Mekanisme Kerja Otot Saat Kontraksi dan Relaksasi – Materi Biologi Kelas 11

Ilustrasi seseorang sedang angkat beban dan hubungannya dengan mekanisme kerja otot.

Di sini, akan dibahas mengenai mekanisme kerja otot pada saat kontraksi dan relaksasi yang termasuk dalam materi Biologi kelas 11.

Sheldon: “Elo lagi ngapain?”

Leonard: “Nggak liat? Nih, gue lagi olahraga!”

Sheldon: “Itu beban yang elo angkat berapa kg, kok kayak udah lemes banget ototnya?

Leonard: “Ini gue angkat beban 10 kg. Bentar lagi gue nggak kuat, nih.”Halo, Sobat Zenius! Elo sadar, nggak, kalau pergerakan sadar yang dilakukan oleh tubuh kita itu nggak bisa lepas dari peran tulang rangka dan otot rangka. Sesimpel kita mengangkat beban, seperti yang dilakukan oleh Leonard di atas.

Ilustrasi otot orang yang mengangkat beban.
Ketika mengangkat beban, maka otot bisep akan mengalami kontraksi atau memendek. (Arsip Zenius)

Ketika mengangkat beban, maka otot bisep akan mengalami pemendekan atau kontraksi, sehingga tulang pengumpil akan memanjang dan keangkat. Dengan begitu, kita bisa mengangkat beban.

Lho, bagaimana mekanisme kerja otot sehingga dapat menggerakkan tubuh? Elo akan mempelajari caranya dalam mekanisme kerja otot yang akan diuraikan di bawah ini!

Mekanisme Kerja Otot

Sebelum membahas mekanisme kerja otot, elo perlu tahu dulu bahwa di otot ada dua protein utama, yaitu filamen tipis (aktin) dan filamen tebal (miosin).

Ilustrasi aktin dan miosin.
Dua protein utama pada otot, yaitu aktin dan miosin. (Arsip Zenius)

Cara kerja kedua protein tersebut sederhana banget sebenarnya. Ibarat elo yang lagi narik benda menggunakan tali tambang. Ketika menarik talinya, elo akan secara perlahan menggenggam tali tersebut secara bergantian. Tarik, ambil tali depannya, kemudian tarik lagi.

Proses tersebut tentu dilakukan secara berulang seperti membentuk sebuah siklus sampai akhirnya benda tersebut mendekati elo. Nah, sama dengan apa yang dikerjakan oleh aktin dan miosin untuk membuat otot berkontraksi.

Baca juga: Contoh Soal PTS Biologi Kelas 11 Semester 1

Mekanisme Kontraksi Otot

Peran aktin ibarat tali tambang dan miosin yang menariknya. Ditariknya aktin oleh miosin juga dilakukan secara berulang membentuk sebuah siklus.

Namun, elo tahu nggak, di mana letak aktin dan miosin? Mereka ada di dalam sarkomer, yaitu unit fungsional terkecil dari otot yang dibatasi oleh sekumpulan protein bernama lempeng Z. Nah, lempeng Z tersebut tersambung dengan aktin. Yap, lempeng Z diibaratkan beban yang ditarik oleh tali tambang.

Oke, kita balik lagi ke pertanyaan awal, bagaimana cara kerja otot?

Ilustrasi mekanisme kerja otot yang berkontraksi.
Mekanisme kerja otot ketika berkontraksi. (Arsip Zenius)

Ketika miosin bekerja, maka ia akan menarik lempeng Z yang ada di kedua ujung sarkomer ke ujung tengah. Alhasil, sarkomer akan mengalami pemendekan. Nah, memendeknya semua sarkomer yang ada di otot rangka dapat menyebabkan pemendekan otot atau berkontraksi.

Jadi, bisa dibilang juga bahwa mekanisme yang terjadi dalam kontraksi otot adalah memendeknya ukuran otot akibat zona Z lebih panjang dan zona H menjadi lebih pendek, di mana prosesnya membutuhkan energi dari pemecahan ATP.

Dari uraian di atas, kita bisa tahu urutan mekanisme kontraksi otot yang benar adalah rangsangan → asetilkolin → aktin dan miosin → aktomiosin → kontraksi.

Urutan mekanisme tersebut juga bisa elo tonton dalam video belajar Zenius tentang cara kerja otot.

Nah, otot nggak bisa terus-menerus berkontraksi. Ada saatnya di mana ia akan kembali ke bentuk semula atau berelaksasi.

Mekanisme Relaksasi Otot

Otot kembali ke keadaan semula setelah berelaksasi bisa disebabkan oleh dua hal, yaitu energinya nggak cukup dan impuls dari otak yang memerintahkan sel otot untuk relaksasi.

Yap, untuk menggerakkan aktin, maka miosin membutuhkan energi berupa ATP.

Kalau ATP yang ada pada miosin sangat banyak, maka ia bisa melakukan kontraksi. Sebaliknya, ketika ATP berkurang, maka otot secara perlahan juga akan berhenti berkontraksi dan kembali ke keadaan normal atau memanjang (berelaksasi).

Penyebab yang kedua adalah sinyal atau impuls. Kita melakukan gerak tubuh secara sadar karena diperintahkan oleh sel saraf yang ada di otak. Otak ingin kita melakukan relaksasi, maka ia akan mengirimkan sinyal ke sel otot melalui perantara asetilkolin.

