dewasa yang semakin tinggi, cakra epifise berupa tulang. Di dalam tulang pipa terdapat rongga. Rongga tersebut terjadi karena aktivitas osteoblast yang berfungsi untuk merombak sel-sel tulang menjadi rongga sumsum tulang belakang. 4) Metafise, yaitu sambungan epifise dan diafise. 5) Periosteum, yaitu selaput yang menyelimuti tulang mengandung osteoblast membentuk pembuluh darah dan jaringan ikat. 6) Endosteum, yaitu selaput yang membatasi rongga sumsum. b. Tulang Pipih Contoh: tulang belikat dan tulang tengkorak.c. Tulang Pendek Contoh: tulang pangkal lengan, tulang pangkal kaki, ruas jari, dan ruas tulang belakang.

(a)Tulang rawan mengandung osteorest, (b)(e)perubahan osteoblast ke osteosit, (f)dan (g) mulai terjadi penulangan (pusat) osit, epifise kedua) pada epifise dan terbentuk cakra epifise. (h)penulangan selesai, (i)terbentuknya cakra epifise.

4. Hubungan Antartulang (Artikulasi)Hubungan antartulang disebut artikulasi (arthrosis). Apabila hubungan dengan tulang digunakan untuk suatu gerakan diperlukan suatu bentuk khusus yang disebut sendi. Mekanisme gerak tulang dipengaruhi oleh bentuk sendi yang menghubungkan tulang satu dengan tulang lainnya dan kontraksi otot. Macam-macam hubungan antartulang sebagai berikut. a. Sinartrosis adalah hubungan antartulang yang memungkinkan sedikit gerak atau sama sekali tidak ada gerakan antara kedua tulang. Ada tiga jenis sinartrosis sebagai berikut. 1) Sinfibrosis, yaitu kedua tulang disatukan oleh jaringan ikat. Hubungan antara tulang ini menyebabkan tidak ada gerakan, misalnya hubungan antartulang tengkorak (sutura) pada bayi. 2) Sinkondrosis, yaitu kedua tulang dihubungkan oleh jaringan tulang rawan hialin. Hubungan ini memungkinkan ada sedikit gerakan, misalnya hubungan antara ruas tulang belakang dan tulang rusuk dengan tulang dada. 3) Sindesmosis, yaitu kedua tulang dihubungkan oleh jaringan penyambung. Sindesmosis memungkinkan suatu gerakan terbatas. Contoh: tibia fibularis inferior b. Diartrosis, yaitu hubungan antartulang yang kedua ujung tulang tidak dihubungkan oleh jaringan, sehingga tulang dapat bergerak secara mudah. Pada kedua ujung tulang membentuk rongga sendi berisi minyak sendi (cairan sinovial). Macam-macam diartrosis adalah sebagai berikut. 1) Sendi Peluru Hubungan ini berporos tiga, ujung tulang satu berbentuk bonggol masuk ke tulang yang berbentuk cekung. Contohnya, pada lengan atas dengan tulang belikat dan pada tulang paha dengan tulang pinggul. 2) Sendi EngselHubungan ini berporos satu, ujung tulang yang bergerak membentuk lekukan. Contohnya, tulang pada siku, lutut, dan ruas antar jari. 3) Sendi Putar Hubungan ini berporos satu, ujung tulang satu dapat mengitari ujung tulang lainnya. Gerakan ini memungkinkan adanya gerakanrotasi yang berporos satu. Contohnya, hubungan antara tulang kepala dengan tulang atlas, tulang hasta, dan tulang pengumpil.4) Sendi Pelana Hubungan ini berporos dua, kedua ujung tulang membentuk sendi. Gerakannya seperti orang naik kuda. Contohnya, hubungan antara tulang ibu jari dengan tangan dan tulang metakarpal dengan karpal.

