BAB II
LANDASAN TEORI
2.1
Kerangka
Memenuhi tujuan desain atau
perancangan produk baru pekerjaan serta peralatan yang sesuai dengan kebutuhan
manusia, maka diperlukan beberapa pengetahuan dasar tentang karakteristik otot
dan kerangka manusia terutama dimensi dan kepastianya. (Eko nurmianto, 2005)
Kerangka berfungsi untuk menggambarkan
dasar tubuh, penentuan tinggi seseorang, perlindungan organ tubuh yang lunak
(otot, jantung, hati), sebagai tempat untuk meletakannya otot-otot, mengganti
sel-sel yang telah rusak, memberikan sistem sambungan untuk gerak pengendali (control), dan untuk menyerap reaksi dari
gaya serta beban kejut.
Tulang tersusun dari 206 tulang dan selain itu. Ada dua bagian yang menyusun rangka manusia dimana bagian tersebut
mempunyai fungsi dari bagian tulang. Bagian yang dimaksud adalah sebagai berikut:
1.
Kerangka axial (kerangka sumbu) terdiri dari kepala dan badan, termasuk
didalamnya terdapat tengkorak, tulang belakang, tulang dada, dan tulang hyalin.
2.
Kerangka appendicular ialah terdiri dari, anggota gerak atas, gerak bawah.
(Ainul.staffsite.gunadarma.ac.id)
2.1.1 Kerangka
Axial ( tengkorak )
Angota tengkorak kepala ialah
tulang kerangka kepala yang disusun berdasarkan kegunaan dan berfungsi maka
akan menjadi 2 bagian. Berikut ini ialah susunan bagian-bagian dari tulang
tengkorak :
1.
Tulang Kranium (Kalvaria)
terdiri dari 8 tulang yaitu:
a.
Tulang dahi yang terletak di bagian depan kepala.
b.
Tulang ubun-ubun yang terletak dibagian tengah kepala.
c.
Tulang kepala belakang.
d.
Tulang tulang baji yang terletak dibagian tengah tengkorak.
e.
Tulang lapis yang terletak disebelah depan tulang baji.
f.
Tulang pelipis terdapat dibagian kiri dan kanan samping kepala.
2. Kerangka wajah terdiri dari 14 tulang, dari tengkorak yang tersusun
secara sistematis dan secara terurut yaitu :
a.
2 tulang hidung
membentuk lengkung hidung.
b.
2 tulang palatum
membentuk atap mulut dan dasar hidung.
c.
2 tulang lakrimalis
(tulang air mata) membentuk saluran air mata dan bagian dari tulang rongga mata
pada sudut dalam rongga mata.
d.
2 tulang zigomatikus
(tulang lengkung pipi).
e.
1 tulang women (tulang
pisu luka).
f.
2 tulang tubinatum
inferior (kerang hidung bawah).
g.
2 tulang maxila
membentuk rahang atas dan memuat gigi atas.
h.
2 tulang mandibula
membentuk rahang bawah dan memuat gigi bawah.
Tulang belakang (kolumna vertebralis) ialah sebuah
struktur lentur yang dibentuk oleh sejumlah tulang yang disebut vertebra atau
ruas tulang belakang. Seluruhnya terdapat 33 buah ruas tulang belakang.
Vertebra dikelompokkan dan dinamai sesuai dengan daerah yang ditempatinya,
yaitu :
a.
7 vertebra
servikal adalah ruas
tulang bagian leher membentuk tengkuk.
b.
12 vertebra torakalis adalah ruas tulang punggung
membentuk bagian belakang atau toraks
dada.
c.
5 vertebra lumbalis adalah ruas tulang pinggang
membentuk daerah pinggang.
d.
5 vertebra sarkalis adalah ruas tulang kelangkang
membentuk sakrum (tulang kelangkang).
e.
4 vertebra kosigeus adalah ruas tulang tungging
membentuk tulang koksigeus (tulang tungging)
Kerangka dibentuk oleh susunan tulang-tulang yang
dapat melindungi dan menjaga rongga. Berikut ini ialah susuna tulang yang
melindungi rongga dada yang terdiri dari:
1.
Tulang dada (sternum)
banyaknya, terdiri atas 3 bagian :
a.
Manubrium sterni,
bagian tulang dada sebelah atas yang membentuk persendian dengan tulang selangka
(klavikula) dan tulang iga.
b.
Korpus sterni, bagian
terbesar dari tulang dada dan membentuk persendian dengan tulang-tulang iga.
c.
