Kinesiology

Kinesiology adalah ilmu pengetahuan mengenai perpindahan manusia. Mengerti tentang hal ini adalah dasar untuk analisa dan pengobatan dari masalah-masalah sistem rangka manusia.

Seperti diketahui bahwa ada dua komponen penting dalam gerak, yaitu

1. Tulang, sebaga alat gerak pasif
2. Otot, sebagai alat gerak aktif

Selain itu, juga terdapat persendian yang memungkinkan tulang-tulang dapat terhubung satu dengan yang lainnya dan melakukan gerak. Dalam rangkuman ini hanya akan dibahas alat gerak pasif dan persendian. Tentang tulang akan dibahas pada bagian anatomy dan  osteology.

Otot (MUScus)

Hal yang dibahas mengenai otot pada bagian ini adalah mengenai mekanisme geraknya. Mengenai strukturnya akan dibahas pada bagian histology, sedangkan bagian anatomy akan membahas mengenai pembagian letaknya.

Mekanisme Umum Kontraksi dan Relaksasi Otot Rangka

Mekanisme kontraksi otot rangka adalah:

1. Sebuah potensial aksi berjalan di sepanjang sebuah saraf motorik sampai ke ujungnya pada serat otot
2. Pada setiap ujung, saraf mensekresikan substansi neurotransmitter, yaitu Asetalkolin, dalam jumlah sedikit
3. Asetalkolin bekerja pada area setempat pada membran serat otot untuk membuka banyak saluran bergerbang asetalkolin melalui protein-protein dalam membran serat otot.
4. Terbukanya saluran asetalkolin memungkinkan sejumlah besar Ion Natrium untuk mengalir ke bagian dalam membran serat otot pada titik terminal saraf. Peristiwa ini akan menimbulkan suatu potensial aksi dalam serat otot.
5. Potensial aksi akan berjalan di sepanjang membran serat otot dalam cara yang sama seperti seperti potensial aksi berjalan di sepanjang membran saraf
6. Potensial aksi akan menimbulkan depolarisasi membran sel otot, dan juga berjalan secara dalam di dalam serat otot pada tempat di mana potensial  menyebabkan Retikulum Sarkoplasma melepaskan sejumlah Ion Kalsium yang telah disimpan di dalam retikulum pada kantong lateral.
7. Ion-ion kalsium menimbulkan kekuatan menarik antara filamen Aktin dan Myosin, yang menghasilkan proses kontraksi. Dibutuhkan energi pada tahap ini, maka terjadi pengikatan ATP dan hidrolisisnya menjadi ADP dan Phosfat
8. Setelah kurang dari satu detik, ion kalsium dipompakan kembali ke dalam retikulum sarkoplasma, tempat ion-ion ini disimpan sampai potensial aksi otot yang baru datang lagi; pengeluaran ion kalsium dari miofibril akan menyebabkan kontraksi otot terhenti.

Pada saat istirahat, ATP terikat pada sisi ATPase pada kepala miosin, namun kecepatan hidrolisis ATP tersebut sangat lambat. Miosin membutuhkan aktin sebagai kofaktor untuk memecah ATP dengan cepat dan melepaskan energi. Pada otot yang sedang beristirahat, miosin tidak dapat bergabung dengan aktin karena tempat pengikatan untuk kepala miosin pada molekul aktin ditutupi oleh kompleks troponin-tropomiosin pada Filamen Aktin-F.

Akan tetapi, bila ion kalsium cukup tersedia, miosin akan terikat pada subunit TnC dari troponin. Konfigurasi spasial dari ketiga subunit tropomiosin berubah dan mendesak molekul tropomiosin lebih ke dalam alur pilinan aktin. Hal ini memaparkan tempat pengikatan miosin pada komponen aktin globular, sehingga aktin bebas berinteraksi dengan kepala molekul miosin.

Karena aktin berikatan dengan miosin, pergerakan kepala miosin akan menarik aktin melewati filamen miosin. Hasilnya adalah filamen tipis akan ditarik lebih ke dalam ke daerah pita A. Sewaktu kepala miosin yang terikat menggerakkan aktin, kepala miosin tersebut membentuk jembatan aktin-miosin yang baru. Jembatan aktin-miosin yang lama hanya dilepaskan setelah miosin berikatan dengan molekul ATP yang baru, keadaan ini juga mengembalikan kepala miosin dan mempersiapkannya untuk siklus kontraksi berikutnya. 

Mekanisme relaksasi otot rangka adalah:

Bila depolarisasi berhenti, ion kalsium akan secara aktif ditranspor kembali ke dalam sisterna retikulum sarkoplasma. Protein regulator akan kembali bergeser ke posisinya menutupi tempat pengikatan aktin dan myosin sehingga tidak ada lagi pengikatan. Filamen tipis akan kembali ke tempatnya semula dan otot akan berelaksasi.

Proses ini tetap membutuhkan ATP, terutama untuk transpor aktif ion kalsium.

Agar dapat menghasilkan kontraksi yang merata, otot rangka memiliki suatu sistem Tubulus Transversus. Invaginasi sarkolema yang mirip jari-jari ini membentuk jaringan tubulus dengan anastomis kompleks yang melingkari perbatasan pita A-I di setiap sarkomer dalam setiap miofibril.

Keseluruhan respon kontraktil terhadap potensial aksi dapat berlangsung sampai 100 mdet, sedangkan potensial aksi hanya berlangsung dari 1 mdet hingga 2 mdet.

Untuk menghasilkan gradasi tegangan seluruh otot erdapat 2 faktor yang dapat disesuaikan, yaitu:

-. Jumlah serat otot yang berkontraksi; dan

-. Tegangan yang dihasilkan oleh setiap serat yang berkontraksi

Jumlah serat yang berkontraksi dalam sebuah otot bergantung pada besarnya rekruitmen unit motorik. Unit Motorik adalah sebuah unit fungsional yang terdiri atas satu neuron motorik ditambah semua serat otot yang dipersarafinya. Semakin banyak unit motorik yang direkrut, semakin kuat kontraksi. Hal ini dikenal dengan Fenomena Rekruitmen Unit Motorik. Untuk menunda atau mencegah kelelahan, biasanya rekruitmen ini terjadi secara Asinkron.

Frekuensi rangsangan dapat mempengaruhi ketegangan yang dihasilkan oleh setiap serat otot.  Apabila serat otot dirangsang sedemikian cepatnya sehingga tidak memiliki kesempatan untuk melemas sama sekali di antara rangsangan, terjadi kontraksi dengan kekuatan maksimum yang menetap yang dikenal dengan nama Tetanus yang bisa 3 sampai 4 kali lebih kuat daripada kedutan(bedakan dengan penyakit tetanus).

Otot memiliki sebuah Panjang Optimum (I_o), yang pada panjang tersebut dapat dicapai gaya maksimum pada kontraksi tetanus selanjutnya. Karena pembatasan-pembatasan yang ditimbulkan akibat perlekatan ke tulang, suatu otot tidak dapat diregangkan atau diperpendek lebih dari 30% dari panjang optimal istirahatnya. Pada batas terluar (130% dan 70% dari I_o ), otot masih mampu menghasilkan separuh dari ketegangan maksimumnya.

Sarkomer otot tidak langsung melekat pada tulang. Ketegangan yang dihasilkan oleh unsur-unsur kontraksi tersebut harus disalurkan ke tulang melalui jaringan ikat dan tendon sebelum tulang dapat digerakkan. Jaringan nonkontraktil ini disebut Komponen Rangkaian Elastik (Series-Elastic Components) otot. Komponen ini berfungsi sebagai pegas yang dapat diregangkan yang terletak di antara unsur-unsur penghasil ketegangan internal dan tulang yang akan digerakkan. Pemendekan sarkomer meregangkan komponen rangkaian elastik. Ketegangan otot disalurkan ke tulang melalui pengetatan komponen rangkaian elastik. Ketegangan eksternal inilah yang menggerakkan tulang melawan beban.

Sewaktu otot memendek selama kontraksi, posisi sendi berubah karena salah satu tulang bergerak terhadap tulang yang lain. Ujung otot yang melekat ke bagian kerangka yang lebih diam disebut Origo, sedangkan ujung yang melekat ke bagian kerangka yang bergerak disebut Insersi.

Terdapat dua jenis utama kontraksi, berantung pada apakah terjadi perubahan panjang otot selama kontraksi, mekanisme kontraktilnya sendiri adalah sama. Jenis kontraksi tersebut adalah:

1.      Kontraksi Isotonik, ketegangan otot (yang bergantung pada massa beban) tetap konstan ketika panjang otot berubah. Kontraksi ini digunakan untuk menggerakkan tubuh dan untuk melakukan kerja dengan menggerakkan benda-benda eksternal.

Kontraksi isotonik dapat dibagi dua, yaitu Konsentrik dan Eksentrik. Pada keduanya otot mengalami perubahan panjang pada tegangan tetap, namun pada konsentrik otot memanjang, dan sebaliknya otot memendek pada eksentrik.

