Materi Biologi SMA Kelas XI Sistem Gerak Pada Manusia

 

Ket Gambar. Sendi Pada Sistem Gerak Manusia

Hai sobat biologi. Materi kali ini kita akan membahas tentang Sistem Gerak Pada Manusia. Materi ini akan diajarkan pada siswa kelas XI semester 2. Semoga artikel ini dapat bermanfaat yaa.

A. Otot Sebagai Alat Gerak Aktif  Pada Manusia

Mengapa otot dikatakan sebagai alat gerak aktif? Karena otot terletak menempel atau melekat dan menghubungkan organ tubuh yang satu dengan organ tubuh lainnya. 

Pelekat ujung-ujung otot (tendon) pada organ tersebut menyebabkan terjadinya gerakan. Otot yang menempel pada tulang atau rangka tubuh akan mampu menggerakan tulang tersebut. Hal ini disebabkan oleh kemampuan sel-sel otot mengadakan kontraksi.

Kontraksi terjadi jika ada rangsangan, baik secara internal maupun eksternal. Otot yang berkontraksi tidak disebabkan oleh adanya satu rangsangan, namun rangsangan yang dimaksud merupakan rangsangan secara berurutan. 

Rangsangan yang datang lebih awal diperkuat oleh rangsangan yang datang kemudian. Keadaan demikian menyebabkan terjadinya ketegangan atau tonus yang maksimum. Jika terjadi tonus maksimum secara terus-menerus , maka disebut tetanus.   

Sebagai alat gerak aktif, otot mempunyai tiga sifat khusus, yaitu sebagai berikut: 

• Kontraktibilitas adalah sifat otot yng mampu mengadakan perubahan memendek atau mengerut

• Ektensibilitas adalah sifat otot yang mampu mengadakan perubahan memanjang dari bentuk semula

• Elastisitas adalah sifat otot yang dapat kembali pada ukurannya semula.

1. Macam-Macam Gerak Otot 

Gerak otot dibagi menjadi dua macam, yaitu sifat sinergis (kinerja otot yang menyebabkan gerak otot searah) dan antagonis (kinerja otot yang menyebabkan gerak berlawanan).

a. Sifat Sinergis 

Sifat sinergis adalah kinerja dua otot atau lebih yang menyebabkan gerak otot searah, misalnya gerak pronasi (menelungkupkan tangan) yang dilakukan oleh otot pronator teres dan otot pronator kuadratus.

b. Sifat Antagonis 

Antagonis adalah kinerja dua otot atau lebih yang menyebabkan gerak berlawanan, misalnya;

- Otot fleksor (membengkokkan) dengan otot ektensor (meluruskan), misalnya otot bisep (fleksor) X otot trisep (ektensor). Otot bisep mempunyai dua origo pada tulang pangkal hasta. Otot trisep mempunyai tiga origo yang menempel pada tulang belikat dan taju paruh gagak serta satu insersi pada tulang hasta.

- Otot aduktor (mendekati badan) dengan otot abduktor (menjauhi badan), misalnya gerak tangan sejajar bahu dan posisi tangan sikap sempurna.

- Otot pronator (menelukup) dengan otot supinator (menengadah), misalnya gerak telapak tangan menelukup dan menengadah. Otot elevator (ke atas) dengan otot depresor (ke bawah), misalnya gerakan kepala ke atas dan ke bawah.

2. Mekanisme Gerak Otot 

Teori yang menemukan tentang mekanisme gerak otot dicetuskan oleh Hansen dan Huxly (1955) yang dikenal dengan teori kontraksi otot model slinding filamen. Otot terdiri atas filamen protein, yang terbagi menjadi dua filamen, yaitu filamen aktin dan filamen miosin. Selanjutnya disebut dengan aktomiosis (komponen terbesar penyusun otot). Filamen aktin merupakan struktur yang tipis, sedangkan filamen miosin merupakan struktur yang tebal.

