Struktur tulang dan fungsinya dijelaskan dengan lengkap

Apakah tulang hidup? Kebanyakan orang akan berpikir bahwa tulang tidak hidup. Tapi tulang memiliki bagian hidup yang sangat banyak. Bahkan, Anda terus-menerus membuat jaringan tulang baru. Itu berarti bahwa Anda juga terus menyingkirkan tulang. Tulang penuh darah dan saraf dan segala macam sel dan protein, menjadikannya sebagai jaringan hidup yang sangat kompleks.

Jaringan tulang (jaringan tulang) sangat berbeda dari jaringan lain di dalam tubuh. Tulang itu keras dan banyak fungsinya bergantung pada kekerasan karakteristik itu. Diskusi selanjutnya dalam bab ini akan menunjukkan bahwa tulang juga dinamis karena bentuknya menyesuaikan untuk mengakomodasi tekanan. Bagian ini akan memeriksa anatomi kasar tulang terlebih dahulu dan kemudian beralih ke histologinya.

Struktur Tulang

Banyak orang berpikir bahwa tulang sebagai bagian yang mati, kering, dan rapuh. Kata sifat ini benar menggambarkan tulang tengkorak yang diawetkan, tapi tulang-tulang pada manusia adalah hidup dan sangat hidup. Seperti ditunjukkan pada Gambar di bawah, struktur dasar tulang adalah matriks tulang, yang membentuk kerangka kaku yang mendasari tulang, terdiri dari baik tulang kompak dan tulang spons.

Matriks tulang terdiri dari serat protein yang kuat, terutama kolagen, yang menjadi keras dan kaku karena mineralisasi dengan kristal kalsium. Matriks tulang saling silang dengan pembuluh darah dan saraf dan juga mengandung sel-sel tulang khusus yang secara aktif terlibat dalam proses metabolisme.

Sel tulang

Ada tiga jenis sel khusus dalam tulang manusia: osteoblas, osteosit, dan osteoklas. Sel-sel ini bertanggung jawab untuk pertumbuhan tulang dan homeostasis mineral.

• Osteoblas membuat sel-sel tulang baru dan mengeluarkan kolagen dengan mineralisasi menjadi matriks tulang. Mereka bertanggung jawab untuk pertumbuhan tulang dan penyerapan mineral dari darah.
• Osteosit mengatur homeostasis mineral. Mereka mengarahkan penyerapan mineral dari darah dan pelepasan mineral kembali ke dalam darah yang diperlukan.
• Osteoklas melarutkan mineral dalam matriks tulang dan melepaskan mereka kembali ke dalam darah.

Matriks tulang memberikan tulang dengan struktur dasar mereka. Perhatikan tulang spons di tengah, dan tulang kompak menuju wilayah luar. Osteon merupakan unit fungsional dari tulang kompak.

Tulang jauh dari statis, atau tidak berubah. Sebaliknya, mereka adalah dinamis, jaringan hidup yang terus-menerus mengubah wajah. Di bawah arahan osteosit, osteoblas terus membangun tulang, sedangkan osteoklas terus memecahnya.

Jaringan tulang

Tulang terdiri dari berbagai jenis jaringan, termasuk tulang kompak, tulang spons, sumsum tulang, dan periosteum. Semua jenis jaringan ini ditunjukkan pada Gambar di bawah ini.

1. tulang kompak membentuk lapisan luar tulang yang padat. Unit fungsionalnya adalah osteon. Tulang kompak sangat keras dan kuat.
2. Tulang spons ditemukan di dalam tulang dan lebih ringan dan kurang padat daripada tulang kompak. Hal ini karena tulang spons berpori.
3. Sumsum tulang adalah jaringan ikat lunak yang menghasilkan sel-sel darah. Hal ini ditemukan di dalam pori-pori tulang spons.
4. Periosteum adalah bagian kuat, membran fibrosa yang menutupi dan melindungi permukaan luar tulang.

