Tulang Punggung Lemah dan Nyeri Lutut Eirene Megahwati Paembonan Fakultas Kedokteran Universitas Kristen Krida Wacana Alamat Korespondensi : Jalan Arjuna Utara No. 6 Jakarta Barat 11510
[email protected] Pendahuluan Tulang rangka tubuh manusia terdiri dari tulang kortikal 70-80% dan tulang trabekular 20-30%. Pada keadaan normal tulang rangka, sebanyak 25% volume tulang anatomi yang spesifik sebagai jaringan tulang. Dan 75% merupakan sumsum tulang (bone marrow) dan lemak, tetapi ini sangat bervariasi tergantung sebagaimana besar tulang skeletonnya. Pada jaringan tulang yang spesifik, hanya 60% berupa mineral tulang dan 40% merupakan jaringan organik, berupa kolagen. Sumsum tulang belakang mengandung stroma, jaringan mieloid, sel lemak, pembuluh darah, sinusoid, dan beberapa jaringan limfe. Jaringan tulang sangat kompleks, aktifitas metabolisme aktif pada tulang pada proses mineralisasi yang terdiri dari komposisi esensial, yaitu garam kalsium dan fosfat. Garam tersebut merupakan 2/3 bagian dari berat tulang kering dan merupakan unsur yang paling banyak kalsium dan fosfat dari seluruh tubuh. Integritas tulang dipertahankan oleh kompartement ekstraseluler kalsium. Aktivitas sel sel tulang yaitu resorpsi dan pembentukan dikendalikan oleh faktor sistemik, salah satu faktor sistemik tersebut adalah 1,25 dihydroksivitamin D. Selain vitamin D, faktor sistemik lain adalah hormon paratiroid (PTH), kalsitonin, insulin, estrogen/androgen, hormon pertumbuhan dan hormon tiroid. Semua faktor tersebut saling berkaitan dalam proses metabolisme tulang.1 Pembahasan Makroskopis Columna vertebralis merupakan pilar utama tubuh, dan berfungsi meyanggah cranium, gelang bahu, ekstremitas superior, dan dinding thorax serta melalui gelang panggul meneruskan berat badan ke ekstremitas inferior. Didalam rongganya terdapat medula spinalis, radix nervi spinalis, dan lapisan penutup maningen, yang dilindungi oleh columna vetebralis. Columna vertebralis terdiri dari 33 vertebrae, yaitu 7 vertebra cervicales, 12 vertebra
thoracicus, 5 vertebrae lumbalis, 5 vertebrae sacralis ( yang bersatu membentuk os sacrum), dan 4 vetebrae coccygis. Struktur columna tersebut flesibel karena columna bersegmensegmen dan tersusun atas vertebrae, sendi-sendi, dan bantalan fibrocartilago yang disebut discus invertebralis membentuk kira-kira seperempat panjang columna. Semua vertebra mempunyai pola yang sama. Vertebra tipikal, terdiri atas corpus yang bulat d inferioir dan arcus vertebrae di posterior. Keduanya melingkupi sebuah ruang yang disebut foramen vertebralis, yang dilalui oleh medulla spinalis dan bungkus-bungkusnya. Arcus vertebrae mempunyai 7 processus yaitu 1 processus spinosus, 2 processus transversus, dan 4 processus articularis.2
Pada ekstremitas inferior tepatnya di lutut terdapat os patela. Patela terletak di depan sendi lutut dan di dalam tendon otot quadrisep yang berfungsi meluruskan (ekstensi) lutut. Tulang yang berkembang di dalam tendon seperti ini disebut tulang sesamoid. Patella berbentuk pipih dan triangular dengan puncak menghadap ke bawah. Permukaan posterior patela halus dan berartikulasi dengan kondilus femur, permukaan anteriornya kasar dan dipisahkan dari kulit oleh kantong yang mirip membrana sinovial yang disebut bursa. Fungsinya adalah membungkus dan melindungi sendi lutut.3
Mikroskopis Tulang merupakan bentuk jaringan ikat yang kejur dan membentuk sebagian besar kerangka vertebra yang lebih tinggi. Tulang berasal dari tulang rawan. Tulang rawan terbuat dari bahan yang padat, bening, dan putih kebiru-biruan. Sangat kuat dibandingkan dengan tulang keras. Tulang rawan berasal dari sel-sel mesenkim. Dapat dijumpai terutama pada sendi dan diantara dua tulang. Mula-mula tulang embrio adalah tulang rawan. Kemudian