Prosesus xipoid, bagian
ujung dari tulang dada dan pada bayi masih berbentuk tulang rawan.
2.
Tulang rusuk terdiri dari 12 pasang
rusuk, bagian depan berhubungan dengan tulang
dada dengan perantaraan tulang rawan, bagian belakang berhubungan dengan
ruas-ruas vertebra torakalis yang memungkinkan tulang iga dapat bergerak
kembang kempis menurut irama pernapasan. Tulang iga terbagi atas 3 macam, yaitu
:
a.
7 pasang tulang sejati.
b.
3
pasang tulang rusuk
palsu.
c.
2 pasang tulang rusuk melayang
2.1.2 Kerangka Appendicular ( gerak atas )
Kerangka anggota gerak atas, dikaitkan pada kerangka
badan dengan perantaraan gelang bahu, yang terdiri dari klavikula (tulang
selangka) dan pakula (tulang
belikat). Fungsi klavikula ialah memberikan kaitan kepada otot dari leher dan
bahu, dengan demikian bekerja sebagai penopang lengan.
Kerangka anggota gerak bawah atau tulang dari extremitas
bawah, dikaitkan kepada batang tubuh dengan perantaraan gelang panggul. Anggota
gerak bawah terdiri atas 31 tulang. (
Ainul.staffsite.gunadarma.ac.id )
2.2
Sistem Sambungan Kerangka
Panjang tulang untuk menentukan
tinggi badan (stature) seseorang. Sedangkan batas jangkauan dapat menentukan
ruang gerak, selain itu dimensi ruang yang terbentuk tersebut amat penting
untuk penempatan pegendali (control) dan desain stasiun kerja. Sifat
masing-masing sambungan tulang pada pergerakan ialah sangat kompleks. Contoh
sambungan tulang yang sederhana ada pada siku dan lutut.
Siku dan lutut ialah
sambungan yang membatasi gerakan fleksi disamping itu sambungan siku memberikan
kebebasan gerak pada tulang tangan berupa gerak supinasi dan pronasi. Bahu dan
pinggul ialah merupakan sambungan bola dan soket yang memberikan kebebasan
gerak secara tiga dimensi meskipun dalam rentang gerak yang relatif kecil.
Lengan dan tungkai ialah merupakan sambungan yang kompleks, yang mampu untuk
mengadakan gerakan tiga dimensi. Misalkan pada gerakan mengangkat tangan dari
permukaan meja kearah mulut. (http://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_rangka)
2.3 Sambungan
Kerangka
Tulang yang besar dan
panjang selalu mempunyai bentuk berlubang yang berfungsi untuk memberikan
perbandingan yang seimbang terhadap beban yang terjadi pada tulang tersebut.
Bentuk tulang juga telah mengalami evolusi dalam perkembangannya untuk tempat
melekatnya otot. (Nurmianto,
2003)
Tubuh manusia tidak mempunyai bentuk yang indah
tanpa peran serta tulang belulang. Sebaliknya, tulang pun juga tidak akan
berdiri tegak tanpa peran serta otot, ligamen dan cartilage yang mengkombinasi
dan memegang sambungan tulang secara bersamaan.
a.
Sambungan Cartilagenous (Cartilagenous joint)
Sambungan yang berfungsi untuk pergerakan yang
relatif kecil, seperti sambungan antara tulang iga (ribs) dan pangkal tulang iga (sternum).
Terdapat pula sambungan cartilagenous
khusus diantara vertebrae (ruas-ruas tulang belakang) yang dikenal sebagai
intervertebral discs yang terdiri dari pembungkus intervertebral disc (outer fibrous ring) yang dikelilingi
oleh inti intervertebral disc (pulpy
core). Disc tersebut berfungsi sebagai peredaran getaran pada saat manusia
bergerak baik translasi maupun rotasi.
b.
Sambungan Synovial (Synovial joints)
Sambungan yang terdapat paling banyak pada tangan
dan kaki dan berfungsi untuk pergerakan/perputaran bebas, walaupun tangan dan
kaki tersebut amat terbatas pergerakannya. Misalnya arah dan rentang
gerakannya.
c.
Ligamen
Ligamen memberi sokongan dan kekuatan kepada sendi.
Berfungsi untuk membentuk bagian sambungan dan menempel pada tulang. Ligamen
juga berfungsi untuk mencegah adanya dislokasi dan sekaligus berfungsi untuk
membatasi rentang gerakan. Hal tersebut disebabkan sifat ligamen yang tidak
elastis dan dapat meregang (stretch)
dibawah gaya regang (tension)
tertentu.
d.