2.      Kontraksi Isometrik, otot dicegah untuk memendek sehingga terjadi ketegangan pada panjang otot yang konstan. Seperti yang terjadi jika kita mengangkat beban yang terlalu berat dan juga terjadi apabila ketegangan yang terbentuk di otot sengaja dibuat lebih kecil dari pada yang dibutuhkan. Hal ini bertujuan untuk menahan otot pada panjang tertentu, seperti untuk mempertahankan postur tubuh.

Beberapa otot rangka yang sama sekali tidak melekat ke tulang sebenarnya menghambat pergerakan. Otot-otot ini adalah cincin otot rangka yang dikontrol secara volunter dan dikenal sebagai Sfingter yang menahan keluarnya urin dan feses dari tubuh dengan kontraksi secara isotonis.

Semakin besar beban, semakin rendah kecepatan serat otot memendek selama kontraksi tetanik isotonik. Kecepatan pemendekan maksimum apabila tidak terdapat beban eksternal. Hal ini mungkin karena jembatan silang memerlukan waktu lebih lama untuk mengayun melawan beban yang lebih besar.

Kerja didefinisikan sebagai gaya dikali jarak, sedangkan Gaya dapat dipersamakan dengan ketegangan otot yang diperlukan untuk mengatasi beban. Otot rangka melekat ke tulang melewati sendi, membentuk sistem tuas (pengungkit). Tuas (lever) adalah struktur kaku yang mampu bergerak mengelilingi suatu poros (sumbu) yang dikenal sebagai Fulkrum. Di tubuh, tulang berfungsi sebagai tuas, sendi sebagai fulkrum, dan otot rangka menghasilkan gaya untuk menggerakkan tulang. Bagian tuas antara fulkrum titik tempat gaya ke atas (mengangkat) bekerja disebut Lengan Gaya, dan bagian antara fulkrum dan gaya ke bawah yang ditimbulkan oleh beban disebut sebagai Lengan Beban.

Pada kontraksi isotonik, efisiensi otot adalah sekitar 25%. Pergerakan otot dengan sistem tuas ini memiliki persamaan tuas pada fisika. Dengan demikian, otot-otot rangka biasanya melakukan kerja dalam kerugian mekanis, karena mereka menggunakan gaya yang lebih besar daripada beban sesungguhnya. Meskipun demikian, penguatan kecepatan dan jarak yang dihasilkan oleh sistem tuas memungkinkan otot menggerakkan beban lebih cepat dan lebih jauh.

Mekanisme Umum Kontraksi dan Relaksasi Otot Polos

            Pada dasarnya, pergeseran relatif filamen tipis melewati filamen tebal sewaktu kontraksi menyebabkan kisi-kisi filamen memendek dan melebar dari sisi ke sisi. Akibatnya, sel secara keseluruhan memendek dan menggelembung antara titik tempat filamen tipis melekat ke permukaan dalam membran plasma.

           

            Miosin otot polos hanya mampu berinteraksi dengan aktin apabila miosin mengalami Fosforilasi (memiliki gugus yang melekat padanya). Ion Kalsium otot polos berikatan dengan Kalmodulin, suatu protein intrasel yang ditemukan di sebagian besar sel yang secara struktural mirip dengan troponin.

            Kompleks ion kalsium dan kalmodulin ini mengikat dan mengaktifkan protein lain, yaitu Miosin Kinase, yang kemudian menyebabkan fosforilasi miosin. Miosin terfosforilasi kemudian berikatan dengan aktin, sehingga siklus jembatan silang dapat dimulai.

            Apabila ion kalsium dihilangkan, miosin mengalami defosforilasi dan tidak dapat lagi berinteraksi dengan aktin, sehingga otot berelaksasi.

            Karena otot polos tidak memiliki tubulus T dan retikulum sarkoplasma kurang berkembang, peningkatan ion kalsium sitosol yang memicu respon kontraksi selain datang dari retikulum sarkoplasma yang junlahnya hanya sedikit juga dibantu oleh masukan dari CES.

Mekanisme Umum Kontraksi dan Relaksasi Otot Jantung

Otot jantung memadukan ciri-ciri otot rangka dan otot polos. Filamen tipis otot jantung mengandung troponin dan tropomiosin, yang memiliki tempat kerja ion kalsium dalam mengaktifkan siklus jembatan silang, seperti di otot rangka. Juga serupa dnegan otot rangka, otot jantung berkontraksi sesuai dengan mekanisme pergelinciran filamen, dan memiliki hubungan panjang tegangan yang jelas. Seperti serat otot rangka oksidatif, sel-sel otot jantung banyak mengandung mitokondria dan mioglobin. Sel-sel ini juga mengandung tubulus T dan retikulum sarkoplasma yang cukup berkembang.

Sepert pada otot polos, selama eksitasi otot jantung, ion kalsium masuk sitosol dari retikulum sarkoplasma dan CES. Seperti otot polos unit tunggal, jantung memperlihatkan aktivitas pemicu (tetapi bukan gelombang lambat), yakni memulai potensial aksinya sendiri tanpa pengaruh eksternal apapun. Sel-sel jantung daling berhubungan melalui Gap Juction yang meningkatkan penyebaran potensial aksi, dan jantung juga dipersarafi oleh sistem saraf otonom, yang bersama dengan hormon tertentu dan faktor lokal, dapat memodifikasi kecepatan dan kekuatan kontraksinya.

Gambaran Morfologi Inflamasi akut & Kronik

Tingkat keparahan respons inflamasi, penyebab spesifiknya, dan jaringan khusus yang terlibat, semuanya dapat mengubah gambaran morfologi dasar inflamasi akut dan kronik.

Inflamasi Serosa

Radang ini ditandai dengan keluarnya cairan yang berair dan relatif sedikit protein (Efusi). Lepuh pada kulit yang berasal infeksi karena luka bakar atau virus merupakan contoh yang baik dari efusi serosa, yang terakumulasi di dalam ataupun serta merta di bawah epidermis kulit.

Inflamasi Fibrinosa

Radang ini terjadi akibat jejas yang lebih berat, yang dengan permeabilitas vaskular yang lebih besar memungkinkan molekul yang lebih besar (khususnya Fibrinogen) dapat melewati barier endotel.

Inflamasi Supurativa (Purulen)

Radang ini terlihat dengan adanya sejumlah besar Eksudat Purulen (Pus) yang terdiri ats neutrofil, sel nekrotik, dan cairan edema. Organisme tertentu (misalnya, Stafilokokus) lebih mungkin untuk menginduksi supurasi terlokalisasi ini sehingga disebut sebagai Piogenik. Asbes merupakan sekumpulan pus fokal yang dapat disebabkan oleh penyemaian organisme piogenik yang dalam ke dalam jaringan atau oleh infeksi sekunder fokus nekrotik.

Ulserasi

Ulserasi menunjukkan tempat inflamasi yang permukaan epitelnya (kulit, epitel gaster, mukosa kolon, epitel vesika urinaria) telah menjadi nekrotik dan terkikis, sering kali karena inflamasi akut dan inflamasi kronik subepitel. Dapat terjadi karena cedera toksik atau cedera traumatik pada permukaan epitel atau mungkin akibat gangguan vaskular

Efek Sistemik Inflamasi   

 

Demam hanya salah satu dari berbagai efek sistemik inflamasi yang lebih nyata; efek lainnya, yaitu Peningkatan Somnolen, Malaise, Anoreksia, Degradasi Protein Otot Skelet yang dipercepat, Hipotensi, Sintesis Hepatik berbagai protein (misalnya, protein komplemen dan protein koagulasi), dan Perubahan Pool Leukosit dalam sirkulasi.

Leukositosis (peningkatan leukosit) merupakan gambaran umum reaksi radang, khususnya yang diinduksi oleh infeksi bakteri. Leukosit dapat melonjak yang disebut juga Reaksi Leukomoid.

Sebagian besar infeksi bakteri menginduksi peningkatan Sel Polimorfonuklear (Neutrofilia) yang relatif selektif, sementara infeksi parasit (dan juga respons alergi) secara khusus akan menginduksi Eosinofilia. Virus tertentu, seperti mononukleosis infeksiosa, gondongan (mumps), dan rubela, menimbulkan peningkatan selektif pada limfosit (Limfositosis). Namun demikian, sebagian besar infeksi virus, riketsia, protozoa, serta jenis infeksi bakteri tertentu (demam tifoid), disertai dengan penurunan jumlah leukosit dalam sirkulasi (Leukopeni). Leukopeni juga ditemukan pada infeksi yang sangat banyak terdapat pada pasien yang tidak berdaya akibat, misalnya, kanker yang menyebar.

Perubahan yang diinduksi oleh upaya tubuh untuk menyembuhkan kerusakan, yaitu suatu proses Perbaikan. Perbaikan mulai terjadi hampir segera setelah dimulainya perubahan peradangan dan mencakup beberapa proses, yaitu proliferasi, diferensiasi, dan deposisi matriks ekstraselular.

