SISTEM LOKOMOTORIUS II

Tulang / SkeletSendi

TULANG

FUNGSI TULANG18% Berat tubuh adalah massa tulangFungsi tulang:1. Struktur pendukung

Tulang memberi bentuk pada tubuh dan menjadi tempat melekatnya tendon dan otot rangka

2. Pemberi perlindunganRangka melindungi organ internal paling penting dari cedera. Cth: tulang tengkorak melindungi otak, vertebra melindungi spinalis kordata, tulang rusuk melindungi paru-paru & jantung

3. Berperan dalam pergerakanSebagian besar otot rangka melekat pd tulang, ketika terjadi kontraksi otot rangka menarik tulang sehingga terjadi pergerakan

4. Homeostasis mineralJaringan tulang menyimpan bbrp mineral terutama Kalsium & Fosfor yg berperan dlm memperkuat tulang dan jika dibutuhkan akan dilepaskan ke darah dan disalurkan ke seluruh tubuh yang membutuhkan

5. Produksi sel darahbebepara tulang mengandung sumsum tulang merah tempat dibentuknya sel darah (eritrosit, leukosit & trombosit)

6. Tempat penyimpanan TrigliseridSumsum tulang kuning mengandung sel-sel adiposa yang menyimpan trigliserid sbg cadangan energi

STRUKTUR TULANGtulang tidak seluruhnya padat, tapi ada bagian tulang yang memiliki banyak ruang-ruang kecil diantara sel-selnya dan diantara matriks eksrtraselular.

(a)Struktur bagian dalam tulang

(b)Perbesaran tulang spons dan tulang padat

(c)Perbesaran bagian diafisis. Bagian permukaan luar dari diafisis ditutupi oleh periosteum, permukaan artikular epifisis ditutupi oleh kartilago hialin

Histologi Jaringan TulangTerdapat 4 tipe sel pada jaringan tulang1.Sel osteogenik,mrpk sel tulang yang dapat membelah

menghasilkan sel yg akan berkembang mjd osteoblas. Sel osteogenik mrpk derivat dari mesenkim (cikal bakal jaringan ikat)

2.Osteoblas, sel yg membangun tulang. Osteoblas mensekresikan serat kolagen dan komponen organik yg dibutuhkan utk membangun matriks ekstraselular jaringan tulang dan menginisiasi kalsifikasi. Osteoblas dikelilingi oleh matriks ekstraselular dan terperangkap dlm sekretnya sendiri dan menjadi Osteosit.

3.Osteosit, mrpk sel tulang yg matang. Sel utama pd jaringan tulang dan berperan dlm metabolisme harian tulang. Osteosit tdk melakukan pembelahan.

4.Osteoklas. Sel yg berukuran besar merupakan derivat dari penggabungan sebanyak2nya 50 monosit (tipe sel darah putih) dan terkonsentrasi di dlm endosteum. Berperan dlm Resorpsi yi perombakan matriks ekstraselular tulang. Osteoklas membantu pengaturan kadar kalsium dlm darah, dan osteoklas jg mrpk sel target utk terapi obat utk mengobati osteoporosis.

Diferensiasi Sel Mesenkim

Struktur Tulang• Tulang tidak sepenuhnya padat, tp memiliki ruang2 diantara sel2nya dan matriks ekstraselular.

• Ruang2 tsb mrpk saluran bagi pembuluh darah yg menyuplai nutrisi bagi sel tulang.

• Ruang2 lainnya berungsi sbg area penyimpanan bagi sumsum tulang merah.

• Berdasarkan ukuran dan distribusi ruang2 di dlm tulang, bagian2 tulang dpt dikelompokkan mjd Tulang Padat (Compact Bone) dan Tulang Berongga (Spongy Bone)

Tulang Padat (Compact Bone)

• Pd tulang padat tdpt sedikit ruang2 dan mrpk bentuk tulang paling kuat.

• Jaringan tulang padat memberikan perlindungan dan sbg penyokong; menahan tekanan yg dihasilkan oleh berat benda dan pergerakan.

• Komponen jaringan tulang padat tersusun dlm unit2 dsb osteon atau sistem Havers.

• Msg2 osteon tdd kanal pusat yg secara konsentris disusun oleh lamela, lakuna, osteosit, dan kanalikuli.

Tulang Berongga (Spongy Bone)

• Tulang berongga tdk memiliki osteon.• Tulang berongga tdd lamela yg tersusun dlm kolom yg tdk beraturan dsbt trabekula.

