Penjelasan Proses Kontraksi Otot Berdasarkan Gambar dan Contoh soal nya

 

⭐ Penjelasan Proses Kontraksi Otot Berdasarkan Gambar

Gambar tersebut menunjukkan sarkomer, yaitu satuan fungsional otot. Di dalamnya terdapat filamen aktin (tipis) dan miosin (tebal). Kontraksi otot terjadi melalui mekanisme geseran filamen (Sliding Filament Theory).

1. Rangsang datang → Kalsium dilepas

Ketika otot mendapat rangsangan, retikulum sarkoplasma melepaskan ion Ca²⁺ ke dalam sarkoplasma.

2. Kalsium membuka situs aktif aktin

Ca²⁺ menempel pada troponin sehingga tropomiosin bergeser. Akibatnya, situs pengikatan miosin pada aktin terbuka.

3. Pembentukan cross-bridge

Kepala miosin yang berenergi ATP menempel ke aktin membentuk jembatan silang (cross-bridge) seperti terlihat pada bagian bawah gambar.

4. Power stroke → Filamen bergeser

Kepala miosin menarik aktin ke arah garis M, menyebabkan:

• Pita I mengecil

• Zona H menyempit

• Pita A tetap (karena panjang miosin tidak berubah)

Pada gambar terlihat bahwa filamen aktin masuk lebih jauh ke wilayah miosin.

5. Pemutusan ikatan cross-bridge

Setelah menarik aktin, ATP baru menempel ke kepala miosin → jembatan silang terlepas.

6. Reset dan ulangi

ATP dipecah menjadi ADP + P sehingga kepala miosin kembali ke posisi semula, siap menarik lagi. Siklus ini terjadi sangat cepat dan berulang-ulang hingga sarkomer memendek.

---

⭐ Kesimpulan Mudah Diingat

Otot berkontraksi bukan karena filamennya memendek, tetapi karena aktin bergeser masuk di antara miosin.
Hasilnya: zona H dan pita I mengecil, pita A tetap, dan sarkomer memendek.

Soal Analisis Kasus – Struktur Sarkomer & Mekanisme Kontraksi Otot

Seorang atlet sprinter mengalami kelelahan otot setelah melakukan latihan intens selama 30 menit. Hasil pemeriksaan mikroskopis serabut otot kakinya menunjukkan bahwa zona H mengecil, pita I hampir tidak tampak, sedangkan pita A tetap memiliki panjang yang sama.
Berdasarkan kondisi tersebut, analisalah apa yang sedang terjadi pada sarkomer atlet tersebut, dan jelaskan mekanisme perubahan struktur itu dikaitkan dengan interaksi aktin–miosin.

---

Kunci Jawaban (Ringkas)

Zona H mengecil dan pita I menghilang menandakan sarkomer mengalami kontraksi maksimal. Saat kontraksi, filamen aktin bergeser masuk ke daerah miosin, sehingga panjang zona H dan pita I berkurang. Pita A tetap karena panjang filamen miosin tidak berubah. Hal ini terjadi karena jembatan silang (cross-bridge) antara kepala miosin dan aktin menarik filamen aktin ke arah garis M menggunakan energi ATP.

---

Pembahasan (Ringkas & Mudah Dipahami)

Pada sarkomer yang berkontraksi kuat, kepala miosin berikatan dengan aktin lalu menariknya (power stroke). Gerakan ini membuat aktin masuk lebih jauh ke dalam wilayah miosin sehingga zona H (area miosin tanpa aktin) mengecil dan pita I (area aktin tanpa miosin) hampir hilang. Namun pita A tetap karena filamen miosin tidak memendek. Perubahan ini sesuai dengan Sliding Filament Theory, yaitu teori geseran filamen pada kontraksi otot.

1️⃣ Soal MCMA (jawaban bisa lebih dari satu benar)

Stimulus:
Perhatikan gambar sarkomer berikut yang menunjukkan pita A, pita I, zona H, garis Z, dan garis M. Ketika otot berkontraksi kuat, terjadi perubahan pada bagian-bagian sarkomer.