Sendi
Sendi ialah tempat pertemuan dua tulang yang
bersebelahan. Terdapat tiga jenis sendi pada manusia yaitu sendi tanpa gerak (synarthroses) sendi yang mempunyai
gerakan terhad (amphiarthroses) dan
sendi yang boleh bergerak bebas. ( Pratiwi,
D. A, Sri Maryati, dkk. 2004 )
2.4
Gangguan Pada Sistem Gerak
Sistem gerak pada manusia dapat mengalami
gangguan, baik berup penyakit, kelainan, maupun kerusakan organ gerak. Beberapa
contoh gangguan pada alat gerak manusia ialah sebagi berikut. Beberapa macam
gangguan pada beberapa tulang atau bagian-bagian dari struktur dari bagian
tubuh manusia yang penting ialah sebagai berikut:
1.
Fraktura, yaitu patah
tulang, dapat timbul karena terjadi benturan yang sangat keras.
2.
Rakitis, yaitu gangguan
pada pembentukan tulang karena kekurangan vitamin D, akibatnya tulang menjadi
lentur dan mudah membengkok bahkan memendek.
3.
Osteoporosis, yaitu
keroposnya tulang akibat kekurangan kalsium.
4.
Nekrosa, yaitu
kerusakan pada selaput periosterum pada tulang.
5.
Kifosis, yaitu kelain
bentuk tulang belakang sehingga penderita terlihat bongkok.
6.
Lordosis, yaitu
kelainan pada tulang belakang yang membengkok ke
7.
belakang.
8.
Skoliosis, yaitu
kelainan tulang belakang membengkok ke arah samping kanan dan kiri, tampak
seperti huruf S.
9.
Osteosarkoma (kanker
tulang). Beberpa kanker tulang disebabkan oleh tumor menular yang muncul secara
langsung didalam tulang atau persendian yang disebut sarkoma.
10.
Layuh semu, yaitu
kerusakan pada bagian cakra epifise karena infeksi bakteri sifilis pada saat
anak dalam kandungan. Akibatnya, tulang menjadi tidak bertenaga.
2.4.1 Gangguan pada Persendian
Sendi ialah hubungan antar tulang, ujung-ujung
tulang yang membentuk persendian siselaputi atau dibungkus dengan (membran sinovial).
Selaput ini menghasilkan minyak untuk menggerakan sebagai pelumas. Sehingga
terdapat beberapa gangguan pada persendian sebagi berikut:
1.
Artritis, yaitu radang
sendi yang disertai rasa nyeri dan sakit. Beberapa macam gangguan yang termasuk
artritis antara lain sebagi berikut:
a.
Rematik, yaitu radang
sendi yang disebabkan perbanyakan diri sel darah putih dalam selapu sinovial.
Gangguan tersebut disertai rasa sakit dan kekakuan pada persendian sehingga
membatasi gerak.
b.
Asam urat (gout), yaitu
radang (pembengkakan) sendi yang di sebabkan oleh penimbunan asam urat di
persendian, terutama pada ruas-ruas jari.
c.
Osteoartritis, yaitu
radang sendi yang
disebabkan bantal tulang rawan dalam persendian pecah sehingga terjadi
pergesekan antar tulang keras.
d.
Artritis sika, yaitu
radang sendi yang disebabkan berkuranganya minyak sinovial akibat terinfeksi
bakteri gonore dan bakteri sifilis.
e.
Lupus, yaitu suatu
kondisi yang terkait dengan radang sendi yang menyebabkan demam, ruam, dan
bengkak persendian.
f.
Bursitis, yaitu kondisi
menyakitkan yang diakibatkan oleh peradangan pada bursa (kantong pembungkus
minyak sinovial).
g.
Dislokasi (terkilir),
yaitu perubahan kedudukan sendi yang biasanya diikuti pembengkakan.
h.
Ankilosis, yaitu
persendian sulit bergerak atau di gerakan karena sudah lama tidak digunakan. (
Ainul@staffsite.gunadarma.ac.id )
2.4.2
Gangguan
pada Otot
Otot berfungsi sebagi alat gerak penyokong tubuh dan
membantu homeostatis. Sebagia alat gerak aktif, otot mempunyai tiga kemampuan,
yaitu kontrabilitas (kemampuan untuk memendek atau berkontraksi),
ekstensibilitas (kemampuan untuk memanjang atau relaksasi), dan elastisitas
(kemampuan untuk
kembali
atau keadaan semula). Gangguan pada otot dapat terjadi dan gangguanya sebagai
berikut:
1.