Miofibril pada otot tersusun atas satuan-satuan kontraktil yang disebut sarkomer. Miofibril mempunyai daerah terang dan daerah gelap yang teratur menyebabkan serabut otot menjadi bergaris melintang. Bagian atau daerah gelap disebut zona Z dan bagian terang disebut zona H.

Pada saat kontraksi, terjadi perubahan panjang zona Z dan zona H. Jika terjadi kontraksi otot, maka terjadilah pergeseran miosin di dalam ruang lingkaran aktin. Panjang aktiomiosin berkurang, zona Z menjadi bertambah panjang, sedangkan zona H menjadi pendek. 

Kontraksi otot terjadi karna adanya rangsangan yang diteruskan dari saraf ke otot. Bagian otot yang sangat peka dalam menerima rangsangan disebut asetilkolin. Pada proses selanjutnya, asetilkolin akan diurai menjadi asetil dan kolin. Kedua senyawa inilah yang merangsang protein aktin dan miosin untuk berkontraksi. 

Pada saat otot mengalami kontraksi, otot memerlukan energi. Energi diperoleh dari senyawa ATP (adenosin trifosfat) dan keratin fosfat yang terdapat pada setiap sel otot. Pada otot lurik, jumlah keratin fosfat lima kali lebih besar dibandingkan jumlah ATP. 

Pembongkaran ATP dan kreatin fosfat untuk menghasilkan energi tidak memerlukan oksigen, keadaan ini disebut fase anaerob. Jika kontraksi otot terlalu lama, maka kandungan ATP dan keratin fosfat makin menururn sehingga pembentukan asm laktat, ADP, dan AMP makin tinggi. Hal ini menyebabkan kelelahan.

Pada saat otot berelaksasi, energi diperoleh dari pemecahan glikogen. Glikogen dalam sel otot akan dilarutkan menjadi laktasidogen yang kemudian diubah menjadi glukosa. Glukosa akan doiksida membentuk CO2 dan H2O serta energi. Energi yang diperoleh digunakan untuk pembentukan ATP dan kreatin fosfat. Karena proses pembongkaran energi ini memerlukan oksigen, maka fase ini sering disebut fase aerob.

3. Klasifikasi Otot 

Berdasarkan bentuk dan cirinya, otot dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu otot lurik, otot polos, dan otot jantung.

a)  Otot Lurik (Striated muscle) 

Otot lurik dapat disebut otot volunter karena kontraksi yang terjadi pada otot ini berada di bawah kesadaran. Otot lurik melekat pada rangka sehingga sering disebut otot rangka.

Aktifitas otot rangka mendominasi sistem gerak pada manusia, misalnya saat berjalan. Langkah kaki yang terbentuk saat berjalan merupakan hasil kontraksi otot rangka pada kaki.

Susunannya berupa serabut panjang atau miofibril yang berinti banyak. Secara mikroskopis, pada serabut akan tampak adanya garis gelap ini terjadi karena struktur otot lurik yang tersususn atas filamen protein, yaitu aktin dan miosin. Serabut-serabut ini akan dibungkus oleh selaput (fasia). 

Serabut-serabut otot akan bergabung menjadi otot yang disebut daging. Otot atau daging dilindungi oleh fasia superfisialis, sedangkan selaput kumpulan dari serabut-serabut otot disebut fasia propia.

Dilihat dari pelekatan ujung otot (tendon) pada tulang, otot dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai berikut; 

1). Origo, yaitu pelekatan ujung otot/tendon pada tulang-tulang yang posisinya tetap atau sedikit berubah saat otot berkontraksi.

