Brosur Orthopedi & Traumatologi (V): Ganti Sendi Total

Apakah ganti sendi total itu?

Sendi yang terserang radang menahun atau telah rusak dibuang dan digantikan dengan sebuah sendi buatan, disebut prosthesa.

Apakah sendi itu?

Sendi dibentuk oleh ujung-ujung dari dua atau lebih tulang yang dihubungkan oleh jaringan ikat tebal. Sebagai contoh, sendi lutut dibentuk oleh tulang tungkai bawah (tibia dan fibula) dan tulang paha (femur). Panggul adalah sebuah sendi bola dengan rumahnya (ball and socket), diibentuk oleh bagian atas dari femur (bolanya), dan bagian dari tulang pelvis, disebut asetabulum (rumahnya).

Ujung-ujung tulang dari sebuah sendi diselimuti dengan lapisan halus yang disebut rawan sendi. Rawan sendi normal memungkinkan pergerakan sendi yang medekati tanpa gesek dan bebas nyeri. Ketika rawan sendi ini rusak atau dijangkiti penyakit oleh penyakit radang sendi menahun (artritis), sendi menjadi kaku dan nyeri. Setiap sendi terbungkus oleh selubung jaringan berserabut atau sebuah kapsul dengan jaringan pelapis halus, disebut sinovium. Sinovium menghasilkan cairan yang mengurangi pergesekan dan perobekan dalam sebuah sendi.

Kenapa penggantian sendi total itu perlu?

Tujuannya adalah mengurangi nyeri dalam sendi yang disebabkan oleh kerusakan yang berlangsung pada rawan sendi. Nyeri dapat demikian beratnya, sehingga seseorang akan menghindarkan menggunakan sendinya, melemahkan otot-otot sekitar sendi dan membuatnya bahkan lebih sulit untuk menggerakkan sendi. Pemeriksaan fisik, dan mungkin beberapa uji laboratorium dan sinar-X akan memerlihatkan luasnya kerusakan sendi. Penggantian sendi total akan dipertimbangkan bila pilihan pengobatan lainnya tidak mampu mengurangi nyeri dan ketunaan.

Bagaimana sebuah tindakan penggantian sendi total itu dilaksanakan?

Anda akan diberikan obat anestetik dan ahli bedah akan mengganti bagian-bagian sendi yang rusak. Sebagai contoh, pada sebuah sendi lutut yang meradang tahunan, kerusakan ujung-ujung tulang dan rawan sendinya digantikan dengn metal dan permukaan plastik yang dibentuk sedemikian rupa untuk memertahankan pergerakan dan fungsi sendi .

Pada sebuah sendi panggul yang meradang tahunan, bola sendi yag rusak (bagian ujung atas tulang paha) digantikan dengan sebuah bola metal yang melekat pada sebuah batangan metal yang cocok tepat masuk ke dalam tulang paha dan sebuah rumahan plastik ditanam ke dalam tulang pelvis, menggantikan rumah sendi yang sudah rusak.

Walaupun penggantin sendi panggul dan lutut merupakan tindakan penggantian sendi paling umum, pembedahan macam ini dapat dilaksanakan pada sendi-sendi lainnya, termasuk pergelangan kaki, kaki, bahu, siku, dan jari-jari tangan.

Material yang dipakai dalam sebuah penggntian sendi total didesain untuk memungkinkan sendi untuk bergerak persis sama seperti sebuah sendi normal.

Prosthesa umumnya berkomposisikan dua bagian: sebuah potongan metal yang pas benar masuk ke dalam pasangannya berupa potongan plastik yang kokoh. Beberapa macam metal biasa digunakan, meliputi stainless steel, campuran kobalt dan khrom, dan titanium. Material plastiknya tahan lama dan tahan robek (poliethilen). Sebuah semen tulang plastik mungkin dipakai untuk menjangkar prosthesa ke dalam tulang.

Penggantian sendi juga dapat di tanam tanpa semen tulang ketika prosthesa dan tulang didisain agar pas dan mengunci bersama secara langsung.

Apakah proses pemulihan itu?

Umumnya, ahli bedah orthopedi anda akan menganjurkan anda untuk menggunakan sendi “baru” anda segera setelah operasi. Setelah penggantian sendi panggul atau lutut, anda akan seringkali berdiri dan mulai berjalan sehari setelah operasi. Awalnya, anda akan berjalan dengan sebuah alat bantu jalan (walker), tongkat ketiak, atau sebuah tongkat.

Kebanyakan pasien memiliki rasa sakit sementara pada sendi yang diganti karena otot-otot sekitar yang lemah akibat tidak ada aktifitas dan proses jaringan sedang menyembuh. Ini akan berakhir dalam beberapa minggu atau bulan.

Latihan merupakan sebuah bagian yang penting dari proses pemulihan. Ahli bedah orthopedi anda atau stafnya akan membicarakan satu program latihan untuk anda setelah pembedahan. Ini bervariasi untuk penggantian sendi berbeda dan untuk keinginan berbeda dari masing-masing pasien.

Setelah pembedahan, anda mungkin diijinkan untuk bermain golf, berjalan, dan menari. Olahraga yang lebih berat, seperti bermain tenis atau lari-lari, mungkin dicegah.

Gerakan sendi anda umumnya akan membaik setelah pembedahan. Tingkat perbaikan akan bergantung pada separah apakah kekakuan sendi anda sebelum operasi.

Komplikasi apa saja yang mungkin dapat terjadi?

Sampaikan ke ahli bedah orthopedi anda tentang semua kondisi medis yang mungkin dapat memengaruhi pembedahan. Pembedahan penggantian sendi berhasil dalam lebih dari 9 dari 10 orang. Ketika komplikasi terjadi, kebanyakan daripadanya dapat terobati dengan berhasil.

Kemungkinan komplikasinya meliputi hal berikut:

Infeksi
Infeksi dpat terjadi pada luka operasi atau dalam di sekeliling prosthesa. Infeksi dapat terjadi sementara berada di dalam atau setelah anda keluar rumah sakit. Infeksi dapat bahkan terjadi bertahun-tahun belakangan. Infeksi ringan pada luka operasi umumnya diobati dengan antibiotik.

Infeksi dalam atau berat mungkin membutuhkan operasi lagi dan pembuangan prosthesa.

Setiap infeksi yang ada pada tubuh anda akan dapat menyebar ke sendi anda yang telah diganti.

Darah Menggumpal
Darah menggumpal dapat terjadi sebagai hasil dari beberapa faktor, meliputi kurangnya mobilitas anda menyebabkan lambannya pergerakan darah melewati pembuluh darah balik tungkai anda. Darah menggumpal dapat diperkirakan terjadi bila nyeri dan pembengkakan berkembang di dalam betis atau paha anda. Bila ini terjadi, ahli bedah orthopedi anda mungkin memertimbangkan dilakukannya pengujian untuk mengevaluasi pembuluh-pembuluh darah balik anda. Beberapa cara dapat dipakai untuk mengurangi kemungkinan darah menggumpal, meliputi:
•    Obat-obat pengencer darah (antikoagulan)
•    Kaos kaki rapat (stoking) elastik
•    Berbagai latihan fisik untuk meningkatkan aliran darah dalam otot-otot tungkai
•    Sepatu bot plastik yang dipompa dengan udara untuk menekan otot-otot dalam tungkai anda

Di samping pemakaian semua cara-cara pencegahan, gumpalan darah mungkin tetap dapat terjadi. Bila pembengkakan, kemerahan atau nyeri pada tungkai anda terjadi setelah keluar rumah sakit, anda harus menghubungi ahli bedah orthopedi anda.

Melonggarnya Prosthesa (Loosening)
Longgarnya prosthesa di dalam tulang dapat terjadi setelah sebuah tindakan penggantian sendi total. Ini dapat menimbulkan rasa sakit. Bila pelonggaran tersebut cukup bermakna, sebuah tindakan revisi penggantian sendi mungkin dibutuhkan. Metoda baru melekatkan prosthesa ke tulang harus mengurangi dapat masalah ini.

Keluarnya “Kepala Sendi" dari “Rumah”nya (Dislokasi)
Kadang, setelah penggantian sendi total, “bolanya” dapat keluar dari “rumahnya”. Pada kebanyakan kasusnya, panggul tiruan ini dapat dikembalikan ke posisinya tanpa pembedahan. Sebuah penyangga dapat dipakaikan untuk satu periode waktu bila dislokasi terjadi. Paling umum, dislokasi lebih sering kejadiannya setelah sebuah pembedahan revisi yang kompleks.

Robeknya  Permukaan Prosthesa (Wear)
Beberapa bagian permukaan yang robek dapat dijumpai pada semua jenis sendi pengganti. Kerobekan yang berlebihan dapat menyumbang terjadinya kelonggaran dan mungkin membutuhkan pembedahan revisi.

Prosthesa Patah
Patahnya bagian metal atau plastik dari sendi pengganti adalah jarang, tapi dapat terjadi. Sebuah operasi revisi diperlukan bila hal ini terjadi.

Cedera Saraf
Syaraf-syaraf di sekitar sendi pengganti dapat rusak selama pembedahan ganti sendi, walaupun tipe cedera ini adalah jarang terjadi. Keadaan ini cenderung terjadi ketika pembedahan melibatkan satu koreksi besar deformitas sendi atau tindakan pemanjangan dari sebuah tungkai yang memendek akibat dari sebuah perubahan bentuk tulang sendi oleh penyakit radang sendi menahun (artritis).

Dengan berjalannya waktu, semua cedera syaraf ini seringkali membaik dan dapat sepenuhnya kembali pulih.

Bagaimana anda menyiapkan diri untuk menjalani penggantian sendi total?

Sebelum pembedahan, ahli bedah orthopedi anda akan membuat beberapa rekomendasi, seperti misalnya menyarankan anda agar:
•    Mendonorkan sejumlah darah anda sendiri sehingga, bila diperlukan nanti, anda dapat menerimanya kembali selama atau setelah pembedahan.
•    Menghentikan pemakaian beberapa jenis obat-obatan sebelum pembedahan
•    Mulai segera melakukan latihan-latihan untuk memercepat pemulihan setelah pembedahan
•    Mengevaluasi kubutuhan anda untuk perencanaan setelah keluar rumah sakit, terapi di rumah dan rehabilitasi setelah pembedahan

Apakah penggantian sendi total bersifat permanen?

Kebanyakan orang-orang tua berharap penggantian sendi total mereka bertahan selama satu dekade atau lebih. Ini akan memberikannya tahun-tahun untuk hidup bebas nyeri yang tidak akan mungkin mereka dapatkan jika melakukan sebaliknya.

Pasien-pasien ganti sendi total yang berusia lebih muda mungkin memerlukan sebuah penggantian sendi total kedua. Material dan teknik pembedahan sedang berkembang terus melalui upaya-upaya yang dilakukan ahli bedah orthopedi bekerja bersama dengan ahli teknik dan berbagai ilmuwan lainnya.

Masa depan yang cerah akan didapatkan bagi mereka-mereka yang memilih untuk melakukan sebuah tindakan penggantian sendi total dalam mencapai satu kualitas hidup yang lebih baik melalui kebebasan yang lebih besar dan aktifitas bebas nyeri yang lebih sehat.

Ahli bedah orthopedi anda adalah seorang dokter medis dengan keahlian ekstensif dalam diagnosis dan pengobatan nonbedah dan bedah dari sistim muskuloskeletal, meliputi tulang, sendi, ligamen, tendon, otot, dan syaraf.

