HISTOLOGI TULANG RAWAN & TULANG KERAS

Transkripsi

1 HISTOLOGI TULANG RAWAN & TULANG KERAS dr. RITA HALIM BAGIAN HISTOLOGI PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER FAKULTAS KEDOKTERAN & ILMU KESEHATAN UNIVERSITAS JAMBI

2 CARTILAGO Bentuk jar. Ikat khusus, komponen sistem kerangka tubuh, terdiri dari : - Komponen sel : chondrosit - Komponen matrik : * serabut kolagen dan elastin * substansia dasar Tulang rawan umumnya mendapat nutrien dan O2 secara difusi dari kapiler yg berdekatan (perikondrium) tulang rawan tidak mempunyai pembuluh darah, saluran limfe atau serat saraf Tulang rawan pada persendian, (-) perikondrium mendapat nutrisi dan O2 dari cairan sinovial dalam rongga sendi

3 DISTRIBUSI Awal embrio Semua skeleton berupa kartilago Dewasa Membalut permukaan artikulasi, kerangka saluran pernapasan (hidung, glotis, laring, trachea, bronchus), kerangka daun telinga FUNGSI bersifat lentur maka : sebagai bantalan, dan memungkinkan pergeseran sendi untuk membantu pergerakan tulang serta menahan tekanan mekanis tanpa distorsi menetap menunjang jaringan lunak karena permukaannya halus. Tulang rawan juga penting untuk pertumbuhan dan perkembangan tulang panjang sebelum dan sesudah lahir

4 SEL = CHONDROSIT Fungsi kondrosit : mensintesa matriks Populasi : sel mulai menempati bagian di bawah perichondrium, berbentuk pipih dan berdiri sendiri-sendiri. Makin ke arah pusat, sel makin berbentuk bulat, sesuai dengan bentuk lacuna, yaitu rongga yang terbentuk oleh matrik padat yang ditempati oleh kondrosit. Dalam lacuna sel masih dapat bereproduksi, sehingga dapat dijumpai sel isogen (seketurunan) terdiri atas 2 4 buah sel Sitoplasma : di tepi sel terdapat vakuola. Mitokondrianya panjang, dan retikulum endoplasmiknya memiliki ribosom yang banyak Inti : bundar atau oval Kondrosit muda dan masih berkembang kondroblas

5 MATRIKS MATRIK Sifat fisik yang kompak dan elastis kuat terhadap tekanan dan regangan Matrik bersifat gel, avascular. Makanan dari luar masuk ke dalam matrik secara difusi. Matrik baru mengapur jika sel mengalami hipertropi, dimana sel tersebut mengeluarkan fosfatase alkalis yang menyebabkan terjadi endapan calsium fosfat dalam lingkungan alkalis

6 PERICHONDRIUM Selubung jar. Ikat padat yg mengelilingi kartilago Ada pada semua kartilago, (-) kartilago pada persendian dan kartilago fibrosa. Mengandung pembuluh darah, saraf & pembuluh limfe untuk pemeliharaan dan pertumbuhan tulang rawan, terdiri atas 2 lapis : 1. Stratum fibrosum : lapisan luar, serabut kolagen >> 2. Stratum chondrogenicum : lapisan dalam, sel mesenchym >>

7 Berdasar atas perbedaan komposisi komponenkomponen matriksnya, tulang rawan dibagi dalam 3 golongan yaitu : Tulang rawan hialin Tulang rawan elastis Tulang rawan fibrosa (fibrokartilago)

8 CART. HYALIN CART. ELASTIKA CART. FIBROSA

9 CARTILAGO HYALIN DISTRIBUSI Dewasa : kartilago persendian, kartilago costa, Hidung, larynx, trachea, bronchus Fetus : awalnya hampir semua skeleton (osteogenesis) GAMBARAN Putih kebiruan, tranlusen seperti kaca STRUKTUR Di lapisi Jar. Fibrosa padat (perichondrium), kecuali di permukaan artikulasi Matriks homogen terdiri atas kolagen tipe II yang sukar diamati dan substansi dasar amorf terutama proteoglikan, terdapat sedikit asam hialuronat dan glikosaminoglikan. Glikosaminoglikan sangat higroskopik (menahan air) sehingga substansi dasar seperti jelli dan berlaku sebagai bantalan yg penting pd sendi. Sedikit lentur

10

11 CARTILAGO ELASTIS DISTRIBUSI GAMBARAN STRUKTUR Telinga luar, tuba eustachii, epiglotis dan cartilago laringeal. Lebih kekuningan dan buram karena banyaknya serabut elastika di matrik Lebih fleksibel daripada cartilago hyalin. Matrik mengandung serabut elastis bercabang, anastomose dan membentuk anyaman rapat dan serabut kolagen tipe II Sel dan substansi dasar seperti hyalin.