Ilustrasi penyebab mekanisme relaksasi otot.
Penyebab otot berhenti berkontraksi dan menjadi relaksasi. (Arsip Zenius)

Singkatnya, sarkoplasma nantinya akan membuat ion Ca2+ berikatan dengan tropinin. Hal tersebut akan mempengaruhi protein lain bernama tropomiosin. Nah, saat otot relaksasi, maka peran tropomiosin seperti segel atau menutupi bagian pengikatan (binding site). Ia akan menutupi miosin untuk nempel ke aktin, jadi miosin nggak bisa menggerakkan aktin, sehingga otot nggak bisa kontraksi.

Baca Juga: Jaringan Ikat, Ciri, Struktur, dan Fungsi

Mekanisme Kerja Otot Berdasarkan Teori Sliding Filament

Oh iya, tahapan mekanisme kerja otot dijelaskan melalui teori sliding filament. Berikut ini merupakan mekanisme gerak otot berdasarkan teori tersebut.

Ilustrasi cara kerja otot.
Ini dia mekanisme kerja otot. (Arsip Zenius)

Mekanisme kerja otot pada gambar di atas adalah:

1: ADP dan Pi berikatan dengan kepala miosin.

2: Kepala miosin berubah konformasinya dan berikatan dengan aktin membentuk cross-bridge.

3: Hasil dari berkaitannya antara kepala miosin dan aktin membuat kepala miosin menggerakkan filamen tipis, sehingga zona H menghilang (terjadi kontraksi otot), kemudian ADP dan Pi dilepaskan.

4: ATP berikatan dengan kepala miosin, hal ini menyebabkan kepala miosin terpisah dari cross-bridge. Penguraian ATP menjadi ADP dan Pi menyebabkan kepala miosin kembali ke konformasi awal, dan siap memulai siklus kembali.

Nah, supaya siklus bisa terus berlanjut, maka ATP dan kandungan Ca2+ pada sarkoplasma harus tinggi.

Buat elo yang penasaran gimana mekanisme sliding filament secara lebih detail, elo bisa lihat di video Zenius dengan klik banner di bawah ini, ya! Ada animasi seru yang bakal bikin elo mudah mempelajari mekanisme kerja otot ini.

CTA video belajar Zenius biologi

Contoh Soal Mekanisme Kerja Otot dan Pembahasannya

Untuk menguji sejauh mana pemahaman elo mengenai materi mekanisme kerja otot, gue ada beberapa contoh soal dan pembahasan yang bisa dijadikan sebagai referensi. Cekidot!

Contoh Soal 1

Pada filamen aktin, ada struktur troponin dan tropomiosin. Berikut merupakan fungsi troponin dan tropomiosin yang tepat adalah….

A. Troponin berfungsi berikatan dengan ion kalium.

B. Tropomiosin berfungsi menutup myosin binding site.

C. Troponin berfungsi menutup cross-bridge.

D. Tropomiosin berikatan dengan miosin membentuk cross-bridge.

E. Troponin berikatan dengan miosin saat otot berkontraksi.

Jawab: B. Tropomiosin berfungsi menutup myosin binding site.

Pembahasan:

Elo ingat, kan, kalau troponin dan tropomiosin merupakan protein yang menempel di filamen aktin. Troponin nantinya akan berikatan dengan ion Ca2+. Nah, tropomiosin merupakan protein yang menutupi bagian pengikatan (binding site) miosin pada aktin.

Contoh Soal 2

Mekanisme yang terjadi dalam kontraksi otot adalah….

A. Memendeknya ukuran otot akibat zona Z menjadi lebih panjang dan zona H menjadi lebih pendek, di mana prosesnya membutuhkan energi dari pemecahan ATP.

B. Memanjangnya ukuran otot akibat aktin berikatan dengan miosin membentuk cross bridge.

C. Memendeknya ukuran otot akibat kepala miosin menarik aktin, pita memendek, dan otot berkontraksi.

D. Troponin berikatan dengan ion kalsium, aktin menarik myosin, dan otot berkontraksi.

E. Tropomiosin berikatan dengan ion kalsium, terbentuk cross-bridge dan otot berelaksasi.

Jawab: A. Memendeknya ukuran otot akibat zona Z menjadi lebih panjang dan zona H menjadi lebih pendek, di mana prosesnya membutuhkan energi dari pemecahan ATP.

Pembahasan: 

Ketika otot mengalami kontraksi, misalnya ketika mau mengangkat beban, maka sarkomer akan memendek. Kenapa sarkomer memendek? Saat otot kontraksi, zona Z menjadi lebih panjang dan zona H pada sarkomer akan memendek. Nah, proses tersebut membutuhkan energi dari pemecahan ATP.

Baca Juga: Pengertian, Struktur, Jenis, dan Fungsi Sendi

*****

Gimana nih, sampai sini udah paham kan tentang mekanisme kerja otot? Buat yang lebih menyukai belajar dengan nonton video, elo bisa mengakses video lainnya di website dan Aplikasi Zenius. Elo juga bisa mencoba melatih kemampuan dengan level soal yang mirip UTBK beneran dengan klik link di bawah ini!

Try Out bareng Zenius

Bagikan Artikel Ini!