Sistem gerak pada manusia (Materi SMA)

SISTEM GERAK

A.      PENDAHULUAN

1.      Deskripsi Singkat

Salah satu ciri dari makhluk hidup adalah bergerak. Secara umum gerak dapat diartikan berpindah tempat atau perubahan posisi sebagian atau seluruhbagian dari tubuh makhluk hidup. Makhluk hidup akan bergerak bila ada impuls atau rangsangan yang mengenai sebagian atau seluruh bagiantubuhnya. Gerak pada manusiadan hewan menggunakan alat gerak yang tersusun dalam sistem gerak.Alat-alat gerak yang digunakan pada manusia dan hewan ada 2 macamyaitu alat gerak pasif berupa tulang dan alat gerak aktif berupa otot. Keduaalat gerak ini akan bekerja sama dalam melakukan pergerakan sehinggamembentuk suatu sistem yang disebut sistem gerak.

Tulang disebut alat gerak pasif karena tulang tidak dapat melakukanpergerakannya sendiri. Otot disebut alat gerak aktif karena otot memilikisenyawa kimia yaitu protein aktin dan myosin yang bergabung menjadi satumembentuk aktomiosin.Dengan memiliki aktomiosin, maka otot mempunyai sifat yanglentur/fleksibel dan mempunyai kemampuan untuk memendekkan serabutototnya (pada saat kontraksi) dan memanjangkan serabut ototnya (pada saatrelaksasi/kembali pada posisi semula).Gerakan tubuh dapat terjadi karena otot berkontraksi. Kontraksi yang dilakukan otot mengakibatkan anggota tubuh dapat melakukan gerakan sesuai dengan yang kita inginkan.

Pada bab ini akan dibahas tentang sistem gerak yang terjadi pada tubuh manusia. Di dalamnya akan mempelajari struktur, fungsi, dan proses yang terjadi dalam sistem gerak. Termasuk berbagai kelainan atau penyakit yang dapat terjadi pada sistem gerak manusia.

2.      Kompentensi Inti

3.Menjelaskan struktur dan fungsi organ manusia dan hewan tertentu, kelainan/penyakit yang mungkin terjadi serta implikasinya pada Salingtemas

3.      Kompetensi dasar

3.1 Menjelaskan keterkaitan antara struktur, fungsi, dan proses serta kelainan/penyakit yang dapat terjadi pada sistem gerak pada manusia.

B.       PENYAJIAN

Alat gerak ada 2 yaitu alat gerak pasif dan alat gerak aktif. Alat gerak pasif yaitu rangka sedangka alat gerak aktif yaitu otot.

1.      Rangka

Di dalam tubuh, rangka tersasun oleh banyak tulang dengan berbagai bentuk dan ukuran (Gambar 1). Adanya rangka, menjadikan otot-otot rangka dapat melekat, sel-sel darah merah terbentuk (hemopoesis) dan limfosit B.Selain itu, rangka menjadi tempat penyimpanan kalsium terutama fosfat, sehingga sewaktu diperlukan dapat dilepaskan dari darah. Fungsi rangka bagi tubuh adalah sebagai alat gerak pasif.

Gambar  1. Rangka Manusia (Sumber: Rohmah 2009)

Ket:

         1.   Scapula

         2.   Sternum

         3.   Iga

         4.   Vertebrae

         5.   Ilium

         6.   Iskum

         7.   Pubis

         8.   Tengkorak

         9.   Kalvikula

       10. Humeris

       11. Radius

       12. Ulna

       13. Karpal

       14. Metacarpal

       15. Falangeus

       16. Femur

       17. Patela

       18. Tibia

       19. Fibula

       20. Tarsal

       21. Metatarsal

a.      Macam-macam rangka

Secara umum, rangka tubuh manusia dikelompokkan menjadi 2 bagian, yaitu rangka/skeleton aksial dan rangka/skeleton apendikuler.

1)      Rangka aksial (rangka sumbu)

Rangka aksial merupakan jenis rangka yang tidak langsung terkait dengan sistem gerak. Karena itu, tugasnya adalah melindungi organ-organ yang berada dalam tubuh, misalnya otak, jantung, paru-paru, dan organ dalam lainnya.  Rangka aksial manusia terdiri atas tengkorak, tulang dada, dan tulang rusuk.

a)      Tengkorak

Tengkorak sebagian besar tersusun atas tulang-tulang yang pipih. Tulang-tulang tersebut bersambungan sedemikian rupa hingga membentuk rongga. Di dalam rongga itulah tersimpan otak dan beberapa organ wajah, misalnya mata dan gigi. Tulang tengkorak dapat dibedakan menjadi dua bagian yaitu tulang-tulang bagian kepala dan tulang-tulang bagian muka (Gambar 2).

 Gambar 2. Tengkorak dan bagian-bagiannnya

(Sumber: : Rochmah, 2009)

                                                                             

1.      Tulang kepala

Tulang-tulang kepala meliputi tulang dahi, tulang kepala belakang, tulang baji, tulang tapis, dan tulang pelipis.

2.       Tulang muka

Tulang bagian muka terdiri dari tulang rahang bawah, tulang pipi, tulang langit-langit, tulang hidung, tulang air mata, dan tulang lidah. Tulang-tulang muka bersatu dan tidak dapat digerakkan, kecuali tulang rahang bawah. Tulang rahang bawah dapat digerakkan untuk berbicara dan mengunyah makanan.

b)      Tulang belakang (vertebrae)

            Tulang belakang berfungsi menopang berdiri tegaknya tubuh, menyangga tengkorak dantempat melekatnya tulang rusuk. Tulang belakang terdiri dari 7 ruas tulang leher, 12 ruas tulang punggung, 5 ruas tulang pinggang, serta tulang kelengkang (sakrum) dan tulang ekor. Pada orang dewasa, tulang kelangkang tunggal merupkan gabunga (fusi) 5 ruas tulang belakang. Demikian juga, tulang ekor merupakan tulang tunggal hasil fusi 4 tulang belakang  (Gambar. 3).