12

13 CARTILAGO FIBROSA DISTRIBUSI STRUKTUR Melekatnya tendo ke tulang. Diskus intervertebralis (persendian) melekatnya lig. Spinalis Simpisis pubis Perichondrium (-) Sel berderet-deret antara serabut, sendiri atau berkelompok Matriks lebih banyak mengandung serabut kolagen tipe I yang membentuk gambaran seperti bulu ayam, serabut kolagen tipe II <<< Terletak dalam jaringan ikat kolagen padat bentuk peralihan kartilago hyalin dan jaringan ikat kolagen padat

14

15 SEL DISTRIBUSI SEL UKURAN BENTUK MATRIK JENIS SERABUT KOMPOSISI STRUKTUR

16 CHONDROHISTOGENESIS Tulang rawan berasal dari mesenkim. Mula-mula sel mesenkim membulat, cabangcabangnya menghilang kondroblas, bermitosis dengan cepat menjadi berdesakan/padat. Kondroblas mensintesa matriks bersifat asam. Matriks makin menjadi basofil, dan kemudian mengalami diferensiasi yg terjadi dari tengah keluar mengurung sel kartilago sehingga sel terletak dalam lacuna cartilaginea. Sel-sel dalam lacuna mengalami mitosis, sehingga sel-sel isogen aggregatio chondrocytica. Kondroblas makin menjadi kondrosit. Jaringan mesenkim disebelah luar kartilago membentuk selubung perichondrium

17 TRANSITION PERICHONDRIUM / CARTILAGE

18 BAKAL KARTILAGO PEMADATAN MESENCHYM PROLIFERASI PEMBESARAN SEL DALAM chondroblast Produksi collagen & substansi dasar Saling terpisah ---- chondrosit PERIFER Tetap sebagai chondroblast, berproliferasi Bagian luar PERICHONDRIUM PERTUMBUHAN SELANJUTNYA (NORMAL) Pembentukan jar. Cartilago baru di permukaan (apposisional/eksogen) Dibentuk lapisan tulang rawan baru pada permukaan tulang rawan dari lapisan dalam perikondrium Proliferasi chondroblast permukaan (perikondrium). Fibroblas berproliferasi kondroblas kondrosit. Kondrosit berproliferasi, dan mensintesa matriks. Pertumbuhan aposisional terjadi setelah pertumbuhan interstitial terhenti. Penambahan masa cartilago di bagian dalam (interstitial/endogen) Pembelahan chondrosit membentuk jar. Cartilago baru. Terjadi pd tulang rawan yg masih muda/fase permulaan pembentukan tulang rawan, dan dilempeng epifisis tulang panjang dan dalam tulang rawan sendi. Tanda pertumbuhan ini berhenti adalah terdapatnya kelompokan kondrosit (sel-sel isogen)

19 PERTUMBUHAN & PEKEMBANGAN A. Normal : - Appositio = berlapis-lapis dari arah permukaan pertambahan ukuran keliling - Intertitialis = dari arah dalam. Di bagian dalam matrik (interstitium) kondrosit muda masih mampu membelah membentuk kondrosit dan matrik baru. Kartilago akan bertambah banyak, tebal, dari dalam keluar B. Kalsifikasi/pengapuran : dapat terjadi jika kondrosit mengalami hipertropi dan menghasilkan fosfatase alkalis, sehingga dalam matrik asam terdapat endapan calsium fosfat C. Regenerasi : jika kartilogo mengalami luka, sel kartilago tidak mampu melakukan regenerasi. Fibroblas yang berasal dari jar. Ikat sekitar tempat luka (>>> dari perikondrium) akan menyerbu. Selsel ini akan membentuk jar. Kartilago baru sebagai pengganti D. Transformasi asbestos : serabut kolagen dalam matrik kartilago pada usia lanjut dapat mengalami degenerasi, karena nutrisi <<<, berubah menjadi serabut keputih-putihan mengkilat mirip asbes serabut asbestose. Transformasi asbes dapat dialami oleh kartilago hyalin dan elastis pada usia lanjut

