BIOLOGI SMA: BAB 4. SISTEM GERAK-1 (RANGKA, TULANG & SENDI)

BAB 4. SISTEM GERAK-1 (RANGKA, TULANG & SENDI)

SISTEM GERAK

1. PENGANTAR

Alat gerak pada manusia dan hewan tingkat tinggi adalah tulang dan otot.
Tulang disebut alat gerak pasif, terdiri dari 206 tulang yang saling berhubungan menyusun sistem rangka
sedangkan otot disebut alat gerak aktif karena kemampuannya berkontraksi sehingga dapat menggerakkan tulang.

2. RANGKA:

Rangka manusia dewasa dibangun oleh 206 ruas tulang dengan bentuk dan ukuran yang bervariasi sesuai dengan fungsinya.
Rangka berfungsi sebagai:

Formasi bentuk tubuh. Tulang-tulang penyusun tubuh menentukan bentuk dan ukuran tubuh.
Formasi sendi-sendi. Tulang-tulang yang berdekatan membentuk persendian yang bergerak, tidak bergerak, atau sedikit bergerak, bergantung pada kebutuhan fungsional tubuh.
Pelekatan otot-otot. Tulang-tulang menyediakan permukaannya sebagai tempat untuk melekatkan otot-otot. Otot-otot dapat berfungsi dengan baik apabila melekat dengan kuat pada tulang.
Bekerja sebagai pengungkit. Tulang digunakan sebagai pengungkit untuk berbagai macam aktivitas selama pergerakan.
Penyokong berat badan serta daya tahan untuk menghadapi pengaruh tekanan. Tulang-tulang menyokong berat badan, memelihara sikap tubuh tertentu (misalnya : sikap tegak pada tubuh manusia).
Proteksi. Tulang-tulang membentuk rongga yang melindungi organ-organ halus seperti otak, sumsum tulang belakang, jantung, paru-paru, dan organ-organ bagian dalam tubuh lainnya.
Hemopoesis. Sumsum tulang merupakan tempat pembentukan sel-sel darah.
Fungsi imunologis. Sel-sel imunitas dibentuk di dalam sumsum tulang. Misalnya pembentukan limfosit B yang kemudian membentuk antibody untuk system kekebalan tubuh.
Penyimpanan kalsium. Tulang-tulang mengandung sekitar 97% kalsium yang terdapat di dalam tubuh. Kalsium tersebut berupa senyawa anorganik maupun garam-garam, terutama kalsium fosfat. Kalsium akan dilepaskan ke darah bila dibutuhkan.

Rangka manusia dapat dikelompokan menjadi dua kelompok besar yaitu apendikuler dan aksial.

Rangka apendikuler merupakan kelompok tulang yang menyusun anggota gerak atas dan bawah, terdiri atas 126 ruas tulang.
Rangka aksial merupakan kelompok tulang yang terletak di sumbu tubuh, yaitu pada tulang tengkorak,tulang belakang,tulang rusuk dan tulang dada, terdiri dari 80 tulang

Rangka Aksial , terdiri dari

Tulang Tengkorak Tempurung kepala (Cranium)

Tengkorak manusia tersusun dari 22 buah tulang yang merupakan gabungan tulang-tulang tempurung kepala (kranium) dan tulang muka.
Tulang tempurung kepala berfungsi untuk melindungi otak.
Tulang tempurung kepala tersusun dari tulang dahi (frontal) tulang kepala belakang (osipital) tulang ubun-ubun (parietal) tulang pelipis (temporal). tulang baji (sphenoid) tulang tapis (ethmoid)
Di bagian bawah tempurung kepala terdapat rongga khusus yang disebut foramen magnum. Foramen magnum berfungsi sebagai tempat masuk dan keluarnya pembuluh syaraf serta darah yang kemudian menuju ke sumsum tulang belakang.
Tulang-tulang muka membentuk rongga mata untuk melindungi mata, membentuk rongga hidung serta langit-langit, dan memberi bentuk wajah.
Tulang muka terdiri dari tulang rahang atas (maksila) tulang rahang bawah (mandibula) tulang pipi (zygomatik) tulang air mata (lakrimal) tulang hidung (nasal) tulang langit-langit (palatum). tulang gigi ( os. dental)

