Pernahkah Anda mengalami patah tulang kaki atau tulang lainnya? Memiliki tulang yang patah benar-benar dapat membatasi aktivitas Anda. Tulang sangat keras, tetapi akan patah, atau retak jika ada kekuatan yang cukup. Untungnya, tulang adalah organ yang sangat aktif yang dapat memperbaiki dirinya sendiri jika patah. Tulang juga bisa merombak diri dan tumbuh. Anda akan mempelajari bagaimana tulang dapat melakukan semua hal ini dalam konsep ini.
Tulang panjang melebar di lempeng epifisis dengan penambahan jaringan tulang dan peningkatan lebar dengan proses yang disebut pertumbuhan appositional.
Pengertian
Osifikasi adalah transisi bertahap dari kerangka fibrosa atau tulang rawan ke tulang. Proses ini berlangsung pada tingkat yang berbeda dan selesai pada usia yang berbeda tergantung pada lokasi pengerasan. Proses pembentukan tulang, yang disebabkan oleh aksi sel tulang khusus yang disebut osteoklas, yang menyerap jaringan tulang tua, dan osteoblas, yang terbentuk dari osteoklas dan menghasilkan jaringan tulang baru. Perombakan tulang ini adalah proses konstan yang mempertahankan kekuatan tulang.
Pertumbuhan Tulang
Pada awal perkembangan janin manusia, kerangka hampir seluruhnya terbuat dari tulang rawan. Tulang rawan yang relatif lunak secara bertahap berubah menjadi tulang keras melalui pengerasan. Osifikasi adalah proses di mana jaringan tulang dibuat dari tulang rawan. Langkah-langkah pembentukan tulang kerangka dari tulang rawan diilustrasikan pada Gambar.
Urutan Langkah-langkah pertumbuhan tulang adalah sebagai berikut:
- Tulang rawan “model” bentuk awal tulang keras; model ini terus berkembang seiring dengan terjadinya osifikasi.
- Osifikasi dimulai dari pusat osifikasi primer di tengah tulang.
- Osifikasi kemudian mulai terjadi di pusat osifikasi sekunder di ujung tulang.
- Bentuk rongga meduler dan akan berisi sumsum tulang merah.
- Area osifikasi bertemu di pelat epifisis, dan bentuk tulang rawan artikular. Pertumbuhan tulang berakhir.
Pertumbuhan tulang Longitudinal
Pelat epifisis bertanggung jawab untuk pertumbuhan tulang longitudinal. Gambar ini menunjukkan zona yang berbatasan dengan lempeng epifisis dari epifisis. Lapisan paling atas dari epifisis adalah kawasan cadangan. Zona kedua, zona proliferasi, di mana kondrosit terus mengalami mitosis.
Zona berikutnya adalah zona pematangan dan hipertrofi dimana lipid, glikogen, dan alkali fosfatase menumpuk, menyebabkan matriks tulang rawan untuk mengeras karena kapur.
Zona berikut adalah matriks kalsifikasi mana kondrosit telah mengeras dan mati sebagai matrik di sekitar mereka telah kalsifikasi. Ini paling bawah baris adalah zona osifikasi yang merupakan bagian dari metafisis. Jaringan tulang baru disimpan di bagian atas zona osifikasi disebut spongiosa primer, sedangkan tulang yang lebih tua diberi label dengan spongiosa sekunder.
Tulang panjang terus memperpanjang (berpotensi sepanjang masa remaja) melalui penambahan jaringan tulang pada pelat epifisis. Mereka juga meningkatkan lebar melalui pertumbuhan appositional.
Perpanjangan Tulang Panjang
Pelat epifisis adalah area pertumbuhan tulang panjang. Ini adalah lapisan tulang rawan hialin dimana pengerasan terjadi pada tulang dewasa. Di sisi lempeng epifisis epifisis, tulang rawan terbentuk. Di sisi diaphyseal, tulang rawan mengeras, memungkinkan diafisis untuk tumbuh panjang. Metafisis adalah bagian macam tulang panjang antara epifisis dan diafisis sempit. Hal ini dianggap sebagai bagian dari lempeng pertumbuhan: bagian dari tulang yang tumbuh selama masa kanak-kanak, yang, seperti tumbuh, mengeras di dekat diafisis dan epifisis.
