Biologi: Sistem Gerak

SISTEM GERAK

Tujuan Pembelajaran:
1. Menjelaskan fungsi tulang berdasarkan struktur dan sifatnya.
2. Mendeskripsikan macam-macam tulang berdasarkan struktur dan sifatnya.
3. Menerangkan proses pembentukan tulang.
4. Mendeskripsikan struktur rangka manusia.
5. Mendeskripsikan macam-macam persendian pada manusia.
6. Menjelaskan hubungan tulang, otot, dan persendian pada sistem gerak manusia.
7. Mendeskripsikan struktur dan fungsi macam-macam otot pada manusia.
8. Menjelaskan mekanisme kerja otot.
9. Mendeskripsikan pengaruh energi untuk konsentrasi otot.
10. Mengomunikasikan macam-macam kelainan/ penyakit pada sistem gerak manusia berdasarkan hasil observasi.









A. Tulang
1. Fungsi Tulang
a. Sebagai penyusun rangka yang menopang dan menyokong tubuh
b. Memberi bentuk tubuh
c. Sebagai alat gerak pasif
d. Sebagai tempat melekatnya otot
e. Sebagai pelindung organ-organ tubuh yang vital. Ex : jantung dan paru-paru
f. Sebagai tempat penimbunan zat-zat mineral
g. Tempat pembentukan sel-sel darah merah, terutama di sumsum tulang belakang
2. Macam-Macam Tulang
a. Tulang Rawan (Kartilago)
Tersusun atas sel-sel tulang rawan (kondrosit) yang menghasilkan matriks berupa kondrin. Kondrosit dibentuk oleh kondroblas. Jaringan tulang rawan pada anak-anak lebih banyak mengandung matriks dibandingkan kondroblasnya. Sedangkan jaringan tulang rawan pada orang dewasa lebih banyak mengandung osteoblas daripada matriksnya.tulang rawan pada anak terbentuk dari jaringan embrional yang disebut mesenkim, pada orang dewasa berasal dari perikondrium. Macam tulang rawan berdasarkan bahan pembentuknya :
1) Tulang Rawan Hialin
 Ciri : matriks berwarna putih kebiru-biruan, mengilat, jernih, dan homogen.
 Fungsi : membentuk sebagian besar rangka embrional, memperkuat saluran pernafasan, untuk pergerakan persendian, serta berperan dalam pertumbuhan tulang panjang.
 Dapat di temukan pada persendian tulang, pembuluh bronkus, cincin tulang rawan trakea, ujung-ujung tulang rusuk ,dan ujung-ujung tulang panjang.