Brosur Orthopedi & Traumatologi (IV): Radang Sendi Menahun (Osteoartritis)

Osteoartritis (radang tulang dan sendi menahun), juga dikenal sebagai artritis “keausan (wear and tear)”, adalah satu jenis penyakit sendi yang bersifat progresif.

Penyebab

Dengan berlangsungnya osteoartritis, tulang rawan sendi yang menutupi ujung-ujung tulang pembentuk sendi secara berangsur-angsur menipis. Saat ketika sendi masih memiliki tulang rawan sendi yang halus, ini membuat tulang bergerak dengan mudahnya terhadap satu sama lainnya ketika sendi dibengkokkan dan diluruskan. Namun sekarang permukaan sendi menjadi berjumbai, dan kasar. Pergerakan sendi sepanjang di antara permukaan tulang yang terpapar ini akan terasa nyeri.

Osteoartritis umumnya berkembang setelah bertahun-tahun sendi digunakan. Ia menjangkiti orang-orang yang berusia pertengahan atau lebih tua. Faktor risiko lainnya untuk osteoartritis meliputi kegemukan, cedera sebelumnya pada sendi yang terkena, dan riwayat keluarga dengan osteoartritis.

Anatomi

Sebuah sendi adalah tempat di mana ujung-ujung dari dua tulang atau lebih bertemu. Sendi lutut umpamanya, terbentuk di antara tulang-tulang tungkai bawah (tulang tibia dan tulang fibula) dan tulang paha (tulang femur). Sendi panggul adalah tempat di mana bagian atas dari tulang paha (kepala tulang femur) bertemu dengan bagian cekung dari tulang pinggang (tulang pelvis) yang disebut asetabulum.

Sebuah sendi yang sehat bergerak meluncur sedemikian rupa dengan mudahnya tanpa menimbulkan rasa sakit karena ujung-ujung tulang pembentuk sendi ditutupi oleh jaringan yang halus dan elastis yang disebut tulang rawan sendi yang membentuk sendi.

Gejala

Osteoartritis dapat mengenai setiap sendi dalam tubuh, dengan gejala berrentang dari ringan hingga menimbulkan ketunaan.

Sebuah sendi yang terkena osteoartritis dapat terasa sangat nyeri dan meradang. Tanpa adanya rawan sendi, ujung-ujung tulang akan bergesekan secara langsung satu dengn lainnya ketika sendi digerakkan. Inilah yang menyebabkan nyeri dan peradangan. Nyeri atau rasa sakit biasanya berkembang secara bertahap di sepanjang waktu. Nyeri dapat memberat pada pagi hari dan terasa lebih baik dengan aktifitas. Aktifitas yang keras dapat menyebabkan nyeri kembali terasa.

Tangan-tangan dari seorang pasien dengan osteoartritis. Tulang yang bertumbuh menonjol pada jari kelingking adalah khas pada osteoartritis.

Sendi mungkin menjadi kaku dan kelihatan membengkak, membesar atau “keluar dari sendi”. Sebuah benjolan dapat timbul di atas sendi.

Bila membengkokkan sendi menjadi sulit, gerakan dapat menjadi terbatas.

Terlepasnya pecahan-pecahan rawan sendi dan jaringan lainnya dapat mengganggu gerakan halus sendi. Sendi mungkin terkunci atau “menongkat (stick)” ketika digunakan. Ia mungkin berkeriut, bunyi ceklekan, menyentak, atau bersuara penggilingan (krepitus). Sendi menjadi lemah dan melengkung.

Walaupun osteoartritis tidak dapat diobati, identifikasi dan pengobatan dini dapat memerlambat progresi penyakit, mengurangi nyeri dan memulihkan fungsi.

Diagnosis

Pengambilan riwayat medis yang lengkap, pemeriksaan fisik, sinar-X, dan mungkin beberapa pengujian laboratorium akan dilakukan.

Dokter anda akan berkeinginan mengetahui apakah sendi anda pernah mengalami cedera. Pula ia akan berkeinginan untuk mengetahui kapan nyeri sendi mulai terasa dan nyeri seperti apa terasakan: apakah nyeri terasa terus menerus, ataukah datang dan pergi? Apakah nyeri timbul di bagian lain dari tubuh? Penting untuk diketahui kapankah nyeri timbul: apakah semakin memburuk pada malam hari? Apakah nyeri timbul dengan berjalan, berlari atau saat istirahat?

Dokter anda akan memeriksa sendi yang terkena dalam bermacam posisi untuk melihat apakah di situ terdapat nyeri ataukah gerakan yang terbatas. Ia akan mencari suara berkeriut atau suara-suara penggilingan (krepitus) yang menandakan friksi tulang-dengan-tulang, kehilangan otot (atrofi), dan tanda-tanda yang menunjukkan sendi lainnya juga terjangkit. Dokter anda akan mencari tanda-tanda cedera otot, tendon, dan ligamen.

Pemeriksaan sinar-X memerlihatkan luasnya deteriorasi sendi, termasuk penyempitan sendi, penipisan atau erosi tulang, cairan berlebih-lebihan dalam sendi, dan taji-taji tulang atau berbagai ketidaknormalan lainnya. Pemeriksaan ini dapat membantu dokter membedakan berbagai bentuk dari penyakit artritis.

Kadangkala, pengujian laboratorium dapat membantu untuk menyingkirkan penyakit-penyakit lainnya yang menyebabkan gejala-gejala yang sama dengan osteoartritis

Pengobatan

Pengobatan Non-bedah

Pengobatan dini, cara-cara nonbedah, dapat memerlambat progresi osteoartritis, meningkatkan gerakan sendi, memerbaiki kekuatan. Kebanyakan program pengobatannya mengombinasikan modifikasi gaya hidup, obat-obatan, dan terapi fisik.

Modifikasi Gaya hidup
Dokter anda mungkin merekomendasikan istirahat atau sebuah pengubahan aktifitas untuk menghindari pembangkitan nyeri osteoartritis. Ini dapat meliputi modifikasi aktifitas kerja atau olahraga. Itu dapat berarti mengalihkan dari aktifitas berdampak-tinggi (misalnya aerobik, berlari, melompat, atau pertandingan olahraga) menjadi latihan-latihan berdampak-ringan (seperti peregangan, berjalan, berenang, atau bersepeda). Sebuah program penurunan berat badan mungkin direkomendasikan, bila perlu, khususnya bila osteoartritis menjangkiti sendi-sendi penopang-berat badan (seperti misalnya lutut, panggul, tulang belakang, atau pergelangan kaki).

Obat-obatan
Obat-obat anti radang jenis non-steroid dapat membantu mengurangi proses peradangan. Kadangkala, dokter anda mungkin merekomendasikan bahan-bahan obat anti radang yang kuat yang disebut kortikosteroid, yang diinjeksikan langsung ke dalam sendi. Kortikosteroid mampu untuk sementara mengurangi nyeri dan pembengkakan.

Bahan-bahan suplemen makanan yang disebut glukosamin dan khondroitin sulfat dapat membantu mengurangi nyeri akibat osteoartritis.

Terapi Fisik
Satu program kebugaran yang seimbang, terapi fisik, dan/atau terapi okupasi/pekerjaan dapat memerbaiki fleksibilitas sendi, meningkatkan luas gerak sendi, mengurangi nyeri, dan menguatkan otot, tulang, dan jaringan rawan sendi. Alat pendukung atau alat bantu (seperti misalnya penjepit [brace],  bidai [splint], balutan elastik, tongkat, tongkat ketiak, atau alat bantu jalan [walker]) mungkin dibutuhkan. Pemakaian es atau panas mungkin diperlukan untuk sendi yang  terjangkiti untuk periode yang pendek, beberapa kali seharinya.

Pembedahan

Bila pengobatan dini tidak menghentikan nyeri atau bila itu tidak lagi efektif, pembedahan mungkin dipertimbangkan. Keputusan untuk mengobati secara pembedahan bergantung pada usia dan level aktifitas pasien, kondisi sendi yang terjangkit, dan sejauh mana osteoartritis telah berkembang.
Pilihan bedah untuk osteoartritis meliputi peneropongan sendi (arthroscopy), koreksi bentuk sendi (osteotomy), penyatuan sendi (joint fusion), dan penggantian sendi

Peneropongan sendi
Ahli bedah orthopedi anda akan menggunakan instrumen serat optik seukuran pinsil yang fleksibel (arthroscope) untuk membuat dua atau tiga incisi kecil guna membuang taji tulang, kista-kista, lapisan sendi yang rusak, atau fragmen-fragmen lepasan di dalam sendi.

Koreksi bentuk sendi 
Tulang-tulang panjang lengan atau tungkai bawah diluruskan kembali untuk mengalihkan tekanan menjauh atau meratakannya di keseluruhan sendi.

Penyatuan sendi
Ahli bedah orthopedi anda di sini akan “mematikan” sendi dengan cara menyatukan kedua ujung sendi (fusion). Pin, plat, sekrup, atau rod dipakai untuk menahan tulang pada tempatnya sementara mereka menyembuh. Prosedur ini mematikan fleksibilitas sendi.

Penggantian sendi
Melalui tindakan ini, ahli bedah orthopedi akan membuang bagian-bagian tulang dan menyiptakan sebuah sendi buatan dengan komponen metal atau plastik (penggantian sendi total atau arthrosplasty).

Brosur Orthopedi & Traumatologi (III): Membantu Fraktur untuk Dapat Sembuh (Orthobiologi)

Ortobiologi merupakan bahan-bahan senyawa yang pakai oleh ahli bedah orthopedi untuk menyembuhkan penderita cedera menjadi lebih cepat. Bahan-bahan itu digunakan untuk membesut penyembuhan tulang yang patah dan otot, tendon, dan ligamen yang cedera. Produk-produk ini dibuat dari bahan-bahan senyawa yang adalah secara alami dapat dijumpai dalam tubuh anda. Ketika bahan-bahan tersebut digunakan dalam konsentrasi tinggi, mereka dapat membantu memercepat proses penyembuhan.

Tulisan ini memusatkan pada bermacam orthobiologi yang biasa digunakan ahli bedah orthopedi untuk membantu penyembuhan tulang patah.

Proses Penyembuhan

Ketika tulang, otot, atau tendon anda cedera, maka akan terjadi pendarahan masuk ke dalam area yang cedera. Pendarahan ini merupakan landasan/fondamen bagi berlangsungnya respon penyembuhan. Ia menyediakan satu cara untuk faktor-faktor penyembuhan mencapai lokasi cedera. (Faktor-faktor penyembuhan merupakan bahan-bahan senyawa yang berperan dalam proses penyembuhan).

Di samping pendarahan, terdapat tiga faktor yang dibutuhkan untuk penyembuhan. Keseluruhannya adalah bahan-bahan senyawa orthobiologi. Bahan-bahan itu adalah:

Gambar 1. Hubungan di antara matriks (jaringan sekitar sel-sel), faktor-faktor pertumbuhan, dan sel punca.

·    Matriks. Ini dapat dikatakan sebagai rumah di mana sel-sel hidup dan di mana mereka akan tumbuh subur yang nantinya menghasilkan tulang, tendon, atau ligamen. Material matriks adalah bersifat konduktif. Ini artinya ia dapat membentuk blok-blok bangunan yang membantu mengisi sela-sela tulang yang ada.

·    Faktor Pertumbuhan. Bahan-bahan ini merupakan bermacsm jenis berbeda dari protein yang dibutuhkan bagi sel-sel untuk bekerja selama proses penyembuhan. Beberapa protein membantu memercepat proses penyembuhan, sementara yang lainnya membantu mengontrolnya atau memerlambatkannya. Semua elemen ini tidak jauh berbeda dengan vitamin yang anda minum setiap hari untuk memerbaiki kesehatan dan fungsi tubuh.