5) Artikulasi Sinartrosis Diartrosis Sinartrosis sinfibrosisSinartrosissinkondrosisSinartrosis sindesmosisSendi engselSendi peluruSendi kakuSendi putarSendi pelanaSendi gulung (ovoid)Skema persendian Sendi Gulung (Ovoid) Hubungan ini berporos dua, satu diantara dua ujung tulang berbentuk oval masuk ke dalam lekuk yang berbentuk elips, bergerak seolah-olah dapat mengitari gerak tulang lainnya. Contohnya, tulang telapak tangan dengan tulang pengumpil dan persendian antara pergelangan tangan dan tulang pengumpil. 6) Sendi Kaku Hubungan ini tidak berporos, kedua ujung tulang agak rata sehingga menghasilkan gerakan geser. Contohnya, hubungan antara tulang karpal (tulang pergelangan mata kaki).

5. Gangguan dan Kelainan pada Tulang Kelainan dan gangguan pada tulang dapat menggangu proses gerak yang normal. Kelainan dan gangguan dapat disebabkan oleh kuman atau kelainan susunan tulang dan sendi. a. Gangguan pada Tulang 1) Artritis, yaitu gangguan pada sendi yang disebabkan oleh kuman. Ada dua macam artritis sebagai berikut. a) Artritis eksudatif, yaitu rongga sendi berisi getah radang (nanah). Hal ini menyebabkan rasa sakit pada setiap gerakan. b) Arthritis sika, yaitu berkurangnya minyak sendi sehingga menimbulkan rasa nyeri pada waktu tulang sendi digerakkan. Artritis sika dapat disebabkan infeksi kuman honorrhoeae dan kuman sifilis. 2) Memar Memar terjadi karena sobeknya selaput sendi. Sobeknya selaput sendi jika diikuti lepasnya ujung tulang dari sendi disebut urai sendi. 3) Layuh Semu Layuh semu adalah keadaan tulang yang tidak bertenaga, ini disebabkan infeksi sifilis pada anak sejak dalam kandungan. Infeksi ini menyebabkan rusaknya cakra epifise, sehingga tulang menjadi tidak bertenaga. 4) Fraktura dan FisuraFraktura adalah patahnya tulang pipa. Apabila tulang yang patah tidak merobek kulit disebut patah tulang tertutup. Apabila tulang yang patah merobek sampai mencuat keluar maka disebut patah tulang terbuka. Apabila tulang hanya retak disebut fisura. 5) Nekrose Nekrose terjadi jika periosteum rusak, sehingga tulang tidak mendapat makanan, lalu mati dan mengering. b. Kelainan Susunan Tulang 1) Lordosis, yaitu jika ruas tulang belakang dilihat dari tampak samping tampak terlalu membengkok ke depan. 2) Kiposis, yaitu jika ruas tulang belakang yang dilihat dari samping membengkok ke belakang. 3) Skoliosis, yaitu jika ruas tulang belakang membelok ke kiri atau ke kanan.

B. Otot sebagai Alat Gerak Sel otot berasal dari lapisan mesoderm yang akan membentuk jaringan otot. Sel-sel otot memiliki kemampuan berkontraksi (mengkerut) sehingga jaringan otot dianggap bertanggung jawab terhadap gerakan tubuh secara aktif. Otot akan berkontraksi karena adanya rangsangan. Misalnya, menarik, menekan (rangsangnya mekanisme), dingin, panas (rangsangnya suhu), dan asam, basa (rangsangnya zat kimia). Kontraksi otot dikontrol oleh sel-sel saraf. Otot dapat menggerakkan tulang, kulit, gerak peristaltik, dan jantung sehingga fungsi utama otot adalh sebagai alat gerak aktif. 1. Macam-Macam Otota. Otot Lurik (Otot Serat Lintang)Otot ini melekat pada rangka sehingga disebut juga otot rangka. Bentuknya seperti serabut atau benang panjang. Otot lurik tersusun dari serabut-serabut otot dan myofibril, yang berinti banyak. Kumpulan serabut akan membentuk otot atau daging. Tiap kumpulan serabut dibungkus oleh fasia propia, sedangkan otot atau daging dilindungi selaput gabungan yang disebut fasia superfisialis. Ujung otot lurik umumnya mengecil dank eras disebut tendon, sedangkan bagian tengahnya yang mengembang disebut empal (ventrikel). Tendon yang melekat pada tulang yang dapat bergerak disebut insersi, sedangkan tendon yang melekat pada tulang yang tida bergerak disebut origo. Bisep dan trisep merupakan otot rangka yang khas. b. Otot Polos (Otot Visceral) Disebut otot polos karena tidak memiliki garis-garis melintang dan hanya memiliki satu inti. Kerja otot polos lambat, tetapi beraturan, tidak mudah lelah serta tidak disadari. Otot polos sering disebut otot alam dalam (visceral), misalnya dinding saluran pencernaan, pernapasan, dan pembuluh darah. c. Otot Jantung (Miokardium) Memiliki garis melintang seperti pada otot lurik hanya serabut otot bercabang dan saling berhubungan, terbungkus oleh membran sel. Ujung satu serabut otot menyentuh ujung lain, membran dari kedua serabut menempel dengan lipatan yang luas, daerah ini biasannya terjadi pada garis pita Z, dan dinamakan diskus antara (discus intercalaris). Discus intercalaris memiliki fungsi penghubung kuat antara serabut dalam memperlambat kohesi sel ke sel. Kerja otot lambat dan teratur serta tidak disadari.

