Saat otot berkontraksi bagian sarkomer yang akan saling bertautan ditunjukkan oleh angka

lumenlearning.com

Ilustrasi mekanisme kerja otot

KOMPAS.com – Otot merupakan alat gerak aktif yang sangat penting bagi manusia. Otot bekerja dengan cara berkontraksi, menggerakkan tulang dan sendi, membuat manusia dan hewan bisa menggerakkan anggota tubuhnya.

Namun, bagaimana mekanisme terjadinya kontraksi otot? Menurut B. Brenner dan E. Eisenberg dalam jurnal The Mechanism of Muscle Contraction: Biochemical, Mechanical, and Structural Approaches to Elucidate Cross-bridge Action in Muscle (1987) kontraksi otot teradi ketika filament aktin tipis dan filament miosin tebal saling bergesekan.

Berikut adalah tahapan mekanisme kontraksi otot!

Baca juga: Fungsi Tulang dan Otot pada Manusia

Pelepasan ion kalsium

Mekanisme kontraksi otot dimulai dari sistem saraf pusat sebagai pusat kendali tubuh. Sistem saraf pusat, baik otak maupun sumsum tulang belakang mengeluarkan impuls atau potensial aksi ke neuron motorik.

Potensial aksi kemudian akan menjalar hingga ke ujung serat otot memicu pelepasan asetilkolin. Dilansir dari BioNinja, asetilkolin kemudian memulai depolarisasi di dalam sarkolema dan menyebabkan retikulum sarkoplasma melepaskan ion kalsium (Ca2+).

Pembentukan jembatasan silang aktin dan miosin

Setelah pelepasan ion kalsium, mekanisme otot masuk ke tahap selanjutnya yaitu pembentukan jembatan sialng antara aktin dan miosin. Ion kalsium yang dilepaskan kemudian berikatan dengan troponin.

Hal tersebut mengaktifkan aktin dan memberikan jalan untuk berikatan miosin. Miosin yang berikatan dengan aktin membentuk suatu struktur yang dinamakan dnegan jembatan silang.

Baca juga: Mikrofilamen: Pengertian, Struktur, Fungsi, dan Cirinya

Miosin kemudian mengikat aktin dan menariknya ke dalam, tahapan ini mengonsumsi energi dalam bentuk ATP. Ikatan ini melepaskan ADP dan juga fosfat. Kepala miosin kemudian berikatan dengan ATP yang baru, membuatnya melepaskan aktin.

Kepala miosin kemudian berada dalam konfigurasi energi yang tinggi dan siap berikatan dengan aktin selanjutnya.

Lihat Foto

Kompas.com/SILMI NURUL UTAMI

Pergeseran jembatan silang aktin dan miosin yang menyebabkan kontraksi otot

Dilansir dari Medicine Libretexts, kepala miosin bergerak menarik aktin bersamanya menyebakan sarkomer memendek dan otot berkontraksi. Penarikan aktin oleh miosin inilah yang membuat serat otot memendek dan berkontraksi sesuai dengan impuls yang diberikan.

Baca juga: Apa Saja Fungsi Protein di dalam Tubuh?

Pergeseran aktin dan miosin terus berlanjut, membuat otot berkontraksi dan memungkinkan manusia untuk bergerak juga mempertahankan kerja organ. Dilansir dari Lumen Learning, kontraksi otot baru akan berhenti jika sinyal dari neuron motorik berakhir.

Berakhirnya sinyal akan menghentikan retikulum sarkoplasma untuk melepaskan ion kalsium. Dan semua ion kalsium yang masih tersisa dipompa kembali ke dalam retikulum sarkoplasma.
Hal tersebut menyebabkan ikatan kalsium dengan troponin berhenti yang secara otomatis juga menutup situs pengikatan antara aktin dan miosin.

Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.

Baca berikutnya

We’ve detected that JavaScript is disabled in this browser. Please enable JavaScript or switch to a supported browser to continue using twitter.com. You can see a list of supported browsers in our Help Center.

Help Center

Pembahasan Soal UN Biologi SMA Tahun 2018

Soal Nomor 16:

Pada saat otot berkontraksi, salah satu tahap yang terjadi adalah.... A. panjang zona H berubah, pita I tetap B. pita I memendek, zona H memendek C. pita I memendek, pita A memendek D. pita I memanjang, Pita A memendek

E. pita I memanjang, pita A memanjang  

Jawaban:

B. pita I memendek, zona H memendek

Pembahasan: 

1. Zona H, yaitu jarak antara aktin satu dengan aktin lainnya (pada saat kontraksi, zona H akan memendek atau menghilang)
2. Zona A atau pita A, merupakan panjangnya myosin 
3. Zona I atau pita I, merupakan jarak antara myosin dengan myosin lainnya (pada saat kontraksi, zona I atau pita I akan memendek)
4. Zona Z, merupakan jarak garis Z satu ke garis Z berikutnya (pada saat kontraksi, zona Z ini akan memendek)

Ketika berkontraksi, sel otot dapat memendek karena ada pemendekan dari zona zona atau pita pita di dalam srkomer meliputi zona Z, zona H dan pita I.