2. Tulang belakang (Vertebrae)

Tulang belakang berada di bagian tengah tubuh yang berfungsi untuk menopang seluruh tubuh, melindungi organ dalam tubuh, serta merupakan tempat pelekatan tulang rusuk.
Tulang belakang terdiri dari 33 ruas yang terdiri (7 12 5 5 4)

a. 7 ruas tulang leher (vetebrata servikalis)

b. 12 ruas tulang punggung (vetebrata dorsalis)

c. 5 ruas tulang pinggang (vetebrata lumbalis)

d. 5 ruas tulang kelangkang (vertebrae sacralis)

e. 4 ruas tulang ekor ( vertebrae Coxae)

Tulang leher atas yang berhubungan dengan tempurung kepala disebut Tulang atlas.
Tulang kelangkang (sakrum) merupakan fusi dari lima segmen tulang belakang, Kedepan melindungi usus dan organ kelamin yaitu tulang duduk (Ischium) tulang usus ( Illium) Tulang kemaluan ( pubis) Sedangkan tulang ekor (koksi) merupakan fusi dari empat segmen terkahir tulang belakang.

3. Tulang dada ( Sternum)

Tulang dada terdiri dari 3 bagian yaitu hulu (manubrium) badan (korpus) taju pedang (xiphoid prosesus). Kepala tulang dada merupakan tempat melekatnya tulang selangka dan tulang rusuk pertama.
Badan tulang dada merupakan tempat melekatnya 6 (enam ) tulang rusuk sejati dan 3 ruas palsu yang menempel pada rusuk sejati paling bawah .

4. Tulang rusuk

Tulang rusuk terdiri dari 12 pasang.
Tulang rusuk digolongkan menjadi 3 kelompok, yaitu tulang rusuk sejati, tulang rusuk palsu, dan tulang rusuk melayang.
Tulang rusuk sejati berjumlah 7 pasang. Ujung depan tulang sejati melekat pada tulang dada, sedangkan ujung belakang melekat pada segmen tulang punggung.
Tulang rusuk palsu berjumlah 3 pasang. Ujung depan tulang rusuk palsu melekat pada tulang rusuk di atasnya, sedangkan ujung belakang melekat pada segmen tulang belakang.
Tulang rusuk melayang berjumlah 2 pasang. Ujung depan tulang melayang tidak melekat pada tulang manapun, sedangkan ujung belakang melekat pada segmen tulang belakang.

Rangka Apendikuler : merupakan rangka pelengkap yang terdiri dari tulang-tulang anggota gerak atas dan bawah.

1. Tulang anggota gerak atas ( tangan)

Tulang anggota gerak atas terdiri dari tulang bahu, tulang lengan atas, dan tulang lengan bawah.
Tulang bahu terdiri dari tulang selangka (klavikula) tulang belikat (scapula). Tulang selangka bagian depan melekat pada bagian hulu tulang dada. Tulang belikat menjadi tempat pelekatan tulang lengan atas.
Jumlah tulang lengan 30 buah, terdiri dari 1 buah tl lengan atas, 2 tl lengan bawah, 8 tulang pergelangan, tangan dan 19 tl telapak dan jari tangan ( 5 tulang telapak, 14 tl jari tangan), lihat gambar di bawah
Tulang lengan atas (humerus) berhubungan dengan tulang lengan bawah (radius-ulna), yaitu pada tulang hasta (ulna) dan tulang pengumpil (radius). Tulang hasta dan tulang pengumpil berhubungan dengan tulang pergelangan tangan (karpus), kemudian dengan tulang telapak tangan (metacarpus), dan tulang jari tangan (falanges).
Lengan dan tangan : 30 buah ( terdiri atas 1 buah tulang lengan atas, 2 buah tulang alengan bawah, 8 buah tulang pergelangan tangan, 19 buah tulang telapak dan jari – jari )

