Terjadi pada fase apakah relaksasi otot mengapa demikian jelaskan?

Sebagai mahkluk hidup, manusia memiliki ciri-ciri tak ubahnya hewan, pohon ataupun tumbuhan, yakni bernapas. Namun demikian, sistem pernapasan manusia tak serta merta sama dengan mahkluk hidup hidup lainnya. Sistem pernapasan manusia dan tumbuhan misalnya, itu berbeda.

Table of Contents Show

Pernapasan Dada
Pernapasan Perut
Pembahasan:
Pelajari lebih lanjut:
Detail Jawaban:
Video yang berhubungan

Jika tumbuhan bernapas menggunakan pori-pori stomata di daun dan pori-pori lentisel di batang, manusia mengandalkan beberapa organ di dalam tubuhnya. Mulai dari hidung, faring (kerongkongan), laring (kotak suara), trakea (tenggorokan), bronkus, dan paru-paru.

Nah, seiring dengan banyaknya organ yang berperan dalam sistem pernapasan manusia, sudah barang tentu prosesnya pun tidak berlangsung sesederhana itu. Apalagi sekedar menarik napas, lalu membuang atau menghembuskannya. Jika kita bicara mengenai aktivitas otot pernapasan, misalnya, setidaknya ada dua cara bernapas yang bisa kita lakukan, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut.

(Baca juga: Sistem Penapasan Manusia, Dari Organ yang Terlibat Hingga Fungsinya)

Mengutip Wikipedia, berikut adalah perbedaan dua jenis pernapasan tersebut.

Pernapasan Dada

Pada pernapasan dada, manusia bernapas dengan membesarkan dan mengecilkan volume rongga dada. Disini, otot yang terlibat adalah otot antartulang rusuk.

Mekanismenya sendiri dapat dibedakan menjadi dua fase, yakni fase inspirasi dan fase ekspirasi. Fase Inspirasi merupakan fase yang diawali dengan berkontraksinya otot antartulang rusuk sehingga membuat rongga dada terangkat atau membesar. Akibatnya, tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.

Fase Ekspirasi merupakan fase relaksasi atau kembali ditariknya otot antara tulang rusuk ke belakang yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk sehingga rongga dada menjadi kecil. Akibatnya, tekanan di dalam rongga dada menjadi lebih besar daripada tekanan luar, sehingga udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

Pernapasan Perut

Sementara itu, pernapasan perut adalah pernapasan yang melibatkan otot diafragma. Saat kita bernapas dengan cara ini, perut akan membesar atau mengecil. Mekanismenya juga sama seperti pernapasan dada, dibedakan ke dalam dua fase.

(Baca juga: Yuk Cari Tahu, Bagaimana Sih Cara Kerja Sistem Pernapasan Manusia?)

Pada fase inspirasi, terjadi kontraksi otot diafragma sehingga rongga dada membesar. Akibatnya tekanan dalam rongga dada menjadi lebih kecil daripada tekanan di luar sehingga udara luar yang kaya oksigen masuk.

Fase ekspirasi merupakan fase relaksasi atau kembalinya otot diaframa ke posisi semula yang dikuti oleh turunnya tulang rusuk. Hal ini menyebabkan rongga dada menjadi kecil. Sebagai akibatnya, tekanan di dalam rongga dada pun menjadi lebih besar daripada tekanan luar, memungkinkan udara dalam rongga dada yang kaya karbon dioksida keluar.

Loading Preview

Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.

Otot dikatakan bergerak atau melakukan fungsinya apabila terjadi kontraksi atau pemendekan Sarcomer. Pada artikel mekanisme kerja otot bagian 1, telah dijelaskan proses-proses penghantaran impuls pada Neuromuscular Junction. Namun proses gerak otot ini tidak berhenti pada tahap itu saja, melainkan hingga adanya pergerakan / pergeseran antara Thin dan Thick Filamen. Mekanisme ini disebut pula dengan Sliding Filament Theory. Artikel berikut akan menjelaskannya secara sederhana untuk Anda.

Miofilament adalah unit terkecil dari otot yang terdiri dari Thin dan Thick Filament. Thin Filament merupakan serabut penyusun otot yang terdiri dari protein Aktin, Troponin, dan Tropomyosin, sedangkan Thick Filament terdiri dari protein Myosin.

Protein Aktin: protein berbentuk rantai ganda (Double Helical Chain) yang memiliki struktur yang dinamakan Binding Site sebagai tempat melekatnya protein Myosin saat terjadi pergeseran / pergerakan.

Troponin: tiga molekul kompleks yang menjadi satu kesatuan. Troponin merupakan tempat melekatnya kalsium. Kalsium yang melekat pada bagian ini membuat Binding Site yang tertutupi oleh Tropomyosin terbuka.

Tropomyosin: protein yang menyerupai benang dengan fungsi menutupi Binding Site pada Aktin ketika tidak berkontraksi.

Myosin: protein yang berbentuk seperti stik golf/memiliki kepala pada bagian ujungnya yang sering disebut Cross Bridges. Kepala Myosin ini yang memungkinkan adanya pergeseran (ke depan maupun ke belakang) pada Thin Filament sehingga pergerakan pun terjadi. Cross Bridges akan menempel pada Binding Site Thin Filament ketika mengalami Power Stroke (kontraksi Cross Bridges kaya energi).