hanya pusat-pusat yang masih tumbuh saja yang dipertahankan sebagai tulang rawan. Dan bila usia dewasa tercapai maka tulang rawan hanya dijumpai sebagai penutup ujung-ujung.4 Tulang rawan tidak mengandung pembuluh darah tetapi diselubungi membran, yaitu perikondrium, tempat tulang mendapatkan darah. Ada tiga jenis tulang rawan yang memperlihatkan ciri-cirinya yang khusus, yaitu tulang rawan hialin, tulang tawan fibrosa, dan tulang rawan elastis.4 1. Tulang rawan hialin Terdiri atas serabut-serabut kolagen yang terbenam dalam bahan yang bening seperti kaca. Kuat dan elastis dan dijumpai menutupi ujung tulang pipa sebagai tulang rawan sendi. Juga pada tulang rawan iga, pada hidung, laring, trachea, dan bronkus supaya tetap terbuka. Sel tulang rawan hialin pada dasarnya disusun dalam kelompok-kelompok kecil didalam matriks yang kuat.4 2. Tulang rawan fibrosa Terbentuk oleh berkas-berkas serabut dengan sel tulang rawan tersusun diantara serabut itu dan dijumpai ditempat yang memerlukan kekuatan besar, seperti pada tulang panggul dan tulang tempurung kuat.4 3. Tulang rawan elastin Berwarna kuning sebab megandung sejumlah besar serabut elastis berwarna kuning. Terdapat pada daun telinga, cuping hidung, dan tabung eustakhius. Bila ditekan atau dibengkokan terasa lentur dan cepat kembali kebentuk semula. Tulang rawan ini tidak akan mengalami perubahan menjadi tulang keras, walaupun orang itu telah dewasa.4 Tulang tersusun atas sel-sel tulang yang hidup. Ruang antar selnya tersusun atas zat kapur (kalsium), fosfor, protein, dan zat perekat. Zat kapur (kalsium) dan fosfor yang terkandung dalam matriks menyebabkan tulang menjadi keras dan tidak lentur. Pada tulang anak banyak mengandung zat perekat, sehingga mudah dilenturkan, sedangkan pada orang dewasa sedikit zat perekatnya. Karena itu rapuh dan bila patah akan berlangsung lama penyembuhannya. Inilah yang membedakan tulang keras dan tulang rawan.4 Ada dua tipe tulang yaitu tulang spongiosa dan tulang kompakta. Tulang spongiosa terdiri dari trabekula/balok tulang, tidak teratur, bercabang dan membentuk anyaman, dan
terdapat celah diantara anyaman diisi sumsum tulang sedangkan tulang kompakta merupakan tulang yang tampak padat namun tidak ada batas yang jelas diantara kedua tipe ini. Komponen-komponen tulang ada 3 yaitu:5 1. Sel •
Sel osteoprogenitor/osteogenik: merupakan populasi sel induk atau sterm sel yang berbentuk gelendong dengan inti pucat. Terdapat di lapisan dalam perikondrium endosteum dan di saluran vaskular tulang kompak. Ada dua jenis sel osteoprogenitor yaitu preosteoblas yang akan menjadi osteoblas yang fungsinya adalah membentuk tulang dengan membentuk kolagen dan preosteoklas yang akan jadi osteoklas yang fungsinya adalah mengahancurkan dan menyerap sel-sel tulang yang sudah tua. .
•
Sel Osteoblas: terdapat pada permukaan tulang tempat matriks ditambahkan. Berbentuk kuboid-piramid dan lembaran seperti epitel, selain itu sitoplasma basofil yang menghasilkan protein dan proteoglikans yang tinggi. Sel ini juga mempunyai tonjolan-tonjolan sitoplasma mirip jari yang menonjol ke dalam matriks.
•
Sel osteosit: merupakan osteoblas yang terpendam dalam matriks, sitoplasma basofilik dan mirip dengan osteoblas. Inti gelap dan mempunyai tonjolan halus dari sitoplasma menjulur ke dalam kanalikuli yang keluar dari lakuna.