·    Sel Punca. Sel-sel ini merupakan sel khusus dalam tubuh anda yang dapat berubah menjadi tipe-tipe sel lain. Selama proses penyembuhan, sel-sel punca dipanggil untuk bergerak menuju bagian-bagian tubuh anda yang membutuhkan perbaikan. Berbagai faktor dalam area tersebut memengaruhi sel punca untuk menjadi sel-sel perbaikan. Penting untuk dicatat bahwa sel punca yang sama yang membantu perbaikan tulang dapat juga memerbaiki sebuah tendon atau ligamen.

1  Matriks (Material Konduktif)

Gambar 2. Foto sinar-x memerlihatkan sebuah tulang kering (tibia)yang patah dengan sebuah sela tulang lebar, atau void. Sebuah rod  metal ditempatkan dalam rongga sumsum dari tulang itu untuk membantu memertahankan posisinya.

Matriks, atau material konduktif, menyediakan kemampuan merumahkan sel-sel punca sementara mereka bertumbuh menjadi sel-sel dewasa. Bila sel-sel punca tidak memiliki sebuah rumah untuk tumbuh, mereka tidak dapat berkembang menjadi sel-sel perbaikan yang dapat menyembuhkan tulang, otot, tendon, atau kartilago.

Saat ketika seseorang tulangnya patah atau fraktur, proses penyembuhanpun dimulai. Sepanjang kebanyakan dari bahan-bahan senyawa untuk tulang tidak hilang, sel-sel punca harus mampu untuk membuat tulang baru dan mendorong penyembuhan. Bila, bagaimanapun, seporsi bermakna dari tulang yang patah menghilang, maka sebagai hasilnya akan terdapat sebuah sela yang besar. Ini dapat terjadi bilamana tulang itu hancur, atau patah menjadi beberapa potongan dan keluar lewat menembus kulit.

Di bawah semua keadaan ini, sela tulang harus diisi dengan matriks, atau material konduktif, dalam rangka sebagai rumah sel-sel punca. Terdapat beberapa tipe bahan-bahan senyawa yang dapat digunakan untuk tujuan ini.

1.1 Sulihan Tulang/Bone Grafts
Sulihan tulang seringkali dipakai sebagai material matriks. Terdapat dua tipe dari sulihan tulang.

Otograf. Sulihan asal tubuh sendiri. Sebuah sulihan tulang dapat diperoleh dari pasien sendiri. Tipe sulihan ini disebut sebagai sebuah otograf. Banyak tulang berbeda dapat dipakai untuk menyuplai sulihan. Sulihan paling umum diambilkan dari krista iliaka, yang merupakan bagian dari tulang pinggul/pelvis.

Memanen sebuah sulihan tulang membutuhkan torehan bedah tambahan selama sebuah tindakan operasi pengobatan cedera. Ini membuat lama pembedahan memanjang dan dapat menyebabkan meningkatnya nyeri atau risiko infeksi setelah operasi. Walaupun otograf telah digunakan dengan hasil yang baik, beberapa orang mungkin kadangkala mengalami nyeri pada lokasi di mana tulang diambil (lokasi donor).

Gambar 3. Kebanyakan otograf dipanen dari krista iliak tulang panggul.

Alograf. Sebuah alternatif untuk mendapatkan sulihan tulang dari pasien disebut sebagai alograf, yakni tulang kadaver (orang yang sudah meninggal). Sebuah alograf biasanya diperoleh melalui satu bank tulang. Seperti halnya organ yang lain, jaringan tulang dapat disumbangkan setelah kematian.

Gambar 4. Gambar ini memerlihatkan sebuah pandangan mikroskopik dari material matriks tulang dan tipe lobang-lobangnya yang diperlukan untuk merumahkan sel-sel punca.

Pemakaian alograf telah berkembang karena tindakan ini menghindarkan risiko nyeri pada lokasi pengambilan tulang pada tindakan otograf (lihat di atas). Terdapat risiko dan keuntungan untuk kedua tipe sulihan tulang ini yang mana oleh dokter hal ini akan didiskusikan dengan anda.

1.2 Material Matriks Buatan
Material buatan, seperti misalnya kalsium fosfat, dapat juga dipakai untuk tujuan mengisi sebuah ruang kosong yang besar di antara ujung-ujung tulang. Ketika diobati dengan tepat, kalsium fosfat dapat membentuk material yang sangat menyerupai tulang. Ia mengndung lobang-lobang yang berukuran benar untuk sel-sel punca memasukinya dan berkembang menjadi sel-sel dewasa.
Kalsium fosfat maupun tulang kadaver mengurangi nyeri dan risiko lainnya yang dapat timbul bila melakukan tindakan bedah ekstra dalam memanen satu otograf.

2 Faktor Pertumbuhan

Faktor pertumbuhan dijumpai di dalam tulang dalam konsentrasi rendah, dan pada bagian-bagian lain dari tubuh anda. Mereka dapat dihasilkan dalam konsentrasi tinggi melalui teknik perekayasaan genetik.

Banyak sekali karya-karya yang sedang dilaksanakan menggunakan perekayasaan jaringan guna membantu mengatasi masalah-masalah medik. Perekayasaan genetik telah membuat kemajuan besar dalam membuat tulang menyembuh lebih cepat dan lebih baik.

Perekayasaan genetik dapat menghasilkan sejumlah besar elemen-elemen yang dibutuhkan dalam bentuknya yang murni. Selama proses perekayasaan genetik, sinyal-sinyal di dalam sel diubah dalam rangka menukar fungsi sel. Dalam membantu penyembuhan tulang, sel-sel dapat berubah menjadi pabrik yang dapat menghasilkan protein-protein faktor pertumbuhan.

2.1 Protein Faktor Pertumbuhan dan Penyembuhan Tulang
Protein faktor pertumbuhan memainkan sebuah peran penting dalam proses penyembuhan. Mereka memanggil sel-sel punca menuju ke lokasi cedera. Ini disebut khemoatraksi. Sel-sel punca ditarik menuju ke area yang mengalami cedera di mana mereka berkembang menjadi sel-sel “perbaikan”.

Khemoatraksi bekerja hanya ketika terdapat satu suplai darah yang baik sekitar daerah yang cedera. Bila tidak terdapat aliran darah yang baik, protein-protein itu tidak dapat menarik sel-sel punca, atau tidak dapat menyediakan mereka sebuah jalan untuk melintas menuju area di mana mereka dibutuhkan.

2.2 Bone Morphogenetic Proteins
Banyak tipe protein membantu dalam penyembuhan tulang dan dapat dihasilkan dengan perekayasaan genetik. Yang paling kuat di antaranya adalah bone morphogenetic proteins (BMPs).

Semua protein sintetik ini juga membantu dalam penyembuhan otot, tendon, dan tulang rawan sendi. Ditemukan sepanjang tahun 1960an, hari ini BMPs dihasilkan dalam jumlah cukup banyak untuk secara efektif memercepat penyembuhan tulang yang mengalami kerusakan, khususnya pada fraktur yang memiliki sebuah penyembuhan yang sulit.

3 Sel Punca

Dari semua tipe sel, sel punca memiliki potensi tertinggi untuk mendorong penyembuhan. Sebagaimana didiskusikan di atas, sel punca merupakan sel imatur (belum matang) yang dipengaruhi oleh semua di sekelilingnya. Ketika dibawa ke sebuah lokasi cedera, sebuah sel punca dapat berkembang menjadi jenis sel yang diperlukan untuk membantu penyembuhan – tulang, otot, ligamen, dan tulang rawan sendi.

Gambar 5. Sel punca dapat berubah menjadi otot, tendon, tulang, atau tulang rawan sendi.

Karena kemampuan menyembuhkan dari sel punca, dokter kemudian mengembangkan cara-cara untuk membawa sel punca ke satu lokasi cedera lebih cepat dan dalam jumlah yang lebih besar. Langkah pertama dalam proses ini adalah mendapatkan sel-sel punca. Hal ini dapat dilakukan dengan memanen mereka dari pasien, atau lewat sebuah program donor sel punca.

3.1 Memanen Sel Punca
Terdapat banyak sumber sel punca dalam tubuh manusia. Sumber paling pentingnya adalah sumsum tulang. Sumsum tulang berlokasi dalam pusat dari tulang-tulang panjang, seperti misalnya tulang lengan atas anda, lengan bawah, paha, dan tungkai bawah. Tulang panggul/pelvis mengandung konsentrasi tertinggi sel punca. Dengan begitu, sumsum tulang dalam tulang panggul anda adalah sumber paling umum untuk memanen sel punca.

Dokter menarik keluar sel punca dari sumsum tulang dengan sebuah jarum, dalam cara yang sama dengan darah ditarik keluar dari lengan atas anda untuk satu pengujian tertentu. Seorang ahli bedah orthopedi kemudian memasukkan suplai sel punca yang banyak ini ke dalam lokasi cedera. Ini mengurangi waktu yang diperlukan bagi sel punca mencapai lokasi cedera menurut cara mereka dan mengirim mereka dalam satu konsentrasi yang lebih tinggi, yang mana ini akan memercepat proses penyembuhan.

3.2 Pendonoran Sel Punca
Ahli bedah orthopedi dapat juga menggunakan donor sel punca untuk mendorong penyembuhan. Dalam cara yang banyak kesamaannya dengan transfusi darah yang membantu jutaan pasien setiap tahun, sel punca diambil dari donor setelah mereka meninggal membantu jutaan pasien orthopedi. Ketika sel-sel ini dipanen, mereka diobati sedemikian sehingga mereka tidak akan menyiptakan satu reaksi imun atau alergi pada pasien.

Orthobiologi di Masa Datang

Setiap tahun, terdapat banyak perkembangan baru dalam area orthobiologi. Sebagai contoh, peneliti saat ini bekerja pada sebuah “lem tulang” yang akan tidak hanya memerbaiki tulang yang patah, namun juga menyediakan bahan-bahan senyawa untuk membantu proses penyembuhan. Saat ini, lem tulang belum terbukti efektif, dan belum tersedia. Bagaimanapun, mereka memiliki potensi yang sangat baik di masa depan.

Saat ini, dokter memiliki banyak pilihan untuk membantu sistim muskuloskeletal (sistim otot dan kerangka) menyembuh dibandingkan dengan yang mereka miliki 15 tahun lalu ketika kebanyakan orthobiologi tidaklah tersedia. Tujuannya tiada lain adalah untuk mengusahakan pasien dapat kembali seperti keadaan mereka sebelum mengalami cedera.

Brosur Orthopedi & Traumatologi (II): Fiksasi Internal Fraktur

Ketika anggota dari perkumpulan ahli-ahli bedah orthopedi di dunia ini diminta untuk mengurut kemajuan paling bermakna dalam pengobatan patah tulang selama abad ke duapuluh, maka perkembangan fiksasi internal akan menempati ranking tinggi pada daftar urutan itu.

Fiksasi internal memungkinkan hari rawat inap yang lebih pendek, memungkinkan penderitanya kembali ke aktifitas semula lebih awal dan menurunkan insiden nounion (tidak menyambung) dan malunion (menyambung dalam posisi tidak benar).

Sebuah tulang yang patah harus dengan hati-hati difiksasi dalam posisinya dan disangga hingga ia cukup kuat nantinya untuk menopang beban. Hingga akhir abad lalu, dokter mengandalkan gips dan belat (splint) untuk penyanggaan tulang dari luar tubuh (fiksasi eksternal). Namun, dengan berkembangnya bedah suci hama (steril) yang mengurangi risiko infeksi, ini memungkinkan dokter dapat bekerja langsung masuk berhadapan dengan tulang dan dapat menanam material dalam tubuh.

