Endoskeleton adalah kerangka yang ditemukan di bagian dalam tubuh yang berfungsi memberikan dukungan dan perlindungan struktural untuk organ dan jaringan internal suatu organisme.
Sel Tulang dapat memiliki beberapa bentuk, dan dapat berbeda dalam kompleksitas, bentuk dan fungsinya, tergantung pada kebutuhan hewan. Kebanyakan vertebrata memiliki endoskeleton, yang terdiri dari jaringan mineral dalam bentuk tulang dan tulang rawan. ‘Kerangka sejati’ ini terbentuk dari mesoderm selama embriogenesis.
Ikan dalam kelas chondrichthyes (hiu, pari dan chimaeras) memiliki kerangka endoskopi; meskipun, bukannya tulang, kerangka mereka terbuat dari tulang rawan, otot, dan jaringan ikat.
Sementara mayoritas invertebrata memiliki eksoskeleton non-kartilaginosa, beberapa invertebrata tertentu memiliki endoskeleton, termasuk cumi dan gurita, serta echinodermata seperti bintang laut dan bulu babi.
Porifera (spons) dan cnidaria (ubur-ubur) adalah invertebrata yang memiliki bentuk endoskeleton yang disebut kerangka hidrostatik. Alih-alih tulang atau tulang rawan, itu terdiri dari rongga yang disebut coelom, yang diisi dengan zat gelatin yang disebut mesohyl, dan didukung oleh tekanan cairan.
Keuntungan yang dimiliki endoskeleton dibandingkan eksoskeleton adalah – sebagai jaringan hidup – endoskeleton tumbuh bersamaan dengan bagian tubuh lainnya. Untuk tumbuh dari masa kanak-kanak hingga dewasa, organisme dengan eksoskeleton harus melepaskan atau ‘meranggas’ kerangka luarnya dan kemudian menumbuhkan yang baru. Ini tidak perlu dilakukan dengan endoskeleton. Selama proses molting, hewan tidak memiliki eksoskeleton dan karenanya sangat rentan. Selain itu, bisa sangat mahal dalam hal sumber daya untuk menumbuhkan atau memperoleh kerangka kerja baru,
Meskipun masih ringan, endoskeleton juga dapat mendukung bobot tubuh yang lebih besar daripada eksoskeleton. Ini memungkinkan organisme vertebrata tumbuh hingga ukuran yang jauh lebih besar daripada yang memiliki kerangka eksternal, seperti serangga.
Tulang
Ada dua jenis jaringan tulang di dalam kerangka manusia:
Tulang Kortikal
Tulang kortikal – juga disebut ‘tulang kompak’ – adalah jaringan tulang padat yang membentuk bagian luar yang keras dan memberi tulang panjang kekuatan mereka.
Tulang kompak terbentuk dari matriks terkalsifikasi yang mengandung sangat sedikit ruang, meskipun memang mengandung banyak kolom silinder kecil dengan lebar hanya beberapa milimeter yang disebut lamellae. Lamella ini membentuk osteon atau sistem haversian.
Di dalam osteon terdapat kanal haversian, kanal sentral yang mengelilingi sel-sel darah dan saraf.
Sekitar kanal haversian adalah osteosit, yang menyimpan jaringan mineral tulang seperti kalsium. Osteosit ini terhubung satu sama lain dalam jaringan kanal kecil yang disebut kanalikuli, yang memungkinkan mereka untuk mengangkut mineral, asam lemak dan limbah dan antara satu sama lain.
Tulang kanselus
Tulang kanselus, juga dikenal sebagai tulang trabecular atau ‘tulang sepon’, membentuk bagian dalam struktur tulang. Tulang kanselus biasanya ditemukan di ujung tulang panjang, tengkorak, tulang panggul dan tulang belakang.
Ini adalah tulang yang ringan dan keropos dengan jaringan yang disusun menjadi matriks seperti sarang lebah dengan ruang besar; ruang-ruang ini sering diisi dengan pembuluh darah dan sumsum tulang. Struktur utama tulang kanselus dibentuk dari tulang seperti batang tipis yang disebut trabekula.
Fungsi Endoskeleton
Perlindungan dan Dukungan
Endoskeleton menyediakan dukungan struktural untuk tubuh, memungkinkan pemiliknya untuk berdiri; tanpanya, tubuh tidak akan memiliki bentuk.
Meskipun kerangka tidak selalu mencegah kerusakan pada organ luar seperti kulit, ia memberikan banyak perlindungan bagi organ dalam.
