Upload
nies-pastries-party
View
20
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
BAB I
Pendahuluan
Manusia adalah rangkaian hidup yang sangat kompleks, disusun dari berjuta-juta sel,
yang saling terhubung satu sama lain hingga membentuk suatu rangkaian kerja. Seperti
yang kita tahu manusia dapat melakukan aktivitasnya didukung dari kemampuan
fisiknya. Mobil dapat bergerak memang dengan menggunakan mesin, tapi apabila
tidak ada alat penggeraknya, mesin hanya sebuah sistem yang tidak bisa berfungsi.
Begitu juga manusia, manusia dapat melakukan segala sesuatu semua karena kerja
sistem otak kita, akan tetapi jika alat penggeraknya tidak ada, otak pun tidak dapat
berfungsi dengan baik. Alat gerak yang dimiliki manusia adalah tulang dan otot.
Dengan begitu, sangat perlu bagi kita untuk mengetahui lebih dalam lagi bagaimana
tulang dan otot yang kita miliki selama ini.
1
BAB II
PEMBAHASAN
Skenario :
Seorang anak kecil terjatuh dan patah pada tulang pahanya ketika sedang menuruni
tangga. Setelah ditangani oleh dokter ortopedi, maka untuk mempercepat proses
penyembuhan setelah patah tulang dan agar otot pada tulang tersebut dapat berkontraksi
kembali dengan baik, anak tersebut diberi suplemen kalsium dan vitamin D.
A. Tulang
Tulang atau kerangka adalah penopang tubuh manusia. Tanpa tulang, pasti tubuh
kita tidak bisa tegak berdiri. Tulang mulai terbentuk sejak bayi dalam kandungan,
berlangsung terus sampai dekade kedua dalam susunan yang teratur.1
Tulang yang kita miliki memiliki beberapa fungsi.
Fungsi – fungsi tulang :2
1. Penyangga tubuh
2. Melindungi organ-organ vital
3. Menampung sumsum tulang
4. Tempat sel-sel darah dibentuk
5. Cadangan kalsium, fosfat, dan ion-ion lain.
Tulang yang ada dalam tubuh kita ini, dari segi bentuk dapat dibagi menjadi:
tulang pipa (seperti tulang hasta dan tibia), tulang pipih (seperti tulang rusuk,
tulang dada), dan tulang pendek (tulang-tulang telapak tangan, pergelangan
tangan).
Jenis Tulang
Observasi umum potongan melintang tulang memperlihatkan daerah-daerah padat
tanpa rongga yang kita sebut dengan tulang kompakta. Dan terdapat juga daerah
2
yang berongga serta saling berhubungan yang kita sebut dengan tulang spons
(tulang berongga).
Tulang adalah jaringan ikat khusus yang terdiri atas materi antarsel berkapur, yaitu
matriks tulang , dan 3 jenis sel : osteosit yang terdapat dalam rongga (lakuna) di
dalam matriks; osteoblas yang menyintesis unsure organic matriks; dan osteoklas
yang merupakan sel raksasa multinuclear yang terlibat dalam resorpsi dan
remodeling jaringan tulang. Karena metabolit tidak dapat berdifusi melalui
matriks tulang yang mengapur, pertukaran zat antara osteosit dan kapiler darah
bergantung pada komunikasi melalui kanalikuli, yang merupakan celah silindris
halus, yang menerobos matriks . Permukaan bagiuan luar dan dalam tulang dilapisi
lapisan-lapisan jaringan yang mengandung sel-sel ostoegenik-endosteum pada
permukaan dalam dan periosteum pada permukaan luar.2
Sel-sel Tulang 2
1. Sel Osteogenik3
Mirip populasi stem cell, dan berbentuk gelendong, intinya puca. Sel-sel ini
terdapat pada periosteum, endosteum, dan saluran vaskuler tulang kompakta.
