Sistem Otot sebagai alat gerak aktif KELOMPOK 5 M. IKBAL ANDARA VASYA M. NADIA EL KHAIR NURUL HIZA PUTRI SHERINA SHAFA WIRANDA Sistem otot Ototadalah jaringan yang peka atau efektor yang dapat merespons berbagai rangsangan (stimuli) seperti tekanan, panas dan cahaya. Fungsi dari berbagai sistem seperti pencernaan, reproduksi, ekskresi dan sistem lainnya tergantung pula terhadap gerakan. Otot Sebagai Alat Gerak Hubungan Saraf-Otot Otot rangka tidak dapat berkontraksi kecuali jika distimulasi oleh saraf. Jika koneksi sarafnya terputus atau diracuni, otot lumpuh. Sel-sel saraf yang merangsang otot rangka disebut neuron motorik, terletak di batang otak dan sumsum tulang belakang. Aksonnya disebut serabut saraf motorik, mengarah ke otot. Pada ujung distal, setiap akson bercabang ke banyak serat otot, tetapi setiap serat otot hanya menerima satu serat saraf Saladin, Setiap motor neuron menstimulasi semua serat otot kelompoknya untuk berkontraksi sekaligus, sehingga satu neuron motorik dan semua serat otot yang disuplai olehnya disebut unit motorik. Serat-serat otot dari unit motorik tertentu tersebar melalui otot, tidak semua terkonsentrasi di satu tempat, sehingga mereka berkontribusi pada kontraksi yang seragam daripada menghasilkan kedutan lokal yang tidak efektif. Neuron motorik besar memasok lebih banyak serat otot yang berukuran lebih besar daripada neuron motorik kecil. Neuron motorik besar juga membutuhkan stimulus yang lebih kuat untuk merangsang mereka dan terlibat dalam kontraksi otot yang lebih kuat daripada neuron motorik kecil. Titik di mana ujung serat saraf bertemu sel lain disebut sinaps. Ketika sel kedua adalah serat otot rangka, sinaps juga disebut sambungan neuromuskuler (NMJ) Saladin, eksoskeleton endoskeleton Hidrostatis skeleton Hidrostatik skeleton/ muscular hydrostats kerangka hidrostatik terdiri dari ruang tertutup cairan tubuh (dalam hal ini saluran pencernaannya, disegel oleh mulut tertutup) dikelilingi oleh dua set otot: otot melingkar membunyikan ruang dan otot memanjang menjalankan panjang ruangan. Efeknya otot antagonis tetapi bekerja melalui tekanan fluida daripada kerangka keras. Ketika otot-otot melingkar berkontraksi, cairan yang tidak tertekan membangun tekanan pada dindingdindingnya, memperkeras wilayah tubuh di sekitarnya. Namun, jika otot longitudinal rileks, ruang dan wilayah tubuh akan menjadi lebih sempit dan lebih lama karena gerakan cairan yang bertekanan. Contoh anemon laut memperluas tubuhnya dan kemudian menjaganya agar tetap tegak, cacing tanah memperluas anteriornya ke tanah untuk menggali. gurita, misalnya, dapat menjangkau lengannya menjadi celah-celah batu yang berliku untuk menemukan mangsa dengan cara yang tidak bisa dilakukan oleh anggota tubuh yang kaku. Sherwood, 2013 Sitem Otot pada Hewan Invertebrata Pada Invertebrata sistem otot tidak serupa dengan hewan-hewan vertebrata, pada hewan-hewan rendah seperti pada protozoa, porifera, dan coelenterate tidak memiliki sistem tersebut. Sistem otot pada Platyhelminthes, Nemathelminthes, dan Annelida Platyhelminthes terdapat sistem otot yang berfungsi sebagai alat gerak aktif terutama berfungsi dalam mengatur gerakan tubuhnya. Serabut otot terbagi atas Sirkular, Longitudinal, Serong atau vertical yang mana Sirkular terdapat di bawah epidermis dan berkontraksi memanjang kan tubuh nya, longitudinal berfungsi memperpendek tubuh nya ,dan otot serong atau vertical berfungsi untuk bergerak seperti membalik,melipat dan merentangkan diri nya keseluruh arah. Nemathelminthes Terdapat otot-otot longitudinal yang mengontrol gerakan tubuh membengkok kearah dorsoventral. Annelida Terdapat otot longitudinal dan otot melingkar pada dinding tubuh dan saluran pencernaanya. Otot-otot ini berperan dalam mengatur gerakan pada cacing tanah, misalnya ketika memendek, memanjang dan merayap bekerja sama denga setae. Sherwood, 2013 Mollusca Mollusca, pada kelompok hewan ini sudah memiliki jenis otot bergaris melintang. Pada sistem otot pada kijing atau remis, memiliki kemampuan otot yang menahan cangkangnya agar tetap dalam keadaan menutup. Filamen tebal pada serabut otot ini mengandung suatu protein unik yang disebut paromiosin, yang memungkinkan otot tetap berada dalam kondisi kontraksi dengan laju konsumsi energy yang rendah selama sekitar satu bulan Sebagian besar otot berupa otot halus yang berkontraksi lambat Otot halus yang berfungsi untuk menutup cangkang pada saat istirahat dan otot lurik yang berfungsi untuk menimbulkan gerakan berenang. Sherwood, 2013 Otot rangka Arthropoda Ketegangan otot Arthropod dikendalikan oleh gradasi kontraksi dalam unit motor. Mekanisme yang menyebabkan ketegangan pada otot arthropoda agak berbeda dari yang ada pada otot kedutan vertebrata. Kebanyakan serat otot nonvertebrata dipersarafi oleh lebih dari satu motor neuron. Dengan demikian, otot individu membentuk bagian dari beberapa unit motoric Karena sistem saraf nonvertebrata terdiri dari neuron yang relatif lebih sedikit, sejumlah kecil unit motor yang tumpang tindih seperti itu harus menghasilkan rentang penuh ketegangan yang diperlukan bagi hewan untuk bergerak. Pada beberapa otot arthropoda, satu motor neuron menginervasi sebagian besar, jika tidak semua, dari serat otot dengan banyak akson, sehingga seluruh otot bertindak seperti satu unit tunggal. Sherwood, 2013 contoh serat otot rangka krustasea. Otot-otot tungkai crayfi sh dipersarafi oleh sangat sedikit neuron eferen. Pada crayfi sh, crab, dan decapod crustacea lainnya, dua otot dari sendi terminal, otot “pembuka” dan “tandu” (ekstensor) berbagi satu neuron eksitasi tunggal yang umum. Sebagian besar otot lur vertebrata dipersarafi oleh hanya satu atau dua lempeng ujung, tetapi dalam banyak kontrol motor nonvertebrata dicapai dengan persarafan multiterminal dari setiap serat otot. Terminal sinaptik yang menjalankan seluruh panjang serat, misalnya, berulang kali menginervasi sebagian besar otot rangka rangka krustasea. Tidak seperti kontraksi “semua atau tidak sama sekali” dari sebagian besar vertebrata, kontraksi serat krustasea bergantung pada depolarisasi bertingkat serat otot: Semakin besar frekuensi potensial aksi yang tiba di daerah ujung pelat, semakin kuat hasilnya kontraksi. Selain itu, tidak seperti situasi untuk serat otot vertebrata, mereka juga menerima input penghambat presinaptik terpisah pada ujung saraf rangsang yang memungkinkan aksi kedua otot untuk melakukan secara terpisah. Modulasi kontraksi dan respon bertingkat dengan demikian dicapai melalui impuls penghambatan, sebagian besar di tingkat presinaptik. Sherwood, 2013 adapun serangga besar menggunakan kontraksi otot langsung atau sinkron untuk memperkuat otot. Otot rangka sinkron kecepatan tinggi adalah otot-otot di mana setiap potensi aksi otot yang ditimbulkan oleh aktivitas neuron yang masuk menghasilkan kontraksi mekanis tunggal. Misalnya, jangkrik menghasilkan lagu panggilan dengan menggetarkan sepasang pelat kutikula elastis berbasis resilin yang disebut simbal. Kontraksi dari otot tymbal menekuk tymbal ke dalam, yang kemudian mundur ke luar ketika otot rileks. Setiap siklus distorsi menghasilkan ledakan getaran resonansi suara dengan frekuensi sekitar 550 Hz. Sherwood, 2013 Sitem Otot pada Hewan Vertebrata Pada hewan vertebrata, seperti halnya pada manusia, otot-otot yang menyusun tubuhnya terdiri atas otot rangka (otot skelet), otot polos dan otot jantung. Fungsi sistem otot pada hewan vertebrata juga serupa seperti halnya pada manusia sebagai alat gerak aktif melalui kontraksinya. Penamaan pada otot rangka, misalnya pada katak pun hampir serupa dengan pada manusia Pisces Pada ikan dan hewan-hewan vertebrata lain, hewan-hewan ini mempunyai otot, seperti otot-otot pada kepala dan badan. Otot badan pada ikan Sistem otot pada ikan yakni penggerak tubuh, berupa sirip-sirip, Otot-otot di seluruh tubuh secara teratur bersegemen, bergerak ketika mengadakan gerakan berenang. Sistem perototan atau muscularis pada ikan adalah sama seperti pada sistem perototan vertebrata lainnya yang terdiri dari otot rangka, otot polos, dan otot jantung. Sistem muscularis yang paling sederhana ditemukan pada kelompok Cyclostomata karena posisi evolusinya dan tidak adanya spesialisasi pada ototnya. Berdasarkan bentuknya, otot pada ikan terbagi atas Cyclostomine yang dimiliki oleh kelompok Agnatha dan Piscine yang dimiliki oleh kelompok Osteichthyes dan Condrichthyes. Pada kelompok Cyclostomine, bentuk myomere terdiri dari satu lekukan kedalam dan dua lekukan keluar dimana ujungnya tumpul. Sedangkan pada myomere penyusun otot piscine memiliki lekukan yang ujungnya tajam. Penyebutan otot rangka pada ikan tergantung dari sistem gerak yang dilakukan, lokasi otot, struktur otot dan pergerakannya (Ville, 1984) Contoh Belut laut Sistem otot: Tubuh berupa lingkaran-lingkaran otot yang tersusun sebagai huru W. Corong bukal digerakan oleh otot-otot radial. Lidah digerakan oleh otot retraktor dan protraktor. Ikan hiu Sistem otot: Otot-otot di seluruh tubuh secara teratur bersegemen (materik) disebut miotom. Otot-otot itu bermodifikasi kepala dan di apendiks. Ikan perak Sistem otot: Otot tubuh dan ekor terutama terdiri dari miomer-miomer (otot-otot bersegmen) yang berselang-seling/berganti-ganti tempat dengan vertebra ketika mengadakan gerakan berenang dan berbalik arah. Miomer-miomer itu secara kasar berbentuk seperti hurup W dan dirakit menjadi 4 sabuk miomer, yang di sepanjang punggung merupakan rakitan yang terberat. Antara miomer-miomer itu terdapat jaringan ikatan yang jika direbus, sabuk-sabuk miomer itu terpisah-pisah menjadi lapisan-lapisan daging. (Ville, 1984) Amphibi Secara majemuk, sistem otot katak berbeda dari susunan mioton primitif, terutama dalam apendiks. Otot-otot segmental mencolok pada tubuh. Segmen kaki teratas berotot besar Pada kodok (Opsanus tau), otot swim bladder kemih menghasilkan suara untuk menarik betina yang bertelur ke sarangnya. Vokalisasi dihasilkan oleh kontraksi berulang (sekitar 200 Hz) dari otot-otot yang mengelilingi swimbladder yang diisi dengan gas Sherwood, 2013 Reptilia sistem otot buaya lebih rumit dibanding katak , karena gerakannya lebih kompleks. Otot-otot kepala, leher, dan kaki tumbuh baik, walaupun kurang jika dibandingkan pada mammalia. Segmentasi otot jelas pada kolumna vertebralis dan rusuk. Aves Pada burung otot badan sangat temodifikasi, dengan ada pada sayap yang berperan untuk terbang dengan adanya persatuan yang kokoh antara vertebrata thoracale dan vertebrata lumbale otot ini kurang berfungsi kecuali di daerah leher. otot badan sangat temodifikasi, dengan ada nya modifikasi mussculi apendiculares dan lebih berkembang di bagian pelvis dan pada burung juga di temukan otot sphinchter colli yang berfungsi untuk mengusir serangga yang hinggap