2) Tulang Rawan Fibrosa
 Fungsi : sebagai penyongkong dan proteksi
 Ciri : matriks berwarna gelap dan keruh, tidak memiliki perikondrium, serta mengandung serabut kolagen.
 Dapat ditemukan pada persendian tulang pinggang, cakram antar ruas tulang belakang, dan simfisis pubis (tulang kemaluan)
3) Tulang Rawan Elastin
 Fungsi : untuk memberikan fleksibilitas dan songkongan.
 Ciri : matriks intersellularnya berwarna keruh kekuning-kuningan dan mengandung serabut elastin
 Dapat di temukan pada daun telinga, epiglotis,pembuluh eustachius,dan laring.
b. Tulang Keras
Tulang keras atau sering disebut tulang saja tersusun atas sel-sel tulang osteosit yang dibentuk oleh osteoblaast matriks tulang mengandung kolagen dan CaCo3 serta Ca(PO4)2. Pembentukan tulang keras berawal dari kartilago (berasal dari mesenkim). Kartilago memiliki rongga yang akan terisi oleh OSTEOBLAS (sel-sel pembentuk tulang). Osteoblas membentuk osteosit (sel-sel tulang). Setiap satuan sel-sel tulang akan melingkari pembuluh darah dan serabut saraf membentuk SISTEM HAVERS. Matriks akan mengeluarkan kapur dan fosfor yang menyebabkan tulang menjadi keras. Macam Tulang Keras
1) Tulang Pipa
 Berbentuk seperti pipa
 Contoh : tulang paha,tulang lengan,tulang betis
 Terdapat sumsum merah yang berperan sebagai tempat pembentukan sel-sel darah merah
 Terdiri dari : epifisis, diafisis, dan cakra epifisis (bagian yang mengalami pertumbuhan)
2) Tulang Pipih
 Berbentuk pipih
 Terdapat sumsum merah
 Contoh : tulang panggul.tulang belikat ,dan tempurung kepala
3) Tulang Pendek
 Berbentuk bulat dan pendek sehingga sering disebut ruas tulang
 Contoh :tulang-tulang pergelangan tangan dan kaki serta tulang-tulang telapak tangan dan kaki
3. Rangka Manusia
• Sistem rangka adalah suatu sistem organ yang memberikan dukungan fisik pada makhluk hidup.
• Rangka manusia dibentuk dari tulang tunggal/gabungan (seperti tengkorak) yg ditunjang oleh struktur lain seperti ligamen,tendon, otot, dan organ lainnya.
Tulang yg Menyusun Rangka
a. Tulang Aksial
Tulang yg menyusun sumbu utama tubuh manusia dari ujung kepala sampai ujung tulang ekor. Terdiri dari :
1) Tulang Tengkorak
Fungsinya : melindungi otak, mata, telinga dalam, dan membentuk wajah.
Terdiri dari : tulang kepala dan tulang wajah.
2) Tulang Badan
Tulang badan bersatu membentuk rongga dada, yaitu tempat terdapatnya jantung dan paru-paru.
Terdiri dari : ruas tulang belakang, tulang dada, tulang rusuk, tulang
gelang bahu dan tulang gelang panggul.
b. Tulang Apendikular
Merupakan tulang yang menyusun organ gerak yaitu tangan dan kaki atau tungkai.
I. Pembagian Tulang Aksial
1. Tulang Kepala
a. Tulang Tengkorak
• 1 tulang dahi (os frontale)
• 2 tulang ubun-ubun (os parietale)
• 1 tulang tengkorak (os occipitale)
• 2 tulang baji (os sphenoidale)
• 2 tulang tapis (os ethmoidale)
• 2 tulang pelipis (os temporale)
b. Tulang Wajah
• 2 tulang rahang atas (maxilla)
• 2 tulang rahang bawah (mandibula)
• 2 tulang pipi (zigomaticum)
• 2 tulang langit-langit (pallatum)
• 2 tulang hidung (os nasalae)
• 2 tulang air mata (os lacrimale)
• 1 tulang lidah (os hydium)
2. Tulang Badan :
a. Tulang belakang
• 7 ruas tulang leher (vertebrae cervicales)
• 12 ruas tulang punggung (vertebrae dorsales)
• 5 ruas tulang pinggang (vertebrae limbales)
• 5 ruas tulang kelangkang (os sacrum)
• 4 ruas tulang ekor (vertebrae coccigeus)
b. Tulang dada
• tulang hulu(manubrium sterni)
• tulang badan(corpus sterni),
• taju pedang (proccesus xyphoicles).
c. Tulang rusuk
• 3 pasang tulang rusuk palsu (costa spuria)
• 2 pasang tulang rusuk melayang (costa fluctuantes)
• 7 pasang tulang rusuk sejati (costa vera)
d. Tulang gelang bahu
• 2 tulang belikat (scapula)
• 2 tulang selangka (clavicula)
e. Tulang gelang panggul
• 2 tulang usus (os illium)
• 2 tulang duduk (os ichium)
• 2 tulang kemaluan (os pubis)
II. Pembagian Tulang Apendikular
a. Tulang lengan
• 2 tulang lengan atas (humerus)
• 2 tulang hasta (ulna)
• 2 tulang pengumpil (radius)
• 2 x 8 tulang pergelangan tangan (carpal)
• 2 x 5 tulang telapak tangan (metacarpal)
• 2 x 14 ruas tulang jari (phalanges)
b. Tulang tungkai
• 2 tulang paha (femur)
• 2 tulang tempurung (patella)
• 2 tulang kering (fibia)
• 2 tulang betis (fibula)
• 2 x 7 tulang pergelangan kaki (farsal)
• 2 x 5 tulang telapak kaki (metafarsal)
• 2 x 14 ruas tulang jari kaki (phalanges)
4. Persendian (Artikulasi)
Persendian merupakan hubungan antara dua buah tulang atau lebih. Adanya persendian menyebabkan siku dan lutut dapat menekuk dan kepala dapat berputar. Macam-macam Persendian:
a. Diartrosis (Persendian Sinoval)
Menyebabkan bermacam gerakan. Pada persendian ini tulang-tulang bertemu di dalam mangkuk sendi. Di dalamnya terdapat membran sinoval yang mengeluarkan cairan sinovial. Persendian Diartosis terdiri atas :
1) Sendi Engsel
Terdapat pada siku dan lutut. Ujung suatu tulang yang berbentuk cembung masuk ke dalam ujung tulang lain yang berbentuk cekung. Seperti pada engsel pintu dan jendela.
2) Sendi Luncur
Hubungan antar tulang yang berujung rata. Contoh : sendi antara tulang pergelangan tangan (karpal) dan tulang telapak tangan (metakarpal). Sendi luncur menghasilkan gerakan menggeser kaku dan tidak berporos. Contoh : gerakan maju-mundur. Cairan sinovial berfungsi melumasi persendian, memberi makan sel-sel di daerah persendian dan meredam kejutan.
3) Sendi Putar
Ujung tulang yang satu melingkari (membentuk cincin) ujung tulang lainnya. Contoh : pada hubungan antara tulang atlas dan tulang aksis yang menyebabkan kepala dapat berputar dan menggeleng.
4) Sendi Pelana
Ujung tulang satu berbentuk pelana dan lainnya masuk ke dalamnya.
Contoh : Ujung tulang telapak tangan (metakarpal) merupakan pelana bagi ujung tulang jari tangan (folages).

