Proses Pembentukan Tulang dan Pertumbuhannya

tirto.id - Proses pembentukan tulang disebut osifikasi atau osteogenesis. Tulang tersusun dari protein dan berbagai mineral. Zat-zat penyusun tulang berkembang dari mulai tulang rawan hingga menjadi tulang keras.

Osifikasi adalah proses pembentukan tulang oleh osteoblas yang terbagi menjadi dua jenis, yaitu osifikasi intramembran dan osifikasi endokondral. Proses osifikasi dimulai dari beberapa minggu setelah pembuahan terjadi hingga usia dewasa.

Sel-sel utama yang berperan dalam pembentukan tulang adalah:

• Osteoblas merupakan sel pembentuk tulang yang bekerja dengan membentuk dan mensekresikan kolagen dan non kolagen organic.
• Osteoklas adalah sel pemecah tulang yang berasal dari sel induk sumsum tulang (penghasil makrofag-monosit).
• Osteosit adalah sel tulang dewasa yang berasal dari osteoblast.

Urutan Proses Osifikasi Intramembran

Osifikasi intramembran bekerja dengan mengubah jaringan mesenkim menjadi tulang. Ia lalu membentuk tulang pipih tengkorak, klavikula, dan sebagian besar tulang tengkorak.

Mekanisme osifikasi intramembran melibatkan protein dan faktor transkripsi tertentu, seperti protein morfogenetik tulang (bone morphogenetic proteins) dan CBFA11.

Protein morfogenetik tulang (BMP) adalah anggota dari Transforming Growth Factor ß (TGF-ß) yang berperan dalam proliferasi kondrosit.

Sementara itu, CBFA11 merupakan faktor transkripsi yang penting dalam diferensiasi osteoblas dan pembentukan tulang.

Berikut urutan proses osifikasi intramembran yang terjadi di dalam tubuh manusia:

1. Pembentukan Pusat Osifikasi

Pada tahap pembentukan pusat osifikasi ini, sel induk dalam mesenkim akan berubah menjadi sel-sel osteoblas yang selanjutnya berkumpul dan membentuk pusat osifikasi.

2. Penyusunan Matriks

Tahap selanjutnya adalah penyusunan matriks, ketika osteoblast di dalam pusat osifikasi akan mengeluarkan osteoid, yaitu serat berupa protein penyusun matriks tulang. Osteoid ini kemudian akan mengalami kalsifikasi dan membentuk tulang keras.

3. Periosteum dan Weaving

Tahap Periosteum and Weaving dalam mekanisme osifikasi intramembran melibatkan osteoid yang melekat di sekitar pembuluh darah secara acak dan membentuk trabeculae, yang kemudian akan menyusun tulang spongiosa atau tulang berongga.

4. Penyusunan Tulang Keras

Tahap terakhir dari mekanisme osifikasi intramembran adalah penyusunan tulang keras, ketika trabeculae menebal di dalam tulang spongiosa dan osteoblas yang ada di sekelilingnya terus membentuk osteoid. Osteoid tersebut kemudian akan mengeras di sekitar tulang spongiosa. Selain itu, tahap ini juga melibatkan pembentukan sumsum tulang merah serta pembuluh darah pada rongga tulang spongiosa

Proses Osifikasi Endokondral

Osifikasi endokondral merupakan pembentukan tulang penyusun rangka tubuh yang berasal dari perkembangan tulang rawan. Sebagian besar tulang rangka tubuh dibentuk melalui mekanisme osifikasi endokondral, sehingga hasilnya disebut tulang endokondral.

Tahapan atau urutan osifikasi endokondral adalah sebagai berikut:

1. Periosteum Cola

Pada tahap awal osifikasi endokondral, periosteum terbentuk di sekitar tulang rawan hialin. Sel osteogenik kemudian berubah menjadi osteoblas, yang mengeluarkan cairan serat berupa protein di luar tulang rawan disebut osteoid. Sel-sel osteoblas selanjutnya membentuk bone collar dan mengeras pada dinding diafisis.

2. Pembentukan Rongga

Selanjutnya, tulang rawan yang menjadi pusat osifikasi akan mengalami proses pembentukan tulang keras di sekitarnya.

Proses pengerasan tulang ini menyebabkan bagian dalam dari tulang rawan tidak ternutrisi dengan baik, sehingga bagian dalam tulang rawan perlahan mulai memburuk dan rongga-rongga pun mulai terbentuk.

3. Invasi Vaskuler

Pembuluh darah dari periosteum akan melewati tulang keras dari bone collar dan memasuki rongga dalam tulang rawan melalui foramen nutrisi. Selanjutnya, tulang rawan yang tersisa akan dipecah oleh osteoklas dan membentuk tulang keras. Proses ini dikenal sebagai osifikasi endokondral, yang umumnya terjadi pada tulang panjang seperti tulang tungkai.

4. Elongasi

Pada tahap ini, osteoklas, osteosit, dan pembuluh darah menyerang tulang, menyebabkan perpanjangan poros tulang. Selanjutnya, pembuluh darah di sekitar tulang rawan hialin atau bagian ujung tulang panjang akan membentuk pusat osifikasi sekunder.

5. Osifikasi Epifisis

Tahap terakhir osifikasi endokondral adalah osifikasi epifisis. Di tahap ini, terbentuk tulang spongiosa dari pusat osifikasi sekunder di epifisis. Proses ini hampir serupa dengan invasi vaskular. Namun, tulang yang terbentuk adalah tulang spongiosa. Selain itu, lempeng epifisis juga terbentuk, dan bagian ujung tulang hanya menyisakan tulang rawan hialin.

Proses Pertumbuhan Tulang Manusia

Mekanisme pertumbuhan tulang mirip dengan proses osifikasi endokondral. Tulang rawan pada piringan epifisis akan mengalami pertumbuhan secara mitosis. Adapun kondrosit yang ada di samping diafisis akan menua.

Matriks tulang yang sudah tua selalu digantikan oleh pembentukan matriks tulang baru. Proses berkelanjutan ini dinamakan remodelling tulang. Setelah pertumbuhan tulang rawan berhenti saat manusia berusia dua puluhan tahun, lempeng epifisis akan sepenuhnya mengeras.

Proses pembentukan tulang terjadi di bagian tengah tulang lebih dulu. Kemudian, disusul dengan bagian ujung tulang.

Berikut tiga tahap terjadinya proses pembentukan tulang:

• Sintesis dari matriks organik ekstraseluler (osteoid)
• Matriks mineralisasi memulai pembentukan tulang
• Remodelling tulang dengan proses resorpsi dan reformasi

Kapan Proses Perkembangan Tulang Terjadi?

Proses perkembangan tulang terjadi sejak janin dalam kandungan dan berlanjut hingga usia dewasa. Proses osifikasi akan terjadi ketika janin memasuki usia 6–7 minggu hingga lahir.

Pada saat bayi baru saja dilahirkan, sistem geraknya terdiri dari tulang-tulang rawan, yang seiring dengan pertambahan usia akan terbentuk menjadi tulang. Proses ini berlangsung terus-menerus, bahkan hingga seseorang menua.