Jenis otot yang mampu menggerakan tulang adalah otot lurik. Sel otot ini memiliki bentuk memanjang sehingga disebut juga sebagai serabut otot. Satu serabut otot tersusun dari miofibril-miofibril. Satu miofibril tersusun dari sarkomer, merupakan wilayah antara dua garis Z. Sarkomer adalah unit otot yang terdiri atas protein filamen tebal (miosin) dan protein filamen tipis (aktin). Pita A adalah daerah gelap yang mengandung aktin dan miosin. Zona H adalah bagian pita A yang hanya mengandung miosin di bagian tengah. Pita I adalah daerah ujung sarkomer yang terdapat daerah terang dan hanya mengandung aktin. Ketika otot berkontraksi, aktin dan miosin bertautan dan saling menggelincir. Akibatnya, zona H dan pita I memendek sehingga sarkomer juga memendek. Sebaliknya ketika otot berelaksasi, zona H dan pita I memanjang sehingga sarkomer juga memanjang sedangkan zona A tetap. [finishwellunbiologi]

Baca selengkapnya:

• Pembahasan Soal UN Biologi SMA Tahun 2018

Jawaban:Kontraksi otot terjadi saat otot memendek dan menebal. Pada kedaan ini akan terbetuk aktomiosin yaitu berikatannya aktin (filamen tipis) dan miosin (filamen tebal) pada unit otot (sarkomer). Adapun relaksasi otot terjadi saat otot kembali ke keadaan semula dan mengendur. Otot yang berelaksasi akan terjadi penguraian aktomiosin menjadi aktin dan miosin kembali. Mekanisme kontraksi dan relaksasi otot ini digambarkan sebagai metode slidding filament yaitu pergeseran filamen otot yang membentuk aktomiosin dan terurainya kembali aktomiosin tersebut.  

Pembahasan

Otot merupakan sekumpulan jaringan yang terdiri atas sel-sel khusus yang dapat berkontraksi bila dirangsang.  Otot mempunyai kemampuan kontraksi dan relaksasi. Saat otot berkontraksi maksimal disebut tonus. Tonus biasanya diikuti dengan relaksasi. Jika tidak disertai relaksasi dapat mengakibatkan kejang otot atau disebut tetanus.  

Jenis otot yang berperan dalam pergerakan rangka adalah otot lurik atau yang biasa disebut dengan otot rangka. Otot lurik tersusun atas miofibril. Tiap miofibril tersusun atas sarkomer yang dibatasi dua garis Z.  

Sarkomer merupakan unit otot yang dibatasi garis gelap dan terang, dimana mengandung filamen tebal (miosin) dan filamen tipis (aktin) yang saling tumpang tindih.  Sarkomer dibungkus oleh sarkolemma dan berisi cairan yang disebut dengan sarkoplasma.

Susunan aktin dan miosin pada sarkomer terbentuk menjadi zona otot yaitu:  

Bagian cerah (pita I), disebut daerah isotrop hanya memiliki aktin. Daerah ini dibagi dua garis Z (zwischenschreibe). Daerah antara 2 garis Z disebut sarkomer.

Bagian gelap (pita A), disebut daerah anisotrop memiliki aktin dan miosin. Daerah ini dibagi dua zona H.

Garis H (helleschreibe), terdapat dalam pita A, merupakan bagian agak cerah di kanan kiri garis M yang bebas dari unsur aktin.

Garis M (miitelschreibe), terdapat di tengah-tengah pita A, suatu garis yang disusun oleh bagian tengah filamen miosin yang menebal.

Garis Z (zwischenschreibe) atau intermediate disc berupa garis tipis dan gelap yang membagi pita I sama rata.

Dalam 1 sarkomer terdapat garis-garis Z-I-A-H-M-H-A-I-Z (tepatnya interval antara 2 garis Z, 1 pita A, dan ½ dari garis I)

Ketika berkontraksi, sel otot dapat memendek karena ada pemendekan dari zona zona atau pita pita di dalam srkomer meliputi zona Z, zona H dan pita I.

Sedangkan pada saat relaksasi, maka selotot dapat memanjang karena ada pemanjangan dari zona zona atau pita pita di dalam srkomer meliputi zona Z, zona H dan pita I.

Gambar diagram miofibril yang terbagi atas zona H, Z dan M dapat dilihat pada gambar dibawah.  

Kontraksi otot memerluka energi. Energi tersebut disuplai dalam betuk energi kimia. Fase kontraksi disebut juga fase an-aerob karena energi diperoleh daripenguraian ATP dan kreatin fosfat yag berlangsung secara anaerob. Energi ini menghubungkan aktin dan misoin.  

Proses kimia yang terjadi saat kontraksi otot yaitu:

Kreatin fosfat + ADP ⇒ kreatin + ATP

ATP ⇒ ADP + energi

ADP ⇒ AMP + energi

Saat eergi habis maka otot akan berelaksasi. Fase relaksasi disebut juga fase aerob karena eergi yang dihasilkan dari hasil pemecaha glikogen yang berlangsug secara aerob.  

Proses kimia saat relaksasi otot yaitu:

Glikogen ⇒ laktasinogen

Laktasid ⇒ glukosa + asam laktat  

Glukosa + O₂ ⇒ CO₂ + H₂O  

Asam laktat adalah hasil samping dari penguraian laktasinogen. Timbunan asam laktat berlebih di dalam otot menyebabkan otot terasa letih. Asam laktat yang menumpuk di otot akan diangkut oleh darah ke hati utuk diubah menjadi glukosa lalu glikogen. Glikogen disimpan dalam hati dan otot.

Mekanisme kontraksi dan relaksasi otot secara lengkap dapat dijelaskan sebagai berikut:  

1. Kontraksi  

Oto mendapat rangsang ⇒ ujung saraf motorik akan melepaskan protein otot  berupa asetilkolin ⇒ Asetilkolin menyebabkan terlepasnya ion Ca ⇒ aktin aktif ⇒ pemecahan ATP ⇒ miosin aktif ⇒ merangsang pembentukan aktomiosin ⇒ otot lebih pendek ⇒ otot kontraksi  

2. Relaksasi  

Tidak adanya ransang lagi ⇒ berkurangnya ion Ca ⇒aktomiosin terurai ⇒ otot kembali ke semula ⇒otot memanjang  

Penjelasan: