Biologi sesi 16.indd

16
M
AD ATER
VA I DA
NC N
E A LA
ND TIH
TO AN
P L SO
EV AL
EL SB
M
PT
biologi
SET 16
ALAT GERAK
A.
RANGKA TUBUH VERTEBRATA
Tulang-tulang yang membangun rangka tubuh hewan vertebrata terlindungi oleh otototot dan kulit. Jenis tulang yang membangun rangka vertebrata umumnya adalah tulang
keras (osteon) sebagian lagi adalah tulang rawan (kondrin atau kartilago).
a.
Fungsi Rangka
Fungsi rangka di antaranya sebagai berikut:
1. Tulang sebagai penunjang dan pemberi bentuk tubuh.
2. Tulang sebagai alat gerak pasif.
3. Tulang sebagai alat pelindung alat-alat vital yang lunak.
4. Tulang sebagai tempat pembentukan sel-sel darah.
b.
Rangka Tubuh Manusia
Tulang-tulang dikelompokkan menjadi tulang sumbu (aksial) dan tulang tambahan
(apendikular).
1
N
Tengkorak
Orbit
Rahang bawah
Tulang leher
Tulang
Tulangselangka
selangka
Tulang belikat
Tulang dada
Tulang
Tulang lengan
lengan
Tulang pinggang
Tulang pengumpil
Tulang panggul
Sakrum
Tulang hasta
Tulang telapak
Tulang arus
jari tangan
Tulang paha
Tulang
tempurung
lutut
Tulang kering
Tulang betis
Tulang
pergelangan
kaki
Gambar Kerangka manusia
Sumber: Atlas anatomi
1. Tulang Aksial
Tulang-tulang kelompok ini terdiri atas tulang kepala (tengkorak), ruas-ruas tulang
belakang, tulang dada, dan tulang rusuk. Vertebrae berjumlah 33 buah, tulang
ini berfungsi sebagai pelindung sumsum tulang belakang, penegak kepala, dan
untuk menggerakkan kepala. Vertebrae terdiri atas 7 tulang leher (servik), 12 tulang
punggung (torak), 5 tulang pinggang (lumbar), 4 tulang ekor (koksigea), dan 5 tulang
sakrum. Tulang rusuk berjumlah 12 pasang. Tulang ini terdiri atas 7 pasang rusuk sejati,
3 pasang rusuk palsu, 2 pasang rusuk melayang. Fungsi tulang ini sama dengan fungsi
tulang dada.
2. Tulang Apendikular
Tulang apendikular merupakan tulang selain tulang aksial. Tulang ini terdiri atas
tulang anggota gerak (tungkai), tulang bahu, dan tulang pinggul. Tungkai terdiri atas
tungkai depan dan tungkai belakang. Tungkai depan terdiri atas tulang lengan atas
(humerus), lengan bawah yang terdiri atas pengumpil (radius) dan hasta (ulna), 8
pergelangan tangan (karpal), 5 telapak tangan (metakarpal), dan 14 ruas jari tangan
(falangs). Adapun tungkai belakang terdiri atas tulang paha (femur), tempurung lutut
(patela), tulang kering (tibia), betis (fibula), 7 ruas pergelangan kaki (tarsal), 5 telapak
kaki (metatarsal), 14 ruas jari kaki (falangs). Tulang bahu terletak di pangkal humerus.
2
Tulang bahu terdiri atas tulang selangka (klavikula) dan belikat (skalpula). Di tulang
selangka tulang apendikular berhubungan dengan tulang aksial, yaitu tulang dada.
Adapun tulang belikat merupakan penghubung tulang bahu dengan tungkai bawah.
Tulang pinggul terdiri atas persatuan yang padu (fusi) antara 6 ruas tulang sehingga
tampak seperti satu tulang. Tulang pinggul sangat penting untuk menunjang sistem
reproduksi.
c.
Macam Bentuk Tulang
Berdasarkan bentuknya, tulang dikelompokkan menjadi tiga macam, yaitu tulang pipa,
tulang pipih, dan tulang pendek.
1. Tulang Pipa
Tulang ini berbentuk panjang, berongga, dan biasanya berisi sumsum kuning. Sebuah
tulang pipa terdiri 3 bagian, yaitu bagian tengah yang disebut diafise dan ujungnya
disebut epifise atas dan bawah. Contoh tulang pipa adalah tulang lengan dan tulang
paha.
2. Tulang Pipih
Tulang ini berbentuk pipih dan rongganya berisi sumsum merah. Contoh tulang pipih
adalah tulang rusuk dan tulang tengkorak.
3. Tulang Pendek
Tulang ini berbentuk pendek tidak beraturan dengan rongga berisi sumsum merah.
Contoh tulang pendek adalah tulang telapak tangan dan ruas-ruas tulang belakang.
d.
Proses Pembentukan Tulang
Rangka tubuh manusia terbentuk pada akhir bulan kedua kehamilan berupa kartilago.
Kartilago dibentuk oleh jaringan embrional yang disebut mesenkim. Kartilago akan
dirusak oleh kondrioblas sehingga di dalamnya terbentuk rongga. Rongga ini akan terisi
oleh osteoblas, yaitu sel pembentuk tulang keras. Osteoblas juga akan mengisi jaringan
sekelilingnya dan membentuk sel-sel tulang (osteosit). Sel-sel tulang dibentuk dari dalam
ke luar (konsentris). Akibatnya akan terbentuk lapisan-lapisan yang disebut lamela. Antara
sel tulang yang satu dan sel tulang yang lain dihubungkan oleh juluran-juluran sitoplasma
yang disebut kanalikuli. Setiap satuan sel tulang ini mengelilingi pembuluh darah dan
serabut saraf membentuk saraf sistem Havers.
e.
Hubungan Antartulang
Tulang-tulang tersebut saling bergabung melalui hubungan antartulang atau persendian
(artikulasi). Tulang-tulang tersebut dapat saling bergabung karena saling dihubungkan
oleh jaringan-jaringan berupa jaringan ikat. Secara keseluruhan bagian-bagian suatu
sendi adalah kepala sendi, rongga sendi, kapsul sendi, dan ligamen.
Berdasarkan dapat bergerak atau tidaknya hubungan antartulang, persendian
dikelompokkan menjadi sinartrosis, amfiartrosis, dan diartrosis.
3
1. Sinartrosis
Sinartrosis merupakan persendian yang tidak dapat digerakkan, misalnya persendian
pada tulang-tulang kepala. Sinartrosis dapat dikelompokkan menjadi dua berdasarkan
jaringan yang menghubungkannya, yaitu sinartrosis sinfibrosis dan sinartrosis
sinkondrosis.
2. Amfiartrosis
Pada persendian jenis ini, tulang-tulang pembentuknya dapat digerakkan tetapi
dengan gerakan yang terbatas, contoh hubungan antartulang rusuk dan antartulang
belakang.
3. Diartrosis
Jenis persendian yang paling bebas geraknya. Permukaan antara dua tulang yang
saling berhubungan berbentuk sedemikian rupa sehingga memungkinkan berbagai
gerakan bebas, seperti memutar, berbalik, ataupun gerak maju dan mundur.
• Sendi peluru, yaitu sendi yang dapat digerakkan ke segala arah. Contoh hubungan
antara tulang lengan atas dan tulang belikat ataupun antara tulang paha dan
tulang pinggul.
• Sendi engsel, sendi engsel merupakan sendi yang memungkinkan gerak seperti
engsel, yaitu bisa dilipat ke depan tetapi tidak bisa dilipat sebaliknya, misalnya
hubungan tulang pada siku, dan hubungan tulang pada lulut.
• Sendi putar, sendi putar merupakan sendi-sendi yang memungkinkan gerak
memutar. Contoh gerak memutar kepala dan gerak memutar pangkal lengan
yang berhubungan dengan tulang pengumpil.
• Sendi pelana, sendi pelana merupakan nama sendi yang mengacu pada bentuk
tulang pembentuknya. Hubungan antartulang jari tangan merupakan sendi pelana.
Sendi Putar
Sendi Engsel
Sendi Elipsoidea
Sendi Pelana
Gambar Macam sendi
Sumber: Atlas Anatomi
4
B.
GANGGUAN RANGKA GERAK
Gangguan pada rangka gerak dapat berupa gangguan pada tulang, persendian, ruas
tulang belakang, dan gangguan tulang akibat gangguan psikologis.
a.
Gangguan Fisik
Yang paling sering terjadi adalah patah tulang (fraktura). Gangguan ini dapat mengalami
reduksi. Artinya, tulang yang patah tersebut tersambung seperti sediakala. Fraktura ini
ada yang hanya retak dan ada pula yang sampai remuk. Beberapa tipe fraktura adalah
patah tulang tertutup, patah tulang terbuka, remuk dan retak.
Gambar pola Patahan Tulang
Sumber: 1.bp.blogspot.com
b.
Gangguan Persendian
Gangguan persendian dapat berupa pergeseran sendi (dislokasi), terkilir, sendi tidak
dapat digerakkan (ankilosis), dan peradangan sendi (artritis). Dislokasi dan terkilir dapat
disebabkan oleh sobek atau tertariknya jaringan ikat ligamen. Artritis dapat disebabkan
oleh beberapa hal. Artritis yang disebabkan oleh penyakit pada jaringan penghubung sendi
dinamakan reumatoid. Artritis yang disebabkan oleh menipisnya tulang rawan pelindung
sendi dinamakan osteoartritis. Adapun artritis yang disebabkan kegagalan metabolisme
asam urat dinamakan “gout” artritis. Gangguan terakhir ini berciri membesarnya ruas jarijari akibat tertimbunnya asam urat di tempat tersebut.
c.
Gangguan pada Ruas-ruas Tulang Belakang
Jika ruas tulang belakang melengkung ke arah samping akan menyebabkan skoliosis.
Jika batang tulang belakang bagian punggung akan menyebabkan kifosis. Adapun jika
melengkungnya di bagian luar akan menyebabkan lordosis.
C.
OTOT SEBAGAI ALAT GERAK AKTIF
Otot merupakan bagian terbesar tubuh. Bagian yang dalam bahasa sehari-hari dinamakan
daging ini, berperan lebih dari 25% berat tubuh. Otot merupakan alat gerak aktif, karena
dapat menyebabkan pergerakan dari hasil kontraksi dan relaksasi. Gerak tersebut dapat
5
berpindah tempat (lokomosi) ataupun gerak sebagian atau organ tubuh tertentu, seperti
gerak usus, jantung, dan paru-paru.
a.
Macam-macam Otot
Pada dasarnya seluruh otot yang menyusun tubuh terdiri atas 3 macam, yaitu otot lurik,
otot polos, dan otot jantung.
1. Otot Lurik
Otot ini dinamakan otot lurik karena tampak berlurik-lurik jika dilihat menggunakan
mikroskop. Otot ini biasa dinamakan otot rangka atau otot skelet karena otot ini
menempel pada rangka. Aktivitas kerja otot ini dipengaruhi oleh saraf sadar. Satu
miofibril dibungkus oleh membran sel (sarkolema). Miofibril terdiri atas miofilamen
dan miofilamen terdiri atas filamen tipis dan filamen tebal. Filamen tipis terdiri atas
3 macam protein, yaitu: aktin, troponin, dan tropomiosin, sedangkan filamen tebal
terdiri atas protein jenis miosin. Filamen tipis dan filamen tebal membentuk satu
kesatuan yang disebut sarkomer.
2. Otot Polos
Otot ini dinamakan otot polos karena penampilannya memang polos, tidak berluriklurik. Sel otot polos hanya mempunyai satu inti (mononukleus) yang terletak di tengahtengah sel. Otot polos tidak menempel pada tulang. Otot ini menyusun organ-organ
dalam, seperti saluran pencernaan, pembuluh darah, dan kulit. Sifat khas otot polos
adalah gerakannya lambat namun bertahan dalam waktu yang lama sehingga tidak
mengalami kelelahan. Aktivitas otot ini dipengaruhi saraf tidak sadar. Artinya, gerak
otot ini dikendalikan saraf tidak sadar.
3. Otot Jantung
Otot jantung serupa dengan otot rangka, karena memiliki lurik-lurik dan bercabang.
Namun, otot ini memiliki inti sel di tengah. Otot jantung bekerja secara tak sadar
(otonom) yang dikendalikan oleh saraf simpatik dan parasimpatik.
b.
Macam-macam Gerak
1. Gerak Sinergis
Gerak ini terjadi jika sekelompok atau pasangan otot berkontraksi ataupun berelaksasi
dalam waktu yang bersamaan dan mengakibatkan satu gerak bagian tubuh.
Contohnya, gerak otot-otot punggung dan otot-otot leher.
2. Gerak Antagonis
Pada lengan terdapat otot bisep dan trisep yang menyebabkan gerakan pada siku.
Jika bisep berkontraksi, trisep akan berelaksasi sehingga siku dapat menekuk lengan
bawah. Begitu pun sebaliknya, jika trisep berkontraksi, bisep akan berelaksasi sehingga
siku dapat menjadi lurus
6
Gambar macam gerak antagonis
Sumber: 4.bp.blogspot.com
D.
MEKANISME KONTRAKSI OTOT
a.
Model Pergeseran Filamen
Pada saat penerimaan impuls, sinapsis atau daerah hubungan antara saraf dengan serabut
otot dipenuhi oleh asetilkolin. Asetilkolin ini akan merembeskan ion-ion kalsium (Ca2+) ke
serabut otot. Ion kalsium akan bersenyawa dengan molekul troponin dan tropomiosin
yang menyebabkan adanya sisi aktif pada filamen. Gabungan sisi aktif dengan kepala
miosin disebut jembatan, jumlah energi dan mengarahkan energi tersebut ke arah filamen
tipis. Proses ini menyebabkan filamen tipis mengerut. Secara keseluruhan sarkomer akan
mengerut. Akibatnya, otot pun berkerut.
b.