20 TULANG Jar. ikat khusus terdiri dari : sel : osteosit, osteoblas dan osteoklas matriks : serabut kolagen tipe I dan substansi dasar Memiliki komponen ekstraseluler yang mengalami kalsifikasi dan osifikasi, sangat keras. Komponen anorganik yaitu Ca fosfat(85%), Ca karbonat(10%) dan sedikit Ca fluorida, dan Mg fluorida. Komponen organik yaitu serat kolagen tipe 1 dan substansi dasar amorf yang mengandung proteoglikan

21 Fungsi: sebagai kerangka utama pada manusia dewasa penunjang otot TULANG pelindung organ vital seperti otak dan rongga toraks tempat sum-sum tulang (sistem hematopoetik) Tempat penyimpanan kalsium, fosfor dan ion lainnya yg dapat dilepaskan atau disimpan untuk mempertahankan kadar ion tersebut tetap dalam cairan tubuh.

22 BILA TULANG DIHILANGKAN CA NYA (UNSUR ANORGANIK) LENTUR SEPERTI TENDO DAN BILA BAGIAN ORGANIKNYA (TERUTAMA TERDIRI DARI SERAT KOLAGEN) DIANGKAT MUDAH PECAH DAN HANCUR

23 Pertukaran nutrien, O2 dan metabolit antara osteosit dan kapiler terjadi melalui kanalikuli (saluran kecil yg menembus matriks). Jaringan dipermukaan dalam tulang yg mengandung sel osteoprogenitor dan jaringan ikat disebut endosteum. Jaringan dipermukaan luar tulang yg mengandung sel osteoprogenitor dan jaringan ikat disebut periosteum. Fungsi utama endosteum dan periosteum: Nutrisi jaringan tulang Persediaan secara tetap osteoblas baru untuk keperluan perbaikan atau pertumbuhan tulang.

24 SEL TULANG 1. Sel osteoprogenitor(sel osteogenik) Berasal dari mesenkim, sel ini mempunyai kemampuan untuk berkembang menjadi osteoblas yg kemudian menjadi osteosit. Bentuk seperti gelendong, berinti gepeng,kromatin inti halus, sitoplasmanya bercabang. Letak dipermukaan tulang pada lapisan dalam periosteum dan endosteum.

25 SEL TULANG 2. Osteoblas Sel berbentuk kubis atau seperti piramid. Berinti besar, mempunyai anak inti 1. sitoplasma sangat basofilik. Terdapat tonjolan sitoplasma yg berhubungan dengan tonjolan sitoplasma yg berdekatan. Terletak dipermukaan tulang. mensintesa komponen organik matriks tulang (kolagen tipe I, proteoglikan dan glikoprotein) dan mengendapkan komponen anorganik matrik tulang.

26 The blue arrows indicate the osteoblasts. The yellow arrows indicate the bone matrix they ve just secreted.

27 3. Osteosit SEL TULANG Berasal dari osteoblas yg sudah berubah menjadi osteosit dan sudah dikelilingi matriks. Bentuknya seperti buah amandel,gepeng. Sitoplasma sedikit basofilik. Terletak dalam lakuna yg berbentuk lonjong diantara 2 lamel matrik. Tiap lekukan berisi satu osteosit. Tonjolan sitoplasma osteosit, terletak dalam kanalikuli yg memancar keluar dari lakuna. Tonjolan tersebut saling berhubungan satu sama lain melalui taut rekah(gap junction) sehingga nutrien dapat sampai ke sel-sel tulang tersebut. Pertukaran zat antara osteosit dan pembuluh darah juga terjadi sedikit melalui substansi yg terletak diantara osteosit dan matriks tulang. Osteosit mempertahankan matriks tulang terus menerus. Bila osteosit mati maka terjadi resorbsi matriks oleh osteoklas.