di tubuhnya. Mamalia Pada vertebrata secara umum terdapat otot polos, otot lurik dan otot jantung fungsi utama otot rangka adalah mencapai penggerak, otot jantung adalah untuk memompa darah melalui jantung, otot polos penting dalam fungsi homeostatis dari berbagai sistem. Otot-otot polos ditemukan di saluran pencernaan, pernapasan, reproduksi, dan saluran kemih dan di pembuluh darah. Selain itu, otot-otot halus ada di mata (mereka mengendalikan ukuran pupil dan bentuk lensa) dan di pangkal rambut atau bulu Sherwood, 2013 Sistem otot pada hewan avertebrata atau Alat gerak hewan pada umumnya merupakan kontraksi sel-sel khusus (otot) material kontraksi yang disebut sebagai aktomiosin .pada dasar nya sama baik otot polos lurik maupun otot jantung vertebrata maupun avertebrata (Ville, 1984). Dibalik mekanisme otot yang secara eksplisit hanya merupakan gerak mekanik itu. Terjadilah beberapa proses kimiawi dasar yang berseri demi kelangsungan kontraksi otot. Hampir semua jenis makhluk hidup memilki kemampuan untuk melakukan pergerakan. Fenomena pergerakan ini dapat berupa transport aktif melalui membran, translokasi polimerase DNA sepanjang rantai DNA, dan lain-lain termasuk kontraksi otot (Ville, 1984). Saladin, Kenneth. 2018. Essentials of Anatomy & Physiology. New York: McG Sherwood. 2013. Animal Physiology. USA: Brooks/Cole Ville dkk. 1984. Zoologi Umum. PT Gelora Aksara Pratama. Jakarta. Sifat – Sifat Otot Sifat – Sifat Otot (Umum) 1. KONTRAKTILITAS: Kemampuan otot untuk mengadakan respon (memendek) bila dirangsang 2. EKSTENSIBILITAS (DISTENSIBILITAS): Kemampuan otot untuk memanjang apabila otot ditarik atau ada gaya yang bekerja pada otot tersebut 3. ELASTISITAS: Kemampuan otot untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula setelah mengalami ekstensibilitas/disrensibilitas (memanjang) atau kontraktilitas (memendek) 4. IRRITABILITAS (EKSITABILITAS): Kemampuan otot untuk mengadakan respon jika dirangsang SUMBER: http://staff.unila.ac.id/gnugroho/files/2020/04 /Sistem-Otot-Muscular-1.pdf Sifat – Sifat Otot Jantung 1. KONTRAKTILITAS: sistol (kontraksi), diastol (relaksasi) dan selalu ada platau (dataran yang menyebabkan fase diastol lebih panjang dari sistol = memberi kesempatan darah tertampung lebih banyak di jantung) 2. KONDUKTIVITAS: perambatan impuls 3. OTOMATIS dan RITMIS: secara otomotis dan ritmis selalu berdenyut kecuali ada gangguan 4. IRRITABILITAS (EKSITABILITAS): mengadakan respons bila di rangsang 5. PERIODE REFRAKTER YANG LAMA: a) Absolut : pada saat sistol > tidak akan terjadi perubahan apa-apa (grafik tetap berjalan tanpa gangguan) apa (grafik tetap berjalan tanpa gangguan) b) Relatif : pada saat diastol > akan terjadi perubahan akan SUMBER:pada terjadi perubahan tergantung rangsangan terjadi http://staff.unila.ac.id/gnugroho/files/2020/04/Sist awal diastol, pertengahan diastol, atau hampir akhir diastol ; em-Otot-Muscular-1.pdf Pada tubuh vertebrata, otot terbagi atas dua tipe susunan, yaitu: 1. Otot Fasis: Otot yang menggerakkan anggota gerak. Sistem kerjanya selalu saling antagonis. 2. Otot Tonik: otot yang menggerakkan organ-organ dalam seperti jantung, kantung urine, saluran pencernaan dan dinding tubuh. Sumber: (Santoso, 2009 : 206) Struktur Otot Struktur Otot Struktur serat Otot Tunggal Otot pada hewan vertebrata Pada vertebrata, ada tiga jenis otot pembentuk tubuh mereka, yaitu Otot Rangka Otot Polos Otot Jantung 1. Otot Rangka • Disebut juga otot lurik • Terdiri dari 40% dari total berat badan • Secara anatomis, otot terdiri dari sejumlah serat otot. Setiap serat membentuk unit dasar otot yang merupakan struktur silindris dan panjangnya mungkin beberapa sentimeter, dan panjang serat bervariasi. Serat otot individu disatukan melalui jaringan ikat, dipenuhi dengan pembuluh darah dan saraf eferen (motorik). 