Reference:

Robbins, Kumar and Cotran. 2007. Buku ajar Patologi. Jakarta. EGC (Penerbit Buku Kedokteran)

Osteology

Osteology adalah ilmu mengenai tulang, mulai dari struktur sampai pada klasifikasi dan kegunaannya.

            Fungsi tulang pada manusia :

Ó Mendukung tubuh dan rongga-rongga vitalnya

Ó Melindungi struktur-struktur pentingnya

Ó Mekanisme dasar untuk pergerakan, membentuk sistem pengungkit yang melipatkandakan kekuatan dari otot rangka.

Ó Penyimpanan garam mineral

Ó Menyuplai sel darah baru (homopoesis)

Klasifikasi tulang:

Berdasarkan bentuknya tulang dapat dibagi menjadi:

Ó Tulang panjang (longum)

Ó Tulang pendek (breve)

Ó Tulang pipih (planum)

Ó Tulang irregular : sebagian memiliki rongga dan sebagiannya lagi tidak. Rongga di sini bukan berisikan sumsum, melainkan kosong seperti Osmeotikum di cranium.

Selain itu juga terdapat jenis tulang yang disebut Tulang Sesamoid. Tulang jenis ini terdapat pada tendon tertentu, patela dapat digolongkan di sini.

Seterusnya ada jenis Accessory Bone atau Supernumerary Bone, yaitu tulang tambahan yang merupakan bagian yang hilang dari tulang utama.

Terakhir, terdapat jenis Tulang Heterotropik, yaitu tulang yang terbentuk di jaringan dimana mereka normalnya tidak ada.

Tulang adalah jaringan ikat khusus yang terdiri atas materi antar sel berkapur, yaitu Matriks Tulang dan 3 jenis sel penyusunnya. Osteosit yang terdapat di rongga-rongga (Lakuna) di dalam matriks, Osteoblas yang menyintesis unsur organik matriks, dan Osteoklas yang merupakan sel raksasa multinuklear yang terlibat dalam resorpsi dan remodelling tulang.

Karena metabolit tidak dapat berdifusi melalui matriks tulang yang telah mengapur, pertukaran zat antara osteosit dan kapiler darah bergantung pada Kanalikuli. Kanalikuli adalah celah-celah silindris halus yang menerobos matriks.

Permukaan bagian luar dan dalam semua tulang dilapisi lapisan-lapisan jaringan yang mengandung sel-sel osteogenik, yaitu Endosteum di permukaan dalam, dan Periosteum pada permukaan luar.

            Sel Tulang

Osteoblas

Osteoblas bertanggung jawab atas sintesis komponen organik matriks tulang yang berupa Kolagen tipe I, Proteoglikan, dan Glikoprotein. Osteoblas hanya terdapat pada permukaan tulang seperti epitel selapis. Bila osteoblas aktif menyintesis matriks, osteoblas memiliki bentuk kuboid sampai silindris dengan sitoplasma basofilik. Bila aktivitas tersebut menurun, sel tersebut menjadi gepeng dan sifat basofilik pada sitoplasmanya akan berkurang.

Beberapa osteoblas secara berangsur dikelilingi oleh matriks yang baru terbentuk dan menjadi Osteosit. Selama proses ini, terbentuk rongga yang disebut Lakuna. Lakuna dihuni osteosit beserta juluran-julurannya, bersama sedikit matriks ekstrasel yang tidak mengapur.

Komponen matriks disekresi pada permukaan sel, yang berkontak dengan matriks tulang yang lebih ‘tua’, dan menghasilkan lapisan matriks baru (namun belum berkapur), yang disebut Osteoid, di antara lapisan osteoblas dan tulang yang baru terbentuk. Proses ini, yaitu Aposisi Tulang, dituntaskan dengan pengendapan garam-garam kalsium ke dalam matriks yang baru terbentuk.

Osteosit

Osteosit, yang berasal dari osteoblas, terletak di dalam lakuna yang teletak di antara Lamellae matriks. Hanya ada satu osteosit di dalam satu lakuna.

Bila dibandingkan dengan osteoblas, osteosit yang gepeng dan berbentuk kenari tersebut memiliki sedikit RE kasar dan badan golgi serta kromatin inti yang lebih padat. Sel-sel ini secara aktif terlibat untuk mempertahankan matriks tulang, dan kematiannya diikuti oleh resorpsi matriks tersebut.

Osteoklas

Osteoklas adalah sel motil bercabang yang sangat besar. Bagian badan sel yang melebar mengandung 5 sampai 50 inti atau lebih. Pada daerah terjadinya resorpsi tulang, osteoklas terdapat di dalam lekukan yang terbentuk akibat kerja enzim pada matriks, yang dikenal sebagai Lakuna Howship. Osteoklas berasal dari penggabungan sel-sel sumsum tulang.

Pada osteoklas yang aktif, matriks tulang yang menghadap permukaan terlipat secara tak teratur, seringkali berupa tonjolan yang terbagi lagi, dan membentuk Batas Bergelombang yang berhubungan dengan aktivitas osteoklas. Batas bergelombang ini dikelilingi oleh zona sitoplasma, yang disebut Zona Terang yang tidak mengandung organel. Zona ini adalah tempat adhesi osteoklas pada matriks tulang dan menciptakan lingkungan mikro tempat terjadinya resorpsi tulang.

Osteoklas menyekresi Kolagenase dan enzim lain dan memompa proton ke dalam kantung subselular (lingkungan mikro yang disebut sebelumnya), yang memudahkan pencernaan kolagen setempat dan melarutkan kristal garam kalsium. Aktivitas osteoklas dikendalikan oleh Sitokin (protein pemberi sinyal kecil yang bekerja sebagai mediator setempat) dan hormon. Osteoklas memiliki reseptor untuk Kalsitonin, yakni suatu Hormon Tiroid, namun bukan untuk hormon paratiroid. Akan tetapi, osteoblas memiliki reseptor untuk hormon paratiroid dan begitu teraktivasi oleh hormon ini, osteoblas akan memproduksi suatu sitokin yang disebut Faktor Perangsang Osteoklas.   

          Matriks Tulang

            Kira-kira 50% dari berat kering matriks tulang adalah bahan anorganik. Yang teristimewa banyak dijumpai adalah Kalsium dan Fosfor yang membentuk Kristal Hidroksiapatit dengan komponen Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂, namun bikarbonat, sitrat, mangnesium, kalium, dan natrium juga ditemukan.

            Kalsium amorf (nonkristal) juga cukup banyak dijumpai. Pada mikrograf elektron, kristal hidroksiapatit tulang tampak sebagai lempengan yang terletak di samping serabut kolagen, namun dikelilingi oleh subtansi dasar. Ion permukaan hidroksiapatit berhidrasi dan selapis air dan ion terbentuk di sekitar kristal. Lapisan ini, yaitu Lapisan Hidrasi, membantu pertukaran ion antara kristal dan cairan tubuh.

            Bahan organik dalam matriks tulang adalah kolagen tipe I dan substansi dasar, yang mengandung Agregat Proteoglikan dan beberapa glikoprotein struktural spesifik. Glikoprotein tulang mungkin bertanggung jawab atas kelancaran kalsifikasi matriks tulang. Jaringan lain yang mengandung kolagen tipe I biasanya tidak mengapur dan tidak mengandung glikoprotein tersebut.

            Gabungan mineral dan serat kolagen memberikan sifat keras dan ketahanan pada jaringan tulang. Setelah tulang mengalami dekalsifikasi, bentuknya tetap terjaga, namun menjadi fleksibel mirip tendon. Dengan mengjilangkan bagian organik dari matriks, yang terutama berupa kolagen, bentuk tulang masih terjaga, namun kini menjadi rapuh, mudah patah dan hancu bila dipegang.

          Periosteum & Endosteum

            Periosteum terdiri atas lapisan luar serat-serat kolagen dan fibroblas. Berkas serat kolagen periosteum, yang disebut Serat Sharpey, memasuki matriks tulang dan mengikat periosteum pada tulang. Lapisan dalam periosteum yang lebih banyak mengandung sel, terdiri atas sel-sel mirip fibroblas yang disebut Sel Osteprogenitor ,yang berpotensi membelah melalui mitosis dan berkembang menadi osteoblas. Sel ini berperan penting pada pertumbuhan dan perbaikan tulang.

            Endosteum melapisi semua rongga dalam di dalam tulang dan terdiri atas selapis sel osteoprogenitor gepeng dan sejumlah kecil jaringan ikat. Karenanya, endosteum abih tipis daripada periosteum.

            Fungsi utama periosteum dan endosteum adalah Memberi Nutrisi kepada jaringan tulang dan menyediakan osteoblas baru secara kontinu untuk perbaikan atau pertumbuhan tulang.

