Sistem rangka atau sistem kerangka adalah suatu sistem yang memberikan dukungan fisik pada makhluk hidup untuk dapat bergerak. Sistem rangka umumnya dibagi menjadi tiga tipe: eksternal, internal, dan basis cairan (rangka hidrostatik), walaupun sistem rangka hidrostatik dapat pula dikelompokkan secara terpisah dari dua jenis lainnya karena tidak adanya struktur penunjang.

Rangka tulang adalah sistem rangka utama dalam vertebrata. Rangka bekerja sama dengan kulit menyediakan bentuk dasar suatu organisme. Sistem rangka memungkinkan pergerakan tubuh, dengan bekerja sama dengan sistem otot. Barangkali sistem penyokong yang paling efisien adalah endoskeleton (skeleton internal) vertebrata, jaringan internal dari tulang keras dan tulang rawan atau kartilago, yang membingkai, membentuk, dan melindungi tubuh, serta menyediakan serangkaian tuas yang memaksimalkan potensi pergerakan yang rumit dan cepat.^[1]

Sistem Rangka Manusia[sunting | sunting sumber]

Sistem rangka manusia merupakan kumpulan dari tulang-tulang yang saling berhubungan satu sama lain membentuk sistem gerak. Pada sistem gerak, tulang rangka tidak dapat bergerak sendiri, melainkan bekerja sama dengan otot. Kerja sama keduanya dapat dikenal dengan nama sistem muskuloskeletal. Otot dengan bantuan sendi dan struktur pendukung lainnya (ligamen, tendon, fascia dan bursae) memungkinkan tulang rangka bergerak.^[2]

Rangka manusia dibentuk dari tulang tunggal atau gabungan (seperti tengkorak) yang ditunjang oleh struktur lain seperti ligamen, tendon, otot, dan organ lainnya. Rata-rata manusia dewasa memiliki 206 tulang, walaupun jumlah ini dapat bervariasi antara individu. 206 tulang tersebut memiliki struktur dan fungsi yang berbeda-beda.^[3]

Rangka tubuh pada manusia mempunyai berbagai macam fungsi, antara lain:^[4]

1. Memberi bentuk tubuh;
2. Melindungi organ dan bagian-bagian/jaringan tubuh yang lunak;
3. Menegakkan tubuh;
4. Tempat melekatnya otot-otot rangka;
5. Alat gerak pasif;
6. Tempat produksi sel-sel darah merah (hematopoiesis); dan
7. Tempat cadangan kalsium dan fosfat.

Tulang Rangka[sunting | sunting sumber]

Artikel utama: Tulang

Tulang adalah bagian tubuh yang berfungsi sebagai pembentuk rangka dan alat gerak tubuh. Tulang juga memiliki fungsi sebagai pelindung organ-organ internal, serta tempat penyimpanan mineral dalam tubuh. Dalam proses osifikasi yang merupakan proses pembentukan tulang yang terjadi pada masa perkembangan fetus dan setelah individu lahir.^[5]

Tulang rangka dapat diklasifikasikan menjadi dua bagian besar, yaitu rangka aksial dan rangka apendikular.^[3]

Rangka aksial[sunting | sunting sumber]

Rangka aksial disebut juga dengan rangka poros atau sumbu tubuh. Penyebutan nama ini karena hampir semua tulang anggota rangka aksial berada pada garis sumbu tubuh. Rangka aksial terdiri dari atas tulang kepala (tengkorak), tulang belakang (vertebrae), tulang dada, dan tulang rusuk (strenum dan kosta).

Rangka aksial tengkorak terdiri atas kranium (tempurung kepala), wajah, dan telinga. Rangka tempurung kelapa terdiri atas 1 tulang dahi (frontal), 2 tulang ubun-ubun (parietal), 2 tulang pelipis (temporal), 1 tulang kepala belakang (oksipital), 1 tulang baji (stenoid), dan satu tulang tapis (etmoid). Rangka wajah tersusun atas 1 tulah rahang bawah (mandibula), 2 ruas tulang hidung (nasal), 2 tulang lakrimal, 1 tulang vomer, 2 tulang konka inferior, 2 tulang pipi (zigomatik), dan 2 ruas rahang atas (maksilia). Sementara itu, rangka telinga terdiri atas 2 martil (maleus), 2 paron (inkus), dan 2 stapes.

