7 BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Struktur dan Histologi Tulang Tulang adalah jaringan yang tersusun oleh sel dan didominasi oleh matriks kolagen ekstraseluler (kolagen tipe I) yang disebut sebagai osteoid. Osteoid ini termineralisasi oleh deposit kalsium hydroxyapatite, sehingga tulang menjadi kaku dan kuat. Tulang merupakan jaringan penghubung yang terdiri dari fase mineral dan organik yang secara khusus dirancang untuk berperan sebagai struktur penahan beban tubuh. Untuk memenuhi tugas ini, tulang dibentuk dari kombinasi tulang kompak yang padat dan tulang kanselus. Fase mineral dari kerangka berkontribusi dalam dua per tiga dari berat kerangka, dan sepertiganya adalah matriks organik, yang terutama mengandung kolagen tipe I dan sejumlah kecil protein non-kolagen (Histo, 2010). Sebagai unsur pokok kerangka orang dewasa, jaringan tulang menyangga struktur berdaging, melindungi organ vital seperti yang terdapat di dalam tengkorak dan rongga dada, menampung sumsum tulang dan tempat sel darah dibentuk. Tulang juga berfungsi sebagai cadangan kalsium, fosfat dan ion lainyang dapat dilepaskan atau disimpan dengan cara terkendali untuk mempertahankan konsentrasi ion-ion penting ini di dalam cairan tubuh. Karena metabolit tidak dapat berdifusi melalui matriks tulang yang telah mengapur, pertukaran zat antara osteosit dan kapiler darah bergantung pada komunikasi
22
Embed
BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 Struktur dan Histologi Tulang · 2017. 4. 1. · 2.1.1 Sel Tulang Tulang adalah jaringan ikat khusus yang terdiri atas materi antar sel berkapur, yaitu matriks
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
7
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 Struktur dan Histologi Tulang
Tulang adalah jaringan yang tersusun oleh sel dan didominasi oleh matriks
kolagen ekstraseluler (kolagen tipe I) yang disebut sebagai osteoid. Osteoid ini
termineralisasi oleh deposit kalsium hydroxyapatite, sehingga tulang menjadi
kaku dan kuat. Tulang merupakan jaringan penghubung yang terdiri dari fase
mineral dan organik yang secara khusus dirancang untuk berperan sebagai
struktur penahan beban tubuh. Untuk memenuhi tugas ini, tulang dibentuk dari
kombinasi tulang kompak yang padat dan tulang kanselus. Fase mineral dari
kerangka berkontribusi dalam dua per tiga dari berat kerangka, dan sepertiganya
adalah matriks organik, yang terutama mengandung kolagen tipe I dan sejumlah
kecil protein non-kolagen (Histo, 2010).
Sebagai unsur pokok kerangka orang dewasa, jaringan tulang menyangga
struktur berdaging, melindungi organ vital seperti yang terdapat di dalam
tengkorak dan rongga dada, menampung sumsum tulang dan tempat sel darah
dibentuk. Tulang juga berfungsi sebagai cadangan kalsium, fosfat dan ion
lainyang dapat dilepaskan atau disimpan dengan cara terkendali untuk
mempertahankan konsentrasi ion-ion penting ini di dalam cairan tubuh. Karena
metabolit tidak dapat berdifusi melalui matriks tulang yang telah mengapur,
pertukaran zat antara osteosit dan kapiler darah bergantung pada komunikasi
8
melalui kanalikuli yang merupakan celah-celah silindris halus, yang menerobos
matriks. Permukaan bagian luar dan dalam semua tulang dilapisi lapisan-lapisan
jaringan yang mengandung sel-sel osteogenik, endosteum pada permukaan dalam
dan periosteum pada permukaan luar (Junqueira, 2007).
Kerangka manusia dewasa secara keseluruhan terdiri dari 80% tulang
kortikal dan 20% tulang trabekular (Clarke, 2008; Bayliss et al., 2012). Setiap
tulang memiliki rasio tulang kortikal dan tulang trabekular yang berbeda sesuai
situs dan jenis tulang itu sendiri sebagai contohnya pada tulang vertebra
perbandingan rasio tulang kortikal dan tulang trabekular adalah 25:75. Rasio pada
kaput femur adalah 50:50 dan 95:5 pada diafisis radius (Clarke, 2008).
Setiap tulang selalu mengalami perbaikan bentuk selama hidup untuk
membantu adaptasi terhadap perubahan kekuatan biomekanik, proses penggantian
tulang yang tua dan yang mengalami kerusakan mikro dengan tulang yang baru
serta membantu menjaga kekuatan tulang (Clarke, 2008).