2). Insersi, yaitu pelekatan ujung otot/ tendon pada tulang-tulang yang posisinya berubah pada saat otot berkontraksi.

b). Otot Polos (Smooth muscle)

Otot polos biasa disebut otot involunter karena kontraksi otot polos terjadi secara tidak sadar. Aktivitas otot polos ini tidak menyebabkan kelemahan meskipun terjadi dalam jangka waktu dan terletak pada organ dalam tubuh, yaitu saluran pencernaan makanan, kantong kemih, organ reproduksi, pembuluh darah, dan saluran pernapasan.

c). Otot Jantung (Striated cardiac muscle)

Otot jantung biasa disebut otot involunter karena kontraksi otot jantung terjadi secara tidak sadar. Secara struktual otot ini menyerupai otot lurik, namun sel-selnya membentuk cabang dan inti selnya berjumlah satu atau dua dan terletak di bagian pusat. Otot jantung terletak di organ jantung, berfungsi memompa jantung untuk mengedarkan darah ke saluran tubuh.

B. Tulang 

Tulang merupakan alat gerak yang bersifat pasif. Tulang juga berfungsi sebagai bahan penyusun rangka manusia (skeleton). Berdasarkan letaknya, rangka dibedakan menjadi dua, yaitu eksoskeleton dan endoskeleton. Rangka pada manusia dan hewan vertebrata termasuk dalam kategori endoskeleton. 

Jaringan tulang rangka terdiri atas jaringan tulang rawan atau kartilago dan tulang sejati atau tulang keras atau ostoen.

1. Tulang Rawan (Kartilago) 

Kartilago tersusun atas sel- sel tulang rawan yang menghasilkan matriks dengan komponen utama berupa zat kondrin. Bentuk dari sel tulang rawan adalah transparan dan bersifat lentur.

Fungsi tulang rawan adalah sebagai penyokong rangka pada embrio dan bagian-bagian dari rangka manusia dewasa. Tulang rawan pada anak mempunyai struktur yang berbeda dengan orang dewasa. Pada anak-anak, jaringan tulang rawannya banyak mengandung sel-sel tulang rawan, sedangkan pada orang dewasa, jaringan tulang rawan banyak tersusun oleh matriks. 

➽ Berdasarkan substansial interselulernya (matriksnya), jaringan tulang rawan terdiri atas tulang rawan hialin, tulang rawan fibrosa, dan tulang rawan elastis.

2. Tulang Keras 

Jaringan tulang keras tersusun atas sel-sel tulang (terdiri ats osteoblas, osteosit, dan osteoklas) dan substansial interselulermatriks. Matriks tersusun atas matriks organik (terdiri atas serabut kolagen) dan matriks anorganik (terdiri atas endapan garam-garam mineral terutama kalsium, yaitu hidroksiapatit). Proses ini disebut klasifikasi atau pengapuran. 

➽Berdasarkan pada jaringannya, tulang keras dapat diklasifikasikan menjadi dua, yaitu sebagai berikut;

 a). Jaringan Tulang Muda. Dibentuk pada masa embrio, permulaan osifikasi, dan penyembuhan patah tulang.

 b). Jaringan Tulang Dewasa. Jaringan tulang dewasa terdiri atas tulang spons atau karang yang memiliki rongga dan tulang keras (kelompok) yang  tidak memiliki rongga.

➽ Bentuk tulang bervariasi sesuai dengan fungsinya. Berdasarkan bentuknya, tulang dapat diklasifikasikan sebagai berikut: 

- Tulang pipa atau tulang panjang, misalnya os humerus  tulang pangkal lengan), os radius (tulang pengumpil), os ulna (tulang basta), os femur ( tulang paha), os tebia ( tulang kering), os fibula (tulang betis).

- Tulang pendek misalnya, os vertebrae ( ruas tulang belakang), os carpale (tulang pergelangan tangan), os metacarpale (tulang telapak tangan), os phalanges (tulang jari-jari), os tarsale (tulang pergelangan kaki), os metatarsale (tulang telapak kaki).

- Tulang pipa atau tulang gepeng misalnya, os  scapula (tulang belikat), os ileum (tulang usus), os cranium (tulang tengkorak), os costae (tulang rusuk).

- Tulang tidak beraturan bentuknya misalnya, os maxillare (tulang rahang atas), os mandibulare ( tulang rahang bawah).