5) Sendi Peluru
Ujung tulang yang satu berbentuk bonggol masuk ke ujung tulang lain yang berbentuk mangkuk. Sendi Peluru menghubungkan tulang lengan atas (humerus) dengan tulang belikat (skapula) serta tulang paha (femur) dengan tulang panggul (pelvis).
6) Sendi Kondiloid
Ciri sendi kondiloid yaitu ujung tulang yang satu berbentuk oval masuk ke dalam ujung tulang lainnya yang berlekuk berbentuk elips. Gerakan yang dihasilkan berporos dan misalnya gerakan ke kiri ke kanan, maju-mundur, dan depan-belakang. Sendi Kondiloid terdapat pada hubungan antara tulang pergelangan tangan (karpal) dengan tulang pengumpil (radius) dan tulang hasta (ulna).
b. Amfiartrosis
Amfiartrosis merupakan hubungan antar tulang yang dihubungkan oleh kartilago sehingga memungkinkan terjadinya sedikit gerakan. Macam Persendian Amfiartrosis
1) Simfisis
Disebut simfisis apabila hubungan antar tulang dihubungkan oleh kartilago serabut yang pipih, misalnya sendi pada ruas-ruas tulang belakang dan pada simfisis pubis (tulang kemaluan).
2) Sindesmosis
Disebut sindesmosis apabila hubungan antar tulang dihubungkan oleh jaringan ikat serabut dan ligamen, misalnya sendi antara tulang betis dan tulang kering.
c. Sinartrosis
Sinartrosis merupakan hubungan antar tulang yang dihubungkan oleh jaringan ikat yang mengalami osifikasi sehingga memungkinkan adanya gerakan. Macam Persendian Sinartrosis
1) Sinkondrosis
Pada sinkondrosis, kedua ujung tulang dihubungkan oleh kartilago hialin, misalnya hubungan antara tulang rusuk dan ruas-ruas ulang belakang.
2) Sinfibrosis
Pada sinfibrosis, kedua ujung tulang dihubungkan oleh jaringan ikat serabut padat, misalnya hubungan antar tulang tengkorak yang disebut sutura.
B. Otot
1. Macam-macam otot:
a. Otot Polos
• Sel otot polos berbentuk fusiform, yaitu lancip di kedua ujung dengan inti di tengah.
• Bekerja secara tidak sadar.
• Bereaksi lambat dan dapat bekerja dalam waktu yang lama.
• Terdapat pada dinding saluran pencernaan, pernafasan, pembuluh darah dan limfe.

