Mekanisme Penyembuhan Tulang

Oleh Nur Atikah

Bone Remodelling

Seperti kulit, tulang terbentuk sebelum lahir namun terus-menerus memperbarui dirinya sendiri setelahnya. Bone Remodelling adalah penggantian terus-menerus jaringan tulang yang sudah tua dengan jaringan tulang baru. Peristiwa ini melibatkan resorpsi tulang, pembuangan mineral dan serat kolagen dari tulang oleh osteoklas, dan deposisi tulang, penambahan mineral dan kolagen serat ke tulang oleh osteoblas. Dengan demikian, resorpsi tulang menyebabkan penghancuran matriks ekstraselular tulang, sementara deposisi tulang menyebabkan pembentukan matriks ekstraseluler tulang.

Pada waktu tertentu, sekitar 5% dari total massa tulang dalam tubuh melakukan remodelling. Tingkat pembaruan untuk jaringan tulang kompak adalah sekitar 4% per tahun, dan untuk jaringan tulang spons adalah 20% per tahun. Remodelling juga terjadi pada tingkat yang berbeda di berbagai daerah tubuh. Bagian distal femur diganti setiap sekitar empat bulan. Sebaliknya, tulang pada tertentu wilayah di batang femur tidak akan diganti sepenuhnya selama hidup. Remodelling juga menyingkirkan tulang yang cedera dan menggantikannya dengan jaringan tulang baru. Remodelling mungkin dipicu oleh faktor-faktor seperti olahraga, gaya hidup, dan perubahan dalam diet.¹

Siklus remodelling terdiri dari tiga tahap berturut-turut:²

Fase	Peristiwa
Activation	1.      Pre-osteoklas tertarik ke situs remodeling 2.      Pre-osteoklas berfusi untuk membentuk osteoklas multinklear
Resoption	3.      Osteoklas menggali liang (resorption pit) dalam tulang spons atau terowongan di tulang kompak 4.      Kalsium dapat dilepaskan ke dalam darah untuk digunakan dalam berbagai fungsi tubuh 5.      Osteoklas menghilang
Reversal	6.      Stem sel mesenkimal (precursor osteoblas) muncul di sepanjang liang tadi 7.      Lalu berproliferasi dan berdiferensiasi menjadi pra-osteoblas
Formation	8.      Maturasi menjadi osteoblas pada permukaan liang 9.      Osteosid dilepaskan ke situs tersebut, membentuk matriks lunak non-mineralisasi baru 10.  Matriks baru dimineralisasi dengan kalsium dan fosfor
Quiescence	11.  Situs (dengan resting lining cells) tetap aktif sampai siklus berikutnya

 Faktor-faktor yang memengaruhi proses bone remodeling yaitu:¹

1. Mineral

Jumlah yang banyak dari kalsium dan fosfat sangat dibutuhkan saat tulang sedang tumbuh. Selain itu, magnesium, fluoride, dan mangan juga dibutuhkan walaupun dalam jumlah yang lebih sedikit.

2. Vitamin

Vitamin A menstimulasi aktivitas dari osteoblast. Vitamin C dibuthkan untuk sintesis kolagen yang merupakan protein utama tulang. Vitamin D membantu membangun tulang dengan meningkatkan absorpsi kalsium dari makanan di saluran gastrointestinal ke dalam darah. Vitamin K dan B₁₂ juga dibutuhkan untuk sintesis protein-protein tulang.

3. Hormon

Saat anak-anak, hormone yang paling penting untuk pertumbuhan tulang adalah Insulin-like Growth Factors (IGF). IGF menstimulasi osteoblas, mempromosi pembelahan sel di lempeng epifisis dan periosteum, dan meningkatkan sintesis protein untuk pertumbuhan tulang baru. Hormon tiroid (T₃ dan T₄) juga mempromosikan pertumbuhan tulang dengan menstimulasi osteoblast. Hormon insulin dari pancreas mempromosikan pertumbuhan tulang dengan meningkatkan sintesis protein-protein tulang.

Saat pubertas, seks hormon , seperti androgen menyebabkan meningkatnya aktivitas osteoblas dan sintesis matriks ekstraseluler, serta menyebabkan lonjakan pertumbuhan pada usia belasan tahun. Pada akhirnya, hormon seks terutama estrogen, mematikan pertumbuhan di lempeng epifisis, sehingga perpanjangan tulang berhenti.