 Gambar 3. Tulang belakang dan bagian-bagiannya

(Sumber: Rochmah, 2009)

c)      Tulang dada

Tulang dada (sternum) berbentuk seperti pisau belati. Tulang dada terdiri dari tiga bagian, yaitu hulu (manubrium), badan dan taju pedang (simploid processus). Manubrium bersambung dengan klavicula dan tulang rusuk pertama. Bagian badan merupakan tempat melekatnya 9 tulang rusuk berikutnya (Gambar. 4).

d)     Tulang rusuk

            Tulang rusuk berbentuk tipis, pipih dan melengkung. Bersama-samadengan tulang dada membentuk rongga dada untuk melindungi jantungdan paru-paru. Tulang rusuk dibedakan atas tiga bagian (Gambar 4) yaitu :

1.      Tulang rusuk sejati berjumlah tujuh pasang. Tulang-tulang rusuk inipada bagian belakang berhubungan dengan ruas-ruas tulangbelakang sedangkan ujung depannya berhubungan dengan tulangdada dengan perantaraan tulang rawan

2.      Tulang rusuk palsu berjumlah 3 pasang. Tulang rusuk ini memilikiukuran lebih pendek dibandingkan tulang rusuk sejati. Pada bagianbelakang berhubungan dengan ruas-ruas tulang belakang sedangkanketiga ujung tulang bagian depan disatukan oleh tulang rawan yangmelekatkannya pada satu titik di tulang dada.

3.      Rusuk melayang berjumlah 2 pasang. Tulang rusuk ini pada ujungbelakang berhubungan dengan ruas-ruas tulang belakang, sedangkanujung depannya bebas.

Gambar 4. Tulang dada dan tulang rususk

(Sumber: Rochmah, 2009))

2)      Rangka apendikuler (rangka anggota badan)

Rangka apendikuler terkait langsung dengan sistem gerak. Rangka apendikuler tersusun atas tulang anggota gerak atas dan tulang anggota gerak bawah.

a)      Anggota gerak atas

Tulang anggota gerak atas manusia terdiri atas tulang bahu (pectoralis), tulang lengan atas (humerus), dan tulang lengan bawah. Tulang bahu ada pada bagian kanan dan kiri tubuh, tersusun atas tulang selangka (clavicula) dan tulang belikat (scapula) (Gambar. 5)

  Gambar 5. Tulang anggota gerak atas

(Sumber: Rocmah, 2009 )

b)      Anggota gerak bawah

anggota gerak bawah tersusun atas tulang pelvis (pinggul) dan tulang-tulang kaki. Tulang pinggul tersusun atas tulang duduk ((iscium), tulang usus (illium) dan tulang kemaluan (pubis). Pada tulang pnggul terdapat lekukan yang disebut  asetabulum (tempat melekatnya tulang paha) (Gambar.6).

tulang kaki tersusun atas tulang paha (femur), tulang tempurung lutut (patella), tulang betis (fibula), tulang kering (tibia), tulang pangkal kaki (tarsal), tulang telapak kaki (metatarsus), dan tulang jari kaki (falang) (Gambar 7).

                       

Gambar 6. Tulang pinggul pria dan tulang pinggul wanita

(Sumber: Rochmah 2009)

Gambar 7. Anggota gerak bawah

(Sumber: Rochmah, 2009)

b.      Tulang penyusun rangka

Tulang orang dewasa mempunyai 206 tulang sedangkan bayi memiliki lebih dari 340 tulang. Penyebabnya adalah saat tubuh bagi tumbuh, beberapa tulang yang terpisah menyatu membentuk satu tulang. Tulang-tulang tersebut merupakan jaringan ikat yang tersusun dari matriks tulang. Matriks ini mengandung garam-garam organik yang mengalami mineralisasi. Komponen tulang terdiri atas air sebanyak 25%, zat organik berupa serabut sebanyak 30%, dan 45% meliputi zat mineral kalsium fosfat dan garam magnesium. Saat terjadi infeksi atau cidera, tulang akan segera mengalami pemulihan. Ini terjadi karena tulang memiliki daya regenerasi (pemulihan diri) yang sangat besar.

1)      Bentuk tulang

Berdasarkan bentuknya, tulang dibedakan menjadi empat jenis meliputi tulang pipa, tulang pipih, tulang pendek, dan tulang tak beraturan

a)      Tulang pipa (tulang panjang)

Gambar 8. Tulang pipa (Sumber: Rochmah 2009)

Disebut tulang pipa karena tulang tersebut berbentuk seperti pipa dengan kedua ujungnya yang bulat.Ujung tulangnya yang berbentuk bulat dan tersusun atas tulang rawan disebut epifise. Sedangkan bagian tengah tulang pipa yang berbentuk silindris dan berongga disebut diafise. Di antara epifise dan diafise terdapat bagian yang disebut metafise (Gambar. 8). Metafise tersusun atas tulang rawan. Bagian metafise ini terdapat cakra epifise, yang memiliki kemampuan memanjang. 

Di dalam rongga tulang pipa, terdapat bagian yang disebut sumsum tulang.Sumsum tulang tersusun dari pembuluh darah dan pembuluh saraf (Gambar. 9). Tulang pipa memiliki dua sumsum tulang yakni sumsum tulang merah dan kuning. Tempat sel-sel darah dibentuk berada di dalam sumsum tulang merah. Adapun tempat pembentukan sel-sel lemak terdapat pada sumsum tulang kuning.Saat kita masih bayi,hampir seluruh tulang mengan dung sumsum merah. Namun, saat mulai tumbuh, beberapa di antaranya berubah menjadi sumsum tulang kuning.

 Gambar 9. Struktur tulang pipa

(Sumber: Rochmah 2009)

 Selain sumsum, pada tulang pipa juga terdapat bagian lainnya, misalnya bagian luar yang keras disebut cangkang. Kemudian tulang pipa juga memiliki lapisan periostumyang menyelimuti seluruh tulang. Bagian tubuh yang memiliki tulang pipa meliputi tulang paha, tulang hasta, tulang lengan atas, tulang pengumpil, tulang betis, dan tulang kering.

b)      Tulang pipih

            Tulang pipih bentuknya pipih terdiri atas lempengan tulang kompak dan tulang spons. Di dalam tulang pipih terisi sumsum merah. Contoh tulah pipih adalah tulang rusuk, tulang dada, tulang belikat, tulang panggul, dan tulang dahi.

c)      Tulang pendek

Tulang pendek memiliki bentuk mirip kubus, pendek tak beraturan, atau bulat. Adanya tulang ini dimungkinkan goncangan yang keras dapat diredam dan gerakan tulang yang bebas dapat dilakukan. Sebagai contoh, tulang telapak kakidan telapak tangan.

d)     Tulang tak beraturan

Dari namanya saja kita tentu tahu, bila tulang ini memiliki bentuk tidak beraturan. Contohnya dapat kita temukanpada tulang rahang dan ruas tulang belakang.