Material-material baru seperti misalnya stainless steel, kobalt dan titanium tidak hanya tahan lama, tetapi juga memiliki kekuatan dan fleksibilitas yang diperlukan untuk menyangga tulang. Semua material ini juga cocok/sesuai/harmonis dengan tubuh dan jarang menyebabkan satu reaksi alergi atau gagal implan.

Tipe paling umum dari fiksasi internal adalah wire, plat, rod, pin, nail, dan sekrup digunakan di dalam tubuh untuk menyangga tulang secara langsung.

Wire
Wire seringkali digunakan sebagai jahitan atau benang guna “menjahit” tulang kembali bergabung bersama.
·    Dapat dipakai bersama-sama dengan bentuk-bentuk lain fiksasi internal untuk memegang tulang.
·    Dapat digunakan sendiri-sendiri untuk mengobati fraktur tulang-tulang kecil, seperti misalnya yang dijumpai pada tangan dan kaki.

Pin
·    Pin menahan potongan tulang bersama-sama. Mereka biasanya diakai pada potongan-potongan tulang yang terlalu kecil untuk difiksasi dengan sekrup.
·    Semua pin biasanya dilepaskan setelah satu panjang waktu tertentu, namun mungkin dapat ditinggal untuk menetap pada beberapa jenis fraktur.

Plat
Plat mirip seperti bidai internal yang memegang ujung-ujung fraktur tulang bersama-sama.
·    Dibentngkan pada tulang dan disekrup pada tempatnya. Bila kedua tulang berjalan paralel satu sama lainnya sama-sama pecah, seperti misalnya pada anggota gerak bawah, pemasangan plat pada satu tulang adalah menyediakan cukup penyanggaan juga bagi tulang satunya.
·     Mungkin dapat dibiarkan terus pada tempatnya atau dilepaskan (pada kasus terpilih) setelah sembuh sempurna.

Nail atau Rod
Pada beberapa fraktur tulang panjang, cara terbaik untuk menyejajarkan ujung-ujung tulang adalah dengan memasukkan sebuah rod atau nail melalui rongga pusat tulang yang dalam keadaan normalnya berisikan sumsum.
·    Dipertahankan pada tempatnya menggunakan sekrup hingga fraktur sembuh.
·    Dapat dibiarkan terus dalam tulang setelah penyembuhan sempurna.

Sekrup
Dari pada semua tipe implan, sekrup tulang dipakai untuk fiksasi lebih sering. Walaupun sekrup tulang merupakan sebuah peralatan sederhana, terdapat beberapa disain yang didasarkan atas bagaimana sekrup tersebut akan dipakai.
·    Dapat dipakai sendiri-sendiri untuk memegang fraktur, demikian juga bersama dengan plat, rod, atau nail.
·    Dapat didisain untuk satu tipe spesifik fraktur.
·    Dapat dibiarkan terus berada pada tempatnya, atau dilepaskan setelah tulang sembuh.

Fiksasi Eksternal
Pin, sekrup dan rod juga dipakai untuk menyiptakan alat fiksasi eksternal, seperti misalnya rangka dan gelangan. Walau mereka terletak di luar tubuh, sekrup dan pin masuk ke dalam tubuh menembus kulit dan otot untuk berhubungan dengan tulang. Dalam cara ini, mereka berbeda dari gips dan bidai yang hanya mengandalkan pada penyanggaan eksternal. Mungkin terdapat sedikit reaksi radang atau, yang kurang umum, infeksi terkait pemakaian alat fiksasi eksternal. Secara normal, semua ini dapat ditangani dengan perawatan luka dan/atau minum obat antibiotik.

Hal lain yang perlu diperhatikan
Kondisi suci hama dan kemajuan pada teknik pembedahan menurunkan, namun tidak memmbuang, risiko infeksi ketika fiksasi internal dipakai. Tingkat parah fraktur, lokasi, dan keadaan kesehatan pasiennya seluruhnya harus dipertimbangkan.

Tambahannya, tidak ada teknik yang ampuh. Fraktur mungkin tidak sembuh dengan benar. Plat atau rod mungkin patah atau berubah bentuk, atau pasien mungkin memiliki satu reaksi alergi terhadap implan. Walaupun beberapa media memusatkan perhatiannya pada kemungkinan kanker dapat berkembang dekat-dekat sekitar implan yang dipakai jangka waktu lama, terdapat sedikit bukti saja yang mencatat timbulnya risiko kanker secara nyata dan lebih banyak bukti lainnya yang melawan kemungkinan terjadi seperti itu. Ahli bedah orthopedi terus menerus melanjutkan penelitian mereka untuk mengembangkan metoda yang semakin baik dalam mengobati fraktur.

Brosur Orthopedi dan Traumatologi (I): Fraktur (Patah Tulang)

Fraktur adalah patah tulang. Sebuah tulang dapat patah secara penuh/komplit atau sebagiannya dalam berbagai cara (melintang, membujur, atau terpecah banyak).

Tipe-tipe Fraktur

Tulang adalah kaku, namun mereka dapat tertekuk atau sedikit “menyerah” ketika diberikan gaya kekuatan dari luar. Namun, bila gaya kekuatan terlalu besar, tulang akan patah, persis seperti sebuah penggaris plastik patah ketika ia dibengkokkan terlalu keras.
Keparahan sebuah patah tulang biasanya bergantung pada gaya kekuatan yang menyebabkannya patah. Bila titik batas patah yang dimiliki tulang terlampaui hanya sedikit, maka tulang dapat retak saja dari pada patah keseluruhannya. Bila gaya kekuatannya ekstrem, seperti misalnya pada sebuah tabrakan kendaraan bermotor atau tembakan senjata api, tulang dapat menjadi remuk.
Bila tulang patah sedemikian rupa di mana pecahan  patahannya menonjol keluar kulit, atau bila terdapat  luka yang menembus ke dalam hingga mencapai tulang yang patah, maka fraktur itu disebut sebagai fraktur “terbuka”. Tipe fraktur ini adalah sangat serius karena sekali kulit itu rusak, maka infeksi baik pada kulit maupun tulang dapat terjadi.

Tipe-tipe umum fraktur meliputi:

·    Fraktur stabil. Ujung-ujung patahan tulangnya berada pada satu garis dan “hampir” saja keluar dari tempatnya.
·    Fraktur terbuka, kompleks. Kulit mungkin bobol tertusuk oleh tulang atau oleh sebuah benturan yang menyebabkan kulit terluka pada saat fraktur. Tulang mungkin nampak atau mungkin tidak kelihatan pada luka kulit.
·    Fraktur mendatar/transfers. Tipe fraktur ini memiliki garis fraktur horizontal.
·    Fraktur serong/oblik.  Tipe fraktur ini memiliki sebuah pola menyiku/menyudut.
-    Fraktur terpecah/kominutif. Pada fraktur tipe ini, tulang remuk menjadi tiga potongan atau lebih.

Gambar 1
Tipe-tipe fraktur.

Penyebab

Penyebab umum fraktur adalah:

·    Trauma. Jatuh, kecelakaan kendaraan bermotor, atau kaki terganjal pemain lawan saat pertandingan sepak bola semuanya dapat menghasilkan fraktur.
·    Osteoporosis. Penyakit ini melemahkan tulang dan membuatnya lebih memungkinkan untuk patah.
·    Penggunaan berlebih-lebihan. Gerakan berulang-ulang dapat melelahkan otot dan sehingga menempatkan lebih banyak gaya kekuatan pada tulang/tulang menerima lebih banyak gaya kekuatan. Ini dapat menyebabkan fraktur stres. Fraktur stres lebih sering terjadi pada atlit.

Gejala-gejala

Banyak fraktur terasakan sangat sakit dan dapat mencegah anda menggerakkan daerah lokasi yang cedera. Gejala-gejala yang umum lainnya adalah:
·    Pembengkakan dan sekitar daerah cedera melembek
·    Memar
·    Deformitas, yakni anggota gerak terlihat “keluar dari tempatnya” atau bagian dari tulang mungkin menusuk kulit.

Pemeriksaan Dokter

Dokter anda akan melakukan pemeriksaan yang cermat untuk menilai keseluruhan kondisi tubuh anda, demikian juga luasnya cedera. Ia akan bicara dengan anda sekitar bagaimana cedera tersebut terjadi, gejala yang anda rasakan, dan riwayat kesehatan anda sebelum ini.
Cara paling umum dalam mengevaluasi sebuah fraktur adalah dengan pemeriksaan sinar-x, yang mampu memerlihatkan penciteraan tulang dengan jelas. Dokter anda akan menggunakannya untuk memerifikasi diagnosis. Pemeriksaan sinar-x dapat menunjukkan apakah tulang anda itu masih utuh ataukah patah. Pemeriksaan ini juga memerlihatkan tipe dari fraktur dan memastikan dimana lokasinya dalam tulang.

Pengobatan

Semua bentuk pengobatan patah tulang akan mengikuti satu aturan dasar: semua potongan tulang harus dikembalikan ke posisinya yang normal dan mencegahnya bergerak keluar dari tempatnya hingga saatnya mereka sembuh. Dalam banyak kasus, dokter akan mengembalikan bagian-bagian dari satu patah tulang kembali ke posisi aselinya. Istilah teknis untuk proses ini adalah “reduksi”.
Tulang yang patah akan menyembuh melalui cara “terajut” kembali bersama-sama dengan tulang yang baru yang terbentuk sekitar tepi bagian-bagian patahan.
Pembedahan kadangkala dibutuhkan untuk mengobati sebuah fraktur. Tipe pengobatan yang dibutuhkan bergantung pada tingkat parah patahan, apakah ia berjenis “terbuka” ataukah “tertutup”, dan tulang khusus apakah yang terlibat. Sebagai contoh, satu patah tulang pada tulang belakang diobati secara berbeda dari patah tulang betis atau tulang panggul.
Dokter akan menggunakan bermacam jenis perlakuan dalam mengobati fraktur, yakni:

Imobilisasi dengan Gips:
Gips merupakan tipe pengobatan paling umum dari fraktur, karena kebanyakan tulang yang patah dapat menyembuh dengan berhasil ketika mereka telah terreposisi dan dipakaikan gips untuk menjaga ujung-ujung patahan ada dalam posisinya yang benar sementara mereka menyembuh.

Gips fungsional atau kurawal/brace:
Gips atau kurawal memberikan kesempatan sendi-sendi di dekat fraktur untuk dapat bergerak secara terbatas atau “terkontrol”. Pengobatan jenis ini hanya cocok untuk beberapa tipe fraktur saja.

Traksi /Tarikan kontinyu:
Traksi biasanya dipakai untuk meluruskan sebuah tulang atau beberapa tulang melalui cara melakukan aksi tarikan yang lembut namun ajeg/terus menerus.

Fiksasi Eksternal
Pada tipe operasi ini, pin-pin metal atau sekrup-sekrup metal diletakkan ke dalam tulang yang patah di atas dan di bawah lokasi fraktur. Pin-pin dan sekrup-sekrup ini dihubungkan dengan sebuah batangan metal atau bahan keras lainnya yang sama yang diletakkan di luar kulit. Peralatan ini merupakan sebuah rangka penyetabil yang memertahankan tulang dalam posisinya yang benar sementara mereka menyembuh.
Pada kasus-kasus di mana kulit dan jaringan lunak lainnya sekitar fraktur rusak parah, sebuah fiksator eksternal mungkin diaplikasikan hingga saatnya nanti pembedahan lanjutannya dapat ditoleransi.

