Rangka adalah kerangka kerja pendukung dari suatu organisme. Biasanya terbuat dari jaringan keras, kaku yang mendukung bentuk tubuh hewan dan melindungi organ yang rentan. Untuk hewan yang tinggal di darat, kerangka juga diperlukan untuk mendukung gerakan, karena berjalan dan terbang bergantung pada kemampuan untuk mengerahkan kekuatan pada tuas yang kaku seperti kaki dan sayap.
Arthropoda seperti serangga memiliki “eksoskeleton” – penutup luar dari bahan keras yang disebut kitin yang melindungi jaringan internal mereka dan memungkinkan mereka untuk berjalan, melompat, dan terbang. Vertebrata seperti manusia memiliki kerangka-kerangka internal, terbuat dari jaringan yang disebut tulang yang membuat kaki mereka kaku dan melindungi organ-organ vital seperti jantung dan otak.
Istilah “vertebrata,” sebenarnya, berasal dari bagian spesifik dari kerangka internal – “vertebrae” adalah tulang kecil yang membungkus dan melindungi sumsum tulang belakang, jaringan vital yang bertindak sebagai saluran informasi antara otak dan bagian tubuh lainnya. Kerangka kebanyakan vertebrata, termasuk manusia, terbuat dari tulang. Tulang adalah struktur kompleks yang terdiri dari berbagai jenis jaringan, yang melakukan fungsi struktural dan biologis.
Untuk mahasiswa anatomi dan mahasiswa kedokteran, penting untuk dicatat bahwa lengan bawah kerangka ini diputar ke depan untuk menunjukkan bagaimana tulang lengan terlihat dari sudut yang berbeda. Ini bukan posisi standar yang ditemukan di sebagian besar diagram anatomi, jadi ingatlah bahwa di sebagian besar diagram, kedua lengan diposisikan seperti lengan kiri kerangka ini. Di sini kita akan berbicara lebih banyak tentang penjelasan fungsi rangka pada tubuh manusia.
Untuk vertebrata seperti manusia, kerangka melakukan banyak fungsi penting. Beberapa berhubungan langsung dengan tujuan semua kerangka menyediakan dukungan struktural, perlindungan, dan dukungan untuk penggerak. Lainnya adalah fungsi biologis yang tidak terkait dengan dukungan struktural yang telah diadopsi oleh jaringan tulang vertebrata seiring waktu. Fungsi kerangka meliputi:
1. Dukungan Struktural
Rangka tubuh manusia berfungsi untuk memberikan bentuk vital bagi tubuh. Beberapa hewan yang hidup di air, seperti gurita, tidak memiliki kerangka. Ini dimungkinkan karena jaringan mereka sebagian didukung oleh air yang mengelilinginya, yang jauh lebih berat daripada udara dan memungkinkan beberapa struktur tubuh hewan mengapung. Anda akan melihat bahwa gurita tidak melakukannya dengan baik jika di simpan di tanah kering!
Untuk hewan darat, penting untuk memiliki kerangka yang melawan gaya gravitasi, yang mungkin mencegah gerakan dan bahkan menghancurkan organ. Itulah sebabnya semua hewan darat bergerak memiliki rangka luar, seperti serangga dan laba-laba, atau kerangka internal, seperti manusia dan vertebrata lainnya.
2. Daya penggerak
Hampir semua bentuk penggerak di darat membutuhkan kemampuan untuk mendorong tuas yang kaku terhadap lingkungan kita. Ketika kita berjalan, tulang kaki kita adalah tuas yang mengerahkan kekuatan di tanah untuk mendorong kita maju. Ketika burung terbang, tulang sayap mereka adalah tuas yang mendorong molekul udara untuk memungkinkan mereka bergerak.
Peran tulang dalam penggerak adalah alasan utama mengapa patah tulang bisa menjadi hukuman mati bagi hewan di alam liar. Tanpa tuas yang utuh untuk mendorong, hewan tidak dapat bergerak dengan cepat atau sama sekali diam, yang pada gilirannya membuat mereka tidak dapat menemukan makanan atau melarikan diri dari pemangsa.
3. Perlindungan
Selain mendukung struktur tubuh terhadap gaya gravitasi dan memungkinkan penggerak, kerangka memainkan peran vital melindungi organ-organ penting dari cedera. Beberapa tulang pelindung penting dalam tubuh manusia meliputi:
- Tengkorak adalah lapisan tebal tulang yang melindungi otak dari cedera.