Ada 2 jenis sel osteogenik :
- preosteoblas osteoblas
- preosteoklas osteoklas
2. Osteoblas
Osteoblas bertanggung jawab atas sintesis komponen organic matriks tulang
(kolagen I, proteoglikan, dan glikoprotein). Osteoblas sendiri hanya berada
pada permukaan tulang, mirip epitel selapis. Berbentuk kuboid-piramid, dan
lembaran seperti epitel, dan berinti gepeng.
3. Osteosit3
3
Mirip osteoblas yang terpendam dalam matriks tapi intinya lonjong dan
terpulas gelap. Memiliki kanalikuli, yaitu tonjolan halus yang menjulur keluar
dari lacuna.
4. Osteoklas
Mirip sel raksasa berinti besar dan anak inti yang banyak. Terdapat pada
permukaan tulang, di sebelah osteoklas selalu ada bagian dari permukaan sel
yang melekuk dangkal yang dinamakan lacuna Howship. Sel ini berasal dari
penggabungan sel-sel sumsum tulang.
Periosteum dan Endosteum 2
Permukaan luar dan dalam dari tulang ditutpi lapisan sel-sel pembentuk tulang dan
jaringan ikat yang disebut periosteum dan endosteum.
Periosteum terdiri atas lapisan luar serat-serat kolagen dan fibroblas. Berkas serat
kolagen periosteum, yang disebut serat Sharpey, yang memasuki matriks tulang
dan mengikat periosteum pada tulang. Lapisan dalam periosteum yang lebih
banyak mengandung sel, terdiri atas sel-sel mirip fibroblas yang disebut sel
osteoprogenitor, yang berpotensi membelah melalui mitosis dan berkembang
menjadi osteoblas.
Endosteum melapisi semua rongga dalam di dalam tulang dan terdiri atas selapis
sel osteoprogenitor gepeng dan sejumlah kecil jaringan ikat, oleh karena itu
ndosteum lebih tipis dari pada periosteum.
Fungsi dari keduanya adalah memberi nutrisi kepada jaringan tulang dan
menyediakan osteoblas baru secara kontinyu untuk perbaikan atau perbaikan
tulang.
Pada orang dewasa, jaringan tulang yang biasanya dijumpai adalah jaringan tulang
sekunder. Jaringan ini memperlihatkan serat-serat kolagen yang tersusun dalam
4
lamella yang sejajar/ tersusun secara konsentris mengelilingi kanal vascular.
Seluruh kompleks lamel tulang ini disebut sistim Havers. Sistim Havers terdiri
dari osteosit, lamel Havers, dan kanal Havers.
Dari bahasan diatas kita sudah mengupas bagian tulang secara mikro. Secara
makro struktur tulang dapat kita lihat melalui gambar dibawah ini.
Struktur tulang secara makro dapat kita dengan mata telanjang, yaitu bagian-bagian dari
tulang itu sendiri. Seperti gambar diatas, pada
os femur terdapat condylus lateralis, dan sebagainya.
5
Bone Remodelling (Remodeling Tulang) 2
Renovasi Bone (atau metabolisme tulang) adalah proses seumur hidup di mana
lama tulang tersebut akan dihapus dari kerangka (sub-proses yang disebut resorpsi
tulang ) dan tulang baru ditambah (sub-proses yang disebut osifikasi atau
pembentukan tulang). Proses ini juga mengendalikan membentuk kembali atau
penggantian tulang selama pertumbuhan dan berikut cedera seperti patah tulang ,
tetapi juga mikro-kerusakan , yang terjadi selama aktivitas normal. Renovasi juga
menanggapi tuntutan fungsional dari beban mekanik. Sebagai hasilnya tulang
ditambahkan di mana diperlukan dan dihapus mana tidak diperlukan. Sel-sel yang
bertanggung jawab untuk metabolisme tulang dikenal sebagai osteoblast , yang
mensekresikan tulang baru dan osteoklas yang melanggar tulang bawah. Struktur
tulang serta pasokan kalsium memerlukan kerjasama erat antara kedua jenis sel.