• Ruang makroskopis antara trabekula membuat tulang mjd lebih ringan dan terkadang diisi oleh sumsum tulang merah.

• Trabekula pd jaringan tulang berongga membantu tulang menahan tekanan dan mentransfer kekuatan tekanan tanpa mematahkan tulang.

• Tulang berongga cenderung terletak dimana tulang tdk mendpt tekanan berat atau dimana tulang mendapat tekanan dari berbagai arah.

(a)Segmen dari tulang padat

(b)Perbesaran dari satu buah osteon. Posisi osteosit di dlm lakuna

(c)Fotomikrograf dari osteon (140×).

Anatomi Mikroskopik Tulang Padat

STRUKTUR TULANG PADAT

Perbedaan Jaringan Tulang Berongga dan

Jaringan Tulang PadatJaringan tulang berongga dan jaringan tulang padat berbeda dalam dua hal, yaitu:1.Jaringan tulang berongga ringan, yg mana mengurangi berat tulang scr keseluruhan shg dpt ditarik dg segera oleh otot rangka.2.Trabekula pd jaringan tulang berongga sbg penyokong dan pelindung sumsum tulang merah.

Jaringan tulang berongga pd tulang panggul, tulang rusuk, tulang dada, vertebra, dan ujung dari tulang panjang mrpk tempat dimana trdpt sumsum tulang merah dan tempat trjdnya hemopoiesis (produksi sel darah) pd usia dewasa.

Pembentukkan Tulang (= ossification / osteogenesis)

• Rangka pd embrio manusia tdd sel-sel mesenkim yg berbentuk tulang dan merupakan tempat terjadinya osifikasi.

• Berlangsung pd minggu ke 6 perkembangan embrio.

• 2 jenis osifikasi:1.Osifikasi Intramembran (Intramembran

Ossification); tulang dibentuk langsung dr mesenkim yg tersusun menyerupai membran.

2.Endochondral Ossification; tulang dibentuk di dalam kartilago hialin yang merupakan perkembangan dr mesenkim.

Osifikasi Intramembran (Intramembran Ossification)(Osifikasi = pembentukan tulang)Tulang tengkorak dan mandibula (rahang bawah) dibentuk melalui proses osifikasi intramembran.

Mekanisme Osifikasi Intramembran (1)

Osifikasi intramembran berlangsung melalui 4 tahap brkt:

1.Perkembangan pusat osifikasi, pd lokasi dimana tulang akan dibentuk, pembawa pesan kimia tertentu menyebabkan sel mesenkim berkumpul dan berdiferensiasi, pertama-tama menjadi sel osteogenik, dan selanjutnya menjadi osteoblas. Lokasi tsb dinamakan pusat osifikasi. Osteoblas mensekresikan matriks ekstraselular organik tulang hingga osteoblast tsb “terendam” di dlm nya.

2.Kalsifikasi,proses berikutnya sekresi matriks ekstraseluler berhenti

dan sel yg kini berubah mjd osteosit berada di dlm lakuna dan memanjangkan sitoplasmanya. Dlm bbrp hari, kalsium & garam mineral lain terdeposit dan matriks ekstraselular mengeras (mineralisasi) / mengalami kalsifikasi.

Mekanisme Osifikasi Intramembran (2)

3. Pembentukkan trabekula,ketika matriks ekstraselular terbentuk, kemudian berkembang

mjd trabekula yg berfusi satu dg yg lainnya mbtk tulang berongga. Pembuluh darah tumbuh dlm ruang diantara trabekula. Jaringan konektif yg berasosiasi dg pembuluh darah pd trabekula berdiferensiasi mjd sumsum tulang merah.

4. Perkembangan periosteum,pd bagian perifer/tepi tulang, sel mesenkim memadat dan

berkembang mjd periosteum. Dengan cepat, lapisan tipis tulang padat menggantikan lapisan permukaan tulang berongga, dan tulang berongga tetap berada di tengahnya. Sebagian besar pembentukan tulang baru adalah proses remodeling tulang (penghancuran dan pembentukkan kembali) saat tulang berubah menjadi bentuk dan ukuran dewasa.

ENDOCHONDRAL OSSIFICATION= penggantian kartilago (tulang rawan) oleh tulangProses ini berlangsung pd sebagian besar tulang di tubuh

Mekanisme Endochondral Ossification (1)

1. Perkembanan model kartilago,pd lokasi dimana tulang akan dibentuk, pembawa pesan kimia tertentu menyebabkan sel2 mesenkim berukumpul pd bakal bentukan tulang, dan berkembang mjd kondroblas. Kondroblas mensekresikan matriks ekstraselular kartilago, menghasilkan model kartilago yg mengandung kartilago hialin. Sebuah membran yg dsb perikondrium berkembang di sekeliling model kartilago.