2)      Jenis tulang

Menurut zat penyusunnya, tulang dapat dibedakan menjadi tulang rawan (kartilago) dan tulang keras (osteon). Secara fisik, kedua tulang ini memiliki ciri yang berbeda. Tulang rawan bersifat lentur dan warnanya terang, sementara tulang keras atau tulang sejati tidak lentur dan warnanya lebih keruh.

a)      Tulang rawan (kartilago)

            Tulang rawan tersusun dari sel-sel tulang rawan yang disebut kondrosit, yang menghasilkan matriks berupa kondrin. Ada 3 tipe tulang rawan yaitu:

1.      Tulang rawan hialin

Tulang rawan hialin merupakan tipe tulang rawan yang paling banyak terdapat di tubuh manusia. Matriksnya transparan jika dilihat dengan mikroskop. Tulang rawan hialin merupakan penyusun rangka embrio, yang kemudian akan berkembang menjadi tulang keras. Pada individu dewasa, tulang rawan hialin terdapat pada sendi gerak sebagai pelicin permukaan tulang dan sendi, tulang ujung rusuk, hidung, laring, trakea, dan bronkus.

2.      Tulang rawan serat

             Tulang rawan serat mempunyai matriks berisi berkas serabut kalogen. Karena kandungan matriksnya, tulang rawan serat bersifat kuat dan kaku, serta dapat menahan guncangan. Tulang rawan serat terdapat antar ruas tulang belakang dan cakram sendi lutut.

3.      Tulang rawan elastik

             Tulang rawan elastik mengandung serabut elastik. Tulang rawan ini terdapat pada daun telinga dan epiglotis. Pada masa pertumbuhan, terutama pada saat bayi, tulang-tulang manusia masih berupa tulang rawan. Dibeberapa bagian, misalnya di tulang ubun-ubun, hubungan antartulang masih belum menutup. Semakin lama, ruas antarselnya berisi zat kapur sehingga semakin bertambah keras. Namun, pada bagian tertentu, tulang itu tetap sebagai tulang rawan. Misalnya pada daun telinga, cuping hidung, sendi, dan antar ruas tulang belakang. Oleh karena tulang rawan tidak memiliki pembuluh darah dan kondrosit kehilangan kemampuan untuk membelah, tulang rawan sulit pulih jika terluka.

b)      Tulang sejati (tulang keras atau osteon)

Rangka tubuh manusia terbentuk lengkap setelah embrio berusia duabulan di dalam kandungan dan masih berbentuk tulang rawan. Karena prosespengapuran, lama-kelamaan terbentuklah tulang keras. Penulangan (osifikasi)yang diawali dengan bentuk tulang rawan disebut penulangan endokondral.Tidak semua rangka tubuh terbentuk dengan cara ini. Sebagian besar tulangtengkorak, tulang-tulang pipih, dan tulang-tulang pendek terbentuk denganpenulangan intramembran. Pada proses penulangan intramembran sel-selmesenkim dari jaringan embrional memperbanyak diri, selanjutnya sel-selanak menggelembung menjadi osteoblas (sel tulang muda). Osteoblasmenggetahkan matriks tulang yang menyelubungi osteoblas sendiri.Kemudian terjadi invasi pembuluh darah lalu pengendapan garam kapurmenyebabkan matriks tulang mengeras. Osteoblas sekarang disebut osteosit(sel tulang tua).

Berdasarkan strukturnya tulang sejati dibagi menjadi:

1.      Tulang spons; lamela tulang tidak tersusun konsentris, banyak mengandung rongga yang diisi sumsum merah yang memproduksi sel-sel darah sebagai organ kemopoitik. Tulang spons banyak terdapat pada epifisis tulang panjang, tulang pendek atau pipih, dan tulang vertebra.

2.      Tulang kompak; lamela tulang tersusun konsentris mengelilingi saluran havers, tidak terdapat rongga-rongga, melapisi tulang spons atau tulang pipa. Tulang kompak terdiri atas sistem-sistem havers, yaitu sistem yang dibangun oleh saluran havers yang berisi pembuluh darah dan saraf yang dikelilingi oleh lamela-lamela dan lakuna-lakuna yang berisi osteosit.

Di sekitar saluran havers terdapat lamela-lamela yang konsentris danberlapis. Lamela ialah jaringan interseluler. Pada lamela terdapat lakuna yangberisi osteosit (sel tulang). Dari lakuna keluar saluran-saluran kecil yangdisebut kanalikuli yang menghubungkan lakuna satu dengan yang lainnya.Kanalikuli berperan baik dalam pemberian nutrisi pada osteosit karena tidak terdapat darah maupun difusi (Gambar 10).

Berdasarkan bentuknya, tulang dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu:

1.      Tulang pipa, misalnya tulang paha, tulang betis, tulang kering, tulang pengumpil, dan tulang hasta;

2.      Tulang pipih, misalnya tulang usus, tulang rusuk, tulang belikat, dan tulang tengkorak;

3.      Tulang pendek, misalnya tulang tangan, tulang pangkal kaki, dan ruasruas tulang belakang.

 Gambar 10. Struktur makroskopis dan mikroskopis tulang kompak

(Sumber: Hanum 2009)

3)      Osifikasi (pembentukan tulang)

Pembentukan tulang rawan terjadi segera setelah terbentuk tulang rawan (kartilago). Mula-mula pembuluh darah menembus perichondrium di bagian tengah batang tulang rawan, merangsang sel-sel perichondrium berubah menjadi osteoblas. Osteoblas ini akan membentuk suatu lapisan tulang kompakta, perichondrium berubah menjadi periosteum. Bersamaan dengan proses ini pada bagian dalam tulang rawan di daerah diafisis yang disebut juga pusat osifikasi primer, sel-sel tulang rawan membesar kemudian pecah sehingga terjadi kenaikan pH (menjadi basa) akibatnya zat kapur didepositkan, dengan demikian terganggulah nutrisi semua sel-sel tulang rawan dan menyebabkan kematian pada sel-sel tulang rawan ini.