Hal ini bergantung pada jalur sinyal kompleks untuk mencapai tingkat
pertumbuhan yang tepat dan diferensiasi.. Jalur sinyal ini termasuk tindakan
beberapa hormon, termasuk hormon paratiroid (PTH), vitamin D , hormon
pertumbuhan , steroid , dan kalsitonin , serta beberapa sitokin. Hal ini dengan cara
bahwa tubuh dapat mempertahankan tingkat yang tepat dari kalsium diperlukan
untuk proses fisiologis. Singkatnya, remodeling tulang memungkinkan tulang
untuk beradaptasi dengan sinyal fisik (misalnya, peningkatan kemampuan tubuh
menahan beban) dan hormon.3
Proses Pembentukan Tulang
Tulang dapat dibentuk dengan 2 cara, yaitu :
1. Osifikasi Intramembranosa
Tejadi kebanyakan pada tulang pipih. Proses diawali saat sekelompok
sel berkembang menjadi osteoblas. Osteoblas meghasilkan matriks
tulang dan diikuti kalsifikasi, berakibat sebagian osteoblas dibungkus
simpai, yang kemudian menjadi osteosit. Pulau-pulau pembentukan
tulang ini membentuk dinding yang membatasi rongga-rongga panjang
yang berisi kapiler, sel sumsum tulang, dan sel-sel prakembang.
Beberapa kelompok demikian hampir serentak muncul di pusat
osifikasi sehingga penyatuan dinding menghasilkan struktur mirip
spons tulang. Jaringan ikat yang tertinggal di antara dinding tulang
6
disusupi pembuluh darah dan sel mesenkim tambahan, yang akan
membentuk sel-sel sumsum tulang. Pusat-pusat osifikasi tulang tumbuh
secara radial dan akhirnya menyatu, yang akan menggantikan jaringan
ikat asal. Bagian lapisan jaingan ikat yang tidak mengalami osifikasi
menghasilkan endosteum dan periosteum di tulang intra membranosa.
2. Osifikasi Endokonral2
Terjadi di dalam sepotong tulang rawan hialin yang bentuknya mirip
miniatur tulang yang akan dibentuk. Proses ini dimulai di bagian pusat
model tulang rawan, tempat masuknya pembuluh darah melalui leher
tulang yang sebelumnya telah dilubangi oleh osteoklas, yang membawa
sel-sel osteoprogenitor ke daerah tersebut. Berikutnya, osteoblas
melekat pada matriks tulang yang telah mengapur dan menghasilkan
lapisan-lapisan tulang primer yang mengelilingi sisa matriks tulang
rawan. Pada tahap ini, tulang rawan berkapur tampak basofilik, dan
tulang primer terlihat eosinofilik. Dengan cara ini terbentuk pusat
osifikasi primer. Kemudian muncul pusat osifikasi sekunder di
bagian ujung yang membesar di model tulang rawan. Selama perluasan
dan remodeling berlangsung, pusat osifikasi primer dan sekunder
membentuk rongga yang secara berangsur diisi dan dipenuhi sumsum
tulang. Sebagai kesimpulan, pertumbuhan memanjang tulang panjang
terjadi melalui proliferasi kondrosit dalam lempeng epifisis. Pada waktu
yang sama kondrosit sisi diafisis dari lempeng mengalami hipertrofi;
matriksnya mengalami perkapuran, dan sel-selnya mati. Osteoblas
meletakkan selapis tulang primer pada matriks yang berkapur itu.
Karena kecepatan kedua kejadian berlawanan ini hampir sama, tebal
lempeng epifisis tidak banyak berubah. Bahkan, lempeng epifisis
didesak menjauhi bagian diafisis sehingga tulang tersebut bertambah
panjang.
7
B. Otot
Kita mengenal otot sebagai penggerak dari tulang. Akan tetapi oto itusendiri
digerak atas perintah otak (saraf). Otot berfungsi sebagai alat gerak, mempertahan
postur, dan menghasilkan panas pengaturan suhu tubuh.
Otot adalah transducer4 (mesin) biokimia utama yang mengubah energi potensial
(kimiawi) menjadi energi kinetik (mekanis).