2. Tulang anggota gerak bawah

Tulang anggota gerak bawah terdiri dari tulang pinggul yang tersusun dari tulang duduk (iscium), tulang usus (ilium), serta tulang kemaluan (pubis) yang terletak di kanan dan kiri.
Pada tulang pinggul terdapat lekukan yang disebut asetabulum.
Asetabulum merupakan tempat melekatnya tulang paha (femur).
Tulang paha berhubungan dengan tulang betis (fibula) dan tulang kering (tibia).
Pada persendian antara tulang paha, tulang betis, dan tulang kering, terdapat tulang tempurung lutut (patela).
Tulang kering dan tulang betis berhubungan dengan tulang pergelangan kaki (tarsus), kemudian tulang telapak kaki (metatarsus), dan tulang jari kaki (falanges).

3.TULANG
a. Pengantar

Secara histology (struktur jaringan), tulang merupakan jaringan ikat yang khusus.
Matriks tulang disusun oleh garam-garam organik yang yang mengalami mineralisasi, terutama kalsium fosfat. Jaringan tulang memiliki suatu system kanal (saluran).
Melalui saluran ini suplai darah untuk masing-masing sel tulang dapat tercukupi.
Tulang memperlihatkan suatu corak pertumbuhan yang khusus dan memiliki daya regenerasi (pemulihan diri) yang besar.
Oleh karena itu, jika tulang mengalami cidera atau infeksi akan terjadi penyembuhan.

b.Bentuk-bentuk tulang, terdiri dari tulang pipa, tulang pendek, tulang pipih , dan tulang tidak beraturan

1. Tulang pipa (tulang panjang)

Tulang pipa merupakan tulang yang berbentuk seperti pipa atau silindris (diafise), dengan kedua ujung tulang membulat ( epifise).
Diafise merupakan bagian tengah tulang yang memanjang dan di tengahnya terdapat rongga,
epifise merupakan bagian ujung tulang yang tersusun dari tulang rawan.
Diantara diafise dan epifise terdapat metafise.
Metafise tersusun dari tulang rawan.
Pada metafise terdapat cakra epifise, yaitu bagian tulang pipa yang memiliki kemampuan unutk tumbuh memanjang.
Bagian tengah tulang pipa memiliki rongga yang di dalamnya berisi sumsum tulang.
Sumsum tulang merupakan kumpulan pembuluh darah dan saraf.
Sumsum tulang pipa berupa sumsum tulang merah dan kuning.
Sumsum tulang merah merupakan tempat pembentukan sel darah merah, sedangkan sumsum tulang kuning merupakan tempat pembentukan sel-sel lemak.
Tulang pipa berfungsi untuk persendian.
Tulang pipa umumnya ditemukan pada tulang paha, tulang betis, dan tulang hasta.
2. Tulang pendek

Tulang pendek merupakan tulang-tulang yang lebih kecil dan tidak ada perbedaan yang nyata antara ukuran panjang dan lebarnya.
Bentuk tulang pendek seperti kubus, paku, atau berbentuk bulat.
Tulang pendek dapat bergerak bebas.
Tulang seperti ini ditemukan pada ruas tulang belakang, tulang telapak tangan dan kaki.

3. Tulang pipih

Tulang pipih merupakan tulang-tulang yang berbentuk lempengan-lempengan pipih yang lebar.
Tulang pipih berfungsi untuk melindungi struktur tubuh bagian bawahnya
Terdapat pada tulang pinggul, belikat, dan tempurung kepala.

