Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Tulang Manusia beserta Proses Pembentukannya
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Tulang Manusia beserta Proses Pembentukannya — Salah satu sistem tubuh yang mendukung kehidupan manusia adalah sistem gerak atau koordinasi.
Dalam sistem gerak atau koordinasi, salah satu komponen utamanya adalah tulang.
Dalam artikel ini, Mamikos akan mengupas faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tulang beserta proses pembentukannya. Simak, ya!
Komposisi Tulang Manusia
Daftar Isi
Daftar Isi
Sebelum kita membahas faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tulang, kita pelajari dulu yuk komposisi tulang pada manusia.
Tulang manusia tersusun atas komponen organik dan anorganik yang memberikan kekuatan dan fleksibilitas. Komponen-komponen tersebut meliputi:
A. Matriks Organik
Berikut komposisi matriks organik yang mengisi 35% dari massa tulang manusia.
1. Kolagen (sekitar 90-95% dari matriks organik)
Protein ini memberikan tulang kekuatan tarik dan fleksibilitas. Kolagen membentuk serat-serat yang menyusun rangka dasar tulang dan memungkinkan tulang untuk menyerap tekanan dan cedera tanpa patah.
2. Protein Non-kolagen dan Glikoprotein
Termasuk osteokalsin, osteopontin, dan proteoglikan yang berperan dalam regulasi pembentukan tulang dan mineralisasi.
B. Komponen Anorganik
Berikut komponen anorganik yang mengisi 65% massa tulang manusia.
1. Kristal Hidroksiapatit (Kalsium Fosfat)
Sebagian besar komponen anorganik tulang adalah hidroksiapatit, yang memberikan kekerasan dan kepadatan pada tulang.
Komponen ini terdiri dari kalsium, fosfor, dan oksigen, dan bertanggung jawab untuk kemampuan tulang untuk menahan beban berat.
2. Mineral Lainnya
Mineral penyusun tulang manusia di antaranya magnesium, natrium, kalium, dan karbonat, yang juga berkontribusi pada proses dan struktur mineral tulang.
C. Sel Tulang
Berikut sel tulang yang dapat kita temui pada tulang manusia.
1. Osteoblas
Sel-sel yang membentuk tulang baru dan bertanggung jawab untuk sintesis dan mineralisasi matriks tulang.
2. Osteosit
Sel-sel tulang matang yang terperangkap dalam matriks tulang dan bertugas memelihara dan memonitor struktur tulang.
3. Osteoklas
Sel-sel yang terlibat dalam resorpsi atau penghancuran tulang, membantu dalam remodel tulang dan pemeliharaan keseimbangan mineral.
D. Air
Tulang juga mengandung air, sekitar 10% dari total beratnya, yang terdapat dalam ruang-ruang pori matriks tulang dan sel.
Pengertian Pertumbuhan Tulang
Ketahui dulu yuk pengertian pertumbuhan tulang sebelum kita mengupas lebih lanjut faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tulang.
Pertumbuhan tulang pada tubuh manusia adalah proses di mana tulang berkembang dan membesar dalam ukuran dan kepadatan.
Proses ini terjadi melalui dua mekanisme utama yaitu osifikasi endokondral dan osifikasi intramembranosa.
Proses Pembentukan Tulang
Mamikos akan membahas lebih dulu proses pembentukan tulang sebelum membahas faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tulang. Simak, ya!
Sebelumnya sudah Mamikos singgung di atas jika pembentukan tulang manusia terjadi melalui dua proses. Berikut penjelasannya:
A. Osifikasi Endokondral
Osifikasi endokondral terutama terjadi dalam pembentukan tulang panjang, seperti femur (tulang paha) dan humerus (tulang lengan).
Proses ini melibatkan penggantian kartilago oleh jaringan tulang.
1. Pembentukan Model Kartilago
Pembentukan tulang dimulai dengan model kartilago yang terbentuk dari sel-sel mesenkim pada tahap awal perkembangan janin.
Model ini memiliki bentuk mirip dengan tulang dewasa yang akan terbentuk.
2. Perkembangan Inti Osifikasi
Di dalam kartilago, terbentuk area di mana jaringan kartilago mulai berubah menjadi jaringan tulang, disebut inti osifikasi. Proses ini dimulai di bagian tengah tulang, dikenal sebagai inti osifikasi primer.
3. Pembentukan Tulang
Osteoblas yang berasal dari sel-sel progenitor tulang membentuk matriks tulang di sekitar inti osifikasi. Matriks tulang kemudian mengalami mineralisasi, menjadi keras dan kaku.
4. Pertumbuhan dan Pengembangan
Tulang terus tumbuh dalam panjang dan diameter melalui aktivitas di lempeng pertumbuhan, dimana tulang baru terus dibentuk menggantikan kartilago.
Pertumbuhan ini diatur oleh faktor genetik dan hormonal.