   

   Tulang ini berisi berbagai jenis jaringan tulang. Bagaimana setiap jenis jaringan berkontribusi terhadap fungsi tulang?

Anatomi Kotor Tulang

Struktur tulang panjang memungkinkan untuk visualisasi terbaik dari semua bagian tulang (Gambar 1). Tulang panjang memiliki dua bagian: diafisis dan epifisis. Diafrisis adalah batang tubular yang membentang di antara ujung proksimal dan distal tulang. Daerah berlubang dalam diafisis disebut rongga meduler, yang diisi dengan sumsum kuning. Dinding diafisis terdiri dari tulang padat dan keras.

Bagian yang lebih luas di setiap ujung tulang disebut epifisis (jamak = epifisis), yang diisi dengan tulang sepon. Sumsum merah mengisi ruang di tulang sepon. Setiap epifisis bertemu dengan diafisis pada metafisis, area sempit yang berisi lempeng epifisis (lempeng pertumbuhan), lapisan tulang rawan hialin (transparan) dalam tulang yang sedang tumbuh. Ketika tulang berhenti tumbuh pada usia dewasa awal (sekitar 18-21 tahun), tulang rawan digantikan oleh jaringan tulang dan lempeng epifisis menjadi garis epifisis.

Rongga meduler memiliki lapisan membran halus yang disebut endosteum (end- = “di dalam”; oste- = “tulang”), di mana pertumbuhan tulang, perbaikan, dan renovasi terjadi. Permukaan luar tulang ditutupi dengan membran berserat yang disebut periosteum (peri– = “sekitar” atau “sekitarnya”). Periosteum mengandung pembuluh darah, saraf, dan pembuluh limfatik yang menyehatkan tulang kompak. Tendon dan ligamen juga menempel pada tulang di periosteum. Periosteum menutupi seluruh permukaan luar kecuali tempat epifisis bertemu tulang lain untuk membentuk sendi (Gambar 2). Di wilayah ini, epifisis ditutupi dengan tulang rawan artikular, lapisan tipis tulang rawan yang mengurangi gesekan dan bertindak sebagai peredam kejut.

Tulang pipih, seperti tulang tempurung kepala, terdiri dari lapisan diploe (tulang sepon), yang diikat di kedua sisinya oleh lapisan tulang padat (Gambar 3). Dua lapisan tulang kompak dan tulang spons interior bekerja bersama untuk melindungi organ internal. Jika lapisan luar fraktur tulang tengkorak, otak masih dilindungi oleh lapisan dalam yang utuh.

Sel dan Jaringan Tulang

Tulang mengandung sejumlah kecil sel yang tertanam dalam matriks serat kolagen yang memberikan permukaan agar kristal garam anorganik melekat. Kristal garam ini terbentuk ketika kalsium fosfat dan kalsium karbonat bergabung untuk menciptakan hidroksiapatit, yang menggabungkan garam anorganik lainnya seperti magnesium hidroksida, fluorida, dan sulfat ketika mengkristal, atau mengalsifikasi, pada serat kolagen. Kristal hidroksiapatit memberi tulang kekerasan dan kekuatannya, sedangkan serat kolagen memberi mereka kelenturan sehingga tidak rapuh.

Meskipun sel-sel tulang membentuk sejumlah kecil volume tulang, mereka sangat penting untuk fungsi tulang. Empat jenis sel ditemukan dalam jaringan tulang: osteoblas, osteosit, sel osteogenik, dan osteoklas (Gambar 5).