- Kolom tulang belakang – terbuat dari “vertebra,” yang kemudian disebut “vertebrata” nama ini diberikan karena – melindungi sumsum tulang belakang, yang merupakan saraf utama yang memungkinkan otak untuk berkomunikasi dengan tubuh.
- Tulang rusuk membentuk penghalang pelindung di sekitar paru-paru dan jantung, yang tanpanya tubuh tidak akan mampu memasok darah ke otak dan akan segera mati.
Tubuh vertebrata harus membuat kompromi antara proteksi dan mobilitas. Organ perut bagian bawah kita seperti usus, misalnya, tidak dilindungi oleh tulang rusuk. Tetapi kurangnya lapisan keras di sekitar perut kita memungkinkan kita untuk menekuk memanjat, dan menggeser berat badan kita dengan cara yang sangat meningkatkan mobilitas kita!
4. Produksi sel darah
Untuk hewan dengan kerangka internal, tulang juga melakukan fungsi biologis penting lainnya yang tidak terkait langsung dengan peran mereka sebagai dukungan struktural. Pada manusia, salah satu peran terpenting adalah produksi sel darah. Tulang kita terbuat dari jaringan hidup. Jaringan luar mereka keras dan kaku, tetapi jaringan dalam mereka lembut dan melayani tujuan lain. Di bagian dalam tulang kita – di bagian yang disebut “sumsum tulang belakang” – sel-sel induk yang menciptakan sel darah merah dan putih kita dapat ditemukan. Tanpa sumsum tulang yang sehat, tubuh kita akan berhenti menggantikan sel-sel darah mereka – dan akan segera kehilangan kemampuan untuk mengangkut oksigen dan melawan infeksi!
Inilah sebabnya mengapa transplantasi sumsum tulang kadang-kadang diresepkan untuk orang-orang dengan “kanker darah.” Dalam kanker darah seperti leukemia, sel-sel kanker sebenarnya berasal dari sumsum tulang. Sel-sel kanker ini menghasilkan sejumlah besar sel-sel darah, tetapi sel-sel darah yang mereka hasilkan tidak berfungsi dengan baik.
Akibatnya, orang-orang dengan kanker sel-sel induk yang menghasilkan sel-sel darah putih mungkin memiliki jumlah sel darah putih yang sangat tinggi – tetapi mereka mengalami kesulitan melawan infeksi, karena sel-sel darah putih yang diproduksi oleh sel-sel induk kanker tidak berfungsi dengan baik.
Dalam transplantasi sumsum tulang, dokter berusaha untuk mematikan sel induk di sumsum tulang pasien sendiri, dan kemudian mengganti beberapa sumsum dengan sumsum dari donor sehat yang dapat menghasilkan sel darah yang sehat.
5. Penyimpanan
Tulang dapat menyimpan lemak dan mineral yang kaya kalori yang mungkin diperlukan jaringan tubuh lainnya di kemudian hari. Bagian keras dari jaringan tulang kaya akan kalsium, yang dalam keadaan darurat tubuh dapat melepaskan dari tulang untuk melayani tujuan lain. Jaringan sumsum tulang kuning terutama terdiri dari lemak, yang dapat bertindak sebagai titik penyimpanan kalori dan nutrisi.
Jaringan sumsum tulang merah kaya zat besi, bahan penting untuk sel darah merah. Kekurangan zat besi adalah penyebab umum anemia – suatu kondisi di mana tidak cukupnya produksi sel darah merah dapat menyebabkan kelemahan, kelelahan, pusing, dan bahkan pingsan.
Fungsi rangka lainnya sebagai Regulasi endokrin
Sel tulang melepaskan hormon yang disebut osteokalsin, yang memiliki efek pada gula darah, penyimpanan lemak, dan hormon jenis kelamin pria. Pelepasan osteokalsin oleh sel-sel tulang mendorong pankreas melepaskan lebih banyak insulin, sehingga menurunkan gula darah dan meningkatkan konsumsi gula oleh sel. Ini juga menyebabkan sel-sel lemak melepaskan hormon yang disebut adiponektin, yang mendorong pemecahan lemak menjadi energi.
Osteokalsin mengarahkan testis pria untuk menghasilkan lebih banyak testosteron, dan juga diduga mendorong tubuh untuk memproduksi lebih banyak sel tulang. Interaksi rumit antara hormon dalam tubuh manusia tidak dipahami dengan baik. Dalam hal ini, mungkin dengan mendorong pelepasan insulin dan pemecahan lemak untuk energi, itu mungkin membebaskan energi tambahan yang dapat digunakan tubuh untuk menumbuhkan lebih banyak sel tulang.