28 Yellow arrows indicate osteocytes notice how they are surrounded by the pinkish bone matrix. Blue arrow shows an osteoblast in the process of becoming an osteocyte.

29 SEL TULANG 4. Osteoklas Adalah sel sangat besar/raksasa, dapat bergerak, berinti banyak, berasal dari monosit yg menyatu. Sitoplasma biasanya asidofilik. Cabang sitoplasmanya banyak dan bervariasi tebal serta bentuknya. Terletak dekat permukaan daerah tulang yg sedang mengalami proses resorbsi dalam lekukan matriks yg disebut lakuna howship. >>> pada endosteum Menskresi asam kolagenase dan enzim proteolitik lainnya, yg menyerang matriks tulang dan membebaskan substansi dasar yang mengapur secara aktif menghilangkan debris yg terbentuk

30

31 JARINGAN TULANG 1. tulang primer (imature) jaringan tulang pertama yg muncul pada perkembangan embrio prenatal, pada penyembuhan fraktur dan proses reparasi lainnya. Tanda khas tulang primer: serat-serat kolagen halus yg tersusun seperti anyaman yg tidak teratur (lamel belum jelas terlihat). kadar mineral lebih sedikit dan lebih banyak osteositnya daripada tulang sekunder. Tulang primer bersifat sementara dan akan digantikan oleh tulang sekunder pd masa dewasa kecuali pd tempat tertentu yaitu dekat sutura tulang pipih kepala,soket gigi dan pada insersi beberapa tendon.

32 JARINGAN TULANG 2. Tulang sekunder (mature/ lamel) terdapat pd keadaan dewasa. Tanda khasnya adalah serat-serat kolagen yg tersusun membentuk lamel-lamel setebal 3-7 um yg sejajar satu sama lain atau konsentris mengelilingi pembuluh darah Lamel-lamel konsentris yg mengelilingi sebuah saluran dengan saluran tersebut yg berisi pembuluh darah,serat saraf dan jaringan ikat jarang disebut sistem havers atau osteon. Lakuna berisi osteosit terdapat diantara lamel dan kadang dalam lamel lamel. Dalam tiap lamel serat kolagen sejajar satu dng yg lain

33 Secara makroskopik Pada umumnya dalam setiap tulang terdapat bagian luar berupa tulang yang padat (tulang kompakta) dan bagian dalam berupa seperti sarang lebah, terdiri atas trabecuale ( tulang spongiosa ) - Tulang kompakta terlihat padat tanpa rongga - Tulang spongiosa terlihat banyak rongga yg saling berhubungan.

34 Compare compact and spongy bone as viewed with the light microscope

35 KLASIFIKASI TULANG Terdapat 206 tulang pada tubuh manusia 4 jenis tulang : 1. Tulang panjang Panjang >>> lebar Semua tulang extremitas kecuali tulang patella dan tulang pada pergelangan tangan dan kaki. Femur 2. Tulang pendek Mirip seperti kubus. tulang pada pergelangan tangan dan kaki Carpal Bones

36 3. Tulang pipih Tipis, datar sedikit cembung Scapulae, sternum, iga dan hampir semua tulang tengkorak Sternum 4. Tulang tidak beraturan/irregular Bentuk berbeda Vertebrae, tulang pelvis, tulang sphenoid dan ethmoid Sphenoid Bone

37

38 STRUKTUR TULANG PANJANG Batang dengan 2 bulatan ujung. Batang = diaphysis. Dikelilingi tulang Kompakta, pada bagian tengah terdapat rongga sumsum tulang Bulatan ujung = epiphyses Permukaan sendi pada tiap epiphysis diselubungi kartilago hyaline.