•
Sel osteoklas: merupakan sel raksasa berinti besar dengan banyak anak inti yang jumlahnya bervariasi. Terdapat di permukaan tulang, sering dalam lekukan dangkal yang disebut lakuna howship. Sitoplasma basofilik dari sel ini ringan dan mempunyai banyak vakuola. Sel ini mengeluarkan kolagenase dan enzim proteolitik dan matriks tulang melepaskan substrat dasar yang mengapur.
2. Serat yaitu kolagen dan elastin. Yang paling banyak adalah serat kolagen yang berasal dari fibroblas dan membentuk fibril. Serat ini tidak bercabang tetapi membelah. Serat elastin juga berasal dari fibroblas namun serat ini adalah homogen bercabang.
3. Zat antar sel/matriks berupa zat organik (serat kolagen) dan zat anorganik (kalsium fosfat 85%, kalsium karbonat 10%, CaCl, MgF). Unsur organiknya kira-kira 35% terutama terdiri dari kolagen tipe 1, jumlah kondroitin sulfat lebih sedikit daripada tulang rawan, matriks bersifat asidofil. Sedangkan unsur anorganik 65% dari berat tulang. Bahan mineral terutama dari kristal kalsium fosfat (hidroksiapatit) dan tersusun dalam lapisan yang terkonsentris disebut lamel. Lamel terbentuk akibat peletakan matriks yang ritmik. Tulang akan terus menerus dibentuk dan dirusak sesuai dengan kebutuhan tubuh kita. Tulang adalah jaringan yang terus-menerus mengalami pembaharuan, jadi ketika laju pelarutan tulang lebih besar daripada laju pembentukan tulang, terjadilah keropos tulang yang dikenal dengan osteoporosis. Hal ini terjadi karena osteoblas tidak dapat mengganti tulang secara efisien atau mati lebih cepat yang menyebabkan tulang keropos dan lubang pada tulang. Lubang pada tulang ini menyebabkan tulang menjadi lemah dan tidak bekerja maksimal.6 Metabolisme Tulang Klasifikasi tulang rawan didahului dengan penimbunan glikogen mengakibatkan pembengkakan sel-sel tulang rawan menyebabkan terjadinya klasifikasi yang memerlukan energi dari pemecahan glikogen tersebut. Seperti halnya dengan jaringan tubuh lain, unsurunsur tulang selalu bertukar dengan unsur-unsur dalam plasma. Proses demineralisasi tulang terjadi bila intake kalsium dan fosfat tidak cukup atau hilang dari tubuh. Vitamin D berfungsi meningkatkan kalsium dan fosfat darah dengan cara meningkatkan absorbsi di usus yang dapat menyebabkan kalsium fosfat mengendap pada tulang. Kekurangan vitamin D dapat menyebabkan rickets, vitamin D akan menurunkan fosfatase alkalis. Enzim fosfatase alkalis menyebabkan darah naik sebagai upaya tubuh untuk menigkatkan fosfat. Enzim fosfatase alkalis membebaskan ion fosfat dari esterfosfat pada pH alkalis. Enzim fosfatase tidak terdapat pada matriks tulang tetapi terdapat pada osteoblas tulang yang sedang tumbuh. Faktor-faktor yang berperan pada metabolisme tulang adalah vitamin D, vitamin A (pertumbuhan tulang), vitamin C (sintesis kolagen). Estrogen menghambat produksi asam laktat pada glikolisis dalam tulang untuk mineralisasi tulang. Defisiensi estrogen yang menyebabkan mudah osteoporosis. Hormon paratiroid meningkatkan reabsorbsi tulang, meningkatkan kecepatan produksi asam laktat yang akan mengurangi pH kemudian terjadi demineralisasi, mempengaruhi sel osteosit yang
menyebabkan depolarisasi mukoprotein yang mengakibatkan kristal tulang larut. Kalsitonin mempercepat pemasukan kalsium dan fosfat dari darah ke tulang yang mengakibatkan deposito kalsium meningkat kemudian menghambat resorpsi tulang untuk mineralisasi tulang.