3. Proses Pembentukan Tulang (osifikasi)

Tulang memiliki struktur yang kaku dan keras. Proses pembentukan tulang pada umumnya dinamakan osifikasi osteogenesis. Pada awalnya tulang berkembang dari sel mesenkim berpotensi menjadi  osteoblas. Osteoblas akan menghasilkan subtansi intersel yaitu, disebut kolagen dan bahan dasar mukoid yang disebut osteid.

4. Persendian atau Artikulasi

Persendian adalah struktur di mana dua atau lebih tulang bergabung, baik secara langsung batau dengan ikatan berserabut yang disebut ligamen. Rangka memiliki gerakan berkat adanya persendian. Ciri khas persendian adalah dapat bergerak, serba guna, dan pelumasan. Otot yang mengelilinginya mengkerut untukmenghasilkan gerakan.

Macam-macam persendian berdasarkan besar kecilnya gerakan yaitu: 

❤ Sinartrosis 

Sinartrosis adalah hubungan antar tulang yang memungkinkan sedikit sekali atau bahkan tidak ada gerakan. Sinartrosis dibedakan menjadi tiga bagian yaitu: 

- Sinfiobrasis 

Pada sinfiobrasis, kedua tulang disatukan oleh jaringan ikat tidak terjadi pergerakan. Contoh: hubungan antara tulang-tulang tengkorak, jaringan ini mempersatukan tulang-tulang kepala. Selanjutnya hubungan antara tulang tengkorak disebut sutura.

- Sinkondrosis

Sinkodrosis adalah sendi yang tulang-tulangnya disatukan oleh tulang rawan hialin. Pada orang dewasa, sinkodrosis menyatukan iga pertama pada sternum.

- Sindesmosis 

Sindesmosis memungkinkan sedikit gerakan . Tulang-tulang disatukan oleh ligamen interoseus (jaringan penyambung) yang terdiri atas jaringan ikat padat. Contoh tibiafibularis inferior.

❤ Diartrosis 

Diartrosis adalah hubungan antar tulang yang memungkinkan timbulnya suatu gerak yang sangat luas. 

Diartrosis memiliki bentuk persendian yang bervariasi yaitu, sebagai berikut: 

1. Sendi Luncur

Sendi luncur adalah hubungan antara ruas-ruas tulang belakang sehingga memungkinkan gerakan membungkuk, melengkung ke belakang, serta gerakan mengeliat (memutar).

2. Sendi Engsel 

Sendi engsel adalah sendi yang gerakannya satu arah seperti engsel pintu. Contohnya gerakan satu jurusan/arah, misalnya mata kaki, antara ruas-ruas jari, tulang hasta terhadap pangkal lengan (siku), tulang betis terhadap tulang paha (lutut) dan  .

3. Sendi Putar 

Sendi putar adalah persendian yang menimbulkan gerak memutar (rotasi). Ujung tulang yang satu mengitari ujung tulang yang lain sehingga memungkinkan gerakan berputar atau rotasi dan berporos satu, misalnya tulang pengumpil atau radius dengan tulang hasta atau ulna, tulang pergelangan tangan, tulang atlas dengan tulang tengkorak, pergelangan kaki.

4. Sendi Pelana 

Sendi pelana adalah persendian yang gerakannya dua arah seperti orang naikkuda di atas pelana. Kedua ujung tulang membentuk sendi, berbentuk pelana, berporos dua. Gerakan lebih bebas seperti gerakan orang naik kuda, misalnya gerakan pada tulang ibu jari antara meta carpal dengan carpal.

5. Sendi Peluru 

Sendi peluru yaitu persendian yang memungkinkan gerak paling bebas dibanding sendi yang lain. Contohnya sendi pada bahu yaitu menghubungkan tulang lengan atas dengan tulang belikat.

6. Sendi Geser

Sendi geser adalah persendian yang gerakannya menggeser. Contohnya hubungan antar tulang pergelangan tagan.