2. Pertumbuhan model kartilagosaat kondroblas “terendam” dlm matriks ekstraselular kartilago berubah mjd kondrosit. Model kartilago tumbuh memanjang disebabkan oleh pembelahan sel kondrosit yg diikuti sekresi matriks ekstraselular kartilago. Model kartilago tumbuh menebal karena adanya penambahan matriks ekstraselular pd bagian perifer model oleh kondroblas baru yg berkembang dari perikondrium. Seiring dg pertumbuhan model, kondrosit pd bagian tengah mengalami hipertropi (penambahan ukuran) dan matriks ekstraselular yg mengelilinginya mengalami kalsifikasi.

Mekanisme Endochondral Ossification (2)

3. Perkembangan pusat osifikasi primerosifikasi primer berlangsung ke dalam dari permukaan eksternal tulang. Arteri nutrisi menembus perikondrium dan model kartilago yg mengalami kalsifikasi, menstimulasi sel osteogenik pd perikondrium utk berdiferensiasi mjd osteoblas. Setelah perikondrium mulai membentuk tulang, periondrium disebut sbg periosteum. Dekat dg bagian tengah model, kapiler2 tumbuh dan menginduksi pertumbuhan pusat osifikasi primer. Osteoblas kemudian mulai utk mendeposit matriks ekstraselular ke bagian atas bekas kartilago membentuk trabekula tulang berongga.

4. Perkembangan rongga sumsumselama pusat osifikasi primer tumbuh menuju ujung tulang, osteoblas merombak bbrp trabekula pd tulang berongga yg baru terbentuk. Aktivitas ini menyisakan rongga, yg dsb rongga sumsum, pd bagian diafisis. Secepatnya, hampir seluruh dinding diafisis digantikan oleh tulang padat.

Mekanisme Endochondral Ossification (3)

5. Perkembangan pusat osifikasi sekundersaat percabangan arteri epifisis masuk ke dlm epifisis, pusat osifikasi sekunder terbentuk.

6. Pembentukkan artikular kartilago dan pelat epifisiskartilago hialin yg menutupi epifisis berubah menjadi artikular kartilago.

Faktor yg Mempengaruhi Pertumbuhan TulangMetabolisem tulang dipengaruhi oleh asupan mineral dan vitamin1.Mineral

Kalsium dan Fosfor dibutuhkan dlm jumlah besar utk pertumbuhan tulang. Mineral lain: Fluoride, Mg, Fe, dan Mn. Mineral-mineral ini jg dibutuhkan dlm remodeling tulang2.Vitamin

Vit. C dibutuhkan utk sintesis kolagen, protein utama tulang, dan proses diferensiasi osteoblas menjadi osteosit

Vit. K & Vit. B12 dibutuhkan utk sintesis proteinVit. A menstimulasi aktivitas osteoblasVit. D meningkatkan deposisi ion Ca2+ dari darah ke tulang

3.HormonIGFs (Insulinlike Growth Factors) mrpk hormon paling penting yg berperan

dlm pertumbuhan tulang di usia kanak2. Hormon ini dihasilkan oleh jaringan tulang dan hati.

IGFs menstimulasi osteoblas, memicu pembelahan sel pd bagian epifisis tulang dan bagian periosteum, menngkatkan sintesis protein yg dibutuhkan utk pertumbuhan tulang.

Sekresi hGH (Human growth Hormon) di pituitari anterior menyebabkan sekresi IGFs pd hari dan jaringan tulang.

Hormon Tiroid dr kelenjar tiroid memicu pertumbuhan tulang dengan menstimulasi osteoblas

Pengaruh Hormon Kelamin thd Pertumbuhan Tulang

• Pada masa pubertas, sekresi hormon kelamin sangat mempengaruhi pertumbuhan tulang

• Hormon seks (testosteron dan estrogen). Pd wanita terdapat estrogen dlm jumah banyak dan sedikit andogen. Pada pria androgen terdapat jumlah banyak dan sedikit estrogen

• Kelenjar adrenal pd pria & wanita menghasilkan androgen; dan jaringan lain spt jaringan adiposa dapat mengkonversi androgen menjadi estrogen

• Estrogen dan Androgen berperan dlm meningkatkan aktivitas osteoblas dan sintesis matriks ekstraseluler tulang

• Estrogen jg memicu perubahan pd tulang yg khas hanya terjadi pd wanita, spt pelebaran tulang pinggul (pelvis)

Pengaruh Hormon Kelamin thd Pertumbuhan Tulang

• Namun, pd akhrnya, hormon kelamin khususnya estrogen, baik pd pria atau wanita, menghentikan pertumbuhan epiphyseal plate, sehingga pemanjangan tulang berhenti.