B. Osifikasi Intramembranosa
Osifikasi intramembranosa terutama terjadi dalam pembentukan tulang datar, seperti tulang tengkorak dan tulang pelvis.
Proses ini melibatkan pembentukan tulang langsung dari sel-sel mesenkim tanpa tahap kartilago.
1. Pembentukan Matriks Tulang
Sel-sel mesenkim berkumpul di area pembentukan tulang, berdiferensiasi menjadi osteoblas, dan mulai menghasilkan matriks tulang awal.
Matriks ini tidak terorganisir sebaik dalam osifikasi endokondral dan terdiri dari serat kolagen dan substansi dasar.
2. Mineralisasi Matriks
Osteoblas memineralisasi matriks tulang dengan kalsium dan fosfor, menghasilkan tulang yang keras dan kuat.
3. Pembentukan Tulang Jadi
Setelah matriks tulang terbentuk dan mineralisasi, tulang datar yang terbentuk akan memiliki struktur dan kepadatan yang diperlukan untuk fungsinya.
Fungsi Sel Tulang
Mamikos memandang materi berikut ini juga penting untuk kamu ketahui sebelum kita melanjutkan pemaparan faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tulang.
Sel-sel tulang memiliki peran penting dalam membentuk, memelihara, dan memperbaiki kerangka tubuh.
Berikut adalah jenis utama sel-sel tulang dan fungsi mereka:
1. Osteoblas
Osteoblas bertanggung jawab untuk sintesis dan sekresi matriks tulang, termasuk kolagen dan mineral seperti kalsium dan fosfat.
Sel ini memainkan peran utama dalam pembentukan tulang baru (proses yang disebut osifikasi).
Sel-sel ini sangat aktif selama pertumbuhan tulang dan proses penyembuhan setelah terjadi fraktur.
2. Osteosit
Osteosit merupakan sel tulang yang telah matang kemudian terperangkap ke matriks tulang yang mereka buat.
Mereka bertanggung jawab untuk memelihara jaringan tulang, mengatur pertukaran nutrisi dan produk limbah antara tulang dan darah.
Osteosit bertindak sebagai sensor mekanik dan mengatur aktivitas osteoblas dan osteoklas berdasarkan tekanan atau beban mekanik yang diterima oleh tulang.
3. Osteoklas
Osteoklas terlibat dalam resorpsi tulang, proses di mana tulang lama atau rusak dipecah dan mineralnya dilepaskan ke dalam aliran darah. Ini membantu dalam remodel tulang dan menjaga homeostasis mineral.
Osteoklas diperlukan untuk pertumbuhan tulang yang sehat, perbaikan, dan pemeliharaan keseimbangan mineral dalam tubuh.
4. Sel Penghasil Tulang Lapis (Lining Cells)
Sel-sel ini berasal dari osteoblas yang tidak berubah menjadi osteosit.
Mereka berada di permukaan tulang dan bertugas melindungi tulang serta membantu mengatur pertukaran kalsium antara tulang dan peredaran darah.
5. Sel Precursor Osteogenik (Osteoprogenitor)
Sel Precursor adalah sel-sel stem tulang yang bisa berdiferensiasi menjadi osteoblas.
Sel ini penting untuk proses penyembuhan dan regenerasi tulang karena dapat menyediakan sumber sel baru untuk pembentukan tulang.
Sel-sel ini terutama ditemukan dalam periosteum (lapisan luar tulang) dan endosteum (lapisan dalam rongga tulang).
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan Tulang Manusia
Di bawah ini akan Mamikos paparkan faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tulang manusia. Catat ya!
1. Genetika
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tulang manusia yang pertama adalah faktor genetika.
Genetik menentukan potensi pertumbuhan tulang, termasuk ukuran, bentuk, dan kepadatan tulang.
Varian genetik bisa mempengaruhi laju pertumbuhan tulang dan waktu penutupan lempeng pertumbuhan.
2. Nutrisi
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tulang kedua merupakan nutrisi. Nutrisi sangat penting untuk pertumbuhan dan pembentukan tulang yang sehat.
Kalsium dan fosfor adalah mineral penting yang diperlukan untuk mineralisasi tulang. Vitamin D penting untuk penyerapan kalsium dan fosfor dari makanan.
Protein dan mikronutrien lain seperti magnesium, zinc, dan vitamin K juga berperan dalam pertumbuhan tulang.
3. Hormon
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tulang berikutnya tak lain adalah hormon.
Hormon pertumbuhan (GH) dan faktor pertumbuhan mirip insulin (IGF-1) memiliki peran utama dalam stimulasi pertumbuhan tulang.
Hormon tiroid, paratiroid, serta estrogen dan testosteron juga mempengaruhi pertumbuhan dan kematangan tulang.
Ketidakseimbangan hormonal dapat menyebabkan gangguan pertumbuhan tulang.