Gambar 2
Sebuah fiksator eksternal diaplikasikan ke sebuah tulang paha yang patah.

Reduksi Terbuka dan Fiksasi Internal:
Selama operasi ini, fragmen-fragmen tulang mula pertama direposisi (reduksi) dalam garis penyatuan normalnya, lalu dipertahankan bersama dengan sekrup-sekrup khusus atau dengan melekatkan plat metal ke permukaan luar tulang. Fragmen-fragmen tulang juga dapat di pegang bersama-sama dengan cara menginsersikan/memasukkan batangan metal ke dalam ruang sumsum pada pusat/center tulang.

Gambar 3

Sebuah disain khusus batangan metal, disebut nail intrameduler, menyediakan fiksasi yang kuat untuk fraktur tulang paha ini.

Gambar 4
Tulang lengan bawah yang patah dipegang dalam posisinya dengan menggunakan plat dan sekrup sementara mereka menyembuh.


Penyembuhan

Fraktur membutuhkan beberapa minggu hingga beberapa bulan untuk sembuh bergantung pada luasnya cedera dan seberapa disiplinnya anda mengikuti nasihat dokter. Nyeri biasanya berhenti setelah frakturnya cukup padat untuk menerima stres aktifitas normal.
Bahkan setelah gips atau kurawal anda dilepaskan, anda mungkin perlu melanjutkan membatasi pergerakan hingga tulang cukup padat buat aktifitas normal.
Selama masa penyembuhan, kemungkinan besar anda akan, dan ini wajar, kehilangn kekuatan otot pada daerah yang mengalami cedera. Latihan-ltihan khusus akan membantu anda mengembalikan kekuatan otot, gerakan sendi, dan fleksibilitas kembali normal.

Pencegahan

Asupan gizi dan latihan yang benar dapat membantu dalam mencegah beberapa jenis fraktur. Asupan gizi yang kaya kalsium dan Vitamin D akan mendorong pengembangan kekuatan tulang. Latihan penopangan beban juga membantu menjaga tulang tetap kuat.

Displasia Skeletal: Tinjauan Prinsip-prinsip Penilaian Radiologik

Abstrak
Terdapat lebih dari 450 displasia skeletal telah terkarakterisasi-baik yang klasifikasinya terutama berdasarkan kriteria klinik, radiografik, dan molekuler. Pada revisi terakhir 2010 dari Nosology and Classification of Genetic Skeletal Disorders, satu peningkatan dari 372 ke 456 jenis gangguan terjadi dalam empat tahun sejak klasifikasi ditinjau terakhir pada tahun 2007. Entitas ini secara total mewakili sekitar 5% dari anak-anak dengan cacat lahir. Sebuah diagnosis akurat dari satu displasia skeletal adalah masih berdasarkan pada evaluasi terinci dari temuan klinik dan radiografik (termasuk temuan khondro-oseous). Terlepas dari diagnosis spesifik, displasia skeletal pada umumnya berbagi temuan klinik dan radiografik yang membantu kita mengelompokkannya dalam beberapa cara.  Tinjauan ini bertujuan meringkas teknik pendekatan diagnostik untuk perawakan tubuh pendek disproporsional dengan penekanan khusus pada temuan radiologis.
Kata Kunci: Displasia skeletal, Perawakan tubuh pendek disproporsional, Radiologi

PENDAHULUAN

Displasia skelet merupakan gangguan yang terkait dengan satu abnormalitas umum pada tulang kerangka. Walaupun jarang secara individu, insiden lahir secara keseluruhannya diperkirakan sebesar 1/5000 lahir hidup (1). Saat ini terdapat lebih dari 450 displasia skelet yang terkarakterisasi-baik yang terklasifikasi utamanya berdasarkan kriteria klinik, radiografik, dan molekuler (2). Setengah abad lalu, pada tahun 1960an, individu-individu dengan perawakan tubuh pendek disproporsional didiagnosis baik sebagai achondroplasia (short-limbed dwarfism) ataupun Morquio syndrome (Short-trunk dwarfism). Lambat laun, penggambaran banyak sekali entitas tidak lagi cocok dengan kedua macam “kelainan” ini yang kemudian membawa para ahli untuk datang dengan sebuah teknik pendekatan sistimatik. Kelompok “International Nomenclature of Constitutional Diseases of Bone”, yang sejak publikasi pertamanya pada tahun 1970an telah sesekali mengklasifikasi semua gangguan ini (1970-1977-1983-1992-2001-2005-2009)(3). Pada tahun 1970an, kategorinya murni klinik dan deskriptif. Kemudian ini belakangan berkembang menjadi sebuah kombinasi pengetahuan klinik, radiologik dan molekuler sebagaimana mekanisme patogenik dari bermacam entitas telah terungkap. Revisi terakhir di tahun 2010 dari Nosology and Classification of Genetic Skeletal Disorders, satu peningkatan dari sebanyak 372 menjadi 456 gangguan tercatat dalam empat tahun sejak kalsifikasi ditinjau terakhirnya di tahun 2007 (2,4). Kondisi ini, sebanyak 316 gangguan dikaitkan dengan satu atau lebih dari 226 gen-gen berbeda. Peningkatan ini merefleksikan berlangsungnya penggambaran berkelanjutan dari fenotip-fenotip unik di antara kondisi-kondisi perawakan tubuh pendek, yang dalam keseluruhannya mewakili sekitar 5% dari anak-anak yang dengan defek lahir (1). Beberapa dari peningkatan ini juga didorong oleh kemajuan teknologi dalam kemampuan kita menentukan dasar genetik molekuler semua kondisi ini, yang saat ini diketahui sebanyak 316 macam gangguan (pada revisi sebelumnya 215), dengan defek pada 226 gen berbeda (sebelumnya 140). Tabel 1 menyajikan sebuah daftar kelompok utama dalam klasifikasi yang dipublikasikan terakhir (2).

Tabel 1
Osteokhondrodisplasia (Nosologi dan Klasifikasi Kelainan Skeletal Genetik: Revisi 2010)

 

 

Bagaimanapun dalam praktik sehari-harinya, klinisi berhadapan dengan pasien-pasien dengan perawakan pendek mungkin menjadi bingung dengan daftar-daftar molekuler. Dengan demikian adalah menjadi penting untukmengingt bahwa satu diagnosis akurat dari satu displasia skelet adalah masih berdasarkan pada pengevaluasian terinci dari temuan klinik dan radiografik (demikian juga temuan khondro-oseous). Tinjauan ini bertujuan untuk meringkas teknik pendekatan diagnosis bagi perawakan tubuh pendek tak proporsional dengan penekanan khusus pada temuan radiologik.

Evaluasi Klinik

Riwayat akurat prihal waktu mulai munculnya perawakan pendek adalah penting sebelum pemeriksaan fisik dilakukan. Di antara mendekati 400 displasia skelet, 100 atau lebih di antaranya onsetnya pranatal, sementara yang lainnya mungkin hanya hadir baik saat baru lahir atau setelah usia 2 hingga 3 tahun (5). Individu-individu dengan perawakan pendek tak proporsional cenderung diakibatkan oleh dampak dari satu displasia skelet. Namun, proporsi tak normal mungkin tidak mudah dikenali. Dengan demikian, kapanpun seorang individu memerlihatkan perawakan pendek, adalah penting untuk mengukur proporsi tubuh. Hal ini harus selalu diingat karena beberapa ketidaknormalan mineralisasi tulang generalisata seperti misalnya ketidaksempurnaan osteogenesis (OI), beberapa gangguan osteosklerotik, dan hipofosfatasia mungkin menunjukkan proporsi yang mendekati normal.
Pengukuran anthropometrik seperti rasio segmen atas/bawah (U/L), tinggi saat duduk, dan rentang lengan secara rutin diukur ketika seorang pasien dengan perawakan tubuh pendek dievaluasi. Tinggi saat duduk adalah pengukuran kepala dan togog, dan mungkin sulit untuk diukur secara akurat dikarenakan kebutuhan akan peralatan khusus. Segmen bawah, bagaimanapun, lebih mudah untuk mengukurnya (dari simfisis pubis menuju lantai sebelah medial tumit). Segmen atas dapat kemudiannya dihitung dengan mudah dengan cara mengurangi segmen bawah dari tinggi total. Mengukur segmen atas dan bawah dapat dibuat dalam posisi berdiri atau rebahan. Rasionya berubah-ubah dengan bertambahnya usia. Rasio U/L adalah 1.7 pada bayi baru lahir; mendekati 1.0 di antara usia 2-8 tahun; 0.95 saat dewasa. Pasien berperawakan tubuh pendek dengan togog pendek akan memiliki satu rasio U/L rendah, sementara seorang individu dengan togog normal dan anggota gerak relatif pendek akan memiliki satu rasio U/L meningkat (6).
Evaluasi klinik juga meliputi penguraian dari anggota gerak yang terlibat. Bergantung pada segmen anggota gerak terutama yang terlibat, kondisi dapat dijelaskan sebagai rhizomelic (humerus dan femur), mesomelic (radius, ulnae, tibia dan fibula) dan acromelic (tangan dan kaki). Uraian ini membantu dalam diagnosis banding. Perlu diperhatikan bahwa satu pemeriksaan yang cermat oleh seorang ahli genetika klinik yang berpengalaman dapat kadang memersempit daftar entitas dismorfologik yang mesti dipertimbangkan bahkan sebelum radiograf kerangka dianalisis (7).
Penilaian klinik lainnya seperti data imunologik/hematologik juga kualitas rambut, adanya celah langit-langit mulut, ketidaknormalan mata (myopi) dan bahkan berbagai ketidaknormalan organ dalam (kista ginjal, hepatosplenomegali) adalah penting pada evaluasi displasia skeletal.
Setelah memeroleh satu riwayat keluarga yang lengkap, membangun satu silsilah keluarga yang rinci dan melaksanakan pemeriksaan klinis, penilaian radiologik kemungkinan besar menutup kasus pada kebanyakan displasia skeletal karena sebagiannya memiliki gmbaran radiologik yang khas pada tulang yang bertumbuh.

Penilaian Radiologik

Sebelum memberikan rincian analisis radiografik bertahap untuk displasia skeletal, penting untuk ditekankan bahwa sebuah “survei skeletal genetik” lengkap tidak diperlukan bagi pasien-pasien dengan perawakan tubuh pendek yang proposional, pada mana diagnosis bandingnya terdiri dari perlambatan konstitusional, perawakan tubuh pendek familial, sekelompok kecil endokrinopati dan beberapa sindrom dismorfik. Penilaian imejing awal mereka mungkin memerlukan radiograf tangan kiri dan pergelangan tangan untuk penentuan usia tulang. Ini akan melindungi anak-anak dari pemaparan radiasi yang tidak perlu.
“Survei skeletal genetik” harus meliputi pandangan anteroposterior (AP), dan pandangan lateral kepala. Pandangan AP dan lateral keseluruhan tulang belakang, dan pandangan AP pelvis dan keempat ekstremitas, dengan pandangan AP terpisah dari tangan dan kaki (sebuah pandangan lateral dari lutut dapat membantu diagnosis satu bentuk resesif dari multiple epiphyseal dysplasia [MED] terkait dengan multilayered patella) (7). Pada pasien dewasa, adalah wajib untuk mencoba memeroleh radiograf skeletal prapubertal. Sekali epifisis telah menyatu dengan metafisis, diagnosis dapat menjadi sulit ditegakkan. Setelah mendapatkan radiograf, satu penilaian tiga langkah akan membantu dalam mencoba membuat sebuah diagnosis spesifik.