Pelat epifisis terdiri dari empat zona sel dan aktivitas.
- Zona cadangan, daerah yang paling dekat ke ujung pelat epifisis, berisi kondrosit kecil dalam matriks (Gambar 1). Kondrosit ini tidak berpartisipasi dalam pertumbuhan tulang, melainkan, mereka mengamankan pelat epifisis pada jaringan tulang dari epifisis.
- Zona proliferatif, lapisan selanjutnya menuju diafisis, berisi tumpukan kondrosit sedikit-lebih besar (Gambar 1). Hal ini terus membuat kondrosit baru melalui mitosis.
- Zona pematangan dan hipertrofi berisi kondrosit yang lebih tua dan lebih besar daripada yang di zona proliferasi (Gambar 1). Sel-sel yang lebih matang yang terletak lebih dekat ke akhir pelat diaphyseal. Di zona ini, lipid, glikogen, dan alkali fosfatase menumpuk, menyebabkan matriks tulang rawan untuk mengeras karena kapur. Pertumbuhan memanjang tulang adalah hasil dari divisi seluler di zona proliferasi bersama dengan pematangan sel-sel di zona pematangan dan hipertrofi.
- Zona matriks kalsifikasi, zona yang paling dekat dengan diafisis, berisi kondrosit yang mati karena matriks di sekitar mereka telah kalsifikasi (Gambar 1). Kapiler dan osteoblas dari diafisis menembus zona ini. Osteoblas mensekresi jaringan tulang pada tulang rawan kalsifikasi tersisa. Dengan demikian, zona matriks kalsifikasi menghubungkan lempeng epifisis ke diafisis tersebut. Sebuah tulang tumbuh panjang ketika jaringan tulang ditambahkan ke diafisis tersebut.
Setelah zona matriks kalsifikasi, ada zona osifikasi, yang sebenarnya adalah bagian dari metafisis (Gambar 1). Arteri dari cabang metafisis melalui trabekula baru terbentuk di zona ini. Jaringan tulang baru disimpan di bagian atas zona osifikasi disebut spongiosa primer. Semakin tua tulang di bagian bawah zona osifikasi disebut spongiosa sekunder.
Tulang terus tumbuh panjang sampai awal masa dewasa dengan tingkat pertumbuhan yang dikendalikan oleh hormon. Ketika kondrosit pada lempeng epifisis berhenti proliferasi dan tulang menggantikan tulang rawan, pertumbuhan memanjang berhenti. Semua yang tersisa dari pelat epifisis adalah garis epifisis (Gambar 2).
Penebalan Panjang Tulang
Sementara tulang meningkat panjang, mereka juga meningkat diameter, pertumbuhan diameter dapat terus bahkan setelah pertumbuhan memanjang berhenti. Ini disebut pertumbuhan appositional. Osteoklas, sel-sel yang bekerja untuk memecah tulang, menyerap tulang tua yang melapisi rongga meduler. Pada saat yang sama, osteoblas melalui osifikasi intramembran, menghasilkan jaringan tulang baru di bawah periosteum. Erosi tulang yang sudah tua di sepanjang rongga meduler dan deposisi tulang baru di bawah periosteum tidak hanya meningkatkan diameter diafisis, tetapi juga meningkatkan diameter rongga meduler. Proses ini disebut modeling.
Remodeling Tulang
Bahkan setelah kematangan tulang tercapai, tulang secara konstan diserap kembali dan diganti dengan tulang baru dalam proses yang dikenal sebagai pembentukan kembali tulang. Dalam proses seumur hidup ini, jaringan tulang yang matang terus menerus dibalik, dengan sekitar 10 persen dari massa kerangka orang dewasa sedang direnovasi setiap tahun. Renovasi tulang dilakukan melalui kerja osteoklas, yaitu sel-sel tulang yang menyerap tulang dan melarutkan mineralnya; dan osteoblas, yaitu sel tulang yang membuat matriks tulang baru.
