Dokumen tersebut memberikan ringkasan tentang sistem otot, termasuk karakteristik sel otot, jenis-jenis otot, dan mekanisme kontraksi otot. Secara khusus, dibahas tentang struktur dan fungsi protein kontraktil aktin dan miosin, siklus cross-bridge yang melibatkan ATP dan kalsium, serta peran tropomiosin dan troponin dalam proses kontraksi.

2. 1
Zahra Husain, S.Pd
SISTEM OTOT
(MUSCLE SYSTEM)
Karakteristik
 Otot merupakan jaringan yang terdiri dari sel-sel kontraktil  menghasilkan
gerakan  menggunakan miosin untuk menangkap dan mengubah energi
kimiawi (ATP) menjadi energi mekanik (gerakan).
 Miosin merupakan protein besar yang berinteraksi dengan protein lain, yaitu
aktin  menghasilkan tenaga.
 Miosin dan aktin disebut sebagai protein kontraktil.
 Terdapat dua kategori sel otot :
1. Sel otot lurik  memiliki pita transversal  tampak bergaris 
menunjukkan organisasi miosin dan aktin menjadi unit berulang secara
teratur  disebut sarkomer  terdiri dari otot rangka dan otot jantung.
2. Sel otot polos (tidak lurik)  menggunakan aktin dan miosin untuk
menghasilkan kontraksi, tetapi tidak diatur menjadi sarkomer  terdapat
di organ berongga atau atau tubular  misal usus, rahim dan pembuluh
darah.
Otot Rangka Vertebrata
 Terhubung ke tulang rangka.
 Sel otot rangka berbentuk panjang dan silindris serta mengandung banyak
inti.
 Dikendalikan oleh sistem saraf somatik.
 Kontraksi satu otot rangka dapat memperpanjang atau melenturkan bagian
tubuh atau memutar satu bagian tubuh terhadap yang lain  bergantung
pada titik perlekatannya.
 Otot rangka melekat pada tulang oleh tali jaringan ikat yang disebut tendon
 memberikan kekuatan yang dihasilkan oleh serat otot ke kerangka.
 Panjang tendon bervariasi dari beberapa milimieter hingga beberapa
sentimeter.
 Serat otot dikelilingi oleh membran sel yang disebut sarkolema.
 Setiap serat otot mengandung ratusan miofibril silinder paralel  setiap
miofibril memiliki pita melintang yang berulang secara teatur.
 Pita utama adalah pita A gelap dan pita I yang lebih terang  di tengah setiap
pita I terdapat cakram Z atau sarkomer.

3. 2
Zahra Husain, S.Pd
 Setiap satu miofibril terdiri dari serangkaian sarkomer berulang yang
membujur  penyelarasan pita memberikan tampilan lurik pada serat.
Struktur dan Komponen Sarkomer
1. Pita A dibentuk oleh filamen tebal (miosin) yang terletak di tengah setiap
sarkomer  susunan paralel teraturnya menghasilkan pita terang dan gelap
 sebagian filamen tipis tumpang tindih dengan filamen tebal di pita A.
2. Garis Z adalah jaringan protein yang dilekatkan dengan filamen tipis (aktin)
 dua garis Z berurutan menentukan batas dari satu sarkomer.
3. Pita I terletak di antara pita A dari dua sarkomer yang berdekatan  setiap
pita I dibelah dua oleh garis Z.
4. Zona H adalah daerah sempit di tengah pita A  sesuai dengan jarak antara
dua set filamen tipis di setiap sarkomer.
5. Garis M berada di tengah zona H dan terdiri dari protein yang
menghubungkan daerah pusat dari filamen tebal yang berdekatan.
6. Ruang antara filamen tebal (miosin) dan tipis (aktin) yang tumpang tindih
dijembatani oleh proyeksi yang dikenal sebagai jembatan silang (cross-

4. 3
Zahra Husain, S.Pd
bridges)  daerah molekul miosin yang memanjang dari permukaan tebal
ke arah filamen tipis.

5. 4
Zahra Husain, S.Pd
Langkah 1. Konsentrasi Ca2+ meningkat
memicu cross-bridges untuk mengikat aktin.
Ketika konsentrasi Ca2+
dalam sitosol meningkat
 cross-bridges miosin yang berenergi bersama
dengan ADP dan Pi  mengikat molekul aktin
pada filamen tipis.
Siklus Jembatan Silang (Cross-Bridges)
 Cross-bridges merupakan proses yang mendukung agar aktin dan miosin
berinteraksi untuk meningkatkan kontraksi dan pemendekan otot.
 Urutan peristiwa yang terjadi antara waktu ketika cross-bridges mengikat
aktin dan ketika diatur untuk mengulangi proses tersebut.
 Membutuhkan ATP dan Ca2+
Langkah 2. Pelepasan Pi memicu power stroke.
Cross-bridges dan filamen tipis bergerak.
Pelepasan Pi menyebabkan perubahan konformasi
molekul miosin  menyebabkan cross-bridges
bergerak menuju garis M di zona H pusat
sarkomer. Power stroke menggerakkan filamen
aktin menuju zona H  ADP kemudian
dilepaskan
Langkah 3. ATP berikatan dengan miosin,
cross-bridges terlepas
Pengikatan molekul baru ATP ke cross-bridges
miosin mengubah konformasi miosin dan
memutus hubungan antara aktin dan miosin. ATP
tidak terhidrolisis pada langkah ini, tetapi ATP
hanya melemahkan pengikatan miosin pada aktin
dan akhirnya terjadi disosiasi.
Langkah 4. Hidrolisis ATP menyebabkan
pengaturan ulang cross-bridges
ATP yang terikat pada miosin dihidrolisis menjadi
ADP + Pi yang menyebabkan cross-bridges
menjauh dari zona H. ADP dan Pi tetap terikat
padan cross-bridges yang diberi energi ulang dan
jika Ca2+
masih tersedia, memungkinkan siklus
kembali diulang.