Kemudian akan terjadi degenerasi (kemunduran bentuk dan fungsi) dan pelarutan dari zat-zat interseluler (termasuk zat kapur) bersamaan dengan masuknya pembuluh darah ke daerah ini, sehingga terbentuklah rongga untuk sumsum tulang.

Gambar 11. Pembentukan tulang

(Sumber: Ermawati 2012)

Pada tahap selanjutnya pembuluh darah akan memasuki daerah epiphise sehingga terjadi pusat osifikasi sekunder, terbentuklah tulang spongiosa (Gambar 11). Dengan demikian masih tersisa tulang rawan dikedua ujung epifise yang berperan penting dalam pergerakan sendi dan satu tulang rawan di antara epifise dan diafise yang disebut dengan cakram epifise.

Selama pertumbuhan, sel-sel tulang rawan pada cakram epifise terus-menerus membelah kemudian hancur dan tulang rawan diganti dengan tulang di daerah diafise, dengan demikian tebal cakram epifise tetap sedangkan tulang akan tumbuh memanjang. Pada pertumbuhan diameter (lebar) tulang, tulang didaerah rongga sumsum dihancurkan oleh osteoklas sehingga rongga sumsum membesar, dan pada saat yang bersamaan osteoblas di periosteum membentuk lapisan-lapisan tulang baru di daerah permukaan.

Massa tulang dipertahankan untuk mencegah penurunan massa tulang, dimana penurunan massa tulang ini akan mengakibatkan berkurangnya kepadatan tulang, dan tulang akan mengalami osteoporosis.

Proses terbentuknya tulang terjadi dengan 2 cara yaitu melalui osifikasi intramembran dan osifikasi endokondral.

a)      Osifikasi intra membran

Proses pembentukan tulang dari jaringan mesenkim menjadi jaringan tulang, contohnya pada proses pembentukan tulang pipih. Mesenkim merupakan bagian dari lapisan mesoderm, yang kemudian berkembang menjadi jaringan ikat dan darah. Tulang tengkorak berasal langsung dari sel-sel mesenkim melalui proses osifikasi intrammebran.

b)      Osifikasi endokondral

Proses pembentukan tulang yang terjadi dimana sel-sel mesenkim berdiferensiasi lebih dulu menjadi kartilago (jaringan rawan) lalu berubah menjadi jaringan tulang, misal proses pembentukan tulang panjang, ruas tulang belakang, dan pelvis. Proses osifikasi ini bertanggungjawab pada pembentukan sebagian besar tulang manusia. Pada proses ini sel-sel tulang (osteoblas) aktif membelah dan muncul di bagian tengah dari tulang rawan yang disbeut center osifikasi. Osteoblas selanjutnya berubah menjadi osteosit, sel-sel tulang dewasa ini tertanam dengan kuat pada mtariks tulang.

Fungsi tulang dalam sistem rangka manusia meliputi:

1)      Sebagai alat gerak pasif

2)      Menegakkan badan, misalnya tulang-tulang punggung

3)      Memberi bentuk badan, misalnya tulang-tulang punggung

4)      Melindungi bagian-bagian tubuh yang penting, misalnya jantung

5)      Tempat melekatnya otot-otot

6)      Tempat pembuatan sel darah merah dan sel darah putih

  

4)      Hubungan antar tulang

Hubungan antar tulang yang satu dengan yang lain disebut artikulasi atau sendi. Berdasarkan sifat geraknya, artikulasi dapat dibedakan atas sinartrosis (sendi mati) anfiartrosis (sendi kaku), dan diastrosis (sendi gerak).

a)      Sinartrosis

Sinartrosis adalah hubungan antara kedua ujung tulang yang direkatkan oleh suatu jaringan ikat, yang kemudian mengalami osifikasi (penulangan), sehingga tidak memungkinkan adanya gerakan. Sebagai contoh adalah hubungan antara tulang-tulang tengkorak (Gambar 12).

 Gambar 12. Sinartrosis (Sumber: Ermawati 2012)

Ada dua jenis sinartrosis, yaitu sikondrosis dan sutura. Sinkondrosis adalah hubungan antar tulang yang dihubungkan oleh kartilago hialin. Sutura adalah hubungan antartulang yang dihubungkan oleh jaringan ikat serabut padat.

b)      Amfiartrosis

Anfiartrosis adalah bentuk hubungan antara kedua ujung tulang yang dihubungkan oleh jaringan kartilago (tulang rawan), sehingga memungkinkan tetap adanya sedikit gerakan. Amfiartrosis dibagi menjadi dua yaitu sindesmosis dan simfisis. Pada sindesmosis, sendi di hubungkan oleh jaringan ikat, serabut, dan ligamen, contohnya sendi antara tulang betis dan tulang kering. Pada simfisis, sendi dihubungkan oleh kartilago (tulang rawan) serabut yang pipih seperti cakram. Sebagai contohnya adalah hubungan antara ruas-ruas tulang belakang. Adanya sedikit gerakan antara kedua tulang tersebut memungkinkan kita mengatur volume rongga dada, sehingga terjadi proses pernapasan, yaitu inspirasi dan ekspirasi (Gambar 13).

Gambar 13. Amfiatrosis

(Sumber: Ermawati 2012)

c)      Diartrosis

Diartrosis adalah hubungan antara tulang yang satu dengan yang lain yang tidak dihubungkan oleh jaringan sehingga memungkinkan terjadinya gerakan tulang secara lebih bebas. Diartrosis disebut sebagai persendian. Terjadinya gerakan yang bebas pada persendian dimungkinkan oleh adanya suatu susunan atau struktur khusus yang dibangun oleh ligamen, kapsul, cairan sinovial, membran sinovial, dan tulang rawan hialin.

1.   Ligamen, merupakan suatu jaringan yang berfungsi seperti karet gelang yang kuat guna mengikat kedua ujung tulang. Ligamen mencegah terkilirnya (dislikasi) kaki atau lengan pada bagian pergelangan, namun tetap menjaga adanya pergerakan tulang.