Rangka tulang belakang manusia terdiri atas 7 ruas tulang leher (servik), 12 tulang punggung (toraks), 5 ruas tulang pinggang (lumbar), dan koksigen ( tulang ekor 4 ruas berfusi menjadi 1).

Tulang dada tersusun atas 1 ruas tulang manubrium (hulu), 1 ruas tulang badan (gladiolus) dan 1 ruas taju pedang (xifoid). Sementara itu, tulang rusuk manusia tersusun atas 7 pasang tulang rusuk sejati, 3 pasang tulang rusuk palsu, dan 2 pasang tulang rusuk melayang.^[3]

Rangka apendikular[sunting | sunting sumber]

Rangka apendikular atau disebut juga rangka tulang tambahan. Rangka apendikular merupakan tulang-tulang penyusun alat gerak manusia yaitu tangan dan kaki. Rangka apendikular tersusun atas tulang anggota gerak (tungkai), tulang gelang bahu, dan panggul.

Tulang anggota gerak tersusun atas tungkai atas dan tungkai bawah. Rangka tungkai atas terdiri dari 2 tulang lengan atas (humerus), 2 tulang pengumpil (radius), 2 tulang hasta (ulna), 16 ruas tulang pergelangan tangan (karpal), 10 ruas tulang telapak tangan (metakarpal), dan 28 ruas tulang jari-jari tangan atau falanges.

Sementara itu rangka tungkai bawah tersusun atas 2 tulang paha (femur), 2 tulang tempurung lutut (patela), 2 tulang kering (tibia), 2 tulang betis (fibula), 14 ruas tulang pergelangan kaki (tarsal), 10 ruas tulang telapak kaki (metatarsal), dan 28 ruas tulang jari-jari kaki (falanges).

Rangka gelang bahu tersusun atas 2 tulang selangka (klavikula), dan 2 tulang belikat (skapula). Rangka panggul terdiri atas 1 ilium, 1 ischium, dan 1 pubis yang menyatu.^[3]

Klasifikasi Tulang[sunting | sunting sumber]

Tulang berdasarkan bentuknya dibedakan menjadi 5 jenis, yaitu:^[6]

• Tulang Panjang atau Tulang Pipa (Ossa Longa) Bentuknya silindris dan berukuran panjang seperti batang (diafisis) tersusun atas tulang kompakta, dan dua ujung berbentuk bulat (epifisis) tersusun atas tulang kanselus. Contohnya ialah tulang femur, humerus, fibula, tibia, radius, dan ulna.
• Tulang Pendek (Ossa Brevia) bentuknya hampir sama dengan tulang panjang, tetapi bagian distal lebih kecil daripada bagian proksimal, serta berukuran pendek dan kecil. Contohnya adalah tulang metacarpal, dan metatarsal.
• Tulang Pipih (Ossa Plana) bentuknya gepeng/pipih, terdiri dari dua lapisan tulang kompakta dan di bagian tengahnya berupa lapisan spongiosa. Contohnya ialah tulang sternum, scapula, panggul, tengkorak.
• Tulang Tidak Beraturan mempunyai bentuk yang unik sesuai fungsinya, dan terdiri dari tulang spongiosa yang dibungkus oleh selapis tipis tulang kompakta. Contohnya adalah ruas-ruas tulang belakang (vertebra), dan tulang wajah.
• Tulang Sesamoid merupakan tulang kecil yang terletak di sekitar tulang yang berdekatan dengan persendian, berkembang bersama tendon dan jaringan fasia. Contohnya ialah patela (tempurung lutut).^[6]

Berdasarkan jaringan penyusunnya, tulang dibedakan atas tulang keras dan tulang rawan.