Sliding Filament Theory dimulai dari adanya kalsium yang dilepaskan/dikeluarkan oleh Terminal Cisternae ke Sitosol. Kalsium ini akan menempel pada Troponin sehingga membuat Tropomyosin yang menutupi Binding Site terbuka. Cross Bridges kaya ATP terhidrolisis (ADP) akan mengalami Power Stroke sehingga Myosin akan menempel pada Binding Site dan melakukan geraknya (pergeseran Thin Filament).

Adanya ATP (Adenosine Triphosphate) yang menempel pada Cross Bridges saat Power Stroke akan melepas atau memutus ikatan antara Cross Bridges dengan Binding Site sehingga Myosin kembali ke tempat semula. Kalsium yang menempel pun ikut terlepas sehingga Binding Site Thin Filament tertutup kembali oleh Tropomyosin dan kalsium kembali ke Sarcoplasmic Reticulum, Dengan demikian pergeseran tidak terjadi lagi.

Kontributor : Jansen Ongko

Mekanisme kerja otot diawali dengan adanya rangsangan pada otoakatau sum-sum tulang belakang, yang akan diteruskan ke otot. Otot memiliki kemampuan untuk berkontraksi dan berelaksasi yang mendukung gerakan hewan/manusia. Gerakan tersebut terjadi karena adanya perubahan pengaturan susunan aktin dan miosin dalam otot. Berikut ini merupakan penjelasan mekanisme kerja otot.

Pembahasan:

Struktur otot

Sarkomer ialah satuan unit pada otot yang tersusun atas filamen tebal dan tipis. Garis z adalah garis pembatas antar sarkomer pada serabut otot yang juga tempat menempelnya filamen aktin. Sementara filamen tebal terpusat di tengah sarkomer.

Pita A adalah keseluruhan wilayah sarkomer yang ditandai dari kedua ujung filamen aktin yang menempel. Letak filamen aktin dan miosin saling berselang, sehingga terdapat daerah pada sarkomer yang hanya terdapat filamen aktin dan miosin jika kondisinya masih normal.

Pita I menunjukkan wilayah yang hanya diduduki oleh filamen aktin saja, susunan filamen aktin tidak menyambung, namun bagian tengahnya kosong yang hanya terdapat filamen miosin. Zona yang hanya terdapat filamen miosin ini disebut zona H.

(Untuk lebih jelasnya, perhatikan pada gambar).

Mekanisme kerja otot

Jika otot mendapatkan rangsang, asetilkolin dalam otot akan membebaskan ion kalsium yang merangsang pembentukan aktomiosin sehingga meng- akibatkan otot berkontraksi. Apabila sudah tidak ada rangsangan, ion kalsium akan direabsorpsi. Akibatnya, konsentrasi ion kalsium berkurang dan ikatan antara aktin dan miosin terlepas. Dengan demikian, sarkomer akan memanjang dan otot dalam keadaan relaksasi (perhatikan pada gambar).

Kontraksi

Kontraksi otot ditandai dengan memendeknya ukuran sarkomer. Hal ini terjadi karena antara filamen tebal dan tipis saling bertautan. Sehingga zona H yang terdapat di antara filamen tipis menjadi menghilang, sementara pita I menjadi semakin pendek.

Filamen tebal (miosin) tersusun atas “ekor”, yang memanjang. Sementara bagian “kepalanya” berbentuk globular yang keluar dari ikatan filamen tebal dan akan berikatan dengan filamen tipis. Sedangkan filamen tipis (aktin) tersusun atas dua untai protein aktin yang merupakan protein globular dan diikat oleh protein regulasi.

Ketika berkontraksi, kepala miosin berikatan dengan bagian aktin. Hal ini terjadi ketika adanya rangsang dari neuron motoris yang membebaskan asetilkolin, merangsang otot untuk berkontraksi.

Tropomiosin adalah protein regulasi filamen aktin yang menutup daerah ikatan aktin dan miosin, sementara troponin adalah protein yang mengatur agar tropomiosin tetap dalam posisinya. Untuk dapat berkontraksi, tropomiosin harus dibuka, agar aktin dapat berikatan dengan miosin. Dengan diterimanya asetilkolin (senyawa pembawa pesan dari sistem saraf), maka retikulum sarkoplasmik dalam sel otot akan membebaskan ion kalsium. Ketika tropomiosin dan troponin berikatan dengan ion kalsium tersebut, maka strukturnya akan membuka bagian pengikatan pada protein aktin.

Otot membutuhkan energi dan oksigen untuk berkontraksi. Fase kontraksi disebut juga fase anaerob karena energi diperoleh dari penguraian ATP dan kreatin fosfat yang berlangsung secara anaerob. Proses-proses kimia yang terjadi yaitu sebagai berikut:

Kreatin fosfat + ADP -> kreatin + ATP

ATP ADP + Energi ADP —> AMP + Energi

Sementara pada protein miosin, bagian kepala yang akan berikatan dengan aktin. Dibutuhkan sejumlah energi dalam menggerakkan kepala miosin untuk mengikat aktin. Kepala miosin mengikat ATP dan menghidrolisinya sehingga menghasilkan sejumlah energi yang digunakan untuk mengikat aktin yang telah terbuka, sehingga membentuk titian silang. Energi dibebaskan, kepala miosin berelaksasi dan akan membuat titian silang dengan kepala miosin lainnya.

Relaksasi

Relaksasi otot terjadi ketika pertautan antar filamen tersebut terhenti. sehingga mengembalikan posisi aktin dan miosin seperti semula. Memendek dan memanjangnya ukuran sarkomer otot inilah yang menimbulkan gerakan pada sel otot.