Tabel Perbandingan Otot Lurik, Otot Polos, dan Otot JantungOtot LurikOtot PolosOtot Jantung

1.

2.

3.

4.

5.

6.Struktur

Ukuran

Serabut otot (Mjofibri)

Fisiologi

Saraf

Lokasi

Serabut banyak, inti pada lapisan permukaan sarcoplasma.

Panjang: 1 mm30 cm.Diameter: 10-100 m.

Mudah dilihat

Kontraksi cepat dan cepat pula kendur.

Kontraksi dikendalikan oleh saraf motoris (neurogonic).

Menempel pada tulang dan bawah kulit dan diafragma. Sel tunggal, inti di tengah, serabut tidak bercabang.

Panjang: 0,02-0,5 mm.Diameter: 8-10 m.

Sukar dilihat

Kontraksi lambat dan terus menerus

Kontraksi dikendalikan oleh saraf impuls dari sistem.

Otot pencernaan respirasi, sistem urogenital, pembuluh darah, otot sillari mata.Sel bercabang, inti di tengah.

Panjang: 0,06-0,08 mm.Diameter: 10-15 m.

Mudah dilihat

Kontraksi cepat.

Kontraksi dikendalikan secara spontan.

Hanya pada jantung.

2. Sifat Kerja Otot a. Antagonis, yaitu otot-otot yang kontraksinya menimbulkan efek gerak berlawanan. Nama otot berdasarkan gerakan yang dihasilkan jika berkontraksi, yaitu : 1) Otot ekstensor (meluruskan) lawannya otot fleksor (membengkokkan).Contoh : gerak tangan melipat ke atas dan kembali semula. 2) Otot abduktor (menjauhi badan) lawannya adalah otot adduktor (mendekati badan). Contoh: gerak tangan sejajar bahu dan sikap sempurna kemudian kembali ke keadaan semula. 3) Otot depressor (menurunkan) lawannya otot elevator (mengangkat). Contoh: gerak kepala menunduk dan menengadah. 4) Otot supinator (menengadah) lawannya otot pronasi (menelungkup). Contoh: gerak telapak tangan menengadah dan menelungkup. 5) Otot protaksi (gerak mendorong mandibula ke luar (lawannya otot retraksi (gerak mendorong mandibula ke dalam). Contoh: gerakan membuka dan menutup rahang. b. Sinergis, yaitu otot-otot yang kontraksinya menimbulkan gerak searah. Hal ini meliputi :1) Rotasi (gerak berputar) Contoh: pronator teres dan pronator kuandratus, yaitu gerak tulang atlas sewaktu memutarkan kepala.2) Sirkumduksi (gerak dimana ujung distal satu tulang membentuk satu lingkaran, sedangkan ujung proksimal tetap). Contoh: memutar satu lingkaran mengitari seni bahu. 3. Fisiologi Gerak Otot akan berkontraksi (mengkerut) jika mendapat rangsangan, misalnya: sentuhan, panas, dingin dan arus listrik serta dapat relaksasi (mengendur) kembali jika ada waktu cukup untuk beristirahat. Akan tetapi, jika jarak rangsangan terlalu singkat maka otot akan tegang; disebut tonus dan jika jarak rangsangan tidak ada sehingga otot tidak diberi kesempatan relaksasi (mengendur) sama sekali maka otot akan kejang; disebut tetanus. Otot yang terlatih dapat tumbuh lebih besar; disebut hipertropi. Sebaliknya, otot yang tidak terlatih