2.   Kapsul, merupakan lapisan serabut yang menyelimuti sendi dan membentuk suatu rongga sendi.

3.   Membran sinovial, merupakan selaput yang membatasi permukaan kapsul dan dapat mensekresikan cairan sinovial. Cairan sinovial berfungsi sebagai cairan pelumas bagi ujung-ujung tulang.

4.   Tulang rawan hialin, adalah jaringan tulang rawan yang menutup kedua ujung tulang. Hal ini penting untuk menjaga benturan antara dua ujung tulang yang keras, sehingga menjadi lebih bebas dan aman untuk bergerak.

Hubungan antartulang yang bersifat diartrosis, adalah sebagai berikut:

a.       Sendi peluru

Sendi ini disebut sendi peluru karena dari hubungan dua tulang tersebut dapat terjadi gerakan ke segala arah. Hal ini disebabkan bagian bongkol sendi yang bentuknya seperti bola atau peluru masuk ke dalam cawan sendi dari tulang lain. Misalnya hubungan antara tulang gelang bahu dengan tulang lengan atas, dan hubungan antara gelang panggul dengan tulang paha (Gambar 14).

  

Gambar 14. Sendi peluru

(Sumber: Ermawati 2012)

b.      Sendi engsel

Sendi ini disebut sendi engsel karena arah gerakannya hanya satu arah, seperti engsel pintu. Hal ini terjadi karena hubungan antara bongkol tulang yang masuk ke dalam mangkuk tulang yang tidak berlaku dalam, dan juga adanya bagian pengganjal. Misalnya hubungan tulang atau sendi pada siku dan pada lutut (Gambar 15).

  

Gambar 15. Sendi engsel

(Sumber: Ermawati 2012)

c.       Sendi pelana

Sendi ini disebut sebagai sendi pelana karena dari hubungan dua tulang tersebut, tulang yang satu dapat bergerak kedua arah seperti orang yang naik kuda di atas pelana. Contohnya hubungan antara pergelangan tangan dan tulang ibu jari (Gambar 16)

Gambar 16. Sendi pelana 

(Sumber: Ermawati 2012)

d.      Sendi putar

Sendi ini disebut sendi putar karena dari hubungan dua tulang tersebut, tulang yang satu dapat berputar mengitari tulang yang lain. Misalnya hubungan antara tulang atlas dan tulang pemutar (tulang aksis) sehingga kepala kita dapat bergerak berputar, dan juga hubungan antara tulang hasta dan pengupil (Gambar 17)

  

Gambar 17. Sendi putar

(Sumber: Ermawati 2012)

Fungsi Sendi

1.      Sebagai penghubung antara tulang yang satu dengan tulang yang lainnya

2.      Memungkinkan terjadinya pergerakan antar tulang, misalnya kepala, jari-jari tangan, kaki, lutut dan lain-lain.

2.      Otot

           Semua sel-sel otot mempunyai kekhususan yaitu untuk berkontraksi. Terdapat lebih dari 600 buah otot pada tubuh manusia. Sebagian besar otot-otot tersebut dilekatkan pada tulang-tulang kerangka tubuh oleh tendon, dan sebagian kecil ada yang melekat di bawah permukaan kulit.

Fungsi sistem muskuler/otot, yaitu:

a.       Pergerakan. Otot menghasilkan gerakan pada tulang tempat otot tersebut melekat dan bergerak dalam bagian organ internal tubuh.

b.      Penopang tubuh dan mempertahankan postur.Otot menopang rangka dan mempertahankan tubuh saat berada dalam posisi berdiri atau saat duduk terhadap gaya gravitasi.

c.       Produksi panas. Kontraksi otot-otot secara metabolis menghasilkan panas untuk mepertahankan suhu tubuh normal.

Ciri-ciri sistem muskuler/otot:

a.       Kontraksibilitas. Serabut otot berkontraksi dan menegang, yang dapat atau tidak melibatkan pemendekan otot.

b.      Ekstensibilitas. Serabut otot memiliki kemampuan untuk menegang melebihi panjang otot saat rileks.

c.       Elastisitas. Serabut otot dapat kembali ke ukuran semula setelah berkontraksi atau meregang.

Jenis-jenis otot, yaitu:

a.       Otot rangka, merupakan otot lurik, volunter, dan melekat pada rangka, dengan ciri-ciri yaitu:

1)      Serabut otot sangat panjang, sampai 30 cm, berbentuk silindris denganlebar berkisar antara 10 mikron sampai 100 mikron.

2)      Setiap serabut memiliki banyak inti yang tersusun di bagian perifer.

3)      Kontraksinya sangat cepat dan kuat.

Struktur Mikroskopis Otot Skelet/Rangka, (Gambar 18) yaitu:

1)      Otot skelet disusun oleh bundel-bundel paralel yang terdiri dari serabut-serabut berbentuk silinder yang panjang, disebut myofiber /serabut otot.

2)      Setiap serabut otot sesungguhnya adalah sebuah sel yang mempunyai banyak nukleus ditepinya.

3)      Cytoplasma dari sel otot disebut sarcoplasma yang penuh dengan bermacam-macam organella, kebanyakan berbentuk silinder yang panjang disebut dengan myofibril.

4)      Myofibril disusun oleh myofilament-myofilament yang berbeda-beda ukurannya yakni yang kasar terdiri dari protein myosin dan yang  halus terdiri dari protein aktin/actin.

Gambar 18. Struktur Otot Lurik

(Sumber: Rohana. 2012)

Berdasarkan cara melekatnya pada tulang tendon dibagi 2 (Gambar 19), yaitu:

a.       Origo merupakan tendon yang melekat pada tulang yang tidak berubah kedudukannya ketika berkontraksi.

b.      Insersio¸ merupakan tendon yang melekat pada tulangyang bergerak ketika otot berkontraksi.

Gambar 19. Letak tendin pada tulang

(Sumber:Rohana. 2012)

         Otot yang dilatih terus menerus akan membesar atau mengalami hipertrofi, contoh pada binaragawan. Sebaliknya kalau otot tidak digunakan otot akan mengalami kisut atau mengalami iatrofi.

b.      Otot Polosmerupakan otot tidak berlurik dan involunter. Jenis otot ini dapat ditemukan pada dinding berongga seperti kandung kemih dan uterus, serta pada dinding tuba folopi, seperti pada sistem respiratorik, pencernaan, reproduksi, urinaria, dan sistem sirkulasi darah dengan ciri-ciri sebagai berikut:

1)      Serabut otot berbentuk spindel dengan nukleus sentral.