Glukokortikoid
(demineralisasi
tulang)
mengurangi
matriks
tulang
yang
menyebabkan terjadi osteoporosis. Growth hormone meningkatkan absorbsi kalsium dari usus, meningkatkan sintesis kolagen, meningkatkan produksi somatomedin (sulfation factors) oleh hepar yang mengikat dalam tulang rawan, meningkatkan pertumbuhan tulang panjang pada epifisis. Tulang merupakan struktur dinamik yang menjalani siklus remodeling yang berkesinambungan, terdiri atas resorpsi yang diikuti oleh deposisi jaringan tulang yang baru. Proses remodeling memungkinkan tulang untuk beradaptasi dengan sinyal fisik dan hormon. Tipe sel utama yang terlibat dalam resorpsi dan deposisi tulang adalah sel osteoklas dan osteoblas. Osteosit berasal dari osteoblas yang terlibat dalam mempertahankan matriks tulang. Faktor-faktor yang terlibat dalam pengaturan metabolisme tulang diantaranya menstimulasi atau menghambat osteoblas, dan menstimulasi atau menghambat osteoklas. Mekanisme kerja otot Otot yang pergerakannya dikendalikan oleh manusia (otot rangka) atau yang kerjanya dikendalikan oleh kita memiliki 2 mekanisme kerja yaitu kontraksi dan relaksasi. Kontraksi pada otot rangka menyebabkan otot memendek sedangkan relaksasi menyebabkan keadaan kembali seperti semula.3 Bila suatu otot berkontraksi, maka salah satu ujungnya biasanya diam dan ujung yang lainnya bergerak ke arah ujung yang diam tersebut. Ujung otot yang diam disebut origo dan yang bergerak disebut insersi. Namun kadang-kadang otot bisa digerakkan sedemikian rupa sehingga insersinya diam dan origo bergerak ke arah insersi. Misalnya M. Gluteus maximus. Origo otot ini terletak pada sacrum dan insersinya pada femur. Bila insersi bergerak ke origo, maka paha yang fleksi menjadi ekstensi. Apabila seseorang mengubah posisi dari membungkuk ke depan pada sendi panggul menjadi berdiri tegak, maka origo bergerak ke arah insersi. Susunan ini menghemat jumlah otot yang diperlukan dan penghematan lebih lanjut dilakukan dengan menempatkan otot sedemikian rupa sehingga bisa melakukan kerja lebih dari satu kerja.3
Otot hanya bekerja melalui kegiatan kontraksi dan kegiatan menarik. Otot tidak bisa mendorong meskipun bisa berkontraksi tanpa memendek sehingga mempertahankan sendi diam pada posisi tertentu. Bila kontraksi hilang, otot menjadi lunak tetapi tidak memanjang sampai ia teregang oleh kontraksi otot yang berlawanan kerjanya (otot antagonis). Otot tidak pernah bekerja sendiri. Setiap otot harus berkontraksi dan setiap otot antagonis harus rileks untuk memungkinkan gerakan yang halus tanpa sentakan. Kerja harmonis otot-otot ini disebut kordinasi otot. 3 Terjadinya mekanisme kontraksi dan relaksasi:7 1. Mekanisme kontraksi
Transmisi impuls neuron motorik kemudian pelepasan transmitter (asetilkolin) ke end-plate motorik kemudian asetilkolin diikat oleh reseptor asetilkolin nikotinik dan terjadi peningkatan konduktans Na+ dan K+ di membran end-plate sehingga terbentuk potensial endplate. Tercetusnya potensial aksi di serat-serat otot menyebabkan penyebaran depolarisasi ke dalam tubulus T dan terjadi pelepasan Ca2+ dari sisterna terminal retikulum sarkoplasmik dan difusi Ca2+ ke filamen tebal dan filamen tipis. Setelah itu terjadi pengikatan Ca 2+ oleh troponin C yang membuka tempat pengikatan miosin di molekul aktin sehingga terjadi pembentukan ikatan silang antara aktin dan miosin dan pergeseran filamen tipis pada filamen tebal menghasilkan pemendekan (kontraksi). 