            Struktur Makro Tulang

            Pada tulang panjang, ujung yang membulat yang disebut Epifisis, terdiri atas tulang berongga yang ditutupi selapis tipis tulang kompakta. Bagian silindris, yaitu Diafisis, hampir seluruhnya terdiri atas tulang kompakta, dengan sedikit tulang tulang spons pada permukaan dalamnya di sekitar Rongga Sumsum Tulang. Pada tulang panjang juga terdapat Discus Epiphysialis, yaitu tempat yang mengalami pertumbuhan tulang di antara epifisis dan diafisis.  Tulang pendek umumnya memiliki pusat yang terdiri dari tulang berongga, dan seluruhnya dikelilingi oleh tulang kompakta. Tulang pipih yang membentuk cavaria cranii memiliki 2 lapis tulang kompakta yang disebut lempeng, yang dipisahkan oleh selapis tulang berongga yang disebut Diploё.

            Sumsum tulang yang mengisi Medullary Cavity pada bagian dalam tulang sendri dapat dibagi menjadi 2 jenis:

-. Medulla Ossium Rubra (Sumsum Tulang Merah)

   Terletak di bagian epifisis tulang pipa, bagian tengah jenis tulang lainnya, persendian tulang pipih, bagian dalam tulang punggung, cranial diploё, sternum, dan costa.

Merupakan tempat produksi Eritrosit dan Leukosit Granular, mengandung Myelocytes.  

-. Medulla Ossium Flava (Sumsum Tulang Kuning)

   Terletak di bagian tengah dari tulang pipa. Merupakan sumsum tulang biasa yang sel lemaknya predominan.

          Struktur Mikro Tulang

            Struktur tulang secara mikroskopis terdiri atas penyusun-penyusun yang tidak persis sama antara tulang kompak dan tulang spons.

Tulang Kompak (Substantia Compacta)

            Tulang tersusun atas lembaran-lembaran tulang yang tersusun atas serabut jaringan pengikat jenis kolagen tipe I dan garam-garam kapur. Lembaran-lembaran ini disebut Lamellae. Di antara lamellae-lamellae, terdapat Lacuna, yaitu rongga yang berisikan Osteosit. Satu lamella yang memisahkan 2 rongga lacuna ditembus oleh Canaliculi untuk menghubungkan lacuna-lacuna. Di dalam canaliculi ini berjalan lanjutan-lanjutan dari osteosit-osteosit yang saling berhubungan.

            Di antara lamellae dataran luar dan dalam terdapat Osteon, yaitu pipa yang dindingnya terdiri atas lamellae dan lacuna dan dalam rongga pipa terisi pembuluh darah. Pipa ini disebut juga Canalis Harvers.

            Pada umumnya osteon berjalan dengan arah tarikan atau tekanan yang berjalan sesuai dengan arah tarikan atau tekanan yang berjalan pada tulang. Tulang kompak juga dilalui oleh saluran yang dindingnya tidak ber-lamellae yang disebut Canalis Volkman yang bersilangan tegak lurus dengan canalis harvers.

Tulang Spons (Substantia Spongiosa)

            Terdiri dari batang-batang tulang (Trabeculae) yang saling berhubungan dan bersilangan. Pada umumnya mereka  juga berjalan sesuai dengan arah tekanan atau tarikan yang bekerja pada tulangnya.  Batang-batang tulang yang demikian ini disebut dengan Trajeculator.

            Osifikasi

Osifikasi desmalis atau osifikasi intamembranosa

            Merupakan jenis osifikasi yang langsung dari Sel Mesenkim menjadi tulang keras, tidak melalui fase kartilago. Umumnya terjadi pada tulang pipih dan calvaria cranii.

            Dalam satu lembaran jaringan pengikat, sel-sel penyusunnya membentuk barisan dan membuat serabut-serabut halus yang tersusun sebagai berkas di antara dua baris sel.

            Serabut-serabut itu saling menempel disebabkan oleh Osteomucoid yang disintesis oleh sel itu sendiri, terbentuklah Osteoid atau Ossein. Di dalamnya diendapkan garam-garam dapur, terbentuklah tulang yang berbentuk jarum yang disebut Spikula. Sel-sel jaringan pengikat yang menghasilkan osteoid tersebut itulah yang disebut Osteoblas.

            Karena osteoblas menghasilkan osteoid di sekelilingnya, ia akhirnya terdapat di dalam osteoid, sel inilah yang disebut Osteosit dan selanjutnya menjadi tulang. Spikula yang memanjang saling berdekatan dan berhubungan dan membentuk anyaman tulang (trabeculae) yang tumbuh ke segala arah dan mnejadi suatu lembar tulang.

            Pada dataran luar lembaran tulang terdapat jaringan ikat yang dikenal sebagai Periosteum. Sel-selnya yang menempel pada tulang menjadi osteoblas yang menghasilkan osteoid yang ditambahkan pada lembaran tulang itu. Dengan begitu tulang dapat mengalami pertumbuhan secara aposisi.

Osifikasi Enchondralis

            Merupakan jenis osifikasi yang terjadi dari sel mesenkim berubah menjadi Kartilago dan  barulah kemudian menjadi tulang keras. Umumnya terjadi pada tulang panjang dan tulang pendek.

            Pada kartilago di bagian diafisis tulang panjang terdapat perubahan yang menyebabkan sel dan nukleusnya membesar. Pada bahan tulang rawan di antara sel-sel itu diendapkan garam-garam dapur. Kemudian tumbuh pembuluh-pembuluh darah kapiler yang disertai perusakan oleh Kondroblas. Dengan begitu terdapat ruangan di dalam kartilago yang diisi oleh jaringan pengikat serta pembuluh-pembuluh darah dan sisa-sisa kartilago. Kartilago di dalam epifisis juga mengalami perubahan seperti di dalam diafisis.

            Dari luar ditambahkan lamellae secara aposisi. Rongga-rongga antar trabeculae dilalui oleh pembuluh-pembuluh darah dan sel-sel jaringan pengikat. Sel-sel ada yang menjadi osteoblas dan menempel pada trabeculae untuk membuat lamellae secara konsentris dan menciptakan osteon di antara trabeculae, tulang menjadi lebih padat.

            Pada perkembangannya selain adanya penambahan bahan tulang juga dilakukan perubahan bentuk tulang oleh osteoklas.

            Dengan demikian, nantinya akan terjadi lamellae-lamellae di bawah ini:

            -. Lamellae Circumferentiales Externae, terdapat tepat di bawah periosteum

            -. Lamellae Circumferentiales Internae, terdapat di sekitar rongga sumsum

            -. Lamellae Pembentuk Osteon, yang memiliki banyak sistem harvers

            -. Lamellae Interstitiales, yang terletak diantara osteon    

            Diantara epifisis dan diafisis terdapat Discus Epiphysialis yang di dalamnya terjadi kondrogenesis secara interstitial (mitosis), sehingga discis epiphysialis dapat bertambah lebar dan tulang bertambah panjang.

            Terdapat 2 jenis kartilago pada tulang panjang, yaitu:

-. Kartilago Sendi, yang tetap ada seumur hidup dan tidak ikut dalam pertumbuhan memanjang tulang.

-. Kartilago Epifisis, yang juga disebut Lempeng Epifisis, yang menghubungkan epifisis dengan diafisis.

            Sebaliknya subtantia spongiosa dapat terjadi dari subtantia compacta dengan membersarnya canalis harvers sehingga  dindingnya menjadi tipis.

            Pada kenyataanya dataran luar tulang terdapat lubang yang disebut Foramen Nutricium yang merupakan lubang masuk Canalis Nitricius. Canalis nutricius biasanya pergi ke Cavum Medullare atau ke substantia compacta. Dindingnya dilapisi lanjutan periosteum dan di dalamnya terdapat pembuluh-pembuluh darah yang datang dan pergi dari dan ke Medulla Ossium.

Mekanisme Kalsifikasi

            Kalsifikasi diawali dengan deposisi garam-garam kalsium pada serabut kolagen, yakni suatu proses yang diinduksi oleh proteoglikan dan glikoprotein pengikat kalsium berafinitas tinggi. Proses ini dipercepat oleh kemampuan osteoblas memadatkan garam-garam tersebut dalam Vesikel Intrasitoplasma dan pelepasan vesikel-vesikel  ini, bila perlu, ke dalam Medium Ekstrasel (Vesikel Matriks).

            Kalsifikasi dibantu, dengan cara yang belum diketahui oleh Fosfatase Alkali yang dihasilkan oleh osteoblas dan terdapat pada tempat osifikasi.

Bila tulang menjadi patah (fraktur), matriks tulang dihancurkan, dan sel-sel tulang yang berdekatan dengan daerah fraktur juga akan mati. Pembuluh darah yang rusak berakibat terjadinya pendarahan setempat dan terbentuknya bekuan darah.

            Selama perbaikan bekuan darah, sel-sel dan matriks tulang yang rusak diangkut oleh Makrofag. Periosteum dan endosteum di sekitar fraktur berespons dengan proliferasi intensif yang menghasilkan jaringan yang mengelilingi fraktur dan menyusup di antara ujung-ujung tulang yang patah.

            Tulang primer kemudian dibentuk melalui osifikasi endokondral dan intramembranosa, dan kedua proses tersebut secara bersama-sama ikut dalam pemulihan fraktur. Perbaikan berkembang sehingga trabekula yang terbentuk tak teratur di tulang primer menyatukan kedua ujung tulang yang patah untuk sementara waktu, yang membentuk Kalus Tulang.