2)      Serabut ini berukuran kecil, berkisar antara 20 mikron (melapisi pembuluh darah) sampai 0,5 mm pada uterus wanita hamil.

3)      Kontraksinya kuat dan lamban.

Struktur Mikroskopis Otot Polos

            Otot polos tersusun dari sel-sel yang membentuk kumparan halus. Masing-masing sel memiliki inti yang terletak ditengah. Kontraksi otot polos tidak melalui kehendak. Sel otot polos berbentuk memanjang. Kedua ujungnya lancip dengan inti tunggal dan serat miofibril yang homogen sehingga tidak menggambarkan adanya serat lurik. Bentuk otot polos tersebut sangat berbeda dengan otot lurik dan otot jantung. Otot polos dijumpai pada dinding saluran pencernaan makanan, paru-paru, dinding pembuluh darah pembuluh limfa serta ovarium. Otot polos memiliki sifat lambat bereaksi terhadap rangsangan tetapi tahan lelah, dan bekerja dipengaruhi saraf tidak sadar (Gambar 20).

Gambar 20. Struktur otot polos

(Sumber: Kuntarti. 2006)

c.       Otot jantung

            Struktur otot jantung menyerupai otot lurik, tetapi letak inti selnya di tengah. Selain itu, betuk selnya bercabang. Pada setiap percabangan, terdapat jaringan pengikat yang dinamakan diskus interkalaris. Otot jantung memiliki ciri-ciri cepat beraksi  terhadap rangsangan, tahan lelah dan dipengaruhi oleh susunan saraf tidak sadar. Susunana saraf ini adalah saraf kembar (nervus vagus) yang bersifat parasimpatis. Sel-sel jantung mendapat makanan dari arteri koronaria. Selama manusia masih hidup, jantung terus menerus berkontraksi dan jumlah kontraksi  setiap menit adalah 72 kali. Kontraksi jantung akan meningkat dengan rangsangan hormon adrenalin (Gambar 21).

                                                     

Gambar 21. Otot jantung

(Sumber: Kuntarti.2006)

Sifat kerja otot

Sifat kerja otot dibedakan atas:

a.       Antagonis

Antagonis adalah kerja otot yang kontraksinya menimbulkan efek gerak berlawanan, contohnya adalah :

1.      Ekstensor(meluruskan) dan fleksor (membengkokkan), misalnya otot trisep dan otot bisep.

2.      Abduktor (menjauhi badan) dan adductor (mendekati badan) misalnya gerak tangan sejajar bahu dan sikap sempurna.

3.      Depresor (ke bawah) dan adduktor (ke atas), misalnya gerak kepala merunduk dan menengadah.

4.      Supinator (menengadah) dan pronator (menelungkup), misalnya gerak telapak tangan menengadah dan gerak telapak tangan menelungkup. 

b.      Sinergis

Sinergis adalah otot-otot yang kontraksinya menimbulkan gerak searah. Contohnya pronator teres dan pronator kuadratus.

Mekanisme kerja otot

Kontaksi terjadi berdasarkan dua filamen di dalam sel otot kontraktil yang berupa filament aktin dan filament miosin. Rangsangan yang ditrima oleh asetilkolin menyebabkan aktomiosin mengerut (kontraksi). Kontraksi ini memerlukan energi. Pada waktu kontraksi, filamen aktin meluncur diantara miosin kedalam zona H (zona H adalah bagian terang diantara dua pita gelap). Dengan demikian serabut otot memendek, yang tetap panjangnya ialah pita A (pita gelap) sedangkan pita I (pita terang) dan zona H bertambah pendek waktu kontraksi.

Ujung miosin dapat mengikat ATP dan menghidrolisisnya menjadi ADP. Beberapa energi dilepaskan dengan cara memotong pemindahan ATP kemiosin yang berubah bentuk ke konfigurasi energi yang tinggi. Miosin yang berenergi tinggi ini kemudian mengikat diri dengan kedudukan khusus membentuk jembatan silang. Kemudian simpanan energi miosin dilepaskan, dan ujung miosin lalu beristirahat dengan energi rendah. Pada saat inilah terjadi relaksasi (Gambar 22). Relaksasi ini mengubah sudut perlekatan ujung miosin menjadi miosin ekor.  Ikatan antara miosin rendah dan aktin terpecah ketika molekul gabung ATP bergabung dengan ujung miosin, kemudian siklus tadi berulang. Urutan mekanisme gerak otot dapat dilihat pada Gambar 23.

 

Gambar 22. Relaksasi otot (a) dan kontraksi otot (b)

(Sumber: Kuntarti 2006)

1

2

3

4

Gambar 23. Mekanisme kerja otot

(Sumber: Anonim 2011)

Sumber energi untuk gerak otot

Energi awal yang diperlukan untuk kontraksi berasal dari ATP yangtersedia di otot.

 

Akan tetapi, ATP yang tersedia hanya cukup untuk kegiatan otot selama5 detik. Dalam otot selain ATP tersedia pula kreatin fosfat yang berenergiyang dimanfaatkan pada waktu  kontraksi otot. Selanjutnya kreatinmelepaskan energinya.

           

Energi yang berasal dari ATP dan kreatin fosfat di dalam otot dapatdimanfaatkan untuk kegiatan otot selama 15 detik. Jika aktivitas ototberlanjut dan persediaan kreatin P habis, energi diperoleh dari penguraianglukogen yang ada di otot. Selain dari penguraian glukogen, glukosadarah juga dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk kontraksi otot.

            Jika energi untuk kegiatan otot secara aerob tidak mencukupi, prosesglukolisis dipercepat dan terjadi pembentukan asam laktat.

           

Asam laktat yang terbentuk dalam otot akan diuraikan menjadi karbondioksida dan air. Setelah kegiatan otot berlangsung (selesai), penguraianasam laktat memerlukan oksigen.