4. Tulang tidak beraturan

Tulang tidak beraturan merupakan tulang dengan bentuk kompleks yang berhubungan dengan fungsi khusus.
Tulang tidak beraturan ditemukan pada tulang rahang, tulang-tulang kepala, dan ruas-ruas tulang belakang.

c. Jenis tulang

Tulang manusia dan vetebrata lainnya tersusun dari tulang rawan atau kartilago dan tulang sejati atau tulang keras (osteon).
Tulang rawan berbeda dengan tulang keras karena, memiliki perbedaan pada teksturnya, sel penyusunnya, matriks sel dan kelenturannya
Tulang rawan bersifat lentur dan berwarna lebih terang.
Sebaliknya, tulang sejati bersifat tidak lentur dan berwarna lebih gelap.
Tulang sejati dan tulang rawan merupakan jaringan ikat khusus.
Jaringan ikat ini mengandung sel-sel yang berasal dari mesoderm atau mesenkim (jaringan ikat embrional) dan dikelilingi oleh suatu matriks yang disekresi oleh sel dari jaringan ikat itu sendiri.
Seluruh sel-sel jaringan ikat membentuk oval dan banyak dari sel tersebut memiliki tonjolan-tonjolan kecil. Matriks memiliki dua komponen utama yaitu substansi dasar yang tak terbentuk dan serat-serat.

1. Tulang rawan (kartilago)

Tulang rawan bersifat lentur (elastis).
Pada orang dewasa tulang rawan terdapat pada telinga, ujung hidung, dan ruas antar tulang belakang, antar ruas tulang rusuk dan tulang dada, sendi-sendi tulang, dan pada cakra efifis.

Tulang rawan disusun oleh sel-sel tulang yang disebut kondrosit
Kondrosit yang matang dibentuk dari sel-sel tulang rawan muda yang disebut kondroblas.
Tulang rawan diselubungi oleh selaput yang disebut perikondrium.
Kondrosit merupakan sel-sel bulat yang besar dengan sebuah nukleus bening dan dua buah atau lebih nukleolus (anak inti sel).
Kondrosit terdapat dalam ruang-ruang di dalam tulang rawan yang di sebut lakuna.
Dinding lacuna menebal membentuk kapsula rawan.
Suatu ruang yang bening terlihat diantara kapsul adan dinding sel diakibatkan karena adanya penyusutan kondrosit selama hidupnya yang segera dipecah untuk membentuk kondrosit-kondrosit yang matang.
Di dalan suatu lakuna, pada umumnya terdapat 2 buah atau lebih sel tulang rawan.
Kumpulan sel-sel seperti ini disebut sel isogenik.
Tulang rawan dibedakan menjadi 3 yaitu tulang rawan hialin,tulang rawan elastin, tulang rawan fibrosa ( serat)

a. Kartilago hyalin

Tulang rawan hialin berwana putih ke biru-biruan atau bening pada keadaan segar.
Tulang rawan hialin terdapat pada semua rangka janin yang belum menjadi tulang, tulang rawan iga, tulang rawan sendi dari persendian-persendian, dan tulang-tulang rawan pada saluran pernapasan.

b. Kartilago Elastin

Tulang rawan elastin berwarna buram kekuningan, serta bersifat fleksibel dan elastis.
Sel-selnya sama dengan sel tulang rawan hialin dan dapat berdiri sendiri atau berkelompok.
Tulang rawan elastin terdapat pada telinga luar dan epligotis (tulang rawan yang menutup celah menuju trakea.

c. Kartilago fibrosa

Serat (fibrosa) berwarna buram keputihan dan keras.
Jumlah sel lebih sedikit dan berdiri sendiri atau mengelompok.
Tulang rawan ini dikelilingi oleh sebuah kapsul dari matriks tulang rawan dan dapat dijumpai pada ruas tulang belakang.