5. Tulang Sebagai Unsur Utama Rangka Tubuh 

Rangka manusia dibedakan menjadi dua yaitu: skeleton aksial  yang terdiri atas tulang belakang, tulang dada, tulang tengkorak, tulang iga, dan skeleton apendekuler yang terdiri atas tulang telapak tangan, tulang telapak kaki, tulang bahu, tulang pinggul, tulang tungkai, dan tulang lengan. Dengan kata lain skeleton apendekuler menyusun tulang anggota gerak yaitu tangan dan kaki.

a). Skeleton Aksial merupakan rangka yang terdiri atas tulang tengkorak, tulang belakang, tulang dada, tulang rusuk/iga.

Tulang tengkorak berfungsi untuk melindungi organ yang ada didalamnya yaitu, bagian kepala. Tulang belakang terdiri atas 33 ruas tulang yaitu, servical (ruas leher), toracal (ruas tulang punggung), lumbal (ruas tulang pinggang), saksum dan koksigae (ruas tulang ekor).

Tulang dada terbagi menjadi tiga yaitu, kepala tulang dada, badan tulang dada, dan tajung pedang. Tulang dada bersama dengan tulang rusuk dan tulang punggung membentuk dinding kuat yang melindungi organ tubuh seperti jantung dan paru- paru.

Tulang rusuk terdiri atas 12 pasang yang terbagi kedalam tiga bagian utama yaitu, tulang rusuk sejati (7 pasang), tulang rusuk palsu (3 pasang), dan tulang rusuk melayang (2 pasang).

b). Skeleton Apendekuler terdiri atas tulang bahu, tulang pinggul, dan tulang anggota gerak. Anggota gerak dibagi menjadi dua yaitu, anggota gerak atas atau tungkai atas, dan anggota gerak bawah atau tungkai bawah.

Tulang lengan atau tungkai atas terdiri dari :

☝ Dua tulang lengan atas (humerus).

☝ Tulang lengan bawah terdiri atas dua tulang pengumpil (radius), dan dua tulang hasta (ulna)

☝ Dua tulang pergelangan tangan (carpal) masing- masing terdiri atas 8 ruas.

☝ Dua tulang telapak tangan ( metacarpal) masing- masing terdiri atas 5 ruas.

☝ Dua tulang jari( palanges) masing-masing terdiri atas 14 ruas.

Tulang bahu tersusun atas tulang-tulang selangka dan tulang belikat. Tulang selangka menghubungkan tulang dada dan taju paru gagak tulang belikat.

Adapun fungsi rangka bagi tubuh adalah sebagai berikut;

a. Penopang dan penunjang tegaknya tubuh.

b. Melindungi alat-alat vital.

c. Tempat melekatnya otot-otot rangka.

d. Memberi bentuk tubuh.

e. Alat gerak pasif.

f. Tempat pembentukan sel darah dan penimbunan mineral.

C. Gangguan Pada Sistem Gerak 

1). Gangguan pada skeleton

Macam-macam gangguan pada skeleton antara lain;

a. Gangguan Pada Tulang

1). Fraktura atau Patah Tulang

Fraktura dapat dibedakan menjadi empat macam, yaitu sebagai berikut:

a). Fraktura sederhana, jika tulang yang rusak tidak sampe membuat luka-luka terhadap organ-organ lain, seperti pada otot.

b). Fraktura Kompleks atau majemuk, jika menyebabkan otot dan kulit terluka atau ujung fraktura mencuat ke luar. 

c).  Comninuted, yaitu itu retaknya tulang menjadi beberapa di dalam otot daging.

d). Green Stick atau retak tak lengkap, jika tulang hanya retak sebagian dan tulangnya tidak sampai terpisah.

Penyembuhan fraktura atau patah tulang ke posisi semula dinamakan reduksi.

2). Pertumbuhan Tulang Kaki yang mengalami hambatan sebelum lahir.

b. Gangguan Persendian

• Dislokasi yaitu terjadinya pergeseran sendi dari kedudukan semula karena liga lentum sobek dan tertarik.