6. 5
Zahra Husain, S.Pd
Ca2+
dengan
berikatan
troponin,
menyebabkan
tropomiosin menjauh
dari tempat
pengikatan miosin
Situs pengikat
miosin terbuka
Cross-bridges
berenergi
mengikat
aktin dan
menghasilkan
gaya
Fungsi Kalsium, Tropomiosin dan Troponin dalam Siklus Cross-Bridges
 Kalsium memicu pengikatan cross-bridges pada filamen aktin  memulai
kontraksi otot.
 Tropomiosin merupakan molekul berbentuk batang yang terdiri dari dua
subunit protein yang terjalin  tersusun dari ujung ke ujung sepanjang
filamen tipis.
 Ketika tidak ada kalsium, tropomiosin menutupi sebagian situs pengikatan
miosin pada setiap molekul aktin  mencegah cross-bridges melakukan
kontak dengan aktin.
 Troponin merupakan protein berbentuk bola yang lebih kecil  terdiri dari
tiga subunit yang terikat pada tropomiosin dan aktin.
 Troponin dan tropomiosin memblokir akses ke situs pengikatan miosin pada
molekul aktin di serat otot yang rileks.
Mekanisme Kontraksi Otot
1. Sebuah neuron motorik melepaskan asetilkolin yang mengikat reseptor pada
serat otot  menyebabkan depolarisasi dan pembentukan potensial aksi.
2. Potensial aksi menyebar melalui tubulus T  memicu pelepasan Ca2+
dari
retikulum sarkoplasma.
3. Ca2+
berikatan dengan troponin  menyebabkan troponin berubah bentuk
 memperlihatkan situs aktif pada filamen aktin.
4. ATP yang melekat pada miosin terbelah  kepala miosin yang diberi energi
terangkat  mengikat situs aktif pada filamen aktin  membentuk cross-
bridges.

7. 6
Zahra Husain, S.Pd
1
2
7
3a
6
5
4
3b
5. Pelepasan Pi dari kepala miosin memicu terjadinya power stroke.
6. Selama power stroke  kepala miosin menarik filamen aktin ke arah tengah
sarkomer  memperpendek otot  ADP dilepaskan.
7. Kepala miosin mengikat ATP baru dan melepaskan aktin  jika konsentrasi
Ca2+
cukup tinggi  siklus kembali berulang dari langkah 3.

8. 7
Zahra Husain, S.Pd
Otot Polos dan Otot Jantung Bekerja Secara Tidak Sadar
1. Otot Polos
 Membentuk tabung yang menekan.
 Berkontraksi sebagai respon terhadap peregangan sederhana 
kontraksi cenderung berkelanjutan.
 Berperan dalam mengatur tekanan darah dengan kontraksi berkelanjutan
dari dinding arteriol.
 Otot polos berkontraksi perlahan namun lebih pendek daripada otot
lurik.
 Otot polos tidak lurik karena aktin dan miosin tidak tersusun menjadi
miofibril atau sarkomer.
 Kontraksi otot polos mirip dengan kontraksi otot rangka, namun ATP
yang dibutuhkan lebih sedikit dibandingkan otot rangka.
2. Otot Jantung
 Berkontraksi dan rileks dalam ritme yang bergantian  mendorong
darah dengan setiap kontraksi.
 Adanya gap junction memungkinkan potensi aksi menyebar dengan
cepat dari satu serabut jantung ke serabung jantung lain.
 Setiap detak jantung diprakarsai oleh alat pacu jantung, massa otot
jantung.
 Sistem konduksi mentransmisikan sinyal ke seluruh otot jantung.
 Serabut jantung dalam atrium dan ventrikel berkontraksi sebagai unit
fungsional.
 Jantung berdetak dalam ritme teratur yang tidak bergantung pada suplai
saraf  namun diatur sesuai dengan kebutuhan tubuh oleh neuron di
pusat jantung di medula otak.

9. 8
Zahra Husain, S.Pd
Daftar Referensi
1. Brooker RJ, Widmaier EP, Graham LE, Stiling PD. (2020). Biology. US:
McGraw Hill Education.
2. Chiras DD. (2018). Human Biology. USA: Jones & Bartlett Learning.
3. Hill RW, Wyse GA, Anderson M. (2016): Animal Physiology Fourth
Edition. USA: Sinauer Associates.
4. Russell PJ, Hertz PE, McMillan B. (2016). Biology The Dynamic Science.
USA: Cengage Learning.
5. Hillis DM, Sadava D, Hill RW, Price MV. (2013). Principles of Life. USA:
Freeman.
6. Sherwood L, Ward C. (2019). Human Physiology : From Cells to Systems.
Canada: Cengage Learning.
7. Solomon EP, Martin CE, Martin DW, Berg LR. (2019). Biology. USA:
Cengage.