• Tulang keras merupakan tulang yang padat dan keras karena tersusun dari 70% zat anorganik terutama kalsium fosfat, dan 30% zat organik yang berbentuk serabut tebal dan padat yang saling menjalin (serabut kolagen). Ciri utama tulang keras adalah adanya sel osteosit yang berperan dalam pembentukan matrik tulang. Tulang keras terdiri dari tulang kompak yang matriknya tersusun padat, dan tulang spongiosa yang matriknya berongga-rongga.^[4]
• Tulang rawan tidak mengandung kristal kalsium fosfat karena tidak memiliki sel osteosit. Sel penyusun tulang rawan disebut sel kondrosit. Berdasarkan ada tidaknya serabut, tulang rawan dibedakan menjadi tulang rawan hialin (tak berserabut), tulang rawan elastin (mengandung serabut elastis), dan tulang rawan fibrosa (mengandung serabut kolagen).^[4]

Struktur Tulang[sunting | sunting sumber]

Tulang tersusun oleh jaringan tulang kompakta (kortikal) dan kanselus (trabekular atau spongiosa). Tulang tersusun atas sel, matriks protein dan deposit mineral. Sel-sel penyusun tulang terdiri dari osteoblas, osteosit, dan osteoklas. Tulang berasal dari embrionic hyaline cartilage yang dengan melalui proses osteogenesis menjadi tulang. Proses ini dilakukan oleh sel-sel yang disebut osteoblas. Osteoblas berfungsi dalam pembentukan matriks tulang. Osteosit merupakan sel dewasa yang terlibat dalam pemeliharaan fungsi tulang dan terletak dalam osteon. Osteon merupakan unit fungsional mikroskopis tulang dewasa. Osteoklas adalah sel berinti banyak yang berperan dalam penghancuran, resorpsi dan remodeling tulang. Matriks merupakan kerangka di mana garam-garam mineral anorganik ditimbun. Proses mengerasnya tulang akibat penimbunan garam kalsium.^[2]

Struktur tulang dewasa terdiri dari 30% bahan organik dan 70% endapan garam. Bahan organik disebut matriks, dan terdiri dari >90% serat kolagen dan <10% adalah proteoglikan. Deposit garam utama adalah kalsium dan fosfat, dengan sedikit natrium, kalium karbonat, dan ion magnesium. Garam-garam menutupi matriks dan berikatan dengan serat kolagen melalui proteoglikan.^[2]

Sistem rangka ini dipelihara oleh sistem Havers.^[2] Sistem Havers terdiri dari kanal Havers, yang mengandung pembuluh darah, saraf, dan pembuluh limfe, lamella (lempengan tulang yang mengelilingi kanal sentral), kaluna (ruang di antara lamella yang mengandung sel-sel tulang/osteosit dan saluran limfe), dan kanakuli (saluran kecil yang menghubungkan lakuna dan kanal sentral). Saluran ini mengandung pembuluh limfe yang membawa nutrient dan oksigen ke osteosit.^[6]

Sendi[sunting | sunting sumber]

Artikel utama: Sendi

Pergerakan tidak mungkin terjadi jika tidak ada kelenturan dalam rangka tulang. Kelenturan dimungkinkan oleh adanya persendian. Sendi adalah suatu ruangan, tempat satu atau dua tulang berada saling berdekatan. Fungsi utama sendi adalah memberi pergerakan dan fleksibilitas dalam tubuh.^[6] Berdasarkan sifat gerakannya, sendi dapat diklasifikasikan ke dalam 3 jenis, yaitu:^[2][6]

1. Sinartosis (Sendi mati), tidak memungkinkan adanya gerak. Contohnya adalah sutura tulang tengkorak;
2. Amfiartosis (Sendi kaku), memungkinkan adanya sedikit gerak. Contohnya adalah pelvik, simfisis, dan tibia;
3. Diartosis (Sendi gerak), memungkinkan adanya gerak bebas. Diatrosis dibedakan menjadi 6 macam, yaitu sendi engsel, sendi luncur, sendi peluru, sendi putar, sendi pelana, dan sendi ellipsoidal. Contohnya ialah siku, lutut, dan pergelangan tangan.

Persendian antara tulang-tulang berdasarkan struktur atau jaringan yang menghubungkannya dapat dibedakan atas:^[6]