2. Mekanisme relaksasi Relaksasi terjadi ketika Ca2+ dipompakan kembali ke dalam retikulum sarkoplasmik sehingga Ca2+ terlepas dari troponin yang menyebabkan terhentinya interaksi antara aktin dan miosin atau dengan kata lain terjadi relaksasi. Kerja otot, tulang, sendi dan ligamen pada lutut Diartosis adalah sendi yang dapat bergerak bebas, disebut juga sendi synovial. Sendi ini memiliki rongga sendi yang berisi cairan synovial, suatu kapsul sendi yang menyambung kedua tulang, dan ujung tulang pada sendi synovial dilapisi kartilago artikular.3 Lutut adalah sendi diartosis (pertemuan antara 2 atau lebih tulang atau tulang rawan) tipe engsel yang bebas bergerak. Sendi engsel itu ada pada permukaan konveks sebuah tulang masuk dengan pas pada permukaan konkaf tulang kedua. Sendi ini memungkinkan gerakan ke satu arah saja dan dikenal sebagai sendi uniaksial. Contohnya adalah persendian pada lutut
dan siku. Sendi lutut terdiri dari 3 permukaan sendi yaitu dua permuakaan sendi anatar femur dan tibia yaitu sendi tibiofemoralis lateralis dan medialis, dan permukaan sendi os femur dan patela adalah sendi patelofemoralis. Sendi lutut dilindungi oleh ligamentum (pengikat antar tulang) kolateral medialis dan lateralis serta ligamentum krusiatum anterior dan posterior. Untuk kestabilannya, sendi lutut tergantung dari otot yang mengelilinginya, khususnya otot quadriceps femoris untuk ekstensi, otot paha, dan gastrocnemius untuk fleksi dan popliteus untuk rotasi medial.8 Osteoporosis Pada penderita osteoporosis, struktur tulang menjadi rapuh. Pengeroposan terjadi baik pada tulang kompak maupun tulang spons. Kerja osteoklas (sel penghancur tulang) melebihi osteoblas (sel pembentuk tulang) sehingga kehilangan massa tulang tidak dapat lagi dihindari dan kepadatan tulang menjadi berkurang. Akibatnya tulang menjadi keropos, tipis dan mudah mengalami patah terutama pada tulang pergelangan, tulang belakang.6 Kesimpulan Tulang digerakkan oleh otot dan tanpa tulang otot tidak terlihat pergerakannya. Pada pertemuan antara 2 tulang terdapat sendi dan diikat oleh ligamen. Kesatuan ini bekerja sangat baik dalam keadaan normal, namun ketika salah satu atau beberapa mengalami kerusakan maka kerja yang dihasilkan tidak maksimal dan salah satu akibatnya adalah rasa nyeri saat melakukan kerja. Kerja osteoklas (sel penghancur tulang) melebihi osteoblas (sel pembentuk tulang) sehingga kehilangan massa tulang tidak dapat lagi dihindari dan kepadatan tulang menjadi berkurang. Akibatnya tulang menjadi keropos, tipis dan mudah mengalami patah terutama pada tulang pergelangan, tulang belakangAtau dengan kata lain, sakit dan nyeri pada lutut dan punggung, dipengaruhi oleh komponen ini (hipotesis diterima).
DAFTAR PUSTAKA
1. Unpad.
Patofisiologi
primary
osteoporosis.
Post
at
2006.
Diunduh
dari
http://pustaka.unpad.ac.id/wpcontent/uploads/2009/09/patofisiologi_primary_osteoporosis 20 Maret 2013. 2. Snell RS. Anatomi klinik untuk mahasiswa kedokteran. Edisi ke-6. Jakarta : EGC, 2006.h.881-4. 3. Watson R. Anatomi dan fisiologi untuk perawat. Edisi ke-10. Jakarta: EGC, 2007.
4. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta:EGC, 2006. 5. Fawcett, Bloom. Buku ajar histologi. Edisi ke-12. Jakarta: EGC, 2006. 6. Wirakususmah E S. Mencegah osteoporosis. Jakarta: Niaga Swadaya, 2007. 7. Ganong W F. Buku ajar fisiologi kedokteran. Edisi ke-20. Jakarta: EGC,2008. 8. Pearce E C. Anatomi dan fisiologis untuk paramedis. Jakarta: Gramedia Pustaka
Utama, 2009.