1. Otot Polos • Secara anatomis, tersusun dari selsel berbentuk spindel dengan ujung-ujung meruncing panjang dan inti yang ditempatkan di pusat. • Umumnya ditemukan di dinding organ internal, seperti saluran pencernaan, saluran pernapasan, kandung kemih, arteri dan vena, dll. • Kontraksinya lambat dan tidak di bawah sadar. Meskipun otot-otot ini mengandung aktin dan miosin, mekanisme kontraksi mereka masih belum sepenuhnya dipahami. 1. Otot Jantung • Otot-otot ini hanya ditemukan di jantung. • Mereka terdiri dari serat multinukleat lurik, sehingga menyerupai otot rangka dalam banyak hal. • Serat-serat otot disusun secara sinkytial, tetapi terlihat tidak menyatu satu sama lain. • Otot-otot ini terspesialisasi Dipersarafi oleh saraf otonom. Otot pada hewan invertebrata Pada hewan-hewan rendah seperti pada protozoa, porifera, dan coelenterate tidak memiliki sistem tersebut. Pada sistem otot Invertebrata dibagi menjadi dua yaitu • Eksoskeleton • Sistem Rangka Hidrostatik 1. Eksoskeleton Body chase, contohnya : Arthropoda Shell, contohnya : Bivalvia dan Molusca 2. Sistem Rangka Hidrostatik Rangka Hidrostatik merupakan Rangka tubuh invertebrata yang bentuknya tergantung pada tekanan cairan tubuh. Adanya rangka hidrostatik memungkinkan gerakan peristaltis. Contoh : cacing pipih, cacing gilig, hewan golongan annelida dan coelenterata. Komposisi Otot 1. Air Otot terdiri dari 75-80% air yang berperan pada kontraksi. Air berada di sela-sela antara fibril otot. Berperan mencegah dehidrasi pada otot akibat kekuatan osmotik. 2. Protein Otot Sifat kontraktil otot adalah karena adanya protein. Sebagian besar protein otot melekat erat dengan fibril dan tidak mudah diekstraksi. Dari total protein, otot rangka mengandung 20-25% protein yang larut dalam air yang merupakan fraksi miogen yang kaya akan enzim glikolitik seperti aldolase, fosforilase dan gliseraldehid 3 pospat dehidrogenase. Fraksi miogen dapat diperoleh dengan memeras otot-otot atau dengan melarutkannya dalam larutan garam encer. Dasar dari mekanisme kontraktil dapat dijelaskan oleh interaksi antara f-actin dan myosin. Ketika dicampur bersama, kedua protein membentuk kompleks yang dikenal sebagai actomyosin yang sangat kental. Kompleks actomyosin dapat berdisosiasi dengan adanya ATP ++ dan Mg ATP menjalani hidrolisis Ketika hidrolisis ATP selesai, aktin dan myosin berkumpul kembali membuat ikatan silang antara filamen miosin dan aktin. 3. Tropomyosin A dan B Kedua protein ini mirip struktur dengan porsi ekor molekul myosin. Tropomyosin B larut dalam air dan merupakan konstituen dari zona I aktin, sedangkan tropomyosin A tidak larut dalam air dan hanya ditemukan pada otot yang digunakan untuk menangkap pada moluska (paramyosin). 4. Ion Anorganik Mineral di otot dalam bentuk ion anorganik. Yaitu : Ion kalium dan natrium = unsur utama otot yang sangat penting dalam menyiapkan potensi aksi. Ion magnesium, fosforus, dan kalsium = dalam jumlah yang sedikit. 5. Komponen Organik 1. Glykogen = granula 2. Lipid = fosfolipid 3. Steroid 4. ATP, Kreatin, Fosfocreatin dan urea (nitrogen nonprotein) (Rastogi, 1976). REFERENSI http://staff.unila.ac.id/gnugroho/files/2020/04/Sistem-Otot-Muscular1.pdf Santoso, Putra. 2009. Bahan Ajar Fisiologi Hewan. Padang: UNAND Rastogi, S.C. 1976. Essentials of Animal Physiology Fourth Edition. Pilani: New Age International Publisher.