            Stres-stres pada tulang selama pemulihan dan selama kembalinya aktivitas pasien secara berangsur, akan mengubah model kalus tulang. Jika stres-stres ini identik dengan stres yang terjadi selama pertumbuhan tulang, dan karenanya memengaruhi struktur, jaringan tulang primer dari kalus secara berangsur akan diresorpsi dan diganti oleh jaringan sekunder, yang menimbulkan remodelling pada tulang dan memulihkan struktur aslinya. Berbeda dengan jaringan ikat lain, jaringan tulang menyembuh tanpa membentuk jaringan parut.

          Sceleton Humanum

Sceleton humanum atau rangka manusia terbagi atas:

-. Sceleton Trunci

    Terdiri atas Columna Vertebralis , Costae, dan Sternum. Columna vertebralis dibagi lagi atas 7 buah Vertebrae Cervicalis, 12 buah Vertebrae Thoracales, 5 buah Vertebrae Lumbales, 5 buah Vertebrae Socrales yang berfusi, dan 4 buah Vertebrae Coccygeae yang juga berfusi.

   Costae dapat dibedakan atas Os Costale di bagian dorsal dan Cartilago Costalis di bagian ventral. Jenis-jenis costae adalah:

            Ó 7 pasang Costae Verae

            Ó 5 pasang Costae Spuriae; 2 ruas terakhirnya dinamakan Costae Fluctuantes

            Sedangkan sternum dibagi atas 3 bagian utama, yaitu: Manubrium sterni, Cospus Sterni, dan Processus Xiphoideus.

-. Cingulum Superius

    Terdiri atas 2 buah Clavicula dan 2 buah Scapula

-. Sceleton Extremitas Superioris

    Terdiri atas Humerus, Radius, Ulna, Ossa Carpalia –Scaphoideum, Lunatum, Triquetrum, dan Pisiforme pada baris proksimal. Trapezoideum, Capitatum, dan Hamatum pada baris distal-, 5 buah Ossa Metacarpalia, dan 14 buah Phalanges

-. Cingulum Inferius

   Terdiri atas  2 buah Coxae  -terdiri atas Os Ilium, Os Pubis, dan Os Ischii-, Os Sacrum, dan Os Coccygis (keduanya juga bagian dari vertebrae, namun lebih dikelompokkan pada bagian ini)

-. Sceleton Extremitas Inferioris

   Terdiri atas Femur, Tibia, Fibula, Patela - masing-masing berjumlah 2 buah-, Ossa Tarsalia (Talus, Calcaneus, Naviculare, Cuboideum, dan 3 Cuneiforme), 5 Ossa Metatarsalia, 14 buah Phalanges, dan 3 buah Ossa Sesamoidea.

-. Cranium

    Terbagi atas Calvaria Cranii (atap tengkorak) dan Basis Cranii (dasar tengkorak). Sedangkan penyusunnya adalah Os Frontale, sepasang Os Pareitale, Os Occipitale, sepasang Os Temporale, Os Spenoidale, Os Ethmoidale, sepasang Os Maxillare, sepasang Os Palatinum, sepasang Os Nasale, sepasang Os Lacrimale, sepasang Os Zygomaticum, sepasang Concha Nasalis Inferior, Vomer, Os Mandibulare.

References:

Aswin, Prof. Dr. Soedjono, PhD. 1998. Pengantar Anatomi (Anatomi Umum).  Yogyakarta. Bagian Anatomi, Embriologi & Antropologi Fakultas Kedokteran Universitas Gadjah Mada

Junqueira, Luiz Carlos & J. Carneiro. 2007. Hisologi Dasar Teks dan Atlas Edisi 10. Jakarta. EGC (Penetbit Buku Kedokteran)

Inflamasi Kronik

Inflamasi kronik dapat dianggap sebagai inflamasi memanjang (berminggu-minggu hingga berbulan-bulan, bahkan menahun), dan terjadi inflamasi aktif, jejas jaringan, dan penyembuhan secara serentak.

Inflamasi kronik ditandai dengan hal-hal berikut:

(1)   Infiltrasi Sel Mononuklear, yang mencakup makrofag, limfosit, dan sel plasma.

(2)   Destruksi Jaringan, sebagian besar diatur oleh sel radang

(3)   Perbaikan, melibatkan proliferasi pembuluh darah baru (Angiogenesis) dan fibrosis

Perubahan ini terjadi ketika respons akut tidak teratasi karena agen cedera yang menetap atau karena gangguan proses penyembuhan normal.

Fibrosis, secara khusus –proliferasi fibroblas dan akumulasi matriks ekstraselular yang berlebiha- merupakan gambaran umum pada banyak penyakit radang kronik dan merupakan penyebab penting disfungsi organ.

Inflamasi kronik terjadi pada keadaan sebagai berikut:

-. Infeksi Virus

-. Infeksi Mikroba

-. Pejanan yang lama terhadap agen yang berpotensi toksik

-. Penyakit Autoimun

Sel dan Mediator Inflamasi Kronik

Makrofag

Merupakan hal utama dan inti pada inflamasi kronik. Makrofag merupakan sel jaringan yang berasal dari monosit dalam sirkulasi setelah beremigrasi dari aliran darah.

Setelah aktivasi, makrofag menyekresi produk yang aktif secara biologis dalam jumlah beragam, yang apabila tidak diawasi, dapat menyebabkan jejas jaringan dan menimbulkan tanda fibrosis inflamasi kronik. Prosuk tersebut mencakup:

-. Protease Asam & Protease Netral. Protease netral juga terlibat sebagai mediator kerusakan jaringan pada inflamasi akut.

-. Komponen Komplemen & Faktor Koagulasi

-. Spesies Oksigen Reaktif & NO

-. Eikosanoid

-. Sitokin

-. Berbagai Faktor Pertumbuhan yang mempengaruhi proliferasi sel otot polos dan fibroblas, serta produk matriks ekstraselular.

Di tempat peradangan kronik, akumulasi makrofag menetap, dan makrofag dapat berproliferasi.

Limfosit, Sel Plasma, Eosinofil, dan Sel Mast

Merupakan sel yang muncul pada inflamasi kronik. Limfositnya merupakan Limfosit T (dari Thimus) dan Limfosit B (dari Sumsum Tulang). Sel limfosit T sendiri memiliki hubungan timbal balik terhadap makrofag pada inflamasi kronik.

Sel plasma merupakan produk akhir dari aktivasi sel B yang mengalami diferensiasi akhir; sel plasma dapat menghasilkan antibodi yang diarahkan untuk melawan antigen di tempat radang atau melawan komponen jaringan yang berubah.

Eosinofil secara khusus ditemukan di tempat radang sekitar terjadinya infeksi parasit atau sebagai bagian reaksi imun yang diperantarai oleh IgE, yang berkaitan khusus dengan alergi.

Sel mast dapat berperan serta dalam respons radang akut maupun kronik. Sel mast yang diperantarai IgE merupakan pemain utama pada Syok Anafilaktik.

Walaupun neutrofil merupakan tanda klasik pada inflamasi akut, tetapi banyak bentuk radang kronik dapat terus memperlihatkan infiltrat neutrofil yang luas, akibat mikroba yang menetap atau karena mediator yang dielaborasi oleh makrofag atau sel nekrotik. Hal ini kadang kala disebut Inflamasi Kronik Akut.

Inflamasi Granulomatosa

Inflamasi granulomatosa merupakan suatu pola inflamasi kronik khusus, yang ditandai dengan agregasi makrofag teraktivasi yang gambarannya menyerupai sel skuamosa (epiteloid).

Granuloma dapat terbentuk pada keadaan respons sel T yang persisten terhadap mikroba tertentu (seperti Mycobacterium tuberculosis, Treponema pallidum yang menyebabkan Gumma Sifilitika, atau jamur).

TBC merupakan penyakit berpola dasar granulomatosa karena infeksi dan seharusnya selalu disingkirkan sebagai penyebab pada saat granuloma terindentifikasi. Granuloma juga dapat berespons terhadap benda asing yang relatif inert (misalnya benang, serpihan, emplan payudara), membentuk sesuatu yang disebut juga Granuloma Benda Asing.

Pembentukan granuloma merupakan benteng yang efektif terhadap agen penyerang sehingga sehingga granuloma merupakan mekanisme pertahanan yang bermanfaat.

Saluran & Kelenjar Getah Bening pada Inflamasi

Saluran dan kelenjar getah bening menyaring dan mengatur cairan ekstravaskular. Bersama dengan Sistem Fagosit Mononuklear, sistem ini merupakan lini pertahanan sekunder yang berperan pada saat reaksi radang lokal gagal mengatasi dan menetralkan cedera.

Saluran limfatik merupakan saluran sangat halus. Saluran limfatik tersusun oleh endotel yang berkesinambungan, dengan cell junction yang tumpang tindih dan longgar, membran basalis yang tipis, dan tanpa penopang otot, kecuali pada saluran yang lebih besar.

