Fisiologi Tulang

Fisiologi Tulang• Tulang adalah bentuk khusus jaringan ikat

dengan kerangka kolagen yang mengandung garam Ca2+ dan Fosfat.

• Sistem skelet (tulang) dibentuk oleh sebuah matriks dari serabut-serabut dan protein yang diperkeras dengan kalsium, magnesium fosfat, dan karbonat.

Fungsi Tulang• Tulang berperan dalam homoestasis Ca2+ dan PO43-

secara keseluruhan.• Tulang berfungsi untuk melindungi organ vital.• Menahan jaringan tubuh dan memberi bentuk

kepada kerangka tubuh• Melindungi organ - organ tubuh (contoh tengkorak

yg melindungi otak).• Merupakan tempat penyimpanan mineral, seperti

kalsium. • Hematopoiesis (tempat pembuatan sel darah merah

dalam sum-sum tulang).

Struktur Tulang• Periosteum– Lapisan pertama dan selaput terluar tulang yang tipis.– Tempat melekatnya otot-otot rangka (skelet) ke tulang dan

berperan dalam memberikan nutrisi, pertumbuhan dan reparasi tulang rusak.

• Tulang kompak (korteks)– Lapisan kedua pd tulang yang memiliki tekstur halus dan sangat

kuat.– Mengandung kapur (Calsium Phosfat dan Calsium Carbonat)

sehingga tulang menjadi padat.– Sel tulang kompak berada di lakuna dan menerima nutrisi dari

kanalikulus yang bercabang di seluruh tulang kompak dan disalurkan melalui kanal havers yang mengandung pembuluh darah.

– Di sekeliling tiap kanal havers, kolagen tersusun dalam lapisan konsentris dan membentuk silinder yang disebut osteon (sistem Havers) atau disebut juga tulang keras.

– Setiap sistem Havers terdiri dari saluran Havers, yaitu suatu saluran yang sejajar dengan sumbu tulang. Disekeliling sistem havers terdapat lamella-lamella yang konsentris dan berlapis-lapis. Pada lamella terdapat rongga-rongga yang disebut lakuna. Di dalam lakuna terdapat osteosit.

• Tulang Spongiosa– Lapisan ketiga, berada di dalam korteks dan memiliki

banyak rongga. – Rongga tersebut diisi oleh sumsum merah. Tulang

spongiosa terdiri dari kisi-kisi tipis tulang yang disebut trabekula.

– Nutrien berdifusi dari cairan ekstrasel tulang ke dalam trabekula. Lebih dari 90 % protein dalam matriks tulang tersusun atas kolagen tipe I.

• Sumsum Tulang (Bone Marrow)– Lapisan terakhir tulang yang paling dalam– Seperti jelly yang kental, berperan penting dalam tubuh,

berfungsi memproduksi sel-sel darah yang ada dalam tubuh.

Tipe-tipe Tulang• Berdasarkan Jaringan Penyusun dan Sifat-sifat Fisiknya

a. Tulang Rawan ( Kartilago )- Tulang yang tidak mengandung pembuluh darah dan

saraf kecuali lapisan luarnya (perikondrium).- Bersifat lentur karena tersusun atas zat interseluler yang

berbentuk jelly yaitu condroithin sulfat yang didalamnya terdapat serabut kolagen elastin.

- Ada tiga tipe, yaitu :• Hialin = mengandung serat-serat kolagen&kondrosit.• Elastic = mengandung serabut-serabut elastis• Fibrosa = mengandung banyak sekali bundle-bundel

serat kolagen sehingga tulang sangat kuat dan lebih kaku

b. Tulang Keras (osteon)- Terdiri atas tiga jenis dasar, yaitu : * Osteoblas = Merupakan sel pembentuk tulang yang memproduksi kolagen tipe I dan berespon terhadap perubahan PTH. Bila proses pembentukan tulang selesai (osteoblast) menjadi osteosit terperangkap dalam matriks tulang yang mengandung mineral * Osteosit = Berfungsi memelihara kontent mineral dan elemen organik tulang. Osteosit ini merupakan sel-sel tulang dewasa. * Osteoklas = mengikis dan menyerap tulang yang sudah terbentuk disekitarnya dengan mengeluarkan asam yang melarutkan kristal kalsium fosfat dan enzim yang menguraikan matriks organik.

Osifikasi• Merupakan proses penulangan (perubahan tulang

rawan menjadi tulang keras)• Selama perkembangan janin, sebagian tulang

dibentuk dalam tulang rawandiubah menjadi tulang melalui osifikasi.

• Osifikasi dimulai dari sel-sel mesenkim memasuki daerah osifikasi, bila daerah tersebut banyak mengandung pembuluh darah akan membentuk osteoblas, bila tidak mengandung pembuluh darah akan membentuk kondoblas.

