Sistem Rangka dan Otot Manusia

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.