Saat dewasa, hormone seks secara perlahan-lahan meresorpsi tulang yang sudah tua dan membantu deposisi tulang baru. Selain hormon-hormon tersebut, PTH, kalsitriol, kalsitonin, dan hormone lainnya juga dapat berpengaruh pada remodeling tulang.

Bone Repair

Walaupun tulang memiliki kekuatan yang hebat, tulang juga dapat fraktur atau retak. Tulang yang fraktur dapat diperbaiki melalui beberapa tahap:

1. Pembentukan hematoma fraktur

Pembuluh darah yang melewati tempat fraktur rusak. Seiring dengan kebocoran darah dari ujung pembuluh darah yang sobek, massa darah (biasanya beku) terbentuk di sekitar lokasi fraktur. Massa darah ini, yang disebut hematoma fraktur, biasanya bentuk 6 sampai 8 jam setelah cedera. Karena sirkulasi darah berhenti di lokasi di mana terbentuk hematoma fraktur, sel-sel tulang di dekatnya mati. Pembengkakan dan inflamasi terjadi sebagai respon terhadap sel-sel tulang yang mati, menghasilkan tambahan debris-debris sel. Fagosit (neutrofil dan makrofag) dan osteoklas mulai menghilangkan jaringan mati atau rusak di dalam dan sekitar hematoma fraktur. Tahap ini bisa berlangsung sampai beberapa minggu.

2. Pembentukan kalus Fibrokartilaginosa

Fibroblas dari periosteum menyerang situs yang patah tulang dan memproduksi serat kolagen. Selain itu, sel-sel dari periosteum berkembang menjadi kondroblas dan mulai menghasilkan fibrokartilago dalam daerah ini. Peristiwa-peristiwa ini mengarah pada pembentukan kalus fibrokartilaginosa, yaitu massa dari jaringan yang diperbaiki yang terdiri dari serat kolagen dan tulang rawan yang menjembatani ujung tulang yang patah. Pembentukan kalus fibrokartilaginosa memakan waktu sekitar 3 minggu.

3. Pembentukan kalus tulang

Di daerah yang dekat dengan jaringan tulang sehat yang tervaskularisasi baik, sel-sel osteogenik berkembang menjadi osteoblas, yang mulai menghasilkan trabekula tulang spons. Trabekula ini bergabung dengan bagian hidup dan mati dari fragmen tulang. Seiring berjalannya waktu, fibrokartilago akan diubah menjadi tulang spons, dan kalus ini kemudian disebut sebagai kalus tulang (bony callus). Kalus tulang bertahan sekitar 3 sampai 4 bulan.

4. Bone Remodelling

Tahap akhir dari perbaikan patah tulang remodeling dari kalus. Bagian yang mati dari fragmen patah tulang secara bertahap diresorpsi oleh osteoklas. Tulang kompak menggantikan tulang spons di sekitar pinggiran dari fraktur. Kadang-kadang, proses perbaikan begitu menyeluruh sehingga garis fraktur tidak terdeteksi, bahkan dalam sebuah radiograf (X-ray). Namun, daerah penebalan pada permukaan tulang tetap sebagai bukti bahwa patah tulang sembuh.¹

Faktor-faktor yang dapat memperlambat proses penyembuhan tulang:⁴

1. Pergerakan dari fragmen tulang yang cedera
2. Merokok, yang dapat mengecilkan pembuluh darah dan menurunkan sirkulasi darah
3. Kondisi kesehatan, seperti diabetes, masalah gangguan hormone, atau penyakit vaskular
4. Fraktur yang berat, rumit, dan terinfeksi
5. Usia lanjut
6. Gizi buruk atau gangguan metabolisme

DAFTAR PUSTAKA

1. Tortora GJ, Derrickson B. Principles of anatomy and physiology: The skeletal system. 12^th USA: John Wiley & Sons, Inc; 2008. p. 186-90.
2. Barshop Institute for Longevity & Aging Studies. Healthy bone Remodelling. Diunduh dari http://teachhealthk-12.uthscsa.edu/curriculum/bones/pa12pdf/1203D-all.pdf. Diakses 7 Desember 2010.
3. Hadjidakis DJ, Androulakis II. Bone remodeling. Diunduh dari http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17308163. Diakses 7 Desember 2010.
4. American College of Foot and Ankle Surgeons. Bone healing. Diunduh dari http://www.foothealthfacts.org/footankleinfo/Bone_Healing.htm. Diakses 7 Desember 2010.