• Pd wanita, pemanjangan tulang lebih cepat behenti dibandingkan pd pria, disebabkan krn kadar estrogen yg lebih tinggi pd wanita.

Homeostasis Kalsium (1)• Tulang mrpk tempat penyimpanan utama 99% kalsium tubuh.

• Konsentrasi kalsium dlm darah dijaga dg cara mengontrol resorspsi kalsium dari tulang ke darah; dan deposisi kalsium dari darah ke tulang

• Pelepasan Ca2+ ke plasma darah (oleh osteoklas) saat kadar menurun; penyerapan Ca2+ (oleh osteoblas) saat kadar meningkat.

• Peran ion Ca2+ dlm tubuh:1. Ion Ca2+ mendukung fungsi sel saraf dan sel otot, utk pelepasan neurotransmitter

2.Ion Ca2+ dibutuhkan dlm proses pembekuan darah3.Ion Ca2+ Dibutuhkan oleh bbrp enzim sbg kofaktor

Homeostasis Kalsium (2)• Kadar ion Ca2+ berkisar 9 dan 11mg/100mL darah

• Kadar tsb harus dipertahankan , krn jika konsentrasi ion Ca2+

diluar rentang tsb akan mengakibatkan:

cardiac arrest, jika konsentrasi ion Ca2+ terlalu ↑

respiratory arrest, jika konsentrasi ion Ca2+ terlalu ↓

Homeostasis Kalsium (3)• Mekanisme resorpsi dan disposisi kalsium dari darah ke tulang maupun sebaliknya diatur oleh beberapa hormon, diantaraya: Paratiroid hormon (PTH), Hormon Kalsitrol dan Hormon Kalsitonin

Homeostasis Kalsium oleh PTH

• PTH disekresikan oleh kelenjar paratiroid• PTH meningkatkan kadar Ca2+ dalam darah• Stimulus yg menyebabkan dalam darah Ca2+↓, sel reseptor pd kelenjar paratioid akan mendeteksi perubahan dan meningkatkan produksi AMP siklik. Gen untuk PTH di dlm inti sel kelenjar paratiroid mendeteksi peningkatan siklik AMP di sitoplasma sehingga sintesis PTH dipercepat, akibatnya semakin banyak PTH yang dilepaskan ke darah. Peningkatan PTH meningkatkan jumlah dan aktivitas osteoklas (sbg efektor), dimana mempercepat resorpsi tulang. Hasilnya pelepasan Ca2+ dari tulang ke darah mengembalikan kadar Ca2+ ke level normal.

Homeostasis Kalsium oleh Hormon Kalsitrol

• PTH jg mempengaruhi ginjal (sbg efektor) untuk mengurangi kehilangan Ca2+ di urin, sehingga ion Ca2+ banyak diserap kembali ke darah

• PTH menstimulasi pembentukkan Hormon Kalsitrol (bentuk aktif Vitamin D), yi hormon yg memicu absorpsi kalsium dari makanan di GIT ke dlm darah

Homeostasis Kalsium olehHormon Kalsitonin

• Homon kalsitonin berperan menurunkan kadar ion Ca2+ dalam darah

• Ketika Ca2+ dalam darah ↑ di atas normal, sel parafolikular di kelenjar tiroid mensekresikan Kalsitonin. Kalsitonin menghambat aktivitas osteoklas, mempercepat pengambilan Ca2+ darah oleh tulang, dan mengakselerasi deposisi Ca2+ ke tulang. Hasilnya, kalsitonin memacu pembentukkan tulang dan kadar Ca2+ dlm darah↓

Skema Regulasi PTH dan Hormon Kalsitonin dalam Homeostasis Kalsium

(a)Struktur tulang normal

(b)Struktur tulang yang mengalami osteoporosis

Perbaikan Fraktur

SISTEM LOKOMOTORIUS

SENDI

SENDI (=joints)• Sendi = joints = articulation = arthrosis = sambungan/persendian tulang-tulang

• Sendi: titik kontak antara dua buah tulang, antara tulang dan kartilago, atau antara tulang dan gigi

• Adanya sambungan antar tulang memungkinkan tulang yang satu dg tulang lainnya bersatu, memungkinkan tulang bergerak tanpa bergesekan satu dengan lainnya.