• Terkilir, yaitu gerakan tiba-tiba yang menyebabkan liga mentum tertarik, tetapi sendi tidak mengalami pergeseran.

• Ankliosis, yaitu persendian tidak dapat digerakan lagi karna kedua tulang seakan akan bersatu.

• Artkritis, yaitu peradangan sendi yang disertai rasa sakit. Tulang kadang-kadang mengalami perubahan.

c. Gangguan pada tulang belakang

1). Skoliosis: Melengkung ke arah lateral sehingga badan melengkung ke kanan dan ke kiri.

2). Tifosis: Pelengkungan terjadi pada daerah pinggang batang, tulang belakang sehingga badan menjadi bengkok.

3). Lordosis: Kedudukan kepala pada postur tubuh tertarik ke belakang.

4). Subluksasi: Gangguan yang terjadi pada vertebrata pada bagian leher, misalnya terjadi kecelakaan. Akibat posisi kepala mengalami perubahan menjadi ke kiri dan ke kanan.

d. Gangguan karna faktor Fisiologik 

1). Rakitis, yaitu keadaan tulang yang kurang keras. Hal ini disebabkan oleh kekurangan vitamin D.

2). Mikrosofalus, yaitu keadaan kepala yang terlalu kecil disebabkan oleh lambatnya pertumbuhan tulang tengkorak. Penyakit ini dapat terjadi karna kekurangan zat kapur pada waktu bayi. 

3). Osteoporosis, yaitu kerapuhan pada tulang karena kekurangan hormon laki-laki dan perempuan. Penyakit ini mengakibatkan tulang muda patah.

4). Tubercolosis atau tumor tulang, yaitu suatu keadaan yang dapat memengaruhi tekanan fisik dan fisiologis tulang. Penyakit ini dapat menyebabkan peradangan pada jaringan pengikat dan tendon.

2. Gangguan Pada Otot 

a). Atrovi otot adalah keadaan mengecil atau kehilangan kemampuan untuk berkontraksi. Gangguan ini dapat disebabkan oleh penyakit poliomielitis atau sakit tertentu dan harus beristirahat di tempat tidur dalam jangka waktu yang lama.

b). Hipertovi Otot adalah keadaan otot yang kasar dan menjadi lebih kuat sebagai akibat aktivitas otot yang berlebihan, misalnya karena olahraga yang berat.

c). Hernia Abdominal adalah gangguan akibat sobeknya otot abdominal pada bagian yang lemah sehingga usus melorot ke bawah ke dalam rongga perut.

d). Kelelahan Otot, terjadi karena aktivitas yang terus-menerus, akhirnya menjadi kram, yaitu otot tidak  mampu lagi berkontraksi. Keadaan ini dapat menimbulkan rasa sakit.

e). Kaku leher (stiff). Stiff dapat terjadi karena adanya peradangan trapesium leher akibat kesalahan gerak. Leher terasa kaku dan sakit apabila digerakan.

f). Tetanus adalah keadaan otot yang menjadi kejang karena racun tetanus yang masuk ke dalam jaringan melalui luka.

g). Distrofi Otot adalah penyakit kronis pada otot sejak masih kanak-kanak, disebabkan oleh penyakit genetis.

h). Miastenia Gravis adalah keadaan otot yang berangsur-angsur lemah, keadaan ini dapat menyebabkan kelumpuhan, bahkan dapat pula mengakibatkan kematian.

Sekian dulu sobat materi tentang Sistem Gerak Pada Manusia. Terima kasih semuanya. Salam Merdeka Belajar!

Teka-teki silang nya ada pada link berikut:https://www.mimpiintt.com/2021/08/teka-teki-silang-biologi-sistem-gerak-pada-manusia.html

Penulis; Thom Fallo

Referensi; Ririn, Safitri. 2016. Biologi Untuk SMA/MA XI. Surakarta. Mediatama

Ninik, Suspriyati. 2012. Biologi Untuk SMA/MA XI. Sidoarjo. Masmedia

Share :