Osteoblas adalah sel tulang yang berfungsi untuk membentuk tulang baru dan ditemukan di bagian tulang yang tumbuh, termasuk periosteum dan endosteum. Osteoblas, yang tidak membelah, mensintesis dan mengeluarkan matriks kolagen dan garam kalsium. Ketika matriks yang disekresikan yang mengelilingi osteoblas terkalsifikasi, osteoblas terperangkap di dalamnya; sebagai hasilnya, ia berubah dalam struktur dan menjadi osteosit, sel primer dari tulang dewasa dan jenis sel tulang yang paling umum. Setiap osteosit terletak di ruang yang disebut lakuna dan dikelilingi oleh jaringan tulang. Osteosit menjaga konsentrasi mineral dari matriks melalui sekresi enzim. Seperti osteoblas, osteosit tidak memiliki aktivitas mitosis. Mereka dapat berkomunikasi satu sama lain dan menerima nutrisi melalui proses sitoplasma panjang yang meluas melalui kananikuli, saluran dalam matriks tulang.

Jika osteoblas dan osteosit tidak mampu mitosis, lalu bagaimana mereka diisi ulang ketika yang lama mati? Jawabannya terletak pada sifat-sifat kategori ketiga sel tulang — sel osteogenik. Sel-sel osteogenik ini tidak berdiferensiasi dengan aktivitas mitosis tinggi dan mereka adalah satu-satunya sel tulang yang membelah. Sel osteogenik yang belum matang ditemukan di lapisan dalam periosteum dan sumsum. Mereka berdiferensiasi dan berkembang menjadi osteoblas.

Sifat dinamis tulang berarti bahwa jaringan baru terus-menerus terbentuk, dan tulang tua, cedera, atau tidak perlu dilarutkan untuk perbaikan atau untuk pelepasan kalsium. Sel yang bertanggung jawab untuk resorpsi tulang, atau kerusakan, adalah osteoklas. Mereka ditemukan di permukaan tulang, berinti banyak, dan berasal dari monosit dan makrofag, dua jenis sel darah putih, bukan dari sel osteogenik. Osteoklas terus menerus menghancurkan tulang lama sementara osteoblas terus membentuk tulang baru. Keseimbangan yang sedang berlangsung antara osteoblas dan osteoklas bertanggung jawab atas pembentukan kembali tulang yang konstan tetapi halus. Tabel 3 mengulas macam-macam sel-sel tulang, fungsinya, dan letak.

Tulang Kompak dan Tulang Spons

Perbedaan antara tulang kompak dan spons paling baik dieksplorasi melalui histologinya. Sebagian besar tulang mengandung jaringan osseus yang padat dan kenyal, tetapi distribusi dan konsentrasinya bervariasi berdasarkan fungsi keseluruhan tulang. Tulang kompak padat sehingga dapat menahan gaya tekan, sementara tulang spons (kanselus) memiliki ruang terbuka dan mendukung pergeseran dalam distribusi berat.

Tulang kompak

Tulang kompak lebih padat, lebih kuat dari dua jenis jaringan tulang (Gambar 6). Tulang kompak dapat ditemukan di bawah periosteum dan diafisis tulang panjang, di mana ia fungsinya memberikan dukungan dan perlindungan.

Unit struktural mikroskopis dari tulang kompak disebut sistem osteon, atau Haversian. Setiap osteon terdiri dari cincin konsentris dari matriks terkalsifikasi yang disebut lamellae (tunggal = lamela). Berjalan di tengah setiap osteon adalah kanal pusat, atau kanal Haversian, yang berisi pembuluh darah, saraf, dan pembuluh limfatik. Pembuluh dan saraf ini bercabang di sudut kanan melalui kanal perforasi, juga dikenal sebagai kanal Volkmann, untuk meluas ke periosteum dan endosteum.

Osteosit terletak di dalam ruang yang disebut lakuna, ditemukan di perbatasan lamela yang berdekatan. Seperti dijelaskan sebelumnya, kananikuli terhubung dengan kananikuli lakuna lain dan akhirnya dengan kanal pusat. Sistem ini memungkinkan nutrisi untuk diangkut ke osteosit dan limbah dikeluarkan dari mereka.

Tulang Spons (Cancellous)

Seperti tulang kompak, tulang sepon, juga dikenal sebagai tulang kanselus, mengandung osteosit yang bertempat di lakuna, tetapi mereka tidak tersusun dalam lingkaran konsentris. Sebagai gantinya, lakuna dan osteosit ditemukan dalam jaringan lonjakan matriks mirip kisi yang disebut trabekula (Gambar 7). Trabekula mungkin tampak sebagai jaringan acak, tetapi setiap trabekula terbentuk di sepanjang garis stres untuk memberikan kekuatan pada tulang. Ruang-ruang jaringan trabekulasi memberikan keseimbangan tulang padat dan padat dengan membuat tulang lebih ringan sehingga otot dapat menggerakkannya dengan lebih mudah. Selain itu, ruang di beberapa tulang spons mengandung sumsum merah, dilindungi oleh trabekula, tempat hematopoiesis terjadi.

Pasokan Darah dan Saraf pada tulang

Tulang sepon dan rongga meduler menerima makanan dari arteri yang melewati tulang kompak. Arteri masuk melalui foramen nutrisi (jamak = foramina), bukaan kecil di diafisis ([tautan]). Osteosit dalam tulang sepon diberi makan oleh pembuluh darah periosteum yang menembus tulang sepon dan darah yang bersirkulasi di rongga sumsum. Saat darah melewati rongga sumsum, darah dikumpulkan oleh vena, yang kemudian keluar dari tulang melalui foramina.

Selain pembuluh darah, saraf mengikuti jalur yang sama ke tulang di mana mereka cenderung berkonsentrasi di daerah yang lebih aktif secara metabolik tulang. Saraf merasakan sakit, dan tampaknya saraf juga berperan dalam mengatur suplai darah dan pertumbuhan tulang, karenanya konsentrasinya di tempat-tempat yang aktif secara metabolik tulang.

Ringkasan

Di bawah arahan osteosit, osteoblas terus membangun tulang, sedangkan osteoklas terus memecah tulang. Proses ini membantu mempertahankan homeostasis mineral. Jaringan tulang termasuk tulang kompak, tulang spons, sumsum tulang, dan periosteum.

Sebuah rongga meduler berongga diisi dengan sumsum kuning membentang diafisis tulang panjang. Dinding diafisis adalah tulang kompak. Epifisis, yang merupakan bagian yang lebih luas di masing-masing ujung tulang panjang, diisi dengan tulang sepon dan sumsum merah. Pelat epifisis, lapisan tulang rawan hialin, digantikan oleh jaringan tulang saat organ tumbuh panjang. Rongga meduler memiliki lapisan membran halus yang disebut endosteum. Permukaan luar tulang, kecuali di daerah yang ditutupi dengan tulang rawan artikular, ditutupi dengan membran berserat yang disebut periosteum. Tulang pipih terdiri dari dua lapisan tulang kompak yang mengelilingi lapisan tulang sepon. Penandaan tulang tergantung pada fungsi dan lokasi tulang. Artikulasi adalah tempat di mana dua tulang bertemu. Proyeksi menonjol keluar dari permukaan tulang dan memberikan titik perlekatan untuk tendon dan ligamen. Lubang adalah bukaan atau depresi di tulang.

Matriks tulang terdiri dari serat kolagen dan bahan organik tanah, terutama hidroksiapatit yang terbentuk dari garam kalsium. Sel-sel osteogenik berkembang menjadi osteoblas. Osteoblas adalah sel yang membuat tulang baru. Mereka menjadi osteosit, sel-sel tulang dewasa, ketika mereka terjebak dalam matriks. Osteoklas terlibat dalam resorpsi tulang. Tulang kompak padat dan tersusun dari osteon, sedangkan tulang sepon kurang padat dan tersusun atas trabekula. Pembuluh darah dan saraf memasuki tulang melalui foramina nutrisi untuk memelihara dan mempersarafi tulang.