lama-kelamaan akan lemah atau lisut; disebut atropi. Kontraksi otot rangka dikendalikan oleh sistem saraf. Hal ini berbeda dengan otot polos maupun otot jantung yang dapat berkontraksi tanpa dirangsang oleh sistem saraf. Miofibril dari otot rangka dikelilingi membran yang peka terhadap listrik; disebut sarkolema. Miofibril tersusun secara paralel dan terbenam dalam cairan yang disebut sarkoplasma. Di dalam sarkoplasma terdapat glikogen, ATP, fosfokreatin, dan enzim-enzim glikolisis. Otot rangka disebut juga otot lurik karena miofibrilnya pada saat diperiksa di bawah mikrograf electron tersusun dari dua jenis filament longitudinal, yaitu filamen tebal dan filamen tipis.Filamen tebal (pita A) mengandung protein miosin, sedangkan filamen tipis (pita I) mengandung protein aktin misalnya, tropomiosin dan troponin (Tp C, Tp, I, T). Pita I terbagi dua oleh dua garis. a. Langkah-langkah pada Kontraksi OtotProses yang menyebabkan otot berkontraksi adalah diawali dengan adanya rangsangan saraf motoris ke otot rangka. Hal ini menyebabkan sarkolema melepaskan Ca2+ (kalsium) yang berasal dari retikulum sarkoplasma. Kalsium yang dilepaskan bergabung dengan troponin C (Tp C), kemudian dihantarkan ke tropomiosin yang seterusnya dilanjutkan ke aktin. Aktin akan berinteraksi dengan miosin membentuk aktomiosin dengan langkah-langkah sebagai berikut. 1) Bergesernya aktin pada miosin (pita A tetap, garis 2 saling mendekat).2) Kepala miosin (jembatan silang) terikat pada aktin secara menyudut dan memutar saat tropomiosin tergeser ke samping dengan maksud membebaskan daerah atau tempat untuk berikatan antara aktin dan miosin.Gerakan tropomiosin yang bergeser ke samping ini berakibat ATP pecah menjadi ADP + P + energi. Interaksi aktin + miosin ini mutlak untuk menimbulkan tenaga yang diperlukan pada saat otot berkontraksi. Segera setelah otot berkontraksi Ca2+ kembali masuk ke dalam retikulum sarkoplasma dengan bantuan energi dari ATP. Jadi, kontraksi maupun relaksasi keduanya memerlukan ATP. Troponin (Tp I) terikat erat pada aktin dan tropomiosin menutupi daerah tempat berikatannya kepala miosin dengan aktin. Dengan kata lain troponin (Tp I) dan tropomiosin pada saat itu merupakan penghambat interaksi miosin dan aktin, akibatnya otot melemas (relaksasi). Perhatikan gambar di samping!Ion kalsium (dilukiskan dengan titik-titik hitam), dalam keadaan normal disimpan dalam lepuh-lepuh dari retikulum sarkoplasma. Potensial aksi menyebar melalui tubulus transversal dan membebaskan Ca2+. Filamen aktin (garis tipis) menggeser pada filamen miosin, dan garis-garis Z bergerak saling mendekati. Ca2+ kemudian dipompa masuk retikulum sarkoplasma dan otot melemas. Perhatikan gambar di bawah !