Oleh karena penghubung saluran limfe longgar, cairan limfe akhirnya menyeimbangkan dengan cairan ekstravaskular. Akibatnya, selama peradangan, aliran saluran limfe meningkat dan membantu mengalirkan cairan edema dari ruang ekstravaskular.

Selain cairan, leukosit dan debris sel juga bisa menemukan jalan masuk ke dalam limfe. Bahkan pada keadaan inflamasi luas, aliran limfe juga dapat mengangkut agen penyerang (mikroba atau kimiawi). Akibatnya, saluran limfe itu sendiri dapat mengalami peradangan sekunder (Limfangitis).

Pembesaran kelenjar tersebut biasanya disebabkan oleh proliferasi limfosit dan makrofag pada Folikel dan Sinus Limfoid, serta hipertrofi sel fagositik. Kumpulan perubahan histologi ini dinamakan Limfadenitis Reaktif atau Limfadenitis Meradang.

Inflamasi Akut

Inflamasi akut adalah radang yang berlangsung relatif singkat, dan ditandai dengan eksudasi cairan dan protein plasma serta akumulasi Leukosit Neutrofilik yang menonjol.

Karena dirancang untuk pengiriman leukosit ke tempat jejas, sesampainya leukosit tersebut pada lokasi jejas, leukosit akan membersihkan setiap mikroba yang menginvasi dan memulai proses penguraian jaringan nekrotik. Proses ini memiliki 2 komponen utama, yaitu:

1. Perubahan Vaskular

Perubahan dalam kaliber pembuluh darah yang mengakibatkan peningkatan aliran darah (vasodilatasi) dan perubahan struktural yang memungkinkan protein plasma untuk meninggalkan sirkulasi (peningkatan permeabilitas vaskular)

2. Rekrutmen Sel

Berbagai kejadian yang terjadi pada sel; Emigrasi Leukosit dari mikrosirkulasi dan akumulasinya di fokus jejas.

Perubahan vaskular dan rekrutmen sel menentukan 3 dari 5 tanda lokal klasik inflamasi akut: Panas (Kalor), Merah (Rubor), dan Pembengkakan (Tumor). 2 gambaran kardinal tambahan pada inflamasi akut, yaitu Nyeri (Dolor) dan Hilangnya Fungsi (Functio Laesa), terjadi akibat perluasan media dan kerusakan yang diperantai leukosit.

Perubahan Vaskular

Tahapan-tahapan perubahan vaskular adalah sebagai berikut:

Ó Setelah vasokonstriksi sementara, terjadi vasodilatasi arteriol, yang mengakibatkan peningkatan aliran darah dan penyumbatan lokal (Hiperemia) pada aliran darah kapiler selanjutnya. Pelebaran pembuluh darah ini merupakan penyebab timbulnya  warna merah (Eritema) dan hangat yang secara khas terlihat pada inflamasi akut.

Ó Selanjutnya, mikrovaskulatur menjadi lebih permeabel, mengakibatkan masuknya cairan kaya protein ke dalam jaringan ekstravaskular. Hal ini menyebabkan sel darah merah menjadi lebih terkonsentrasi dengan baik sehingga meningkatkan viskositas darah dan memperlambat sirkulasi. Secara mikroskopik perubahan ini digambarkan oleh dilatasi pada sejumlah pembuluh darah kecil yang dipadati oleh eritrosit. Proses tersebut dinamakan Stasis.

Ó Saat terjadi stasis, leukosit (terutama neutrofil) mulai keluar dari aliran darah dan berakumulasi di sepanjang permukaan endotel pembuluh darah. Proses ini disebut dengan Marginasi. Setelah melekat pada sel endotel, leukosit menyelip di antara sel endotel tersebut dan bermigrasi melewati dinding pembuluh darah menuju jaringan interstisial. 

Peningkatan Permeabilitas Vaskular

Vasodilatasi arteriol dan aliran darah yang bertambah meningkatkan tekanan hidrostatik intravaskular dan pergerakan cairan Transudat (ultrafiltrat plasma darah  dan mengandung sedikit protein) dari kapiler. Namun demikian transudasi segera menghilang dengan meningkatnya permeabilitas vaskular yang memungkinkan pergerakan cairan kaya protein, bahkan sel ke dalam Interstisium (disebut Eksudat). Hilangnya  cairan kaya protein ke dalam ruang perivaskular menurunkan tekanan osmotik intravaskular dan meningkatkan tekanan osmotik cairan interstisial. Hasilnya adalah mengalirnya air dan ion ke dalam jaringan ekstravaskular; akumulasi cairan ini dinamakan Edema.

Inflamasi akut menyebabkan kebocoran selapis endotel melalui sejumlah cara, yaitu:

-. Kontraksi sel endotel menimbulkan intercellular gap pada venula, merupakan suatu proses reversibel yang dihasilkan oleh Histamin, Bradikinin, Leukotrien, dan banyak kelompok mediator kimiawi lainnya.

Hal ini disebut Respons Segera Sementara (Immediate Transient Response). Hanya sel endotel yang melapisi venula pascakapiler kecil yang mengalami kontraksi; endotel kapiler dan arteriol tidak mengalami hal tersebut, barangkali akibat jumlah reseptor untuk mediator kimiawi yang sesuai lebih sedikit.

Retraksi sel endotel merupakan mekanisme reversibel lain yang menimbulkan peningkatan permeabilitas veaskular. Mediator Sitokin (yaitu Tumor Necrosis Factor [TNF] dan Interleukin 1 [IL-1] menyebabkan reorganisasi struktural pada sitoskeleton endotel sehingga sel yang mengalami retraksi satu sama lain dan cell-junction menjadi terganggu, berlawanan dengan respons segera sementara.

-. Jejas endotel langsung akan mengakibatkan kebocoran vaskular dengan menyebabkan nekrosis dan lepasnya sel endotel. Efek ini biasanya terlihat setelah cedera berat (misalnya, luka bakar atau infeksi), dan lepasnya sel endotel sering kali disertai dengan adhesi trombosit dan trombosis.

Reaksi ini dikenal dengan Immediate Sustained Response. Venula, kapiler, dan arteriol semuanya dapat mengalami hal ini, bergantung pada tempat jejas.

-.  Jejas endotel yang bergantung leukosit dapat terjadi akibat akumulasi leukosit selama respons inflamasi terjadi. Bentuk cedera ini sebagian besar terjadi secara terbatas di tempat-tempat pembuluh darah yang leukositnya dapat melekat pada endotel.

-. Peningkatan Transitosis melalui jalur vesikular intrasel meningkatkan permeabilitas venula, khususnya setelah pejanan terhadap mediator tertentu (misalnya Vascular Endothelial Growth Factor [VEGF]). Transitosis terjadi dengan melintasi kanal-kanal yang dibentuk oleh fusi vesikel yang tanpa selubung.

-. Kebocoran dari pembuluh darah baru. Pada perbaikan jaringan terjadi pembentukan pembuluh darah baru (Angiogenesis). Bakal pembuluh darah masih bocor sampai sel endotel yang mengalami proliferasi berdiferensiasi secara memadai untuk membentuk intercellular juction.

Walaupun mekanisme di atas dapat dipisahkan, semuanya dapat berperan serta pada keadaan adanya rangsangan khusus.

Berbagai Peristiwa yang Terjadi pada sel

            Urutan kejadian ekstravasasi leukosit dari lumen pembuluh darah ke ruang ekstravaskular dibagi menjadi:

1. Marginasi dan Rolling

Saat darah mengalir dari kapiler menuju venula pascakapiler, sel dalam sirkulasi dibersihkan oleh aliran laminar melawan dinding pembuluh darah. Leukosit terdorong dari sumbu ventral pembuluh darah, tempat leukosit biasanya mengalir, sehingga leukosit mempunyai kesempatan lebih baikuntuk berinteraksi dengan sel endotel yang melapisinya.

Proses akumulasi di tepi pembuluh darah ini disebut Marginasi. Selanjutnya, leukosit yang berguling-guling pada permukaan endotel, untuk sementara melekat di sepanjang perjalanannya itu. Proses ini dinamakan Rolling.

Adhesi sementara dan relatif longgar yang terlibat dalam proses rolling, dilakukan oleh kelompok molekul Selektin. Selektin merupakan reseptor yang dikeluarkan pada leukosit dan endotel dan ditandai dengan adanya daerah ekstrasel yang mengikat gula tertentu.

2. Adhesi dan Transmigrasi

Leukosit akhirnya melekat kuat pada permukaan endotel (Adhesi) sebelum merayap di antara sel endotel dan melewati membran basalis masuk ke ruang ekstravaskular (Diapedesis). Adhesi kuat ini diperantarai oleh molekul Superfamili Imunoglobin pada sel endotel yanng berinteraksi dengan Integrin yang muncul pada permukaan sel leukosit.

Setelah adhesi kuat terjadi pada permukaan endotel, leukosit bertransmigrasi terutama dengan merembes di antara sel pada intercellular junction. Suatu molekul adhesi sel-ke-sel superfamili imunoglobin, merupakan protein yang dominan dalam memrantarai proses ini. Setelah melintasi endothelial junction, leukosit menembus membran basalis dnegan mendegradasinya secara fokal menggunakan kolagenase yang disekresi.

Sebagai ringkasan, berbagai peristiwa dalam rekrutmen leukosit pada suatu tempat radang, yaitu (1) Aktivasi Endotel, meningkatkan pengeluaran selektin dan ligan selektin; (2) Rolling Leukosit, difasilitasi oleh ikatan selektin pada ligan karbohidrat yang relatif longgar; (3) Adhesi Kuat, difasilitasi oleh perubahan afinitas integrin terhadap ligan endotel yang diinduksi Kemokin; dan (4) Transmigrasi antarsel endotel dengan memanfaatkan interaksi Platelet Endothelial Cell Adhesion Molecule 1 (PECAM-1).

Neutrofil, monosit, eosinofil, dan berbagai jenis limfosit menggunakan molekul yang berbeda, namun saling tumpang tindih, untuk rolling dan adhesi. Jenis leukosit yang direkrut tergantung pada sifat rangsang yang menyerang dan usia tempat peradangan.

3. Kemotaksis dan Aktivasi

Setelah terjadi ekstravasasi dari darah, leukosit bermigrasi menuju tempat jejas mendekati gradien kimiawi pada suatu proses yang disebut Kemotaksis. Kedua zat eksogen dan endogen dapat bersifat kemotaktik terhadap leukosit. Molekul kemotaksis berikatan pada reseptor permukaan sel spesifik sehingga menyebabkan aktivasi Fosfolipase-C yang diperatarai Protein G; fosfolipase C menghidrolisis Fosfatidilinositol Bifosfat (PIP2) membran plasma menjadi Diasilgliserol (DAG) dan Inositol Trifosfat (IP3). Kemudian, DAG menyebabkan sejumlah kejadian sekunder, sedangkan IP3 meningkatkan kalsium intrasel, dengan pengeluaran dari retikulum endoplasma dan dengan influks ekstrasel. Meningkatnya kalsium sitosol memicu perakitan elemen kontraktil sitoskeletal yang diperlukan untuk pergerakan. Leukosit bergerak dengan memperpanjang Pseudupodia yang berlabuh ke matriks ekstraselular dan kemudian menarik sel ke arah perpanjangan tersebut.

Selain merangsang pergerakan, faktor kemotaksis juga menginduksi respons leukosit lainnya, yang umumnya disebut sebagai Aktivasi Leukosit:

-. Degranulasi dan sekresi enzim lisosom, dan terjadi pembakaran oksidatif melalui aktivasi Protein Kinase C yang diinduksi oleh DAG

-. Produksi metabolit AA melalui aktivasi FosfolipaseA2 yang diinduksi oleh kalsium dan DAG

-. Modulasi molekul adhesi leukosit melalui peningkatan kalsium intrasel, termasuk peningkatan (atau penurunan) jumlah dan peningkatan (atau penurunan) afinitas

4. Fagositosis dan Degranulasi

Fagositosis dan elaborasi enzim degradatif merupakan 2 manfaat utama dari adanya leukosit yang direkrut pada tempat inflamasi. Fagositosis terdiri atas 3 langkah berbeda, tetapi saling terkait: (1) Pengenalan dan Perlekatan partikel pada leukosit yang menelan; (2) Penelanan, dengan pembentukan vakuola fagositik selanjutnya; dan (3)  Pembunuhan dan degradasi material yang ditelan.

Pengenalan dan perlekatan leukosit pada sebagian besar mikroorganisme difasilitasi oleh Protein Serum yang secara umum disebut Opsonin, dengan opsonin yang terpenting adalah molekul Imonoglobin G (IgG).

Pengikatan partikel teropsonisasi memicu penelanan (engulfment). Pada penelanan, pseudopodia diperpanjang mengelilingi objek, sampai akhirnya membentuk vakuola fagositik. Membran vakuola kemudian berfusi dengan membran granula lisosom, sehingga terjadi pengeluaran kandungan granula masuk ke dalam Fagolisosom dan terjadi degranulasi leukosit.

Langkah terakhir dalam fagositosis mikroba adalah pembunuhan dan degradasi. Pembunuhan mikroba dilakukan sebagian besar oleh spesies oksigen reaktif. Fagositosis merangsang suatu Pembakaran Oksidatif yang ditandai dengan peningkatan konsumsioksigen yang tiba-tiba, katabolisme glikogen (glikogenolisis), peningkatan oksidasi glukosa, dan produksi metabolit oksigen reaktif. Pembentukan metabolit oksigen terjadi karena aktivasi cepat suatu NADPH Oksidase Leukosit, yang mengoksidasi NADPH (Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate Terekduksi) dan, selama prosesnya, mengubah oksigen menjadi Ion Superoksida (O2^-).

Superoksida kemudian diubah melalui dismutasi spontan menjadi Hidrogen Peroksida (H2O2). Jumlah hidrogen peroksida yang dihasilkan pada umumnya tidak cukup untuk membunuh dengan efektif sebagian besar bakteri, walaupun pembentukan superoksida dan radikal hidroksil dapat cukup jumlahnya untuk melakukan hal tersebut). Namun demikian, lisosom neutrofil (dinamakan Granula Azurofilik) mengandung enzim Mioloperoksidase (MPO), dan dengan adanya halida seperti Cl^-. MPO mengubah H2O2 menjadi HOCl^-  (radikal hipoklorat), merupakan oksidan dan anti mikroba yang sangat kuat yang membunuh bakteri melalui halogenasi, atau dengan peroksidasi protein dan lipid.

Setelah pembakaran oksigen, akhirnya H2O2 terurai menjadi air dan O2 oleh kerja katalase dan spesies oksigen reaktif lainnya juga didegradasi. Mikroorganisme yang mati kemudian didegradasi oleh kerja hidrolase asam lisosom.

Penting untuk diperhatikan bahwa bahkan saat tidak terjadi pembakaran oksigen, unsur granula leukosit lainnya mempu membunuh bakteri dan agen infeksius lainnya. Unsur tersebut, yaitu protein yang meningkatkan permeabilitas bakterisidal (menyebabkan aktivasi fosfolipase dan degradasi fosfolipid membran), Lisozim (menyebabkan degradasi oligosakarida selubung bakteri), protein dasar utama (unsur granula eosinofil yang penting dengan sitotoksisitas yang kuat terhadap parasit), dan Defensin (peptida yang membunuhmikroba dengan membentuk lubang di dalam membrannya).

Defek Pada Fungsi Leukosit

-. Defek  Adhesi. Pada defisiensi adhesi leukosit tipe 1 menimbulkan gangguan adhesi, penyebaran, fagositosis, dan pembakaran oksidatif. Defisiensi adhesi leukosit 2 disebabkan oleh defek menyeluruh pada metabolisme Fukosa yang mengakibatkan hilangnya Sialil-Lewis X, epitop oligisakarida pada leukosit yang berikatan dengan selektin pada endotel yang teraktivasi.

-. Defek Aktivitas Mikrobasidial. Contohnya adalah penyakit Granulomatosa Kronik, suatu defisiensi genetik pada salah satu dari beberapa komponen NADPH oksidase yang bertanggung jawab dalam pembentukan superoksida. Pada pasien ini, pemangsaan bakteri tidak menyebabkan aktivasi mekanisme pembunuhan yang bergantung oksigen, walaupun pada kenyataannya aktivitas MPO sel adalah normal.

-. Defek Pembentukan Fagolisosom. Salah satu kelainannya adalah sindrom Chӗdiak- Higashi, suatu penyakit resesif autosom akibat terganggunya organelle trafficking intrasel, yang terutama menganggu degranulasi lisosom menjadi fagosom. Sekresi granula sekretoris litik oleh Sel T Sitotoksin juga terpengaruh, yang menjelaskan adanya imunodefisiensi berat pada kelainan ini.

Mediator Kimiawi Inflamasi

Prinsip-prinsip umum mengenai beberapa molekul mediator kimiawi penting:

1. Mediator dapat bersirkulasi di dalam plasma (khususnya yang disintesis oleh hati), atau dapat dihasilkan secara lokal oleh sel di tempat terjadinya inflamasi.
2. Sebagian besar mediator menginduksi efeknya dengan berikatan pada reseptor spesifik pada sel target. Namun demikian, beberapa mediator memiliki aktivitas enzimatik langsung dan/atau aktivitas toksik (misalnya, protease lisosom atau spesies oksigen reaktif.
3. Mediator dapat merangsang sel target untuk melepaskan molekul efektor sekunder. Mediator sekunder ini dapat mempunyai bahan dengan molekul efektor inisial, atau dapat juga berbeda sehingga bekerja untuk melakukan kontraregulasi terhadap rangsang inisial.
4. Mediator hanya dapat bekerja pada satu atau sangat sedikit target, atau dapat mempunyaiaktivotas luas; bisa terdapat perbedaan hasil yang sangat besar bergantung pada jenis sel yang dipengaruhi.
5. Fungsi mediator umumnya diatur secara ketat, karena sebagian besar mediator memiliki potensi untuk menyebabkan efek yang berbahaya.