b. Otot Lurik
• Melekat pada rangka yang bisa digerakkan sehingga disebut juga otot rangka.
• Berkontraksi dengan cepat dan kuat.
• Memiliki banyak inti yang terletak di tepi.
• Bekerja secara sadar.
• Bereaksi cepat terhadap rangsangan.
• Menyusun otot pada organ gerak.
• Dapat ditemukan pada tendon.

c. Otot Jantung
• Untuk membantu jantung berkonstraksi dalam memompa darah.
• Berinti satu di tengah.
• Bekerja secara tidak sadar.
• Reaksinya lambat.
• Berbentuk seperti otot lurik.
• Memiliki percabangan.
• Hanya dapat ditemukan pada dinding jantung.
• Keistimewaannya berbentuk seperti otot lurik, tetapi bekerja seperti otot polos

 Protein Penyusun Otot
Miosin + Aktin Aktomiosin
Miosin: membentuk filamen-filamen yang lebih tebal dalam kedudukan sejajar memanjang dalam satu lingkaran.
Aktin: membentuk filamen yang lebih tipis dan berkedudukan di dalam ruang melingkar yang dibentuk oleh filamen aktin.
Aktomiosin: Berperan dalam mekanisme protein.
 Karakteristik Otot:
1. KONTRAKTIBILITAS: Otot bisa memendek dari ukuran semula.
2. EKSTENSIBILITAS: Kemampuan otot untuk berelaksasi atau memanjang.
3. ELASTISITAS: kemampuan untuk kembali lagi pada posisi semula setelah berkontraksi atau berelaksasi.
 Sifat Kerja Otot
1. Otot Antagonis : otot-otot yang kerjanya saling berlawanan.
Gerakan yang dihasilkan otot antoganis antara lain:
No. Jenis Gerakan Arah Gerakan
1. Abduksi Menjauhi badan
2. Adduksi Mendekati badan
3. Ekstensi Melurus
4. Fleksi Menekuk
5. Supinasi Menengadahkan tangan
6. Pronasi Menelungkupkan tangan.
7. Depresi Menurunkan
8. Elevasi Mengangkat.

2. Otot Sinergi: otot-otot yang kerjanya saling menunjang.
Contohnya : otot pronator teres dan pronator kuadratus.
 Jenis Otot Berdasarkan Perletakkannya:
1. Origo, merupakan ujung otot yang melekat pada tulang yang sedikit bergerak selama berkontraksi.
2. Insersi, merupakan bagian ujung otot yang lain melekat pada tulang dan mengalami perubahan kedudukan selama otot berkontraksi.
 Mekanisme Kontraksi Otot
Kolin  Asetikolin
Ca2+ + Troponium + Tropomisin
memicu
Miosin + Aktin Aktomiosin
Sel otot memendek

 Energi untuk kontraksi
Saat kontraksi otot memerlukan energi+oksigen.
Oksigen = dari darah
Energi (bentuk ATP)= penguraian secara aerob asam lemak dan glukosa yang ada pada jaringan otot.
• Energi (bentuk ATP) dipecah ADP + asam fosfor+ energi ( pemanfaatan seketika)
• Jika kontraksi terus menerus, otot memerlukan cadangan energi dalam bentuk kreatin fosfor + oksigen dari oksimioglobin.
• Kreatin fosfor dipecah Kreatin+ asam fosfor + energi (untuk resitensis ATP dari ADP)
• Jika otot berkontraksi pada waktu yang lama, otot akan menghabiskan cadangan oksigen otot sehingga menyebabkan otot dalam keadaan anaerob. Energi yang digunakan adalah
• Glikogen asam laktat+ energi (untuk resitesis kreatin fosfor)
• Dalam keadaan istirahat,otot berelaksasi dan Asam laktat+ O2
CO2 + H2O + energi ( untuk resitensis asam laktat menjadi dlikogen)