2. Tulang sejati (osteon)

Tulang sejati sering disebut sebagai tulang, tersusun dari sel-sel tulang yang sangat kompak pada permukaanya.
Sel-sel tulang banyak menganduk matriks yang terdiri dari senyawa kalsium dan fosfat yang membuat tulang menjadi keras.
Sel-sel tulang merupakan sel-sel penyusun jaringan ikat khusus yang berasal dari sel-sel mesenkim, sel ini banyak terdapat karena adanya peningkatan suplai darah dan membentuk calon sel-sel tulang (osteogenik atau osteoprogenitor).
Tulang terdiri dari osteosit dan matriks.
Osteosit merupakan sel-sel tulang matang pembentuk tulang,
osteosit dibentuk oleh osteoblas.
Osteoblas merupakan sel-sel tulang muda.
Selain itu terdapat juga osteoklas yang merupakan sel-sel besar berinti banyak serta berfungsi memindahkan matriks dari tulang lama dan menyisakan ruang untuk membentuk tulang baru.
Matriks penyusun tulang memiliki berat sekitar 65% berat seluruh tulang.
Jenis-jenis matriks penyusun tulang yaitu : semen, kolagen dan mineral
Semen : Tersusun oleh senyawa karbohidrat.
Kolagen : Berbentuk seperti serabut. Kolagen yang diikat oleh sel tulang akan memberikan cirri tulang yang keras, dan bila tulang tidak memiliki kolagen tulang akan menjadi rapuh.
Mineral : Mineral yang umum terdapat di dalam matriks berupa kalsium fosfat dan kalsium karbonat yang umumnya terdapat di matriks. Mineral tersebut akan menentukan kelenturan tulang, namun hanya konsentrasi kalsium yang menyebabkan tulang menjadi keras.

d. Osifikasi (Proses pembentukan tulang)

Pembentukan rangka manusia sangat ditentukan oleh osifikasi
Rangka manusia sudah mulai dibentuk pada akhir bulan ke-2 stadium embrio, tetapi masih dalam bentuk tulang rawan (kartilago).
Kartilago pada dibentuk oleh sel-sel mesenkim
Di dalam kartilago tersebut akan diisi oleh osteoblas. Osteoblas merupakan sel-sel pembentuk tulang keras. Osteoblas akan mengisi jaringan sekelilingnya dan membentuk osteosit (sel-sel tulang).
Sel-sel tulang dibentuk secara konsentris (dari arah dalam ke luar).
Setiap sel-sel tulang akan mengelilingi pembuluh darah dan serabut saraf, membentuk sistem Havers.
Disekitar saluran hvers terdapat lamela konsentrik berupa matriks berbentuk cincin yang mengandung kalsium.
Diantara lamela konsentrik terdapat zona kosong yang disebut kanalikuli, berupa saluran kecil berisi cairan ekstraseluler.
Kanalikuli menghubungkan lakuna dengan saluran havers.
Lakuna merupakan ruang terdapatnya osteosit.
Selain itu, di sekeliling sel-sel tulang ini terbentuk senyawa protein pembentuk matriks tulang. Matriks tulang akan mengeras karena adanya garam kapur (CaCO3) dan garam fosfat (Ca3(PO4)2).
Di dalam tulang terdapat sel-sel osteoklas. Sel-sel ini berfungsi menyerap kembali sel tulang yang sudah rusak dan dihancurkan. Adanya aktivitas sel osteoklas, tulang akan berongga. Rongga ini kelak akan berisi sumsum tulang.
Osteoklas membentuk rongga sedangkan osteoblas terus membentuk osteosit baru ke arah permukaan luar.
Dengan demikian, tulang akan bertambah besar dan berongga.
Tulang yang sedang berkembang dibungkus oleh jaringan ikat yang disebut periosteum.
Proses pembentukan tulang keras disebut osifikasi.
Proses ini dibedakan menjadi dua, yaitu osifikasi intramembranosa dan osifikasi intrakartilagenosa.
Osifikasi intramembranosa disebut juga penulangan langsung (osifikasi primer). Proses ini terjadi pada tulang pipih, misalnya tulang tengkorak. Penulangan ini terjadi secara langsung dan tidak akan terulang lagi untuk selamanya.
osifikasi intrakartilagenosa adalah pembentukan tulang pipa. Osifikasi ini menyebabkan tulang bertambah panjang. Perhatikan Gambar