Otot merupakan kelompok jaringan tebesar dalam tubuh. Ada 3 jenis otot yang kita
kenal, yaitu otot polos, otot jantung, dan otot rangka. Walaupun secara structural
dan fungsional berbeda, ketiga jenis otot dapat diklasifikasikan dalam beberapa
cara sesuai dengan karakteristik umum mereka. Pertama, otot digolongkan sebagai
seran lintang (otot rangka dan otot jantung) dan otot polos, bergantung pada
apakah dapat ditemukan pita atau garis gelap terang berganti-ganti saat otot dilihat
di bawah mikroskop cahaya. Kedua, otot digolongkan sebagai volunteer (otot
rangka) dan involunter (otot jantung dan otot polos), bergantung pada apakah
dipersarafi oleh sistim saraf somatic dan berada dibawah pengaruh kesadaran atau
oleh sistim saraf otonom dan tidak berada di bawah kontrol kesadaran.
Dalam bahasan kali ini kita membicarakan tentang otot rangka atau otot skelet.
Sebuah sel otot rangka berukuran relatif besar, memanjang, dan berbentuk seperti
silinder dengan garis tengah berukuran 10 sampai 100 mikrometer dan panjang
750.000 . Sebuah otot rangka terdiri dari sejumlah serta otot yang terletak sejajar
satu sam lain dan disatukan oleh jaringan ikat. Serat-serat tersebut menjulur di
seluruh panjang otot. Selama perkembangan masa mudigah serat-serat otot rangka
yang besar dibentuk melalui fusi banyak sel kecil; dengan demikian, salah satu
cirri menonjol adalah adanya banyak nucleus di sebuah sel otot.
Bagian-bagian Otot Rangka 5
Otot yang kita selama ini, adalah sekumpulkan dari serat otot. Didalam serat otot
tersebut terdapat banyak miofibril yang bergabung satu sama lain dan dibungkus
oleh sarkolema. Di setiap miofibril terdiri dari susunan teratur unsure-unsur
sitoskleton yang sangat terorganisasi—filamen tebal dan tipis. Filamen tebal
tersusun atas myosin, sedangkan filamen tipis tersusun atas aktin. Filamen-
8
filamen tersebut bergabung dengan sejenisnya hingga menjadi pita A (filamen
tebal) dan pita I (filamen tipis). Pada pita A, bagian yang leih terang dinamakan
zona H. Begitu pula pada pita I, bagian yang memadat disebut garis Z. bagian
diantara gais Z satu dengan lainnya disebut sarkomer.
Mekanisme Kontraksi Otot 6
a. Filamen-filamen tebal dan tipis saling bergeser saat proses kontraksi
- panjang otot saat berkontraksi akan lebih pendek daripada panjang
awalnya saat otot sedang rileks
- pemendekan ini rata-rata sekitar sepertiga panjang awal. Melalui
mikrofraf electron, pemendekan ini dapat dilihat sebagai
konsekuensi dari pemendekan sarkomer.
- sebenarnya, saat pemendekan berlangsung, panjang filamen tebal
dan tipis tetap dan tak berubah (dengan melihat tetapnya lebar lurik
A dan jarak disk Z samapi ujung daerah H tetangga) namun lurik I
dan daerah H mengalami reduksi yang sama besarnya.
b. Aktin merangsang Aktivitas ATPase Miosin
- pada tahap I, ATP terikat pada bagian myosin dari aktomiosin dan
menghasilkan disosiasi aktin dan myosin
9
- pada tahap II, ATP yang terikat dengan myosin tadi terhidrolisis
dengan cepat membentuk kompleks myosin-ADP-Pi
- kompleks tersebut yang kemudian berikatan dengan Aktin pada
tahap III
- pada tahap IV, yang merupakan tahap untuk relaksasi
konformasional, kompleks aktin-miosin-ADP-Pi tadi secara tahap
demi tahap melepaskan ikatan dengan Pi dan ADP sehingga
kompleks yang tersisa hanyalah kompleks Aktin-Miosin yang siap
untuk siklus hidrolisis ATP selanjutnya.