A. Susunan filamen aktin dan myosin pada otot rangka B. I dan A melukiskan penampang masing-masing melalui jalur I dan bagian pinggir dari jalur A.C. Struktur terperinci dari myosin dan aktin.D. Diagram dari susunan aktin, opomiosin, dan ketiga subunit troponin.

b. Sumber Energi untuk Kontraksi OtotSumber energi langsung untuk kontraksi otot adalah ATP (adenosin tri fosfat). ATP diperoleh secara normal dari glukosa darah. Prosesnya sebagai berikut. Glukosa + O2 CO2 + H2O + energi. Akan tetapi, jika energi dari glukosa ini tidak mencukupi, energi untuk pembentukan ATP diperoleh dari glukosa otot (glikogen). Prosesnya sebagai berikut.

Glikogen HormonAdrenalinLaktasidogen Asam laktatGlukosa + O2 CO2 + H2O

Asam laktat merupakan hasil sampingan proses pemecahan laktosidogen. Senyawa ini dapat menyebabkan pegal linu dalam otot atau kecapaian otot. Untuk penguraian asam laktat diperlukan banyak O2. Pada saat tropomiosin bergeser ke damping dan miosin berinteraksi dengan aktin, ATP akan terurai menjadi ADP. ADP dapat membentuk ATP kembali dengan bantuan kreatin fosfat. Kreatin fosfat merupakan sumber fosfat berenergi tinggi yang terdapat pada otot. Prosesnya sebagai berikut. ATP + H2O ADP + H3PO4 + 12.000 kalor dan fosfokreatin + ADP keratin + ATP

2. 3. 4. Gangguan dan Kelainan pada Otot Gangguan dan kelainan pada otot dapat disebabkan karena:a. Serangan penyakit, meliputi :1) Atrofi otot: otot mengecil karena penyakit mengkoordinir otot.2) Tetanus: kontraksi otot terus menerus karena infeksi bakteri clostridium tetani. b. Aktivitas, meliputi: 1) Kaku leher terjadi karena gerak hentakan yang menyebabkan otot trapesium meradang.2) Kram menjadi karena aktivitas otot yang terus menerus sehingga otot menjadi kejang. c. Gangguan otot bawaan, meliputi:1) Hernia abdominal yaitu sobeknya dinding otot abdominal (bagian perut) sehingga usus melorot ke bawah masuk ke dalam rongga perut. 2) Miastenia gravis, otot melemah sehingga timbul kelumpuhan.3) Distrofi otot: penyakit kronis pada otot sejak anak-anak, merupakan penyakit genetis (bawaan).

5. Teknologi Terapan pada Otot Melalui Doping Doping adalah senyawa kimia buatan untuk meningkatkan kinerja otot tubuh. Pada mulanya senyawa kimia tersebut digunakan untuk mengobati orang sakit, misal eritropoietin untuk mengobati orang yang produksi sel darah merahnya terganggu, magadon sebagai obat penenang bagi penderita stress. Tetapi seiring dengan kemajuan zaman senyawa kimia tersebut disalahgunakan menjadi obat perangsang kinerja pada atlet, untuk mencapai prestasi terbaik tanpa memperdulikan efek negatifnya sehingga dilarang penggunaannya oleh badan-badan olahraga di dunia. Macam fungsi doping adalah sebagai berikut:a. Meningkatkan kekuatan otot dan tulang. Contoh steroid anabolic dan beta 2-agonik, senyawa mirip hormon testosterone. Dampak negatif pada pria menimbulkan kebotakan dan mandul. Pada wanita tumbuh rambut di wajah dan seluruh tubuh serta mengganggu siklus menstruasi. b. Meningkatkan daya ikat terhadap oksigen. Contoh eriotropoietin merupakan hormon yang merangsang produksi sel darah merah. Dampak negatif produksi darah tinggi sehingga darah menjadi kental, kerja jantung menjadi keras akibatnya terkena serangan jantung dan stroke.c. Mengurangi rasa sakit, contoh: narkotik (morfin dan heroin). Dampak negatif: menimbulkan ketagihan. d. Menghilangkan stress, contoh: metadon, magadon, dan diuretik. Dampak negatif: koordinasi dan keseimbangan terganggu.e. Menutupi dampak dari doping yang dikonsumsi sebelumnya, contoh: epitestosteron. Dampak negatif: merusak alat pencernaan dan ginjal.