1. Fibrosa. Sendi ini tidak memiliki lapisan tulang rawan, dan tulang yang satu dengan yang lainnya dihubungkan oleh jaringan penyambung fibrosa. Contohnya, sutura pada tulang tengkorak anak.
2. Kartilago, yaitu sendi yang ujung-ujung tulangnya terbungkus oleh tulang rawan hialin, disokong oleh ligamen dan hanya dapat sedikit bergerak. Sendi jenis ini terbagi menjadi dua, yaitu:
   • Sinkondrosis, yaitu sendi-sendi yang seluruh persendiannya diliputi oleh tulang rawan hialin. Contohnya, sendi-sendi kostokondral.
   • Simfisis, yaitu sendi yang tulang-tulangnya memiliki suatu hubungan fibrokartilago dan selapis tulang rawan hialin yang menyelimuti permukaan sendi. Contohnya, simfisis pubis dan sendi tulang punggung.
3. Sendi Sinovial, yaitu sendi tubuh yang dapat digerakkan, serta memiliki rongga sendi dan permukaan sendi yang dilapisi tulang rawan hialin. Memiliki membran yang menyekresi cairan sinovial untuk lubrikasi dan absorpsi syok.^[6]

Otot[sunting | sunting sumber]

Artikel utama: Otot

Otot merupakan mesin yang dapat mengubah energi kimia menjadi energi mekanik yang dapat terwujud dalam suatu aktivitas fisik. Dalam hal ini otot dapat berkontraksi dan berelaksasi dikarenakan adanya ketersediaan energi dari sistem energi. Kontraksi otot yang terjadi pada tubuh manusia mampu melakukan kerja seperti mesin.^[7] Otot merupakan alat gerak aktif yang mampu menggerakkan tulang. Otot kerangka secara volunteer dikendalikan oleh sistem saraf pusat dan tepi. Fungsi otot kerangka adalah mengendalikan pergerakan, mempertahankan postur tubuh, dan menghasilkan panas. Otot memiliki kemampuan diantaranya:^[6]

• Eksitabilitas, adalah kesanggupan sel untuk menerima dan merespons stimulus.
• Kontraktibilitas, adalah kesanggupan sel untuk merespons stimulus dengan memendek secara paksa.
• Ekstensibilitas, adalah kesanggupan sel untuk merespons stimulus dengan memperpanjang dan memperpendek serat otot saat relaksasi ketika berkontraksi dan memanjang saat rileks.
• Elastisitas adalah kemampuan sel untuk menghasilkan waktu istirahat yang lama setelah memendek dan memanjang.

Otot pada manusia dapat dibagi dalam 3 kelompok, yaitu:^[2]

1. Otot rangka atau lurik, adalah otot yang melekat pada rangka dan menjadi alat gerak utama. Kerja otot lurik dikendalikan secara sadar oleh sistem saraf pusat.
2. Otot polos, merupakan otot yang ditemukan pada organ dalam (viscera), saluran pencernaan, pembuluh darah, dan lain-lain. Dikendalikan di luar kesadaran melalui saraf otonom.
3. Otot jantung, adalah otot yang istimewa karena hanya ditemukan pada jantung, dan bekerja seperti otot polos, namun bentuknya otot lurik.

Struktur Pendukung[sunting | sunting sumber]

Ligamen[sunting | sunting sumber]

Ligamen adalah pembalut atau selubung yang sangat kuat, yang merupakan jaringan elastis penghubung yang terdiri atas kolagen. Ligamen membungkus tulang dengan tulang yang diikat oleh sendi.^[2] Terdapat beberapa jenis ligamen, yaitu:^[8]

• Ligamen tipis, adalah pembungkus tulang dan kartilago. Merupakan ligament kolateral yang ada di siku dan lutut. Ligamen ini memungkinkan terjadinya pergerakan.
• Ligamen jaringan elastik kuning, merupakan ligamen yang dipererat oleh jaringan yang membungkus dan memperkuat sendi, seperti pada tulang bahu dengan tulang lengan atas.

Tendon[sunting | sunting sumber]

Tendon adalah tali atau urat daging yang kuat, bersifat fleksibel, dan terbuat dari fibrosa protein (kolagen). Tendon berfungsi melekatkan tulang dengan otot, atau otot dengan otot. Tendon merupakan ikatan jaringan fibrosa yang membentuk akhir dari suatu otot dan menempel pada tulang.^[2] Pembungkus ini dibatasi oleh membran sinovial yang memberi lubrikasi untuk memudahkan pergerakan tendon.^[6]

Fasia[sunting | sunting sumber]

Fasia adalah suatu permukaan jaringan penyambung longgar yang didapatkan langsung di bawah kulit sebagai fasia superfisial (sebagai pembungkus tebal), jaringan penyambung fibrosa yang membungkus otot, saraf, dan pembuluh darah