Pertumbuhan tulang merupakan proses pertambahan dalam ukuran dan
mineralisasi pada masa kanak-kanak dan remaja. Massa tulang bertambah dari
sekitar 80 gram saat lahir hingga 3000 gram pada puncak tertinggi massa tulang
yaitu sekitar umur 25 tahun (Bayliss et al., 2012).
9
2.1.1 Sel Tulang
Tulang adalah jaringan ikat khusus yang terdiri atas materi antar sel
berkapur, yaitu matriks tulang dan 4 jenis sel lain seperti sel osteoprogenitor,
osteoblas, osteosit dan osteoklas (Fawcett, 2002).
Komponen selular dari tulang terdiri dari osteogenic precursor cell,
osteoblas, osteoklas, osteosit dan elemen hematopoietik dari sumsum tulang.
Osteogenic precursor cell terdapat pada periosteum dan endosteum. Periosteum
merupakan jaringan ikat yang menutupi tulang, kecuali pada permukaan
persendian yang terdiri atas lapisan luar dan lapisan dalam. Lapisan luar terdiri
dari jaringan ikat padat yang iregular sedangkan lapisan dalam disebut juga
osteogenic layer terdiri dari sel-sel osteogenic. Pada endosteum hanya terdapat
selapis sel osteogenic dan tidak mengandung komponen jaringan ikat (Kalfas,
2001).
Osteoblas merupakan sel tulang yang mensintesis dan menjadi perantara
mineralisasi osteoid. Osteoblas ditemukan dalam satu lapisan pada permukaan
jaringan tulang sebagai sel berbentuk kuboid atau silindris pendek yang saling
berhubungan melalui tonjolan-tonjolan pendek (Histo, 2010). Osteoblas adalah sel
yang mature, metabolically active, dan bone forming cells. Osteoblas
mensekresikan osteoid yang merupakan unmineralized organic matriks yang
kemudian mengalami proses mineralisasi yang menyebabkan tulang menjadi
keras dan kaku. Sebagian dari osteoblas berubah menjadi osteosit, sedangkan
sebagian lainnya tetap berada di permukaan periosteum dan endosteum. Osteoblas
juga berperan mengaktivasi resorpsi tulang oleh osteoklas (Kalfas, 2001).
10
Osteosit merupakan osteoblas dewasa yang terjebak dalam bone matrix.
Setiap osteosit melakukan kontak dengan osteosit lainnya dan pembuluh darah
melalui kanalikuli. Osteosit berperan dalam regulasi konsentrasi kalsium dan
fosfat ekstraseluler serta dalam reaksi adaptasi terhadap lingkungan lokal (Kalfas,
2001). Osteoklas adalah multinucleated, bone-resorbing cells, yang diregulasi
oleh mekanisme hormonal dan seluler. Sel ini berperan dalam resorpsi tulang.
Pada proses tersebut osteoklas melekat pada permukaan tulang dan melepaskan
enzim hidrolitik yang menyebabkan hidrolisis dari matriks tulang dan calcified
cartilage. Proses tersebut menghasilkan terbentuknya cekungan pada tulang yang
disebut lakuna Howship (Kalfas, 2001). Gambaran histologi osteoklas dapat
dilihat pada gambar 2.1
Gambar 2.1 Gambaran Histologi Osteoklas (Simon, 1994)
Terdapat tiga jenis tulang, yaitu tulang woven, tulang kortikal dan tulang
kanselus. Tulang woven ditemukan pada proses pembentukan tulang saat
11
perkembangan embrio, pada pembentukan kalus pada penyembuhan tulang serta
pada keadaan-keadaan patologis, misalnya hiperparatiroid dan Paget Disease.
Tulang woven terdiri dari serat-serat kolagen yang tidak teratur dan irregularly
shaped vascular space yang dibatasi oleh osteoblas. Tulang woven kemudian
digantikan dengan tulang kortikal atau tulang kanselus (Kalfas, 2001).
Tulang kortikal disebut juga tulang lamelar merupakan hasil
perkembangan dari tulang woven. Unit struktural primer dari tulang kortical
adalah osteon yang disebut juga dengan Sistem Havers. Osteon terdiri dari
cylindrical shaped lamellar bone yang mengelilingi kanal pembuluh darah yang
berorientasi longitudinal yang disebut kanal Havers. Selain itu juga terdapat kanal
yang berorientasi horizontal yaitu kanal Volkmann yang menghubungkan osteon
yang berdekatan (Kalfas, 2001). Gambaran histologi tulang lamelar dapat dilihat
pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Gambaran Histologi Tulang Lamelar (Simon, 1994)
12
Tulang kanselus atau tulang trabekular terdiri dari jaringan-jaringan
trabekula tulang dan elemen-elemen hematopoietik. Jaringan trabekula
berorientasi tegak lurus terhadap gaya luar untuk berperan sebagai structural
support. Tulang kanselus secara kontinyu melakukan remodeling pada permukaan
dalam endosteal-nya (Kalfas, 2001).