C. Gangguan pada rangka
1. Gangguan pada Tulang
a. Fraktur: patah tulang yang dapat mengalami osifikasi seperti semula atau dapat kembali seperti semula.
b. Fraktur sederhana: patah tulang yang tidak mengenai/ merusak organ lain (otot) di sekitarnya.
c. Fraktur kompleks: patah tulang yang menyebabkan otot/ kulit terluka karena tulang yang patah mencuat keluar dari kulit sehingga tampak keluar.
d. Fraktur green stick: patah tulang sebagian dan tidak sampai memisahkan tulang menjadi dua bagian.
e. Fraktur comminuted, merupakan peristiwa retaknya tulang menjadi beberapa bagian, tetapi masih tertahan dalam otot dan bagian itu tampak mengalami pembengkakanserta pengumpalan pembuluh darah.
f. Layuh Semu, terjadi apabila seorang bayi dalam kandungan terinfeksi oleh kuman sifilis sehingga tulang menjadi layuh dan menyebabkan rusaknya cakra epifisis.
g. Nekrosa, merupakan penyakit matinya sel tulang, biasanya disebabkan oleh rusaknya periosteum sehingga tulang tidak tumbuh.
h. Skoliosis, merupakan kelainan pada tulang belakang yang mengakibatkan badan melengkung ke arah kiri atau kanan atau menyerupai huruf s. Terjadi karena sikap duduk yang salah.
i. Kifosis : kelainan pada tulang belakang yang mengakibatkan tubuh menjadi bungkuk.
j. Lordosis : kelainan pada tulang belakang yang mengakibatkan tubuh membusung.
k. Rakitis : penyakit yang berhubungan dengan pertumbuhan tulang yang tidak wajar pada anak, biasanya karena kekurangan vitamin D.
l. Mikrosefalia : kelainan yang ditandai dengan kepala kecil yang abnormal, biasanya disertai retardasi mental.
m. Osteoporosis : gangguan pada tulang yang ditandai dengan keadaan tulang yang menjadi keropos dan lapuk.
2. Gangguan pada Persendian
a. Dislokasi à pergeseran sendi dari kedudukan semula karena sobek atau tertariknya ligamentum atau karena fraktur kompleks.
b. Terkilir/Keseleo à diakibatkan oleh gerakan yang tiba-tiba atau tidak biasa dilakukan, sehingga ligamen tertarik atau membengkak.
c. Artritis Eksudatif à peradangan rongga sendi.
d. Artritis Sika à diakibatkan oleh infeksi kuman gonorhoe/sifilis yang menyebabkan berkurangnya minyak sendi, sehingga mengakibatkan persendian menjadi kaku.
e. Ankilosis à gangguan yang ditandai dengan menyatunya sendi, sehingga sendi tidak dapat digerakkan.
f. Artritis à peradangan sendi.
• Osteoartritis à kemunduran sendi karena tulang rawan menipis.
• Gout artritis à penimbunan asam urat pada sendi yang mengakibatkan pembengkakan sendi (artritis reumatoid).
3. Gangguan pada Otot
a. Atrofi otot : penurunan fungsi otot karena mengecil / kehilangan
kemampuan berkontraksi.
b. Hipertrofi otot : pembesaran otot karena latihan
c. Distrofi otot : kelainan genetik yang menyebabkan otot mengalami
penurunan fungsi.
d. Tetanus: penyakit kejang otot disebabkan oleh bakteri Clostridium tetani.
e. Miastenia grafis: penyakit karena penurunan imunitas/ gangguan pada kelenjar tiroid yang menyebabkan otot berangsur-angsur melemah dan akhirnya menjadi lumpuh.
f. Kaku (stiff) leher: kakunya otot trapesius leher karena kesalahan gerak.
g. Kram : kejang otot akibat berkontraksi terus menerus