           

            Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa energi kontraksi ototdiperoleh dari:

a.       Sistem fosfagen, yaitu diperoleh dari persediaan kreatin fosfat dan ATP, cukup untuk kegiatan otot selama 15 detik, misalnya, lari 100 m.

b.      Sistem glikogen, asam laktat yang menyuplai ATP cukup untuk kegiatan otot selama 30 - 40 detik, misalnya, lari 400 m.

c.       Sistem aerobik. Energi yang dihasilkan semuanya diperoleh darirespirasi aerob, misalnya joging

3.      Kelainan Pada Sistem Gerak

a.      Gangguan dan Kelainan Pada Tulang

Gangguan dan kelainan pada tulang dapat disebabkan oleh beberapa hal,antara lain :

1)      Kesalahan nutrisi, jika kekurangan vitamin D pada anak-anak akanmengakibatkan pertumbuhan tulang terganggu sehingga kaki dapatmembengkok (kaki O dan kaki X)

Gambar: Kaki O dan kaki X

Sumber: http://bugar.web.id/kaki_x.htm

2)      Gangguan karena infeksi, misalnya kuman sifilis, gonorhoe dan TBC dapat merusak sendi-sendi pada lutut dan pangkal paha, gangguan tersebutantara lain:

a)      Atritis eksudatif : peradangan pada sendi yang menyebabkan senditerinfeksi dan bernanah

b)      Atritis sika: peradangan pada sendi hingga cairan sendi menjadi keringkarena kehilangan minyak sendi (sinovial)

c)      Nekrosis:kerusakan pada selaput tulang (periosteum) hingga bagiantulang mati dan mengering.

d)     Layu sendi: keadaan tidak bertenaga pada persendian akibat rusaknyacakra epifisis tulang rongga gerak.

3)      Kesalahan sikap duduk dalam jangka waktu yang lama, dapat mengakibatkan:

a)      Skoliosis: kondisi dimana tulang belakang bagian punggungmembengkok kekiri atau ke kanan. Penyebabnya adalah posisi duduk yang salah.

Gambar: Kelainan Tulang (Skoliosis)

Sumber: http://bugar.web.id/kelainan_tulang_skoliosis.html

b)      Lordosis: kondisi dimana tulang belakang bagian punggungmembengkok ke depan. Ini terjadi bila kita sering duduk membengkok ke depan.

Gambar: Kelainan Tulang (Lordosis)

Sumber: http://functionalfitness-nyc.com/tag/lordosis/

c)      Kifosis: merupakan kondisi yang berkebalikan dengan kondisi lordosis,dimana tulang belakang bagian punggung membengkok ke belakang.

Gambar: Kelainan Tulang (Kyphosis)

Sumber: http://functionalfitness-nyc.com/tag/kyphosis/

4)      Gangguan mekanik, terjadi karena jatuh atau terkena benda keras, dapatberakibat:

a)    Memar sendi: selaput sendi sobek.

b)   Urai sendi: lepasnya tulang persendian.

c)    Fraktura (patah tulang): umumnya terjadi pada tulang pipa.

d)   Fisura (retak tulang), dapat diperbaiki oleh periosteum denganmembentuk kalus.

b.      Gangguan dan Kelainan Otot

1)   Atropi: suatu kondisi dimana otot mereduksi atau mengecil sehinggatidak kuat untuk melakukan gerakan.

2)   Hipertropi: suatu kondisi dimana otot membesar. Hal ini disebabkanaktivitas otot yang berlebihan (misalnya bekerja atau olah raga)

3)   Hernia abdominal: apabila dinding otot abdominal (bagian perut) sobek pada bagian yang lemah. Akibatnya usus menjadi melorot ke bawahmasuk kedalam rongga perut.

4)   Kelelahan otot: terjadi karena otot terus menerus melakukan aktivitasdan pada puncaknya terjadi kram atau kekejangan.

5)   Stiff: terjadi karena peradangan otot trapesius leher akibat kesalahangerak, sehingga leher menjadi sakit dan terasa kaku jika diherakkan

6)   Tetanus: merupakan penyakit yang menyebabkan otot menjadi kejangkarena toksin bakteri tetanus (Clostridium tetani) yang masuk ke dalamluka.

7)   Distrofiotot: merupakan penyakit kronis pada otot sejak anak-anak,diduga merupakan penyakit genetis (bawaan)

8)   Miestenia gravis adalah melemahnya otot secara berangsur-angsursehingga menyebabkan kelumpuhan bahkan kematian.

C.      LATIHAN

Berilah tanda silang (X) pada jawaban yang dianggap paling benar.

1.      Dibawah ini merupakan fungsi rangka tubuh (skeleton), kecuali : 

a.       Tempat pembentukan sel-sel darah

b.      Melindungi alat-alat atau organ tubuh

c.       Meneruskan rangsang ke rangsang lain

d.      Tempat melekatnya otot

e.       Memberi bentuk tubuh

2.      Sutura plana /leavis yaitu sutura yang permukaan-permukaannya kasar bertemu terdapat pada:

a.       Tulang pelivis

b.      Tulang-tulang hidup

c.       Tulang ubun-ubun

d.      Tulang dahi

e.       Tulan tengkorak

3.      Gambar sedi dibawah ini tergolong sendi :

a.       Engsel

b.      Putar

c.       Peluru

d.      Pelana

e.       Elipsoid

4.      Kontraksi otot yang berlangsung terus-menerus akan menimbulkan kelelahan disebabkan oleh:

a.       Penimbunan asam laktat dalam otot

b.      Penimbunan ATP dalam otot

c.       Kekurangan glukosa dalam darah

d.      Kelebihan glikogen dalam otot

e.       Kelebihan CO₂ dalam otot

5.      Untuk berkontraksi otot memerlukan energi yang berupa...

a.       ATP          

b.      Lemak daging      

c.       Sari makanan

d.      Air

e.       Kalsium

6.      Perlekatan otot pada tulang yang tidak bisa digerakkan disebut...

a.       Insersio                             

b.      Sliding filamen                 

c.       Origo

d.      Margo

e.       Pronasi

7.      Penyakit pada tulang yang menyebabkan radang pada sendi akibat kuman disebut...

a.       Kifosis                  

b.      Skoliosis               

c.       Sinkondrosis

d.      Arthritis

e.       Eksudatif

8.      Organ  dibawah  ini  dibangun  ol eh  tulang   rawan,  manakah  organ  yang  dibangun  oleh tulang rawan fibrosa, di bawah ini adalah. . . .

