Tulang Punggung Lemah dan Nyeri Lutut Eirene

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.