Distrofi, yaitu
penyakit otot bersifat menurun yang ditandai dengan tidak adanya selaput
pembungkus otot.
2.
Tetanus (kejang otot),
yaitu pengejangan ostot
karena berkontraksi secara terus-menerus sehingga organ yang terkena menjadi
tidak dapat berfungsi.
3.
Atrofi, yaitu otot
tidak dapat digerakan karena terjadi penyusutan ukuran otot akibat telah tidak
digunakan, misalnya pada kasus kelumpuhan. ( Nurmianto,2005 )
2.5
Klasifikasi Tulang
Terdapat berbagai bentuk tulang. Ini membolehkan
tulang-tulang memenuhi keperluan khusus bagi tulang tersebut. Tulang-tulang
diklasifikasikan berdasarkan kepada empat bentuknya. (Nurmianto, 2003)
1.
Tulang panjang yaitu Tulang-tulang dalam
kumpulan ini secara umumnya lebih panjang, lebar dan berfungsi sebagai tuas.
Kebanyakan dari pada tulang-tulang panjang ialah tulang-tulang mampat. Contoh:
Tulang pada tangan (humerus, radius, ulna, metakarpal dan falanges) dan kaki
(femur, tibia, fibula, metatarsal, falangus) kecuali pergelangan tangan dan
pergelangan kaki.
2.
Tulang pendek yaitu umumnya tulang-tulang
pendek berbentuk kiub dan didapati di ruangruang yang tertutup. Tulang-tulang
ini berperanan memindahkan daya. Tulang tulang ini berongga. Contoh:
Tulang-tulang pergelangan tangan (karpal) dan pergelangan kaki (tarsal).
3.
Tulang pipih yaitu Tulang-tulang ini
berbentuk pipih, tipis dan melengkung. Tulang-tulang ini berfungsi sebagai
tempat pelekatan otot-otot dan melindungi organ-organ di bawahnya. Contoh:
Tulang-tulang kranium, rusuk dan sternum.
4.
Tulang tak sama bentuk
Tulang-tulang tak sama bentuk berfungsi sebagai tempat pelekatan otot atau
artikulasi. Contoh: tulang-tulang vertebra (servikel, torasik, lumbar, sekrum
dan koksiks) dan tulang telinga tengah (stapes, inkus, maleus).
2.6
Jenis Tulang
Berdasarkan
zat penyusunnya, tulang dibedakan menjadi tulang rawan dan tulang sejati.
Secara fisik, tulang rawan berbeda dengan tulang sejati. Tulang rawan tampak
lebih transparan dan bersifat lentur, sedangkan tulang sejati (selanjutnya
disebut tulang saja) tampak berwarna gelap dan bersifat kaku.
1.
Tulang Rawan
(Kartilago)
Tulang rawan atau kartilago dikenal bersifat lentur.
Tulang rawan menjadi lentur karena matriksnya mengandung serat kolagen dan
elastik. Selain mengandung serat, di dalam matriks juga terdapat asam
hialuroniks, proteoglikans, dan glikoprotein. Tulang rawan tidak memiliki
sel-sel saraf dan pembuluh darah. Struktur yang demikian menyebabkan tulang
rawan dapat berfungsi sebagai sendi atau mengisi ruang-ruang kosong antar
tulang.
Tulang rawan pada orang dewasa terdapat pada
telinga, ujung hidung, dan ruas antartulang belakang. Tulang rawan disusun oleh
sel-sel tulang rawan yang disebut kondrosit. Kondrosit yang matang dibentuk
dari sel-sel tulang rawan muda yang disebut kondroblas. Kondroblas terdapat
pada selaput tulang rawan (perikondrium) yang mengelilingi tulang rawan pada
orang dewasa. Tulang rawan dibedakan menjadi tulang rawan hialin, serat
(fibrosa), dan elastin.
2.
Tulang Rawan Hyalin
Kata
hialin (hyalin) berarti seperti gelas. Tulang rawan hialin berwarna putih
kebiru-biruan dan pada keadaan segar terlihat bening. Tulang rawan hialin
merupakan tipe tulang rawan yang bersifat kuat dan sedikit fleksibel. Tulang
rawan hialin memiliki matriks yang banyak mengandung serat kolagen sehingga
tampak seperti kaca. Tulang rawan hialin terdapat pada semua rangka janin yang
belum menjadi tulang, tulang rawan iga, tulang rawan sendi dari
persendian-persendian, tulang-tulang rawan hidung, trakea dan bronkus.