a.       Daun telinga         

b.      Trakea                  

c.       Tulang pubis

d.      Hidung

e.       Rangka janin

9.      Sendi putar yang berporos tiga terdapat pada gelang bahu dan gelang panggul.

a.       Sendi putar           

b.      Sendi kaku           

c.       Sendi gulung

d.      Sendi pelana

e.       Sendi peluru

10.  Peradangan pada sendi dengan ciri-ciri :

Ø  Daerah otot yang terkena memerah

Ø  Terasa sakit,

Ø  Bengkak,

Ø  Panas,

Hal tersebut disebabkan , kecuali . . . .

a.       Kuman

b.      Gout

c.       Proses ketuaan

d.      Beban yang berat pada sendi

e.       Defosit kreatinse

11.  Hubungan antar tulang dimana kedua tulang di hubungkan oleh jaringan ikat.

a.       Sinarthorosis 

b.      Sinkondrosis 

c.       Sinfibrosis

d.      Sendi ikat

e.       Sindomosis

12.  Yang berhubungan langsung dengan oto dan selaput pembungkus tulang ialah :

a.       Selaput sinopial

b.      Rawan persendian

c.       Jaringan ikat

d.      Urat ( tendon )

e.       Jaringan otot

13.  Hubungan antar tulang-tulang kepala dan tulang atlas ialah . . . .

a.       Sinartrosis 

b.      Sendi putar 

c.       Sendi pelurur

d.      Sendi engsel

e.       Sinfibrosis

14.  Kontraksi otot jantung . . . .

a.       Dipengaruhi kehendak kita

b.      Tidak dipengaruhi kehendak

c.       Berkontraksi sendirii

d.      Tidak teratur

e.       Sama dengan otot lurik

15.  Seorang pelari  marathon dapat bertahan lari menempuh jarak jauh dan memakan waktu yang cukup lama. Hal tersebut berhubungan dengan …

a.       Otot yang semakin kuat

b.      Serabut otot lambat berkontraksi

c.       Banyaknya energi yang digunakan

d.      Serabut otot cepat berkontraksi

e.       Otot yang memerlukan asupan energi

D.      REFERENSI

Abdurrahmat, Asep, S. 2009. Bahan Ajar dan penuntun Praktikum Anatomi dan Fisioogi Manusia. Gorontalo: UNG

Anonim. 2011. Mekanisme Kerja Otot.

Hanum, Eva L., dkk. 2009. Biologi 2 Untuk SMA dan MA Kelas XI. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

http://4.bp.com/rbY2U6wOpxA/St3DRHsslFI/AAAAAAAAABA/b9ONY5ZPPF8/s320/ tengkorak2.jpg)

http://4.bp.blogspot.com/-bYEzYhRPbnw/ThKySECVhxI/AAAAAAAAA WA/0R132lfitO0/ s320/tulanng-belakang.jpg

http://prestasiherfen.com/2008_09_27_archive.html

http://imgbone.co.cc/Sistem%20Gerak%20pada%20Manusia/ images /hal05.jpg

http://id.statis.gameforsmart.com/m/MP_244/Image/hal09.jpg

http://bugar.web.id/kaki_x.htm

http://bugar.web.id/kelainan_tulang_skoliosis.html

http://functionalfitness-nyc.com/tag/lordosis/

http://functionalfitness-nyc.com/tag/kyphosis/

Kuntarti. 2006. Sistem Motorik. http://staff.ui.ac.id/internal/1308050290/ material/FISIOLOGIOTOT.pdf. (diakses 23 Maret 2013)

Pratiwi D.A, dkk. 2007. Biologi Untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga.

Rohana, S. 2012. Macam-Macam Otot Berdasarkan Sel Penyusunya. http://biologisma.com/biologi-kelas-xi/macam-macam-otot-berdasarkan-sel-penyusun (diakses 23 Maret 2013).

Rochmah, Siti R., dkk 2009, Biologi SMA/MA Kelas XI.  Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.

E.       SENARAI

·         Aktin : protein yang terdapat dalam otot dan menyatu dengan miosin yang berfungsi untuk mengatur mekanisme kontraktil sel otot dan sel-sel lainnya.

·         Atrofi : mengecilnya suatu jaringan atau organ.

·         Atritis : radang yang menyerang sendi.

·         Bisep :  suatu otot yang memiliki dua tautan.

·         Diafise : bagian utama ruas tulang yang panjang. Bagian ujung pangkal tulang itu disebut epiphysis. Ada daerah antara kedua bagian berupa lempengan, disebut keping epiphysis, terdiri dari jaringan tulang rawan, yang secara berangsur-angsur di pinggirannya terjadi proses penulangan (osifikasi).

·         Diartrosis : sendi gerak; hubungan antar tulang yang dapat digerakkan ke segala.

·         Eksoskeleton : rangka luar; rangka yang terdapat di luar tubuh berupa kulit kersa yang tersusunoleh zat tanduk.

·         Endoskeleton : rangka dalam ; rangka yang terletak di dalam tubuh dan terselubung oleh kulit dan otot sehingga tidak tampak dari luar; rangka yang membantu agar tubuh tetap tegak dan mempengaruhi bentuk tubuh pada vertebrata.

·         Fleksor : suatu otot yang memiliki fungsi membengkokkan atau menekuk anggota badan.

·         Ligamen : sejenis pita jaringan kuat di daerah persendian yang menghubungkan dua atau beberapa tulang yang dapat bergerak.

·         Osteosit : sel khas tulang dewasayang berkembang dari osteoblast. Sel tulang.

·         Osteoblast : sel induk osteosit.

·         Osteoklas : sel penyerap atau perusak tulang; sel besar bahan tulang rawan atau jaringan ikat yang ada di daerah penulangan.

·         Osteoporosis : klasifikasi berlebihan tulang yang mengakibatkan fraktur spontan; keadaan tulang yang keropos dan lapuk.

·         Periosteum : selapis jaringan ikat liat yang menutup bagian luar tulang.

·         Rakhitis : penanak yakit yang berhubungan dengan tulang yang tidak wajar pada anak yang disebabkan karena kekurangan vitamin D atau kurang mendapat sinar ultraviolet.