Remodeling tulang memiliki beberapa fungsi. Ini membentuk tulang kerangka saat seorang anak tumbuh, dan memperbaiki kekurangan kecil pada tulang akibat gerakan sehari-hari. Remodeling juga membuat tulang lebih tebal pada titik-titik di mana otot memberi tekanan paling besar pada mereka. Selain itu, renovasi membantu mengatur homeostasis mineral karena ia melepaskan mineral dari tulang ke dalam darah atau menyerap mineral dari darah ke tulang. Gambar di bawah ini menunjukkan bagaimana osteoklas di tulang terlibat dalam regulasi kalsium.
Tindakan osteoblas dan osteoklas dalam pembentukan kembali tulang dan homeostasis kalsium dikendalikan oleh sejumlah enzim, hormon, dan zat lain yang mendorong atau menghambat aktivitas sel. Dengan cara ini, zat ini mengontrol kecepatan pembentukan, penghancuran, dan perubahan bentuk tulang. Misalnya, kecepatan di mana osteoklas menyerap tulang dan melepaskan kalsium ke dalam darah dipromosikan oleh hormon paratiroid (PTH) dan dihambat oleh kalsitonin, yang diproduksi oleh kelenjar tiroid. Laju osteoblas membuat tulang baru dirangsang oleh hormon pertumbuhan, yang diproduksi oleh lobus anterior kelenjar pituitari. Hormon tiroid dan hormon kelamin (estrogen dan androgen) juga merangsang osteoblas untuk membuat tulang baru.
Perbaikan Tulang
Perbaikan tulang, atau penyembuhan, adalah proses di mana tulang memperbaiki dirinya sendiri setelah patah tulang. Anda dapat melihat sinar-X dari patah tulang pada Gambar. Pada fraktur ini, humerus di lengan atas telah sepenuhnya dipatahkan melalui porosnya.
Sebelum patah tulang ini sembuh, dokter harus mendorong bagian tulang yang terlantar kembali ke posisi yang benar. Kemudian tulang harus distabilkan – misalnya, dengan gips dan / atau peniti yang dimasukkan ke dalam tulang melalui pembedahan – sampai proses penyembuhan alami tulang selesai. Proses ini mungkin membutuhkan waktu beberapa minggu.
Proses perbaikan tulang terutama ditentukan oleh periosteum, yang merupakan membran jaringan ikat yang menutupi tulang. Periosteum adalah sumber utama sel prekursor yang berkembang menjadi osteoblas, yang penting untuk proses penyembuhan. Tulang sembuh saat osteoblas membentuk jaringan tulang baru.
Meskipun perbaikan tulang adalah proses fisiologis alami, hal itu dapat didorong atau dihambat oleh beberapa faktor. Misalnya, perbaikan patah tulang kemungkinan akan lebih berhasil dengan asupan nutrisi yang memadai.
Usia, jenis tulang, terapi obat, dan penyakit tulang yang sudah ada sebelumnya merupakan faktor tambahan yang dapat memengaruhi penyembuhan. Tulang yang melemah karena penyakit, seperti osteoporosis atau kanker tulang, tidak hanya cenderung sembuh lebih lambat tetapi juga lebih mungkin untuk patah tulang.
Ringkasan Pertumbuhan Tulang
- Pelat epifisis, area pertumbuhan yang terdiri dari empat zona, di mana tulang rawan terbentuk di sisi epifisis sementara tulang rawan yang mengeras di sisi diaphyseal, sehingga memperpanjang tulang.
- Masing-masing dari empat zona memiliki peran dalam proliferasi, maturasi, dan kalsifikasi dari sel-sel tulang yang ditambahkan ke diafisis tersebut.
- Pertumbuhan memanjang tulang panjang berlanjut sampai awal masa dewasa pada waktu mana kondrosit pada lempeng epifisis berhenti berkembang biak dan lempeng epifisis berubah menjadi garis epifisis bersama tulang menggantikan tulang rawan.
- Tulang dapat meningkatkan diameter bahkan setelah pertumbuhan memanjang telah berhenti.
- Pertumbuhan Appositional adalah proses dimana tulang tua yang melapisi rongga meduler diserap dan jaringan tulang baru tumbuh di bawah periosteum, meningkatkan diameter tulang.