3.
Tulang Rawan Serat (Fibrosa)
Tulang
rawan serat berwarna buram keputihan dan besifat keras. Pada matriks tulang
fibrosa terdapat beberapa deretan tebal serat kolagen. Tulang rawan fibrosa
dikenal tahan terhadap tekanan dan guncangan. Tulang rawan fibrosa dapat
ditemukan di antara ruas-ruas tulang belakang dan daerah lutut.
4.
Tulang Rawan Elastin
Tulang rawan elastin berwarna buram kekuningan,
serta besifat fleksibel dan elastis. Sel-selnya sama dengan sel-sel tulang
rawan hialin dan dapat berdiri sendiri atau berkelompok. Tulang rawan elastin
terdapat pada telinga luar dan epiglotis (katup tulang rawan yang menutup celah
menuju trakea).
2.7
Otot (Muscle)
Bagian ini hanya memebahas otot
Striatik (Striated Muscle) yaitu otot
sadar dengan megabaikan otot Cardiac
dan Viseral (Cardiac dan Visceral Muscle)
yaitu otot tak sadar. Otot terbentuk atas serabut yang berukuran 0.01 sampai
0.1 mm. (Nurmianto, 2005).
Serabut otot (Muscle Fibre) bervariasi antara satu otot dengan yang lainnya.
Beberapa diantaranya mempunyai gerakan yang lebih cepat dari yang lainnya dan
hal ini terjadi pada otot yang dipakai untuk mempertahankan kontraksi badan
seperti misalnya otot pembentuk postur tubuh. Otot yang pucat ialah
menggambarkan kontraksi otot yang cepat. Perbandingan antara otot merah dan
otot putih ialah merupakan indikasi untuk menunjukkan daya potensial bagi para
olahragawan. Beberapa jenis otot disebut fiksator karena berfungsi sebagai
pemberi keseimbangan pada saat melakukan suatu gerakan, dan sinergis karena berfungsi
untuk mengontrol sambungan-sambungan sehingga memungkinkan suatu gerakan
berjalan secara efisien.
2.8
Kelainan
pada Otot Manusia
Otot manusia akan mengalami kelainan akibat
aktivitas yang dilakukan. Beberapa kelainan yang terjadi pada otot manusia,
antara lain kejang otot, keseleo, nyeri otot, miastenia gravis ( lemah otot ), dan ( inveksi virus )
polio keteranganya sebagai berikut:
1.
Kejang otot kejang otot (kram), disebabkan ketegangan
otot manusia yang sangat kuat. Hal ini dapat terjadi karena cuaca dingin,
aktivitas otot terlalu berat, serta tidak seimbangnya air dan ion di dalam
tubuh. Gejala yang di timbulkan ialah rasa nyeri dan tidak sakit yang luar
biasa. Beberapa cara yang dapat di lakukan untuk mencegah terjadinya kejang
otot ialah rileks dan menjaga agar otot tidak terlalu lelah.
2.
Keseleo keseleo, dapat terjadi karena
tertariknya otot atau tendon di daerah persendian. Maka bila terlalu keras,
tarikan ini dapat menyebabkan putusnya tendon atau otot. Beberapa cara untuk
mencegah terjadinya keseleo ialah dengan cara lebih hati-hati ketika pada saat
beraktivitas.
3.
Nyeri otot, terjadi dikarenakan terjepitnya
pembulu darah atau ujung saraf dapat meninbulkan rasa nyeri terutama pada otot.
Rasa nyeri otot timbul karena aliran darah terhambat. Nyeri ini sering
dirasakan oleh orang berusia lanjut dan ada kecenderungan kambuh pada cuaca
dingin. Nyeri otot dapat dicegah dengan banyak mengonsumsi makanan bergizi,
berolahraga teratur, dan bila otot masih terasa nyeri dan dapat dilakukan
pemijatan ringan atau menggosoknya dengan minyak gosok.
4.
Miastenia gravis ( lemah otot ), Miastenia
gravis merupakan penyakit yang menyebabkan otot menjadi melemah dan cenderung
lumpuh. Penyakit tersebut menyerang otot-otot di sekitar kelopak mata, muka,
leher, dan anggota gerak.
5.
Inveksi virus (
polio ) Inveksi virus yang menyerang pada saraf
otot pengendali disebut polio. Polio dapat disebabkan mengecilnya kaki sehingga
penderita menjadi lumpuh. Ciriciri orang yang terkena virus polio ialah panas
tinggi dan kejang-kejang.