Langkah I (Penilaian Disproporsi): Satu penilaian dari disproporsi yang sama dengan seseorang membuatnya secara klinis adalah melihat secara berulang-ulang pada radiograf. Satu penglihatan cepat pada tulang belakang akan dengan segera membantu memutuskan apakah terdapat platyspodily yang mengarahkan kita ke pada disproporsi togog-pendek. Hal yang sama, dengan melihat ke ekstremitas mungkin dapat membantu menentukan rhizomelia, mesomelia, dan acromelia. Harus dicatat bahwa semua istilah deskriptif segmen anggota gerak ini mungkin lebih banyak benarnya secara radiologik sebagaimana visualisasi klinik yang dititikberatkan oleh lipatan kulit atau jaringan lainnya lebih dari pada panjang dari tulang yang di bawahnya. Rhizomelic chondrodysplasia punctata (CDP) adalah satu contoh baik dari satu rhizomelic skeletal dysplasia yang didiagnosis dengan temuan radiologik tambahan kalsifikasi punktat (gambar bintik-bintik/stippling) dan vertebra terbelah (clefted) koroner (Gambar 1). Mesomelia saja akan menyarankan satu daftar diagnosis banding heterogen yang panjang dari displasia mesomelik. Kehadiran acromelia adalah penting untuk diketahui, sebagaimana ia mungkin sebagai sebuah temuan satu-satunya. Kehadiran hanya acromelia saja mungkin menyarankan displasia skeletal seperti acromicric dysplasia, acrodysostosis, geleophysic dysplasia atau displasia nonskeletal seperti brachydactylies. Tipe E brachydactyli, ditandai oleh tulang metakarpal IV pendek mungkin menyokong temuan klinik atau laboratoris pada sindrom Turner dan pseudohipoparatiroidisme, berturut-turut. Ketidakhadiran pemendekan akromelik yang proporsional juga sangat penting untuk diingat pada spondyloepiphyseal dysplasia congenita (dan kebanyakan dari kolagenopati tipe II) (7).
 

 
Gambar 1
Rhizomelic chondrodysplasia punctata. Perhatikan  humerus yang pendek

Langkah II (Penilaian Osifikasi Epifiseal/Metafiseal/Diafiseal): Perkembangan abnormal epifisis, metafisis, dan diafisis memunculkan nomenklatur awal yang menggunakan nama-nama lokasi (Gambar 2). Sebuah tampilan menyeluruh dari survei radiologik akan menyarankan displasia epifiseal atas kehadiran dari epifisis yang sangat kecil (osifikasi tertunda) dan/atau osifikasi tak teratur (Gambar 3a). Bila metafisis melebar, meluas, dan/atau tak teratur, diagnosis dari sebuah bentuk displasia metafiseal dimapankan (Gambar 3b, 3c dan Gambar 4). Displasia diafiseal hadir ketika terdapat pelebaran disafisis dan/atau penebalan korteks atau ekspansi atau restriksi ruang sumsum. Terlibatnya hanya vertebra tanpa perubahan dalam regio plat pertumbuhan pada satu pasien dengan perawakan tubuh pendek togog-pendek ini menyarankan brachyolmia (Gambar 5a dan 5b). Gambar 3 membantu mengombinasikan keterlibatan skeletal yang disebutkan di atas, seperti bentuk-bentuk displasia spondyloepiphyseal dan kelompok dari spondylo-epi-(meta)-physeal dysplasia (SE[M]Ds). Fraktur-fraktur dapat dilihat pada keseluruhan tipe OI (Gambar 6), kelainan osteosklerotik termasuk osteopetrosis (Gambar 7) dan hipofosfatasia (Gambar 8) (7).

 

 Gambar 2
Area kunci tulang yang bertumbuh

Gambar 3
a,b,c. Manifestasi Radiografik Displasia

Gambar 4
Abnormalitas Radiografik membantu dalam Klasifikasi Displasia Skeletal

Gambar 5
a,b. Brachyolmia. Perhatikan platyspondyly dan pedikel overfaced

Gambar 6
Fraktur pada Osteogenesis Imperfecta

Gambar 7
Osteopetrosis, generalized osteosclerosis

Gambar 8
Infantile hypophosphatasia

Menyusul evaluasi segmen anggota gerak dan plat pertumbuhan epifiseal, fokus pada keseluruhan struktur skeletal yang tersedia dalam survei skeletal genetik mensyaratkan wajib mengenal satu displasia skeletal yang terjelaskan dengan baik dari satu yang sebelumnya berkategori kasar menjadi sebuah kelompok spesifik. Evaluasi yang akurat ini akan meliputi satu penelusuran berbagai temuan patognomonik, seperti misalnya tulang berbentuk siput dari displasia Schneckenbecken (Gambar 9), tampilan “berrenda (lacy)” dari krista iliaka pada sindrom Dygve-Melchior_Clausen (Gambar 10), dan hilangnya angulus mandibula disertai dengan wormian bone dan acroosteolysis pada pycnodysostosis (Gambar 11 a, b, c) (7).

Gambar 9
Schneckenbecken dysplasia. Perhatikan platyspondyly parah, kosta tipis dan tulang iliak berbentuk siput

Gambar 10
Sindroma Dyygve-Melchior-Clausen. Perhatikan “lacy” iliac crest

Gambar 11
a,b,c. Pycnodysostosis. Hilangnya angulus mandibula dengan wormian bones, fontanela besar dan acroosteolysis pada distal falang tangan


Langkah III (Diferensiasi berbagai Varian Normal dari Berbagai Abnormalitas Patologik): Langkah terakhir ini memerlukan pengalaman dalam wilayah radiologi pediatrik. Pada dasarnya ini meliputi pengenalan variasi normal dari bermacam ketidaknormalan patologik pada tulang kerangka yang sedang bertumbuh. Setiap porsi dari setiap struktur tulang harus benar-benar diperhatikan dikombinasikan dengan temuan-temuan klinik, sering kali berupa dismorfik, yang sebelumnya tercatat pada evaluasi pasien. Temuan-temuan patognomonik membantu memersempit kelompok diagnosis banding yang mengarah kepada entitas spesifik.
Pada titik ini, setelah melakukan sebuah penilaian klinik dan radiologik menyeluruh, bahkan satu pengelompokkan radiografik dapat membantu klinisi untuk memapankan perawatan klinik dan tindak lanjutnya. Tabel 2 menyediakan sebuah daftar pengelompokkan dimaksud dengan entitas spesifik umum untuk dipertimbangkan (7).

Tabel 2: Petunjuk untuk Diagnosis Radiografik Displasia Skeletal

SIMPULAN

Kelompok lengkap dari osteokhondrodisplasia, walau secara sendiri-sendiri adalah jarang, merupakan satu kelompok penting kelainan bagi penyedia layanan kesehatan yang menghadapi individu-individu dengan perawakan tubuh pendek. Semua individu ini hadir dengan bermacam morbiditas bermakna akibat dari destruksi tulang dan kartilago yang disebabkan oleh bermacam defek dalam pertumbuhan linier, modeling tulang dan regenerasi. Terlepas dari diagnosis spesifik, displasia skeletal pada umumnya berbagi berbagai temuan klinik dan radiologik yang membantu kita untuk mengelompokkannya dalam beberapa cara. Dalam tinjauan ini, ditujukan untuk fokus pada aspek radiologik dari penilaian displasia skeletal. Juga dimasukkan penjelasan secara garis besar teknik pendekatan klinik dasar terhadap seseorang yang dengan suspek displasia skeletal. Berbagai kemajuan terkini dalam wilayah mekanisme patogenetik molekuler yang mendasari displasia skeletal adalah di luar lingkup tinjauan ini. Bagaimanapun, yang diinginkan adalah penekanan bahwa diagnosis klinik, radiologik dan akhirnya molekuler dari displasia skeletal adalah lebih penting dari pada sebelumnya dalam era diagnosis konseling genetik, pranatal, diagnosis genetik praimplantasi saat ini dan semoga juga, teraputik bertargetkan molekuler di masa depan.

Perkembangan Sistim Muskuloskeletal: Hal Pokok Mutakhir

Pendahuluan

Sistim muskuloskeletal adalah sangat penting untuk sokongan struktural, daya penggerak dan gerakan. Ia adalah sebuah sistim komponen berganda berkomposisikan otot, jaringan ikat otot, tendon, ligamen dan tulang, dipersyarafi oleh syaraf dan divaskularisasi oleh pembuluh darah. Jadi, perkembangan sistim muskuloskeletal adalah kompleks. Perkembangan muskuloskeletal membutuhkan tidak hanya spesifikasi dan diferensiasi dari semua tipe sel berbeda ini, namun juga oleh morfogenesis terkoordinir mereka ke dalam sebuah sistim fungsional terintegrasi. Juga, perkembangan sistim muskuloskeletal diperrumit oleh asal embryologi berbeda dari bermacam komponen muskuloskeletal. Lebih lanjut lagi, terdapat perbedaan jelas dalam perkembangan tulang muskuloskeletal aksial, kepala dan tungkai.

Mengingat kompleksitas perkembangan muskuloskeletal, peneliti memiliki spesialisasinya dengan cara mengkaji perkembangan dari jaringan individual atau terkonsentrasi pada perkembangan kepala, bagian aksial badan atau tungkai. Mengingat adanya spesialisasi ini, begitu banyaknya pertemuan dilaksanakan mengenai myogenesis, perkembangan tulang, morfogenesis kraniofasial dan perkembangan anggota gerak. Namun demikian, agar jelasnya pemahaman tentang perkembangan muskuloskeletal, maka membutuhkan satu teknik pendekatan integratif. Selain dari pembicaraan tentang keseluruhan dari jaringan komponen, para peneliti menyajikan kajian-kajian tentang perkembangan muskuloskeletal aksial, kepala dan anggota gerak. Di dalam pertemuan yang diadakan, di antara mereka membawa serta semua peneliti yang menggunakan banyak model sistim vertebrata berbeda (ikan zebra, kodok, anak ayam dan tikus), juga yang baru, sistim yang muncul (seperti misalnya ikan hiu, bebek dan jerboa). Juga pembicaraan dari ahli genetika tentang Drosophila dan C. elegans adalah penting di dalam diskusi, sebanyak kemajuan konsep baru telah muncul dari semua kajian ini. Yang paling penting, dari pembicaraan itu terungkap bahwa interaksi di antara komponen berbeda adalah penting bagi morfogenesis muskuloskeletal (Gambar 1). Tema lainnya yang muncul adalah kepentingan gaya-gaya mekanik otot dalam membentuk tulang rawan dan tulang sepanjang masa perkembangan hidup. Akhirnya, beberapa kajian baru menyediakan wawasan ke dalam evolusi sistim muskuloskeletal dengan cara mengidentifikasi inovasi-inovasi kunci dalam perkembangan kepala, leher dan anggota gerak.