C. Peranan Kalsium (Ca) dan Vitamin D
Kalsium (Ca)
Kalsium adalah mineral yang amat penting bagi manusia, antara lain bagi
metabolisme tubuh, penghubung antar saraf, kerja jantung, dan pergerakan otot.
Sesuai dengan bahasan kali ini, kita membahas mengenai peran kalsium dalam
pergerakan otot dan pada tulang
Pada pergerakan otot, kalsium memegang peranan dalam proses kontraksi dan
relaksasi. Kalsium memulai pergerakannya saat dia dibebaskan oleh asetilkolin
yang diproduksi oleh bagian ujung serabut akar. Setelah dibebaskan kalsium akan
masuk ke dalam otot mengangkut troponin dan tropomiosin ke aktin, sehingga
10
posisi aktin berubah mempengaruhi filamen penghubung (bergeser). Aktin tertarik
mendekati myosin, sehingga aktin dan myosin bertempelan membentik
aktomiosin. Pada keadaan inilah otot sedang berkontraksi. Setelah selesai
kontraksi, ion kalsium masuk kembali ke plasma sel, sehingga ikatan troponin dan
kalsium lepas; ikatan tropomiosin dan kalsium lepas, menyebabkan lepasnya
perlekatan aktin da myosin, keadaan inilah yang disebut otot relaksasi.
Pada tulang, kalsium berperan sebagai salah satu unsure bahan anorganik dari
matriks tulang. Bahan anorganik matriks tulang salah satunya garam kalsium
fosfat, kalsium karbonat, dan keduanya membentuk senyawa hidroksiapatit yang
berfungsi memberi kekuatandan kelenturan pada tulang.
Vitamin D
Vitamin adalah suatu zat senyawa kompleks yang sangat dibutuhkan oleh tubuh
kita yang berfungsi untuk mambantu pengaturan atau proses kegiatan tubuh. Tanpa
vitamin manusia, hewan dan makhluk hidup lainnya tidak akan dapat melakukan
aktifitas hidup dan kekurangan vitamin dapat menyebabkan memperbesar peluang
terkena penyakit pada tubuh kita. Dalam bahasan kali ini topik utama kita adalah
vitamin D. Vitamin D7 adalah salah satu nutrisi penting yang dibutuhkan semua
orang. Orang memperolehnya dari sinar matahari dan melalui makanan. Tanpa
vitamin D yang cukup orang beresiko terkena penyakit rakhitis, osteoporosis dan
penyakit tulang. Mengapa vitamin D sebegitu pentingnya? Hal ini dikarenakan
fungsi dari vitamin D itu sendiri. Vitamin D berfungsi untuk meningkatkan
Kalsium dan Fosfat darah dengan cara meningkatkan absorbsi di usus kalsium
fosfat dapat mengendap pada tulang. Selain itu vitamin D dapat menurunkan enzim
fosfatase alkalis. Enzim tersebut akan membuat tubuh meningkatkan Fosfat.
Vitamin D juga berperan pada metabolisme tulang, yaitu :
1. meningkatkan absorbsi Ca usus
2. membantu mineralisasi normal tulang
3. mempercepat reabsorpsi Ca dari tulang
11
Daftar Pustaka
1. Tulang. Diunduh dari http://id.wikipedia.org/wiki/Tulang, 01 April 2010.
2. Junqueira LC, Carneiro J. Histologi dasar. Edisi 10. Jakarta: EGC; 2007
3. Modul blok 5. Jakarta: UKRIDA; 2010.
4. Murray RK, Granner DK, Rodwell VW. Biokimia harper. Edisi 27. Jakarta: EGC;
2009.
5. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke system. Edisi 2. Jakarta: EGC; 2001.
6. Modul blok 4. Jakarta UKRIDA; 2009
7. Vitamin d. 01 April 2010. Diunduh dari
http://www1.voanews.com/indonesian/news/Kurang-Vitamin-D-Bisa-Kena-
Serangan-Jantung-89704037.html, 03 April 2010.
12