• Mula-mula pembuluh darah menembus perikondrium di bagian tengah batang tulang rawan merangsang sel-sel perikondrium menjadi osteoblas.

• Osteoblas ini akan membentuk suatu lapisan tulang kompakta & perikondrium berubah menjadi periosteum.

• Bersamaan dengan proses ini pada bagian dalam daerah diafisis, sel-sel tulang rawannya membesar pecah terjadi kenaikan pH (menjadi basa) zat kapur didepositkan, nutrisi terganggu terjadi kematian pada semua sel-sel tulang rawan.

• Kemudian terjadi degenerasi dan pelarutan dari zat-zat interseluler (termasuk zat kapur) bersamaan dengan masuknya pembuluh darah ke daerah ini terbentuklah rongga untuk sumsum tulang.

• Lalu pembuluh darah memasuki daerah epifise terjadi pusat osifikasi sekunder terbentuklah tulang spongiosa. Dengan demikian masih tersisa tulang rawan di kedua ujuang epifise yang berperan penting dalam pergerakan sendi dan satu tulang rawan di antara epifise dan diafise yang disebut dengan cakram epifise.

• Selama pertumbuhan, sel-sel tulang rawan pada cakram epifise terus menerus membelah lalu hancur dan tulang rawan diganti dengan tulang di daerah diafise, dengan demikian tebal cakram epifise tetap sedangkan tulang akan tumbuh memanjang.

• Pada pertumbuhan diameter (lebar) tulang, tulang didaerah rongga sumsum dihancurkan oleh osteoklas sehingga rongga sumsum membesar, dan pada saat yang bersamaan osteoblas di periosteum membentuk lapisan-lapisan tulang baru di daerah permukaan.

Mineral Utama dalam Tulang• Kalsium

– Tubuh manusia dewasa mengandung sekitar 1100 g (27,5 mol) kalsium.

– Fungsi : a. untuk pemeliharaan permeabilitas natrium normal di saraf.b. Terlibat dalam memicu pelepasan asetilkolin dari ujung saraf

pada sambungan otot saraf.c. Terlibat dalam eksitasi kontraksi dalam sel otot.d. Sebagai sinyal intraseluler untuk beberapa hormone.e. Diperlukan beberapa enzim untuk aktivitas normal.f. Sekresi protein.

– Apabila makanan yg dimakan tidak dpt memenuhi kebutuhan kalsium dlm tubuh, maka tubuh akan mengambilnya dari tulang.

• Fosfor– Fosfor penting untuk:

a. Fungsi otot dan sel-sel darah merah, b. Pembentukan ATP dan 2,3-difosfogliserat

(DPG), c. Pemeliharaan keseimbangan asam- basa, d. Untuk sistem saraf e. Perantara metabolisme karbohidrat, protein,

dan lemak.

Demineralisasi & Mineralisasi

• Selama hidup, tulang secara terus-menerus diresorpsi dan dibentuk tulang baru.

• Kalsium dalam tulang mengalami pergantian dengan kecepatan 100% per tahun pada bayi dan 18% per tahun pada orang dewasa.

• Mineralisasi tulang– proses penempatan kalsium ke dalam jaringan tulang

(pemanjangan dan penebalan tulang)– Pembentukan tulang ditentukan oleh rangsangan hormon, faktor

makanan, dan jumlah stres yang dibebankan pada suatu tulang, dan terjadi akibat aktivitas sel-sel pembentuk tulang yaitu osteoblas.

– Faktor yang Mempengaruhi Mineralisasi = Kalsium; Estrogen, testosteron, hormon perturnbuhan; Vitamin D

• Demineralisasi Tulang– proses pengambilan (absorpsi) kalsium dari jaringan

tulang– Penyerapan tulang terjadi karena aktivitas sel-sel

yang disebut osteoklas.– Osteoklas tampaknya mengeluarkan berbagai asam

dan enzim yang mencerna tulang dan memudahkan fagositosis.

– Setelah selesai di suatu daerah, osteoklas menghilang muncul osteoblas mengisi daerah yang kosong tersebut dengan tulang baru (Proses ini memungkinkan tulang tua yang lemah diganti dengan tulang baru yang kuat)

– Faktor yang Mempengaruhi Demineralisasi = • kadar estrogen turun pada masa menopause

aktivitas osteoblas berkurang • vitamin D dalam jumlah besar tanpa kalsium

yang kuat dalam makanan menyebabkan absorpsi tulang • Hormon paratiroid meningkatkan aktivitas

osteoklas merangsang pemecahan tulang membebaskan kalsium ke dalam darah.

Terima kasih