Pelajaran yang dapat diambil dari motilitas, fusi, posisi nuklear dan tipe serat otot

Satu dari langkah tumbuh kembang paling dini dalam rangka memapankan sistim muskuloskeletal adalah pembentukan mesoderm prasomitik, yang pada akhirnya membentuk keseluruhan muskuloskeleton aksial dan memunculkan otot-otot anggota gerak. Bagaimana mesoderm prasomitik membentuk dan memanjang, kemudian menjadi subjek pembicaraan. Melalui pemakaian penciteraan hidup dari embryo anak ayam yang sedang tumbuh diperlihatkan dengan mengejutkan bahwa, pemanjangan mesoderm prasomitik tidaklah hasil dari migrasi sel langsung namun malahan adalah sebuah sifat yang muncul dari pengaturan kolektif dari motilitas sel yang bertingkat dan acak (Benazeraf dkk., 2010)

Beberapa pembicaraan menekankan pentingnya kajian genetik C. elegans dan Drosophila dalam mengungkap proses seluler mendasar penting bagi perkembangan sistim muskuloskeletal. Fusi merupakan bagian penting dari pembentukan serat otot berinti ganda dari myoblas individual. C. elegans adalah organisme yang baik sekali dipakai di dalam rangka mengkaji fusi antar sel sebagaimana sepertiga dari inti somatiknya merupakan bagian dari satu synctia, yang terbentuk lewat fusi. Melalui layar genetik, kelompok Benjamin Podbilewicz’s telah mengidentifikasi dua gen, eff-1 dan aff-1, yang adalah penting dan memadai untuk sel-sel berfusi (Oren-Suissa dkk, 2010). Kedua fusogen ini adalah anggota pendiri dari fusion family (FF), yang tidak hanya dijumpai pada nematoda, namun juga pada beberapa arthropoda dan khordata (seperti misalnya amphioxus). Kemampuan kedua fusogen ini mendorong fusi antar sel pada sel-sel ginjal vertebrata yang dibenihkan (BHK) menyarankan bahwa FF fusogen mungkin berfungsi di dalam vertebrata (Avinoam dkk., 2011). Eyal Schetjer dan Benny Shilo juga mendiskusikan hasil kerja mereka, memeriksa fusi myoblas pada Drosophila. Mereka memerlihatkan bahwa homolog WASp Drosophila, satu faktor terkonservasi yang mendorong nukleasi filamen aktin berbasis-Arp2/3, adalah penting baik bagi fusi myoblas embryonik maupun dewasa. Tambahannya, homolog SCAR/WAVE lalat, faktor major kedua pendorongan-nukleasi Arp2/3, juga dibutuhkan selama fusi myoblas dewasa (Mukerjee dkk., 2011).

Setelah fusi myoblas menjadi serat-serat otot multinukleat, myonuklei bergerak menuju ke satu posisi periferal dan menyebar ke keseluruhan panjang serat otot. Posisi nuklei yang tidak tepat merupakan satu tanda berbagai penyakit otot termasuk berbagai myopati sentronuklear. Namun, mekanisme molekuler yang mengendalikan posisi myonuklear sebagian besarnya tidak diketahui dan apakah posisi nukleus yang benar adalah diperlukan bagi fungsi otot adalah tidak jelas. Untuk mendalami persoalan ini, Mary Baylies’ Lab (Sloan-Kettering Institute, NY, USA) melakukan penyaringan genetik prospektif, menggunakan embryo Drosophila dengan myonuklei yang dilabel secara fluoresen untuk mengidentifikasi mutan-mutan dengan posisi myonuklei abnormal. Mereka menemukan bahwa dua protein terkait-mikrotubulus adalah penting, merupakan pengatur terkonservasi evolusioner dari pemosisian myonuklear. Lebih lanjut, peneliti ini memerlihatkan bahwa defek-defek dalam pemosisian myonuklear akan merusak motilitas larva Drosophila. Menentukan kenapa posisi nuklear adalah penting bagi fungsi otot, akan menjadi sebuah area menarik dari penelitian di kemudian hari.

Gambar 1

Interaksi jaringan dalam morfogenesis muskuloskeletal. Otot vertebrata, memerlihatkan interaksi di antara otot (merah), jaringan ikat otot (hijau), tendon (biru), tulang (abu-abu) dan syaraf (cokelat) yang adalah sangat penting bagi morfogenesis muskuloskeletal.

Otot dan tulang dapat muncul dari tempat-tempat yang mengherankan

Walau kompleks, asal embryologik komponen-komponen berbeda dari kepala, aksial dan anggota gerak sistim muskuloskeletal secara umum telah terkarakterisasi dengan baik. Otot aksial dan apendikuler muncul dari somit, di mana otot kepala berasal dari mesoderm paraksial dan splanchnic kranial. Jaringan ikat apendikuler, tendon, ligamen dan tulang berasal dari plat lateral, di mana pada kepala semua jaringan ini berasal dari krista neural, dan pada muskuloskeleton aksial mereka berasal dari regio-regio berbeda dari somit. Namun, dari beberapa pembicaraan, sumber-sumber baru selang-seling untuk otot dan tulang dijelaskan. Ketan Patel memerlihatkan percobaannya yang sangat bagus pada anak ayam dan tikus yang mengunjukkan bahwa otot-otot leher superfisial adalah bukan berasal dari somit, sebagaimana diperkirakan sebelumnya, namun dari plat lateral oksipital mesoderm (Theis dkk., 2010). Ini adalah kali pertama bahwa setiap otot postkranial telah diperlihatkan berasal dari sel-sel non-somitik. Pada orang dewasa (dan secara potensiil pada embryo), otot mungkin juga berasal dari sumber lain lagi. Zipora Yablonka-Reuveni (USA) menggunakan satu Cre line driven oleh elemen-elemen pengaturan rantai berat myosin otot polos pada tikus besar untuk mengunjukkan kontribusi satu garis turunan sel unik, yang secara potensiil berasal dari otot polos, terhadap lubuk sel punca otot dewasa pada domain orbital otot-otot ekstraokuler. Secara potensiil, asal alternatif dari sel-sel punca otot ekstraokuler ini menjelaskan kenapa otot-otot ekstraokuler luput dari bermacam myopati, seperti misalnya Duchenne muscular dystrophy. Akhirnya, Bjorn Olsen (USA) dalam penyajian datanya memerlihatkan bahwa, selama penyakit berlangsung, tulang rawan dan tulang dapat berasal dari sumber-sumber jaringan non-kanonikal. Dalam kondisi patologik fibrodysplasia ossificans progressiva (FOP), tulang rawan dan tulang secara ektopik dari dalam jaringan lunak. Secara mengejutkan, semua osifikasi heterotopik ini berasal dari sel-sel endotelial, yang mana melalui pengekspresian mereka akan activin-like kinase 2 berdiferensiasi menjadi khondrosit atau osteoblas (Medici dkk., 2010). Apakah sel-sel endotelial dapat menimbulkan tulang rawan atau tulang selama perkembangan kerangka normal, adalah sungguh merupakan satu kemungkinan yang menggoda, namun tak tergali.

Otot berinteraksi dengan tendon dan syaraf selama masa perkembangan

Fungsi muskuloskeletal membutuhkan bahwa otot itu mesti dikaitkan dengan tulang lewat tendon dan dipersarafi oleh motorneuron. Interaksi di antara otot dan tendon adalah penting bagi perkembangan mereka. Drosophila memiliki sel-sel menyerupai-tendon, yang mana ini meneruskan daya kontraktil otot ke kutikula. Hasil kerja lab milik Talila Volk memerlihatkan bahwa Stripe, satu Egr (early growth response)-like transcription factor, adalah penting untuk spesifikasi dan diferensiasi dari semua sel-sel mirip tendon ini. Sekarang, kelompok dari Volk telah mengidentifikasi, lewat microarrays, gen-gen spesifik-tendon baru. Ia memerlihatkan bahwa dua dari semua gen ini, Thrombospondin dan slowdown, diatur oleh Stripe, dan bahwa semua faktor ini disekresikan dari sel-sel tendon dan mengarahkan pengadhesian otot ke sel-sel yang sesuai (Gilsohn dan Volk, 2010; Subramanian dkk., 2007). Berdasarkan pada peran menonjol Stripe pada perkembangan tendon Drosophila, lab milik Delphine Duprez memeriksa peran dari faktor-faktor Egr pada perkembangan tendon vertebrata. Ia melaporkan bahwa Egr1 dan Egr2 dengan kuat terekspres pada tendon-tendon anggota gerak anak ayam dan tikus dan mengatur pengekspresian penanda tendon scleraxis, demikian juga banyak kolagen tendon (Lejard dkk., 2011). Lebih jauh, ia memerlihatkan bahwa fibroblast growth factor (FGF), yang berasal dari otot, mampu mengaktifasi pengekpsreian gen-gen Egr dan kolagen-kolagen terkait-tendon.

Interaksi di antara otot dan syaraf juga dibutuhkan untuk pembentukan neuromuscular junction. Hasil karya sebelumnya dari lab Steve Burden (USA) telah menunjukkan bahwa Lrp4, dan LDL receptor-related protein, berikatan dengan agrin berasal dari syaraf dan merangsang MuSK, sebuah reseptor tyrosine kinase yang terekpres pada otot, yang penting bagi diferensiasi pascasinaptik otot (Kim dkk., 2008). Burden juga menyajikan data baru yang memerlihatkan bahwa Lrp4, yang terekspres pada otot, juga diperlukan dan cukup untuk diferensiasi prasinaptik dari motorneuron pada sinaps neuromuskuler. Jadi, Lrp4 memainkan peran penting dalam diferensiasi prasinaptik, demikian juga pascasinaptik, pada sinaps-sinaps neuromuskuler.

Otot diatur oleh skelrotom dan jaringan ikat selama masa perkembangan

Satu langkah penting dalam morfogenesis muskuloskeletal adalah migrasi progenitor myogenik dan diferensiasi mereka menjadi otot-otot anatomik. Banyak kajian klasik chimera anak burung puyuh (misalnya Chevalier dkk., 1977; Jacob dan Christ, 1980) mengunjukkan bahwa sinyal ekstrinsik adalah penting bagi pengaturan migrasi dan diferensiasi otot. Chaya Kalcheim (Israel) dalam penyajian data barunya memerlihatkan bahwa sclerotome-derived Slit1 mengatur arah migrasi dan diferensiasi sel-sel myogenik yang mengekspres-Robo2 pada myotom anak ayam dini (yang akan memunculkan otot aksial). Anne Gaelle Borycki (Inggris) juga memerlihatkan bahwa pensinyalan sonic hedgehog (Shh) diperlukan bagi perakitan membran dasar myotomal tikus dan bahwa membran dasar ini mengontrol migrasi dan diferensiasi sel-sel myotomal (Anderson dkk., 2009).

Pada orang dewasa, otot tulang belakang dikelilingi oleh jaringan ikat otot, yang berkomposisikan sejumlah kecil fibroblas yang menghasilkan, dan terbenam dalam, matriks ekstraseluler. Walaupun jaringan ikat otot adalah penting bagi struktur dan fungsi otot dewasa, perannya dalam morfogenesis muskuloskeletal masih tetap banyak tidak tergali. Peleg Hasson (Israel) menyajikan hasil kerjanya yang dilaksanakan di Malcolm Logan’s lab (Inggris) memerlihatkan bahwa transcription factor Tbx5 non-cell-autonomously, lewat jaringan ikat otot, mengatur pola dari otot-otot anggota gerak (Hasson dkk., 2010). Menariknya, Tbx5 non-cell-autonomously juga mengatur pola pembuluh darah anggota gerak. Kesulitan dalam pengkajian jaringan ikat otot adalah dikarenakan rendahnya penanda yang dapat dipakai untuk fibroblas jaringan ikat. Gabrielle Kardon (Amerika) menyajikan data yang memerlihatkan bahwa transcription factor Tcf4 (Tcf7L2) kuat sekali diekspres dalam semua fibroblas ini. Menggunakan generasi baru Tcf4^GFPCre dan tamoxifen-inducible Tcf4^CreERT2 Cre driver line pada tikus, ia memerlihatkan bahwa selama masa perkembangan, jaringan ikat mengatur tipe dan maturasi serat otot (Mathew dkk., 2011) dan bahwa selama regenerasi fibroblas jaringan ikat mengatur ekspansi sel punca otot dewasa. Jadi, semua kajian ini mengunjukkan bahwa jaringan ikat merupakan sebuah komponen penting dari niche yang mengatur perkembangan dan regenerasi otot.