4. SENDI
a. Sendi merupakan hubungan antar tulang sehingga tulang mampu digerakkan. Hubungan antara dua tulang atau lebih disebut persendian atau artikulasi.

b. Komponen Penunjang Sendi,berfungsi untuk memperkuat sendi dan memudahkan pergerakan, terdiri dari : Ligamen, merupakan jaringan ikat yang berfungsi mengikat bagian luar ujung tulang yang membentuk persendian dan mencegah berubahnya posisi tulang (diskolasi)

Kapsul sendi, merupakan lapisan serabut yang berfungsi melapisi sendi dan menghubungkan dua tulang yang membentuk persendian.
Cairan sinovial, merupakan cairan pelumas pada ujung-ujung tulang yang terdapat pada bagian kapsul sendi.
Tulang rawan hialin, merupakan jaringan tulang rawan yang menutupi kedua ujung tulang yang membentuk persendian. Perlindungan ini penting untuk menjaga benturan yang keras.

c. Tipe Persendian, terdiri dari :

1. Diartrosis, merupakan persendian yang memungkinkan terjadinya gerak yang sangat bebas. Persendian ini memiliki komponen pendukung seperti kapsul sendi dan cairan sinovial. Berdasarkan arah pergerakannya dikelompokkan menjadi lima, yaitu : sendi peluru, putar,pelana, engsel dan luncur

Sendi putar, merupakan persendian yang memungkinkan gerak berputar atau rotasi. Sendi putar terdapat diantara tulang tengkorak dan tulang atlas.
Sendi peluru, merupakan persendian yang memungkinkan gerakan ke segala arah. Sendi peluru dapat ditemukan pada hubungan antara lengan atas dengan gelang bahu / tulang belikat, dan tulang paha dengan tulang pinggul.
Sendi pelana, merupakan persendian yang memungkinkan beberapa gerakan rotasi, namun tidak ke semua arah. Sendi pelana dapat ditemukan pada jari-jari tangan dan telapak tangan.
Sendi engsel, merupakan persendian yang memungkinkan gerakan satu arah. Sendi engsel dapat ditemukan pada siku dan lutut.
Sendi luncur/ sendi geser, merupakan persendian yang memungkinkan gerakan rotasi pada satu bidang datar saja. Sendi luncur dapat ditemukan pada pergelangan tangan dan kaki, ruas ruas tulang belakang dan tulang selangka.

2. Sinarthrosis Sinartrosis, merupakan persendian yang tidak memungkinkan adanya pergerakan. Persendian ini dekelompokkan menjadi dua, yaitu : sinartrosis sinkondrosis dan sinartrosis sinfibrosis.

Sinartrosis sinkondrosis merupakan sinartrosis yang tulangnya dihubungkan oleh tulang rawan, contohnya : hubungan tulang rusuk dengan tulang dada.
Sinartrosis sinfibrosis merupakan sinartrosis yang tulangnya dihubungkan oleh jaringan ikat serabut, contoh : hubungan antar sendi tulang tengkorak. Hubungan atara tulang tengkorak disebut sutura.

Gerak Yang Muncul Karena Adanya Persendian Adalah :
a. Fleksi dan ekstensi.

Fleksi merupakan gerak menekuk atau membengkokkan.
Ekstensi merupakan gerak meluruskan. Sehingga merupakan kebalikan gerak fleksi.
Gerak ekstensi lebih lanjut hingga melebihi posisi anatomi tubuh disebut hiperekstensi.

b. Adduksi dan abduksi.