KLASIFIKASI SENDI• Klasifikasi sendi secara struktur berdasarkan karakteristik anatomi, sedangkan secara fungsi diklasifikasikan berdasarkan tipe pergerakan.

• Klasifikasi secara struktur berdasarkan 2 karakteristik, yi:

1.Ada atau tidaknya celah antara pertemuan tulang yg disebut celah sinovial

2.Jenis jaringan konektif yg mengikat tulang menjadi satu

KLASIFIKASI SENDIKlasifikasi berdasarkan Struktur:1.Fibrous joints (Sendi serabut)2.Cartilaginous joint (Sendi tulang rawan)3.Synovial joint (Sendi sinovial)

Klasifikasi berdasarkan Fungsi:1.Synarthrosis, sendi yg tdk dpt

digerakkan2.Amphiarthrosis, sendi yg dpt melakukan

sedikit pergerakan3.Diarthrosis, sendi yg dpt bergerak bebas

KLASIFIKASI BERDASARKAN STRUKTUR

Fibrous Joints (Sendi Serabut)

• Pd Sendi serabut tdk terdapat celah sinovial dan tulang disambungkan oleh jaringan konektif yg kaya akan serat kolagen

• 3 jenis fibrous joint:1.Suture, mrpk sendi serabut yg mengandung lapisan tipis jaringan konektif fibrosa; suture hanya tdpt pd sambungan antar tulang tengkorak. Scr fungsi termasuk Synarthrosis

2.Syndesmosis, mrpk sendi serabut dimana tdpt jarak yg lebar antara sambungan tulang dan memiliki lebih banyak jaringan konektif fibrosa dibandingkan dg suture. Scr fungsi termasuk Amphiarthrosis

3.Gomphosis / dentoalveolar joint, mrpk jenis sendi serabut berbentuk spt corong; sambungan ini hanya terdapat pd sambungan gigi dg rahang atas maupun rahang bawah

Cartilaginous Joint (Sendi Tulang Rawan)• Tidak terdapat celah sinovial shg hanya memungkinkan

sedikit pergerakan atau bahkan tdk dapat digerakkan sama sekali

• Tulang dihubungkan oleh kartilago hialin2 jenis sendi tulang rawan:1.Synchondrosis, mrpk sendi tulang rawan dimana bahan penghubungnya berupa kartilago hialin. Cth: sambungan antara epiphyseal plate dan epifisis & diafisis pd tulang yg berkembang; sambungan antara tulang rusuk pertama dan manubrium pd sternum. Scr fungsi termasuk Synarthrosis2.Symphysis, mrpk sendi tulang rawan dimana pd ujung sambungan tulang ditutupi oleh kartilago hialin, berbentuk spt cakram pipih yg menghubungkan tulang. Scr fungsi termasuk Amphiarthrosis

Synovial Joints (Sendi Sinovial)

• Karakteristik khas yg dimiliki sendi sinovial adl adanya celah sinovial antara sambungan tulang, shg sendi dpt digerakkan dg bebas

• Scr fungsi termasuk Diarthrosis• Tulang pd sendi sinovial ditutupi oleh kartilago hialin dsb articular cartilage

• Terdapat membran sinovial yg mensekresikan cairan sinovial

Cairan Sinovial• Cairan sinovial tdd asam hialuronat dan cairan

intersisial; membentuk lapisan tipis menutupi permukaan articular cartilage

• Fungsi: mengurangi friksi dg melulasi sendi; meredam tekanan; suplai nutrisi dan oksigen; mengeliminasi

karbondioksida dan zat sisa metabolisme• Cairan sinovial mengandung sel fagosit • Ketika dlm keadaan tdk bergerak utk sementara waktu,

cairan sinovial menjadi lebih kental. Tapi semakin banyak bergerak, cairan menjadi lebih cair.

• Salah satu keuntungan melakukan pemanasan sebelum berolahraga yi menstimulasi produksi dan sekresi cairan sinovial, sehingga semakin banyak cairan akan semakin sedikit kecenderungan terjadinya cedera

General structure of a synovial joint.  (a) The articulating bone ends are covered with articular cartilage and enclosed within an articular capsule which is typically reinforced by ligaments externally. Internally, the fibrous capsule is lined with a smooth synovial membrane that secretes synovial fluid. (b) Photo of frontally sectioned shoulder joint.

Jenis-Jenis Sendi Sinovial

b. Sendi engsel c. Sendi

putar

Sekian....Wassalamu’alaikum wr.wb.