2.2 Proses Penyembuhan Patah Tulang
Terjadi suatu proses yang berlangsung secara berkesinambungan mulai
dari inflamasi melalui proses repair (pembentukan kalus muda diikuti dengan
pembentukan kalus tua) dan berakhir dengan remodeling (White, 1977). Faktor
yang paling penting dalam penyembuhan patah tulang adalah blood supply atau
bone blood flow (Laurer et.al., 1999). Tahapan penyembuhan tulang terdiri dari
inflamasi, proliferasi sel, pembentukan kalus, penulangan kalus (osifikasi) dan
remodeling (Friedlaender, 1987; Miller, 2008).
Tahap Inflamasi, berlangsung beberapa hari dan hilang dengan
berkurangnya pembengkakan dan nyeri. Terjadi perdarahan dalam jaringan yang
cidera dan pembentukan hematoma di tempat patah tulang. Ujung fragmen tulang
mengalami devitalisasi karena terputusnya pasokan darah. Tempat cidera
kemudian akan diinvasi oleh makrofag (sel darah putih besar) yang akan
membersihkan daerah tersebut. Terjadi inflamasi, pembengkakan dan nyeri.
Tahap Proliferasi Sel, kira-kira 5 hari hematom akan mengalami
organisasi, terbentuk benang-benang fibrin dalam jendalan darah, membentuk
jaringan untuk revaskularisasi dan invasi fibroblas dan osteoblas. Fibroblas dan
13
osteoblas (berkembang dari osteosit, sel endotel, dan sel periosteum) akan
menghasilkan kolagen dan proteoglikan sebagai matriks kolagen pada patahan
tulang. Terbentuk jaringan ikat fibrus dan tulang rawan (osteoid). Dari
periosteum, tampak pertumbuhan melingkar. Kalus tulang rawan tersebut
dirangsang oleh gerakan mikro minimal pada tempat patah tulang. Tetapi gerakan
yang berlebihan akan merusak struktur kalus. Tulang yang sedang aktif tumbuh
menunjukkan potensial elektronegatif (Friedlaender, 1987).
Tahap Pembentukan Kalus, pertumbuhan jaringan berlanjut dan lingkaran
tulang rawan tumbuh mencapai sisi lain sampai celah sudah terhubungkan.
Fragmen patahan tulang digabungkan dengan jaringan fibrus, tulang rawan dan
tulang serat matur. Bentuk kalus dan volume dibutuhkan untuk menghubungkan
defek secara langsung berhubungan dengan jumlah kerusakan dan pergeseran
tulang. Perlu waktu tiga sampai empat minggu agar fragmen tulang tergabung
dalam tulang rawan atau jaringan fibrus. Secara klinis fragmen tulang tidak bisa
lagi digerakkan (Friedlaender, 1987).
14
Gambar 2.3
Fase penyembuhan tulang; hematoma inflamasi, proliferasi, kalus lunak, tulang,
remodeling (Al-Sobayil, 2008).
Tahap Penulangan Kalus (Osifikasi), pembentukan kalus mulai mengalami
penulangan dalam dua sampai tiga minggu patah tulang, melalui proses
penulangan endokondral. Patah tulang panjang orang dewasa normal, penulangan
memerlukan waktu tiga sampai empat bulan. Mineral terus menerus ditimbun
sampai tulang benar-benar telah bersatu dengan keras. Permukaan kalus tetap
bersifat elektronegatif (Miller, 2008).
Tahap Menjadi Tulang Dewasa (Remodeling), tahap akhir perbaikan patah
tulang meliputi pengambilan jaringan mati dan reorganisasi tulang baru ke
susunan struktural sebelumnya. Remodeling memerlukan waktu berbulan-bulan
15
sampai bertahun-tahun tergantung beratnya modifikasi tulang yang dibutuhkan,
fungsi tulang dan pada kasus yang melibatkan tulang kompak dan kanselus stres
fungsional pada tulang. Tulang kanselus mengalami penyembuhan dan
remodeling lebih cepat daripada tulang kortikal kompak, khususnya pada titik
kontak langsung (Al-Sobayil, 2008).
Gambar 2.4
Waktu dari masing masing fase penyembuhan tulang Hematoma (minggu1), Soft