39 STRUKTUR MIKROSKOPIS SISTEM LAMELLA MATRIK DIORGANISIR DALAM BENTUK LAMELLA SERABUT PADA TIAP LAMELLA BERJALAN PARALEL SATU SAMA LAIN LAMEL CONSENTRIS MELAPISI CANAL HAVERSI LAMEL SIRCUMFERENSIAL MELAPISI PERMUKAAN LUAR/DALAM LAMEL INTERSTITIAL MENGISI RUANG2 ANTAR OSTEON SISTEM KANAL CANAL HAVERSI : LONGITUDINAL, ANASTOMOSA, DARI PERIOSTEUM KE ENDOSTEUM CANAL VOLKAMAN : OBLIK DARI PERIOSTEUM BERHUBUNGAN DENGAN HAVERSI SISTEM KANAL BERISI VASADARAH & SYARAF SISTEM HAVERSI = OSTEON PUSAT = CANALIS HAVERSI, DILAPISI 4-20 LAMELLA CONCENTRIS PADA OS SPONGIOSA, STRUKTUR LAMELLA TIDAK TERATUR (PADA TRABEKULA DAN SPIKULA), SISTEM HAVERSI SEDIKIT SEL OSTEOSIT DALAM LAKUNA, DI ANTARA ATAU DI DALAM LAMELLA TONJOLAN SITOPLASAMA, SALING BERHUBUNGAN MELALUI KANALIKULI LACUNA DAN KANALIKULI BERISI MASSA AMORF, MEDIA PERTUKARAN SUBST. SERABUT SHARPEY BERKAS SERAT2 KOLAGEN PERIOSTEUM MENEROBOS MATRIK TULANG DAN MELEKATKAN PERIOSTIUM PADA TULANG

40

41

42

43

44 Tanda panah kuning = Volkmann s canals.

45

46 OSSIFIKASI Terdapat 2 cara pembentukan tulang,yaitu : Osifikasi intramembranosa Osifikasi endokondral Pada osifikasi intramebranosa/desmal Langsung terbentuk matriks tulang yg disekresi oleh osteoblas. Pada osifikasi endokondral/ intrakartilaginosa terjadi pengendapan matriks tulang pd matriks tulang rawan yg sudah ada. Pada kedua proses ini jaringan tulang yg pertama kali dibentuk adalah jaringan tulang primer. Tulang primer hanya sementara segera digantikan oleh tulang sekunder jenis spongiosa yg kemudian dpt menjadi kompakta.

47 PEMBENTUKAN TULANG RANGKA Sebelum berusia 8 minggu, kerangka tulang janin terdiri atas membran fibrosa dan cartilago hyaline. Minggu berikutnya, mulai terjadi penggantian membran fibrosa dan cartilago hyaline tersebut. Pembentukan tulang dari membran fibrosa (mesenchim) = intramembranous ossification. Penggantian kartilago hyaline dengan tulang = endochondral ossification.

48 OSTEOGENESIS INTRAMEMBRANOSA Terjadi pada tulang pipih (tulang frontal, parietal, oksipital, temporal, mandibula dll) Tulang tidak berkembang dari jaringan tulang rawan tapi langsung dari jaringan masenkim

49 OSTEOGENESIS INTRAMEMBRANOSA MESSENHYM PROLIFERASI VASKULARISASI BERTAMBAH DEFERENSIASI SEL MENJADI OSTEOBLAS OSTEOBLAS MENGHASILKAN MATRIK TULANG DAN DIIKUTI DG KALSIFIKASI OSTEOBLAS OSTEOSIT JARINGAN IKAT YG TDK MENGALAMI OSIFIKASI ENDOSTEUM DAN PERIOSTEUM

50

51 OSTEOGENENSIS INTRACARTILAGINOSA / ENDOKONDRAL Membentuk tulang panjang dan pendek Pusat osifikasi primer Terjadi pada diafisis Tulang rawan hyalin (perikondrium) kerah tulang degenerasi kondrosit kalsifikasi. Perikondrium periostium sel2 osteoprogenitor osteoblas yang menghasilkan matrik tulang osteosit osifikasi

52

53 Pusat osifikasi sekunder: Terjadi pada epifisis Tulang rawan epifisis dibagi dalam 5 zona: 1. Zona rehat terdiri atas tulang rawan hialin tanpa perubahan morfologi 2. Zona proliferasi kondrosit dengan cepat membelah kelompok sel isogen (sprt uang logam) 3. Zona pematangan (maturasi atau hipertropi) kondrosit yang telah berproliferasi membesar 4. Zona pengapuran (kalsifikasi) kondrosit mulai ada yang mati dan pecah akibat matrik disekitarnya berkapur sehingga difusi zat makanan tidak terjadi 5. Zona osifikasi sel2 osteoprogenitor menembus periostium dan mengisi lakuna bekas kondrosit osteoblas osteosit