Soal:
Berdasarkan gambar dan konsep Sliding Filament Theory, pernyataan berikut yang benar tentang kontraksi otot adalah….

A. Pita A memendek karena filamen miosin bergeser mendekati garis Z.
B. Pita I mengecil karena filamen aktin masuk ke daerah tumpang tindih dengan miosin.
C. Zona H menyempit karena filamen aktin dan miosin saling bergeser sehingga tumpang tindih lebih luas.
D. Panjang filamen aktin dan miosin tetap, tetapi posisi relatifnya berubah.
E. Garis Z bergerak saling menjauh sehingga sarkomer memanjang.

Kunci MCMA: B, C, dan D

Pembahasan singkat:
Saat kontraksi, filamen tidak memendek, hanya bergerser (D benar). Aktin masuk ke wilayah miosin sehingga pita I mengecil (B benar) dan zona H (daerah miosin tanpa aktin) menyempit (C benar). Pita A panjangnya tetap, dan garis Z justru saling mendekat, bukan menjauh, sehingga A dan E salah.

---

2️⃣ Soal PGS (pilihan ganda sederhana, 1 jawaban benar)

Stimulus:
Gambar sarkomer menunjukkan bagian-bagian: pita A, pita I, zona H, garis Z, garis M, serta filamen aktin dan miosin.

Soal:
Bagian manakah yang paling tepat menggambarkan daerah yang hanya berisi filamen miosin dan menyempit ketika otot berkontraksi?

A. Pita A
B. Pita I
C. Zona H
D. Garis Z
E. Sarkolema

Kunci PGS: C

Pembahasan singkat:
Zona H adalah daerah di tengah sarkomer yang hanya berisi filamen miosin. Saat kontraksi, aktin bergeser masuk sehingga zona H semakin sempit. Pita A berisi seluruh panjang miosin (sebagian tumpang tindih aktin) dan panjangnya relatif tetap, sedangkan pita I adalah daerah aktin saja.

---

3️⃣ Soal Uraian C5 (analisis & refleksi)

Stimulus kasus:
Seorang pasien mengalami kelainan otot sehingga kepala miosin tidak dapat membentuk cross-bridge dengan aktin meskipun kadar Ca²⁺ normal dan gambar sarkomer menunjukkan bagian-bagian yang utuh (pita A, pita I, zona H, garis Z, garis M).

Soal Uraian (C5):
Analisislah dampak gangguan tersebut terhadap perubahan struktur sarkomer dan gerakan tubuh pasien, lalu jelaskan mengapa secara mikroskopis sarkomer tampak “tidak berubah” meskipun pasien berusaha menggerakkan ototnya.

Kunci jawaban (pokok-pokok isi):

1. Tidak terbentuk cross-bridge → kepala miosin tidak bisa menempel pada aktin.

2. Tidak terjadi power stroke → aktin tidak tertarik ke arah garis M.

3. Secara struktur: pita I dan zona H tidak menyempit, pita A tetap, jarak antar garis Z tidak memendek → sarkomer tampak seperti keadaan relaksasi terus-menerus.

4. Secara fungsi: otot tidak dapat berkontraksi efektif, sehingga gerakan tubuh pasien lemah atau terjadi kelumpuhan parsial.

5. Walaupun Ca²⁺ normal dan sinyal saraf ada, tanpa ikatan aktin–miosin, Sliding Filament Theory tidak berjalan, sehingga tidak ada perubahan bentuk sarkomer walaupun usaha gerak sudah dilakukan.

Pembahasan ringkas:

Kontraksi otot sangat bergantung pada ikatan kepala miosin dengan aktin. Tanpa cross-bridge, tidak ada geseran filamen → tidak ada pemendekan sarkomer. Itu sebabnya secara mikroskopis sarkomer tampak tetap (zona H dan pita I tidak mengecil), tetapi secara klinis pasien tampak lemah dan sulit menggerakkan anggota tubuh.