Amina Vasoaktif

Berupa Histamin. Sebelum terbentuk, histamin tersimpan di dalam granula Sel Mast dan dilepaskan sebagai respons terhadap berbagai rangsangan: (1) Cedera Fisik; (2) Reaksi Imun yang menyebabkan pengikatan antibodi IgE terhadap reseptor Fc pada sel mast; (3) Fragmen C3a dan C5a Komplemen, juga disebut Anafilatoksin; (4) Protein Pelepas Histamin yang berasal dari leukosit; (5) Neuropeptida (misalnya, substansi P); dan (6) Sitokin Tertentu (misalnya IL-1 dan IL-8)

Histamin menyebabkan dilatasi arteriol dan merupakan mediator utama pada peningkatan permebilitas vaskular fase cepat, yangmenginduksi kontraksi endotel venula dan interendothelial gap. Segera setelah dilepaskan, histamin diinaktivasi oleh histaminase.

Serotonin (5-Hidroksitriptamin) juga merupakan mediator vesoaktif praformasi, yang berefek sama dengan histamin. Serotonin ditemukan terutaman di dalam granula padat trombosit (bersama dengan histamin, adenosin difosfat, dan kalsium) dan dilepaskan saat terjadi agregasi trombosit.

Neuropeptida

Seperti amina vasoaktif, neuropeptida dapat menginisiasi respons radang; neuropeptida merupakan protein kecil, seperti Substansi P, yang mentransmisikan sinyal nyeri, mengatur tonus pembuluh darah, dan mengatur permeabilitas vaskular.

Protease Plasma

Banyak efek peradangan diperantarai oleh 4 faktor yang berasal dari plasma yang saling terkait; Kinin, Sistem Pembekuan, Sistem Fibrinolisis, dan Komplemen –semuanya terkait dengan aktivasi inisial Faktor Hageman.

Faktor Hageman (Faktor XII pada Kaskade Koagulasi Intrinsik) merupakan suatu protein yang disintesis oleh hati yang bersirkulasi dalam bentuk inaktif sampai bertemu dengan kolagen, membran basalis, atau trombosit yang teraktivasi (seperti pada tempat terjadinya cedera endotel).

Faktor Hageman teraktivasi (Faktor XIIa) menginiasiasi keempat sistem diatas dengan rincian:

(1)   Sistem kinin, menghasilkan Kinin Vasoaktif.

(2)   Sistem Pembekuan, menginduksi aktivasi Trombin, Fibrinopeptida, dan Faktor X, semuanya dengan bahan peradangan.

(3)   Sistem Fibrinolisis, menghasilkan Plasmin dan mendegradasi trombin.

(4)   Sistem Komplemen, menghasilkan anafilatoksin C3a dan C5a.

Bradikinin, C3a, dan C5a merupakan mediator utama pada peningkatan permeabilitas vaskular.

C5a merupakan mediator utama kemotaksis.

Trombin memiliki efek yang bermakna pada banyak sel dan jalurnya (adhesi leukosit, permeabilitas vaskular, dan kemotaksis).

Banyak produk yang dihasilkan oleh jalur ini (misal, Kalikrein dan Plasmin) dapat memperkuat sistem melalui aktivasi umpan balik faktor Hageman.

Metabolit Asam Arakhidonat: Prostaglandin, Leukotrien, dan Lipoksin

Merupakan produk yang dihasilkan oleh Metabolisme AA (Eikosanoid).

AA merupakan suatu asam lemak tak jenuh ganda (Polyunsaturated Fatty Acid) dengan 20 atom karbon (4 rantai ganda) yang terutama berasal dari Asam Linoleat makanan dan terdapat di dalam tubuh, terutama dalam bentuk ester sebagai suatu komponen fosfolipid membran sel. AA dilepaskan dari fosfolipid ini melalui fosfolipase sel yang telah diaktifkan oleh rangsang mekanik, kimiawi, atau fisik, atau oleh mediator eradangan seperti C5a. Proses metabolisme AA terjadi melalui satu atau dua jalur utama:

-. Sikooksigenase, yang menyintesis Prostaglandin dan Tromboksan; dan

-. Lipoksigenase, yang menyintesis Leukotrien dan Lipoksin

Aspirin dan sebagian besar obat anti inflamasi nonsteroid (OAINS), misalnya Ibuprofen, menghambat semua aktivitas siklooksigenase di atasnya sehingga menghambat semua sintesis prostaglandin, sehingga efektif dalam mengobati nyeri dan demam.

Faktor Pengangtivasi Trombosit ( PAF, Platelet-Activating Factor)

Memiliki kemampuan mengangregasi trombosit dan menyebabkan degranulasi. PAF merupakan mediator lain yang berasal dari fosfolipid dengan efek radang berspektrum luas. Secara formal, PAF merupakan Asetil Gliserol Eter Fosfokolin, yang dibentuk dan fosfolipid membran neutrofil, monosit, basofil, endotel, dan trombosit (dan sel lainnya) oleh kerja Fosfolipase A2.

Sitokin

Merupakan produk polipeptida dari banyak jenis sel, tetapi pada dasarnya merupakan limfosit dan makrofag yang teraktivasi, yang melakukan fungsi jenis sel lainnya, termasuk (1) Faktor Perangsang Koloni, yang mengatur pertumbuhan sel prekursor sumsum imatur; (2) banyak Faktor Pertumbuhan Klasik, Interleukin. Sekresinya dirangsang oleh endotoksin, kompleks imun, toksin, cedera fisik, atau berbagai mediator peradangan; dan (3) Kemokin, suatu protein kecil yang merangsang terjadinya adhesi leukosit serta pergerakan terarah (Kemotaksis).

Sitokin dihasilkan selama terjadi respons radang dan imun; sekresinya bersifat sementara dan diatur secara ketat.

Nitrit Oksida (NO) & Radikal Bebas dari Oksigen

NO adalah gas radikal bebas yang mudah larut dan berumur pendek yang dihasilkan oleh berbagai sel dan mampu memerantarai beberapa fungsi efektor yang membingungkan.

Makrofag menggunakannya sebagai metabolit sitotoksik untuk membunuh mikroba dan sel tumor.

NO banyak berperan dalam inflamasi, yaitu:

-. Relaksasi otot polos pembuluh darah (Vasodilatasi)

-. Antagonisme semua tahap aktivasi trombosit (adhesi, agregasi, dan degranulasi)

-. Penurunan rekrutmen leukosit pada tempat radang

-. Berperan sebagai agen mikrobisidal (dengan atau tanpa radikal superoksida) pada makrofag taraktivasi.

Radikal bebas yang berasal dari oksigen disintesis melalui jalur NADPH oksidase dan dilepaskan dari neutrofil dan makrofag setelah perangsangan oleh agen kemotaktik, kompleks imun, atau agen fagositik.

Pada kadar rendah, spesies oksigen reaktif ini dapat meningkatkan pengeluaran kemokin, sitokin, dan molekul adhesi.

Pada tingkat yang lebih tinggi, molekul berumur pendek ini terlibat dalam berbagai mekanisme cedera jaringan, yang meliputi:

-. Kerusakan endotel, disertai trombosis dan peningkatan permeabilitas

-. Aktivasi protease dan inaktivasi antiprotease, disertai peningkatan bersih pemecahan matriks ekstraselular

-. Jejas langsung pada jenis sel lainnya (misalnya, sel tumor, eritrosit, sel parenkim).

Unsur Pokok Lisosom

Granula lisosom neutrofil dan monosit mengandung banyak molekul yang dapat memerantarai inflamasi akut.

Efek Inflamasi Dan Mediator Utamanya

1. Vasodilatasi : Prostaglandin dan NO
2. Peningkatan Permeabilitas Vaskular : Amin Vasoaktif (Histamin & Serotonin), C3a & C5a (dengan menginduksi pelepasan amin vasoaktif), Bradikinin, Leukotrien C4, D4, E4, dan PAF
3. Kemotaksis, Aktivasi Leukosit : C5a, Leukotrien B4, Produk Bakteri, dan Kemokin (misalnya IL-8)
4. Demam : IL-1, IL-6, Faktor Nekrosis Tumor, dan Prostaglandin
5. Nyeri : Prostaglandin dan Bradikinin
6. Kerusakan Jaringan : Enzim Lisosom Neutrofil dan Makrofag, Metabolit Oksigen, dan NO

Akibat Inflamasi Akut

Pada umumnya inflamasi akut memiliki 3 akibat:

(1)   Resolusi

Jika cedera bersifat terbatas atau berlangsung singkat, tidak terdapat kerusakan jaringan ataupun terdapat kerusakan kecil, dan jika jaringan mampu mengganti setiap sel yang cedera secara ireversibel.

(2)   Pembentukan Jaringan Parut (Scarring) atau Fibrosis

Terjadi setelah destruksi jaringan yang substansial atau ketika inflamasi pada jaringan yang tidak beregenerasi.

(3)   Kemajuan ke arah Inflamasi Kronik