Kerangka vertebrata terbentuk dari dua bagian yang berbeda:
Kerangka aksial adalah ‘kerangka bagian dalam’. Ini terdiri dari tengkorak, tulang rusuk dan kolom tulang belakang. Fungsi pelindung utamanya adalah untuk sistem saraf pusat dan organ vital seperti paru-paru, jantung, ginjal, dan hati.
Kerangka apendikular terdiri dari korset panggul, tulang belikat dan tulang lengan serta tungkai dan kaki. Bagian endoskeleton ini melindungi dan mendukung anggota badan.
Gerakan
Tulang, ketika didukung oleh fungsi otot, memberikan kapasitas gerak. Otot-otot melekat pada tulang melalui tendon atau ligamen.
Karena struktur tulang sebagian besar kaku, gerakan kerangka dimungkinkan dengan menghubungkan tulang yang disebut persendian. Ada beberapa jenis sambungan yang berbeda, memungkinkan rentang gerakan yang berbeda.
Pinggul dan bahu memiliki sendi peluru. Bagian ‘bola’ dari sendi adalah tulang bulat, yang pas dengan ‘soket’, dan dapat bergerak di hampir semua arah.
Pergelangan tangan memiliki sendi ‘kondiloid’. Ini serupa strukturnya dengan sendi bola dan soket (peluru), dan meskipun memiliki berbagai gerakan, itu tidak memungkinkan pergelangan tangan berputar 360 derajat.
Sendi ‘pelana’ adalah sambungan yang memungkinkan gerakan di ibu jari. Ini memberikan kisaran gerakan yang sama dengan sendi kondiloid meskipun tidak bisa menekuk ke belakang.
Sendi ‘engsel’ ditemukan di dalam jari-jari tangan dan kaki. Ini memungkinkan gerakan seperti engsel pintu — membungkuk dan meluruskan, meskipun tidak mundur atau menyamping. Sendi lutut dan pergelangan kaki, meskipun engsel, memungkinkan tingkat gerakan ketika tungkai dipegang dalam posisi tertentu.
Penyimpanan
Sel-sel osteosit – sel-sel berbentuk bintang yang membentuk jaringan yang mengelilingi kanal haversian – adalah sel-sel yang bertanggung jawab untuk pemeliharaan tulang dewasa.
Tulang terdiri dari kalsium, fosfor dan asam lemak lainnya, yang semuanya disimpan dalam osteosit dalam tulang padat. Ketika tubuh membutuhkan nutrisi ini, mereka dapat diambil dari tempat penyimpanan ini dan digunakan.
Tempat produksi
Di dalam tulang kanselus adalah jaringan fleksibel yang disebut sumsum tulang. Ada dua jenis sumsum tulang: sumsum kuning dan sumsum merah.
Di dalam sumsum tulang, ada sel khusus yang disebut ‘sel batang’. Ini unik karena mereka memiliki kemampuan untuk menjadi jenis sel lainnya.
Sumsum tulang kuning terutama terdiri dari lemak, yang memberinya warna kuning. Lemak ini mengandung sumber energi yang dapat digunakan pada saat kelaparan. Sumsum kuning mengandung sel punca yang disebut stroma, yang dapat menghasilkan lemak, tulang rawan, dan jaringan tulang).
Sumsum tulang merah — juga disebut jaringan myeloid — mengandung sel induk hemopoietik, yang menghasilkan bermacam-macam sel darah berbeda melalui haematopoiesis. Sistem ini biasanya menghasilkan sekitar 500 miliar sel darah per hari.
Beberapa sel darah ini adalah sel darah merah yang terkait dengan membawa oksigen ke seluruh tubuh, sementara yang lain, seperti limfosit, sangat penting untuk mendukung sistem kekebalan tubuh.
Homeostasis
Tulang-tulang endoskeleton memiliki sekitar 99% kalsium tubuh, sehingga mereka memainkan peran penting dalam pengaturan kadar kalsium dalam tubuh melalui proses homeostasis.
Ketika kadar kalsium darah menjadi terlalu tinggi, hormon kalsitonin dilepaskan dari kelenjar tiroid. Kalsitonin menghambat sel-sel osteoklas (yang bertanggung jawab untuk memecah jaringan tulang) di dalam osteon, dan menstimulasi sel-sel osteoblas (yang bertanggung jawab untuk membangun jaringan tulang), sehingga menyerap kalsium ke tulang dan menurunkan kadar kalsium dalam darah.
Ketika kadar kalsium terlalu tinggi, kelenjar tiroid melepaskan hormon paratiroid, yang bertindak untuk menghambat osteoblas dan menstimulasi osteoklas, serta mengurangi produksi kalsium dari ginjal dan meningkatkan jumlah kalsium yang diserap oleh usus kecil, sehingga meningkatkan darah kadar kalsium.