54

55

56

57 REMODELING Pembentukan jaringan baru dan membongkar jaringan yang ada Remodeling pada anak-anak 200x lebih cepat pada dewasa Anak2 dan remaja : aktivitas osteoblas > osteoklas tulang lebih panjang dan tebal Dewasa muda : aktivitas osteoblas = osteoklas jumlah massa tulang konstan Usia pertengahan : aktivitas osteoklas > osteoblas kepadatan tulang berkurang Dekade 70-80an : dominasi osteoklas tulang rapuh dan patah Faktor yang mempengaruhi: tegangan dan tekanan yang disebabkan oleh kontraksi otot dan pergerakan tubuh Kehamilan Hormon

58 PENYEMBUHAN FRAKTUR/REGENERASI JARINGAN FRAKTUR PERDARAHAN & KERUSAKAN JARINGAN PROLIFERSI FIBROBLAS, KAPILER BERTAMBAH (JARINGAN GRANULASI) GRANULASI MEMADAT, TERBENTUK JAR. FIBROKARTILAGO (CALLUS) BERFUNGSI FIKSASI & MENGIKAT SEGMEN FRAKTUR OSTEOGENIK DARI PERIOSTEUM MULAI AKTIF, DEPOSIT TULANG BARU MULAI DARI LOKASI DEKAT FRAKTUR, MENDEKAT AKHIRNYA MENUTUPI SEMUA BAGIAN CALLUS CALLUS MENGALAMI KALSIFIKASI DAN ABSORBSI, OSTEOGENENSIS ENDOKONDRAL BERLANGSUNG OSSA BARU SPONGIOSA, BERTAHAP MENJADI KOMPAKTA DAN CALLUS BERKURANG

59

60

61 BENTUK KONEKSI ANTAR TULANG PERSENDIAN-ARTIKULASI 1. SYNARTHROSIS (TIDAK/SEDIKIT BERGERAK) 1. SINOSTOSIS -Disatukan oleh jar.tulang -Tidak ada gerakan -Ex. cranium 2. DIARTHROSIS (BERGERAK) -menyatukan tulang panjang -Sangat mobile -ex. Sendi siku,lutut -Dipertahankan oleh ligamen dan simpai jaringan ikat -Memiliki rongga sendi yang berisi cairan sinovial 2. SINKONDROSIS -Disatukan oleh tulang rawan -- sendi costa 1 dan sternum 3. SINDESMOSIS -Disatukan oleh ligamen intraoseus -Sedikit gerakan -Simfisis pubis

62 PERSENDIAN-ARTIKULASI CAVUM SYNOVIAL 1. CARTILAGO ARTIKULER CARTILAGO HYALIN TIDAK ADA PERICHONDRIUM NUTRISI MELALUI CAIRAN SYNVIAL, CAPILER PERIOSTEUM SEL PERMUKAAN PIPIH, SEJAJAR PERMUKAAN SEL LEBIH DALAM BULAT LAPISAN DEKAT TULANG MENGALAMI CALSIFIKASI 2. CARTILAGO INTERARTIKULER (MENISCI) CARTILAGO FIBROSA, 3. CAPSULA ARTIKULER LAPISAN LUAR FIBROSA, BERHUBUNGAN DENGAN LIGAMEN DAN PERIOSTEUM LAPISAN DALAM MEMBRANA SYNOVIAL, MELAPISI PERMUKAAN CAVUM SYNOVIAL KECUALI PERMUKAAN CARTILAGO SYNOVIA, CAIRAN SYNOVIAL SEKRESI SEL SYNOVIAL, KENTAL, CAIRAN MUCOALBUMINOUS, KAYA HYALURONIC ACID LUBRIKASI ARTIKULASI

63 SINOVIAL

64 PERBEDAAN CARTILAGO DAN TULANG 1. Tulang memiliki sistem kanalikuli yang menembus substansi tulang, kartilago (-) 2. Tulang memiliki jaringan pembuluh darah untuk nutrisi, kartilago (-) 3. Tulang hanya dapat tumbuh secara aposis 4. Substansi interseluler tulang selalu mengalami pengapuran.

65

66