Tendon dan tarik tambang tulang

Tendon dan tulang secara struktural dan biomekanik terkait dalam muskuloskeleton dewasa. Data baru dari Ronen Schwetizer’s lab (Amerika) memerlihatkan bahwa hubungan di antara tendon dan tulang bahkan lebih dekat lagi dibandingkan dengan apa yang diketahui sebelum ini. Percobaan-percobaan garis turunan mereka pada tikus memerlihatkan bahwa sel-sel Sox9⁺ (Sox9 adalah sebuah faktor transkripsi yang dibutuhkan bagi perkembangan skelet) tidak hanya memunculkan tulang rawan, namun juga memunculkan enthesis (persimpangan tulang-tendon) dan tendon distal anggota gerak yang baru muncul. Setelah itu, semua tendon distal ini memanjang oleh rekrutmen tenosit bergantung-scleraxis ke tendon yang sedang membentuk. Jadi, menurut perkembangan, tendon anggota gerak distal berasal dari sel-sel khrogenik Sox9⁺, demikian juga dari tenosit scleraxis⁺.

Beberapa di antara ahli menekankan peran dari gaya-gaya mekanik dalam pembentukan tulang rawan dan tulang. Stavros Thomopoulos (Amerika) memerlihatkan pada tikus kecil bahwa pembebanan mekanik dari otot penting untuk perkembangan dari insersi otot ke dalam tulang. Ketiadaan gaya kontraktil otot, lewat paralisis oleh toksin botulinum, mengganggu pembentukan tulang, fibrokartilago dan tendon pada tempat bertumbuhnya insersi. Elazar Zerzer juga mengunjukkan bahwa perkembangan bentuk khusus tulang panjang pada anggota gerak adalah diatur oleh gaya kontraktil otot. Tulang dibentuk oleh deposisi mineral asimetrik dan penebalan kortikal transien dan kedua proses ini bergantung pada kontraksi otot. Akhirnya, Rich Scheneider (Amerika) memeriksa pembentukan tulang rawan sekunder pada otot aduktor mandibula rahang bawah burung. Tulang rawan sekunder ini hadir pada bebek namun tidak pada puyuh. Menggunakan chimera bebek-puyuh, ia mengunjukkan bahwa krista neuralis mengontrol pola otot yang spesifik-spesies, yang pada gilirannya mengatur lingkungan mekanik otot dan pembentukan tulang rawan sekunder.

Krista neural: mediator sentral dari muskuloskeleton kepala

Sebagaimana di tinjau oleh Drew Noden (Amerika), krista neural merupakan pusat dari perkembangan sistim muskuloskeletal kranial. Krista neural memunculkan jaringan ikat otot, tendon, ligamen dan tulang kepala dan penting untuk pemolaan otot-otot kepala. Sel-sel krista neural menjalani satu transisi epitelial-to-mesenchymal saat mereka keluar tubulus neural dan bermigrasi secara ekstensif ke seluruh kepala yang sedang berkembang. Sebagaimana dibicarakan oleh Dalit Sela-Donenfeld (Israel) dan oleh Eldad Tzahor, matriks metaloprotease dan the tumor-supressor gene p53 penting bagi semua proses ini. Penginaktifasian p53 (Trp53) pada embryo tikus mengawali ke defek-defek luas pada skelet kepala, otot dan syaraf (Rinon dkk., 2011). Penelitian Giovanni Levi’s (Perancis) juga menekankan kepentingan dari krista neural dalam pembentukan rahang bawah vertebrata. Ia memerlihatkan bahwa faktor transkripsi Dlx5 dan Dlx6, yang diekspres dalam krista neural, adalah penting dan cukup untuk menetapkan rahang bawah tikus kecil. Lebih lanjut, ia mengunjukkan bahwa pengekspresian gen-gen Dlx dalam krista neural secara non-otonomous mengatur penentuan, diferensiasi dan pola dari otot-otot rahang bawah tikus (Heude dkk., 2011). Akhirnya, Paul Trainor (Amerika) menjelaskan satu sindrom kraniofasial kongenital manusia yang parah, syngnathia, pada mana maksila dan mandibula menyatu dan adanya defek sangat luas pada sistim muskuloskeletal kranial. Data baru dari Trainor lab mengidentifikasi kaskade pensinyalan FoxC-Fgf yang adalah penting untuk pembentukan sendi rahang yang tepat dan menyarankan bahwa defek-defek dalam kaskade ini yang kemungkinan mendasari syngnathia. Apakah jalur ini berfungsi spesifik di dalam krista neural sepertinyaakan menjadi satu pertanyaan menarik bagi penelitian di masa mendatang.

Evolusi kepala, leher dan anggota gerak

Selama jalannya evolusi khordata, sistim muskuloskeletal telah menjadi semakin kompleks (Gambar 2). Leluhur sistim muskuloskeletal khordata, sebagaimana diunjukkan pada cefalokhordata (mis., amphioxus) dan urokhordata (mis., larva tunicate), terdiri dari sebuah muskuloskeleton aksial, yang keduanya menyokong togog dan memampukan daya penggerak (locomotion). Dengan evolusi agnathans (hagfishes dan lamprey), sebuah kepala muskuloskeleton berevolusi dan menjadi ini penting untuk makan. Dengan evolusi ikan-ikan bertulang rawan (mis., hiu), sebuah skeleton apendikuler ditambahkan dalam bentuk sirip berpasangan, yang memungkinkan untuk moda daya penggerak yang lebih kompleks. Pada tetrapoda, kedua sirip berpasangan ini menjadi jauh lebih jelas sebagai anggota gerak berpasangan. Berbagai inovasi perkembangan merupakan kunci yang tidak diragukan bagi pengarahan evolusi luar biasa dari sistim muskuloskeletal.

Asal evolusioner dan elaborasi kepala kuat sekali terkait dengan asal dan modifikasi dari krista neural. Sebagaimana diilustrasikan oleh kajian burung bebek-puyuh dari Rich Schneider, spesialisasi kepala sistim muskuloskeletal (misalnya perubahan pada rahang bawah untuk memungkinkannya bagi moda berbeda aktifitas makan) dikodekan dalam krista neural kranial. Pemahaman asal evolusioner dari kepala sistim muskuloskeletal membutuhkan kajian dari vertebrata yang lebih basal dibandingkan sistim-sistim model yang biasa dikaji. Hagfish akan menjadi satu vertebrata ideal untuk keperluan itu, namun pembiakan dan pembesaran hagfish terbukti sangat sulit. Jadi, adalah sangat menggairahkan kemudian untuk memelajarinya dikarenakan Shigeru Kuratani (Jepang) sekarang mampu membenihkan embryo hagfish, dan kajiannya tentang embryo-embryo ini semestinya menyediakan banyak pengetahuan mendalam tentang evolusi kepala muskuloskeleton.

Walaupun seringkali terabaikan, evolusi dari leher merupakan sebuah inovasi tetrapod penting karena ia mengijinkan kepala untuk bergerak secara bebas dari tubuh. Perkembangan leher memerlukan pengurangan iga vertebra maupun pembesaran otot-otot untuk menyetabilkan dan menggerakkan leher dan kepala. Semenjak penelitian Ketan Patel mengunjukkannya, asal perkembangan otot leher adalah unik. Otot-otot ini muncul dari plat lateral oksipital, menyebarkan program myogenik kepala, dan dipolakan oleh jaringan ikat yang berasal dari krista neural kranial. Berbagai inovasi perkembangan seperti itu kemungkinan besar menjadi sangat penting bagi evolusi semua otot-otot ini dan leher.

Evolusi dari pelengkap berpasangan merupakan satu inovasi lokomotor penting. Pengekspresian dari faktor transkripsi Tbx5 dan Tbx4 dalam perkembangan anggota gerak depan dan belakang, berturut-turut, telah menyarankan bahwa kedua gen ini mungkin sangat mendasar untuk menginisiasi pertumbuhan bonggol anggota gerak dan penentuan identitas anggota gerak depan dan anggota gerak belakang. Menggunakan satu seri tikus transgenik dan alel-alel tertarget, Malcolm Logan’s lab memerlihatkan bahwa Tbx5 dan Tbx4 adalah sangat penting bagi pembentukan bonggol anggota gerak, namun tidak memainkan satu peran  dalam pemapanan identitas anggota gerak. Lebih lanjut, lab nya memerlihatkan bahwa itu mungkin akuisisi vertebrata atas serangkaian pengaturan yang mengarahkan pengekspresian Tbx5 dan Tbx4 pada plat lateral yang merupakan inovasi perkembangan penting yang memungkinkan evolusi dari pelengkap berpasangan (Minguillon dkk., 2009). Dengan adanya evolusi tetrapod, anggota gerak belakang menjadi semakin penting untuk daya penggerak. Melalui penganalisaan kelompok ikan berbeda (termasuk hiu, paddlefish dan lung fish), kelompok Pieter Currie (Australia) mengidentifikasi sebuah modifikasi bertahap dari satu yang primitif ke modus yang lebih diturunkan dari pembentukan otot sirip pelvis. Modus yang lebih diturunkan dari pembentukan otot anggota gerak belakang ini memungkinkan perkembangan dari anggota gerak belakang penyanggaan-beban.

Gambar 2

Asal evolusioner muskuloskeleton aksial, kranial dan apendikuler. Titik merah mengindikasikan asal dari komponen-komponen muskuloskeleton aksial, kranial dan apendikuler (Coates, 1994; Gans dan Northcutt, 1983; Liem dkk., 2001; Theis dkk., 2010). Filogeni menurut Bourlat dkk., 2006, dan Meyer dan Zardoya, 2003.

Pada tetrapoda, modifikasi panjang tulang anggota gerak merupakan satu gambaran yang umum. Beberapa teknik pendekatan untuk memahami mekanisme yang mendasari pemanjangan anggota gerak berikut diuraikan. Kim Cooper dan Cliff Tabin (Amerika) memusatkan perhatian pada perkembangan dari satu binatang pengerat yang tak lazim, the jerboa, yang telah dengan sangat memanjangkan anggota gerak belakangnya. Kathryn Kavanagh (Amerika) dan Cliff Tabin menggunakan sebuah kombinasi dari percobaan dan embryologi komparatif untuk mengevaluasi asal perkembangan dari variasi dalam proporsi ukuran falang, di mana Uri Alon (Israel) menggunakan sistim falang ini untuk mengunjukkan pemakaian alasan matematik, berdasarkan pada Pareto front priciple tentang optimisasi, sebagai sebuah penjelasan umum dari terbatasnya variasi morfologi di alam.

Simpulan

Ringkasnya, penelitian tentang perkembangan muskuloskeletal bergerak dalam satu arah yang menggairahkan, dengan banyak kajian-kajian baru yang memeriksa otot, jaringan ikat, tendon, dan tulang dalam satu cara integratif. Kajian integratif seperti itu menyingkap bahwa berbagai interaksi molekuler dan seluler di antara jaringan berbeda adalah sangat penting bagi perkembangan sistim muskuloskeletal. Lagi pula, penelitian ini menyediakan pengertian penting mendalam tentang etiologi berbagai penyakit muskuloskeletal manusia dan tentang bermacam inovasi perkembangan yang menjadi kunci dari evolusi kompleks sistim muskuloskeletal.