Energi Untuk Kontraksi Otot
Adenosin trifosfat (ATP) merupakan sumber energi bagi otot. Akan tetapi, jumlah yang
tersedia hanya dapat digunakan untuk kontraksi dalam waktu beberapa detik. Berikut
reaksi sederhana pembentukan ATP dari ADP dan kreatin fosfat.
Jika kontraksi otot tidak terus-menerus, glukosa dapat dioksidasi sempurna menghasilkan
CO2 dan H2O melalaui respirasi aerob. Jika kontraksi terus-menerus, suplai oksigen darah ke
dalam otot tidak cepat untuk mengoksidasikan glukosa. Oleh karena itu, perlu dilakukan
respirasi anaerob (tidak memerlukan oksigen). Selama respirasi anaerob, glukosa diubah
menjadi asam laktat dengan melepaskan sejumlah energi.
E.
GANGGUAN PADA OTOT
a. Atrofi otot, merupakan penurunan fungsi otot karena otot mengecil atau karena
kehilangan kemampuan berkontraksi, misalnya lumpuh.
b. Distorsi otot, penyakit ini diperkirakan merupakan penyakit genetis dan bersifat kronis
pada otot anak- anak.
c. Hipertrofi otot, merupakan kelainan otot yang menyebabkan otot menjadi lebih besar
dan lebih kuat karena sering digunakan, misalnya pada binaragawan.
d. Hernia abdominal, kelainan ini terjadi apabila dinding otot abdominal sobek dan
menyebabkan usus melorot masuk ke rongga perut.
7
e. Kelelahan otot, karena kontraksi secara terus-menerus menyebabkan kram atau
kejang.
f. Tetanus, merupakan penyakit yang menyebabkan otot menjadi kejang karena bakteri
tetanus.
LATIHAN SOAL
1.
Tulang disebut alat gerak pasif, sebab ....
A. melekat pada otot rangka
B. saling berhubungan membentuk sendi
C. tidak mempunyai kemampuan berkontraksi
D. sebagai tempat pembentukan sel-sel darah
E. merupakan penopang dan penunjang bentuk tubuh
2.
Saat perkembangan embrio, rangka tubuh masih berupa tulang rawan. Selanjutnya rongga
dalam tulang rawan tersebut akan terisi oleh sel-sel pembentuk tulang yang disebut ....
A. osteoblas
B. osteosit
C. kondrosit
D. kondroblas
E. kondrin
3.
Perhatikan jenis-jenis tulang berikut.
1. tulang pipa
4. tulang pendek
2. tulang rawan
5. tulang spons
3. tulang pipih
Kelompok tulang berdasarkan bentuknya ditunjukkan oleh nomor ....
A. 1, 2 dan 3
B. 1, 3 dan 4
C. 2, 3 dan 4
D. 2, 3 dan 5
E. 3, 4 dan 5
4.
Pada proses osifikasi, terjadi pengisian matriks tulang oleh ....
A. protein dan lemak
B. sulfat dan fosfor
C. kapur dan fosfor
8
D. kapur dan karbon
E. karbon dan hidrogen
5.
Perhatikan beberapa jenis tulang berikut!
1. tulang usus
2. tulang selangka
3. ulang duduk
4. tulang kemaluan
5. tulang belikat
Gelang panggul merupakan persatuan dari tulang-tulang ....
A. 1, 3 dan 4
B. 1, 4 dan 5
C. 2, 3 dan 5
D. 2, 4 dan 5
E. 3, 4 dan 5
6.
Sendi yang menghubungkan tulang-tulang tengkorak disebut ....
A. amfiartrosis
B. diartrosis
C. sinkondrosis
D. sinostosis
E. sutura
7.
Antara tengkorak dengan tulang atlas dihubungkan oleh sendi ....
A. pelana
B. putar
C. engsel
D. peluru
E. geser
8.
Perhatikan ciri-ciri gangguan sistem gerak berikut ini!
• Rasa nyeri pada jaringan pengikat.
• Sendi menjadi bengkak.
• Terjadi kekejangan pada otot-otot penggerak.
• Tulang rawan mengalami degenerasi.
Berdasarkan ciri-ciri di atas, jenis gangguan pada sistem gerak tersebut disebut ....
A. reumathoid
B. osteoartritis
C. layuh semu
9
D. rakhitis
E. ”gout” artritis
9.
Otot lurik disebut juga sebagai otot serat lintang karena ....
A. otot lurik mampu berkontraksi
B. mempunyai percabangan
C. miofibril dalam plasma berwarna gelap dan terang
D. berbentuk gelendong
E. berinti banyak dan terletak di tepi
10.
Perbedaan struktur otot polos dengan otot yang lain, yaitu ....
A. mempunyai percabangan yang menghubungkan sel satu dengan yang lain
B. membentuk gelendong
C. berinti banyak dan terletak di tengah
D. tersusun atas serabut-serabut
E. dilindungi oleh fasia propia
10