4. Aktivitas Fisik
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tulang manusia yang keempat merupakan aktivitas fisik yang biasa kita lakukan sehari-hari.
Latihan fisik, terutama yang melibatkan beban dapat merangsang pembentukan tulang dan meningkatkan kepadatan tulang.
Aktivitas fisik merangsang sel-sel tulang dan meningkatkan kekuatan dan ukuran tulang melalui stres mekanis yang diberikan pada tulang.
5. Status Kesehatan
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tulang manusia kelima adalah status kesehatan pribadi.
Kondisi kesehatan seperti penyakit kronis, gangguan hormonal, atau gangguan nutrisi dapat mempengaruhi pertumbuhan dan pengembangan tulang.
Misalnya, penyakit kronis atau inflamasi jangka panjang dapat menghambat pertumbuhan tulang.
6. Faktor Lingkungan
Ternyata faktor lingkungan juga menjadi faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tulang pada manusia.
Paparan zat tertentu, seperti merokok, alkohol, dan zat beracun tertentu, dapat mempengaruhi pertumbuhan tulang secara negatif.
Kondisi lingkungan yang mendukung, seperti cukup sinar matahari untuk produksi vitamin D, dapat memiliki efek positif pada pertumbuhan tulang.
7. Umur
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tulang manusia terakhir adalah umur.
Pertumbuhan tulang terjadi secara intensif selama masa kanak-kanak dan remaja dan melambat setelah usia dewasa.
Penutupan lempeng epifisis, yang terjadi di akhir masa remaja, menandakan akhir dari pertumbuhan panjang tulang.
Apa Endokrin Mempengaruhi Pertumbuhan Tulang?
Tadi kita sudah membahas mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan tulang manusia, sekarang kita bahas pengaruh sistem endokrin terhadap pertumbuhan tulang yuk!
Sistem endokrin memiliki peran penting dalam mengatur pertumbuhan dan perkembangan tulang.
Berikut beberapa hormon endokrin yang berperan penting dalam proses pertumbuhan tulang:
1. Hormon Pertumbuhan (GH)
GH merangsang pertumbuhan tulang panjang dan ketebalan dengan merangsang produksi dan aktivitas faktor pertumbuhan mirip insulin-1, yang mempromosikan proliferasi sel-sel kartilago.
2. Faktor Pertumbuhan Mirip Insulin (IGF-1)
IGF-1, yang diproduksi di hati dan tulang sebagai respons terhadap GH, berperan penting dalam mempercepat pertumbuhan tulang dengan mempercepat pembentukan matriks tulang.
3. Hormon Tiroid (T3 dan T4)
Hormon tiroid esensial untuk pertumbuhan tulang yang normal dan perkembangan kerangka.
Mereka mempercepat pertumbuhan tulang dan maturasi dengan meningkatkan metabolisme sel tulang dan mendukung efek hormon pertumbuhan.
4. Hormon Paratiroid (PTH)
Hormon paratiroid menambahkan kadar kalsium di darah dengan cara merangsang aktivitas osteoklas yang melepas kalsium dari tulang lalu meningkatkan penyerapan kalsium di usus dan ginjal.
5. Kalsitriol
Kalsitriol diperlukan untuk penyerapan kalsium yang efisien dari usus dan metabolisme kalsium dan fosfat dalam tubuh, yang penting untuk pertumbuhan dan pemeliharaan tulang yang sehat.
6. Estrogen dan Testosteron
Hormon seks seperti estrogen dan testosteron penting untuk pertumbuhan dan perkembangan tulang selama pubertas.
Keduanya mempercepat proliferasi sel di lempeng pertumbuhan tulang dan akhirnya menyebabkan penutupan lempeng ini, menyelesaikan proses pertumbuhan tulang.
FAQ
Pertumbuhan tulang merupakan proses terbentuknya tulang sejak perkembangan jaringan penyambung, contohnya tulang kartilago, yang nantinya akan berkembang seiring berjalannya waktu hingga membentuk tulang keras.
Remodelling tulang dipengaruhi oleh hormon esterogen. Hormon esterogen berfungsi menekan resorpsi tulang sehingga bisa memperlambat proses pengeroposan tulang.
Masa pertumbuhan tulang pada manusia biasanya berlanjut hingga akhir masa remaja atau awal usia dua puluhan.
Menurut berbagai penelitian yang telah dilakukan oleh banyak ahli, lempeng epifisis akan menutup kisaran usia 17-18 tahun bagi wanita. Sementara pada pria terjadi sekitar usia 21-24 tahun.
Saat masa pubertas, seorang perempuan bisa bertambah tinggi 8,3 cm per tahun, sementara laki-laki bertambah 9,5 cm pertahun. Jika diuraikan lagi maka perbulan tulang bisa tumbuh 0,8 cm per bulan dalam hitungan pertumbuhan maksimal.
Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu: