Sistem rangka merangkumi pelbagai fungsi tubuh. Sistem ini terdiri daripada tulang-tulang dan struktur-struktur sokongan seperti ligamen, kartilej dan sendi. Terdapat 206 ketul tulang pada rangka manusia. Tulang-tulang ini mempunyai lapisan luaran yang kuat, keras, tebal dan bahagian tengah berongga yang mengandungi sum-sum.
Ligamen adalah tisu berfiber yang menyambungkan dua atau lebih tulang atau rawan yang boleh bergerak. Ligamen memberi sokongan dan kekuatan kepada sendi.
Sendi adalah tempat pertemuan dua tulang yang bersebelahan. Terdapat tiga jenis sendi pada manusia iaitu sendi tanpa gerak (synarthroses) sendi yang mempunyai gerakan terhad (amphiarthroses) dan sendi yang boleh bergerak bebas (diathroses).
Kartilej adalah tisu yang kurang keras dan lebih fleksibel daripada tulang. Kartilej menyaluti hujung–hujung tulang yang membentuk sendi.
Sistem Rangka Manusia
2 bahagian sistem rangka manusia iaitu:
- Rangka paksi
- Tengkorak
- Turus vertebra
- Sangkar rusuk
- Rangka apendaj
- Lengkungan pektoral
- Lengkungan pelvis
- Tulang-tulang anggota hadapan
- Tulang-tulang anggota Belakang
Rangka paksi
Tengkorak
Rangka atau tulang-tulang tengkorak ini melindungi kepala dan organ-organ dalam kepala.
Bahagian-bahagian tengkorak ialah:
- Kranium
- Berfungsi untuk melindungi otak.
- Mempunyai 8 kepingan tulang yang berasingan bercantum melalui satur (sendi tak bergerak).
- Soket mata (atau Orbit)
- Berfungsi untuk melindungi kedua-dua bebola mata.
- Tulang hidung
- Berfungsi untuk menyokong tisu-tisu hidung yang lembut.
- Lubang telinga
- Berfungsi untuk melindungi bahagian dalam telinga
- Rahang atas (atau Maksila)
- Berfungsi menyokong barisan gigi atas.
- Rahang bawah (atau Mandibel)
- Berfungsi menyokong barisan gigi bawah.
- Rahang berkebolehan untuk bergerak, iaitu untuk mengunyah makanan dan sebagainya.
- Bukaan pada dasar tengkorak
- Berfungsi untuk menyambung tengkorak dengan turus vertebra.
Turus vertebra
Tulang-tulang vertebra terdiri daripada 33 ruas tulang bersendi. Pada setiap hujungnya terbentuk satu turus yang boleh luntur. Turus vertebra berfungsi untuk melindungi saraf tunjang yang terletak dibahagian tengahnya.
Diantara tulang-tulang vertebra, terdapat cakera rawan yang bertindak sebagai kusyen untuk penyerap hentakan(daya) dan mengurangkan geseran semasa pergerakan.
Bahagian-bahagian turus vertebra ialah:
- 7 vertebra serviks – Bahagian leher
- 12 vertebra toraks – Bahagian toraks
- 5 vertebra lumbar – Bahagian pinggang
- 5 vertebra sakrum – Bahagian punggung
- 4 vertebra koksiks – Bahagian hujung tulang belakang
Bahagian-bahagian vertebrata
- Sentrum
- Bersifat Pejal dan tegar
- Memberi sokongan
- Menentang daya mampatan
- Arka
- Merupakan lengkuk saraf
- Terletak pada bahagian dorsal sentrum
- Melindungi saraf tunjang
- Salur saraf
- Merupakan salur rongga kosong
- Berfungsi sebagai laluan saraf tunjang
- Zigapofisis
- Merupakan muka sendi antara 2 vertebra.
- Prazigapofisis mengarah ke atas.
- Postzigapofisis mengarah ke bawah.
- Cuaran spina
- Berfungsi untuk melekatkan otot
- Cuaran melintang
- Berfungsi untuk melekatkan otot
Sangkar rusuk
Sangkar rusuk berfungsi untuk melindungi jantung dan peparu.
Tulang-tulang yang membentuk sangkar rusuk ialah:
- 12 pasang tulang rusuk bersendi dengan vertebra toraks dan melengkung ke hadapan.
- 7 pasang tulang rusuk bersendi dengan sternum secara terus.
- 3 pasang yang lain dihubung secara tidak langsung dengan rawan.
- 3 pasang tulang rusuk terakhir tergantung bebas dan tidak dihubungkan kepada sternum
Rangka apendaj
Rangka apendaj bersendi dengan rangka paksi pada bahagian bahu dan punggung.
Lengkungan pektoral
Terdiri daripada 2 tulang iaitu:
- Tulang klavikel
- Berbentuk rod dan melengkung sedikit.
- Bersendi dengan manubrium pada suatu hujung dan cuaran akromion pada suatu hujung yang lain.
- Berfungsi untuk mengalirkan daya daripada lengan kepada badan manusia.
- Tulang skapula
- Berbentuk sekeping tulang leper yang berupa segitiga.
- Membentuk cuaran akromion dan cuaran korakoid yang dianjur daripada spina skapula.
- Lesung glenoid (bahagian tulang skapula) bersendi dengan kepala tulang humerus anggota hadapan.
Lengkungan pelvis
Terdiri daripada 2 tulang kiri dan kanan yang simetri. Tulang-tulang pada kedua-dua bahagian ini bercantum antara satu sama lain di simfisis pubis pada bahagian ventral.
Lengkungan ini terbahagi kepada:
- Ilium yang bersendi dengan sakrum.
- Iskium (atau tulang pelana)
- Pubis (atau tulang ari-ari)
Fungsi Sistem Rangka
Terdapat lima fungsi asas bagi sistem rangka iaitu:
- Sokongan
- Tulang rangka membentuk kerangka tegar bagi pelekatan tisu–tisu lembut dan organ–organ tubuh.
- Contoh: Otot rangka dilekatkan pada tulang–tulang rangka.
- Perlindungan
- Tengkorak, kolum vertebra, sangkar rusuk dan kaviti pelvic melingkari dan melindungi organ–organ penting.
- Contoh: Tengkorak melindungi otak.
- Pergerakan
- Tulang–tulang bertindak sebagai tuas apabila otot–otot yang melekat padanya menguncup lalu menghasilkan gerakan berpaksi pada sendi.
- Contoh: Sendi siku – ulna dan humerus.
- Pembentukan sel – sel darah
- Sum–sum merah tulang orang dewasa menghasilkan sel–sel darah merah, putih, dan platlet.
- Tulang–tulang yang terlibat adalah sternum, sebahagian daripada pelvis, femur dan humerus.
- Penyimpanan mineral
- Sebahagian besar dari matriks tulang terdiri daripada kalsium dan fosforus. Mineral ini menjadikan tulang–tulang tegar dan rintang terhadap tekanan.
- Mineral–mineral ini boleh dikeluarkan untuk kegunaan bahagian lain tubuh apabila diperlukan.
- Contoh: Kekurangan kalsium dalam diet, menyebabkan kalsium dikeluarkan untuk kegunaan bahagian tulang yang lain seperti penguncupan otot.
Jenis-jenis rangka
3 jenis rangka utama iaitu:
- Rangka dalam
- Rangka luar
- Rangka hidrostatik
Rangka dalam
Tulang dan rawan terdapat di dalam badan organisma.
Contoh organisma yang memiliki rangka dalam ialah:
- Ikan
- Ular
- Kucing
- Manusia
Rangka luar
Rangka ini merupakan rangka yang tegar terdapat di luar badan organisma. Hal ini bermaksud, semua rangka atau bahagian keras yang terdapat di luar badan organisma yang bertujuan untuk menyokong, melindungi atau menjadi tempat lekatan otot haiwan. Bagi organisma invertebrata, selalunya mempunyai rangka luar yang terbina daripada kitin atau kalsium.
Haiwan ini juga mengalami ekdisis iaitu proses salin kulit. Hal ini bertujuan untuk mengatasi sekatan pergerakan dan pertumbuhan yang terhad.
Contoh organisma berangka luar ialah:
- Udang – Kulit udang terbina daripada kitin
- Siput – Cangkerang siput terbina daripada kalsium
- Ketam
Rangka hidrostatik
Rangka ini merupakan tekanan bendalir yang terdapat dalam suatu ruang yang dibalut oleh rangkaian otot dalam organisma tertentu.
Contoh organisma yang mempunyai rangka hidrostatik ialah:
- Obor-obor
- Cacing tanah
- Ulat bulu
Klasifikasi tulang
Terdapat pelbagai bentuk dan saiz tulang. Kepelbagaian ini membolehkan tulang–tulang memenuhi keperluan khusus bagi tulang tersebut.
Tulang–tulang boleh diklasifikasikan berdasarkan empat bentuk:
- Tulang panjang
- Tulang–tulang dalam kumpulan ini secara umumnya lebih panjang, lebar dan berfungsi sebagai tuas. Kebanyakan daripada tulang –tulang panjang adalah tulang–tulang mampat.
- Contoh: Tulang pada tangan (humerus, radius, ulna, metacarpal dan falanges) dan kaki (femur, tibia, fibula, metatarsal, falangus) kecuali pergelangan tangan dan pergelangan kaki.
- Tulang pendek
- Secara umumya, tulang–tulang pendek berbentuk kiub dan didapati diruang–ruang yang tertutup.
- Tulang–tulang ini berperanan memindahkan daya. Tulang–tulang ini juga berongga.
- Contoh: Tulang–tulang pergelangan tangan (karpal) dan pergelangan kaki (tarsal).
- Tulang leper/pipih
- Tulang–tulang ini berbentuk pipih, nipis dan melengkung.
- Tulang–tulang ini berfungsi sebagai pelekatan otot–otot dan melindungi organ-organ dibawahnya.
- Contoh: Tulang–tulang kranium, rusuk dan sternum
- Tulang tak sama bentuk
- Tulang–tulang tak sama bentuk berfungsi sebagai tempat pelekatan otot atau artikulasi.
- Contoh: Tulang–tulang vertebra (servikal, torasik, lumbar, sekrum, dan koksiks) dan tulang telinga tengah (stapes, inuks, maleus)
Struktur tulang panjang
Tulang panjang terdiri dari diafisis dan dua epifisis.
- Epifisis terletak pada kedua –dua hujung tulang panjang. Setiap epifisis terdiri daripada lapisan nipis tulang mampat yang melingkari kawasan tulang yang berongga.
- Epifisis dan diafisis terpisah oleh plat epifiseal merupakan kawasan aktiviti pembiakan sel–sel yang terlibat dalam tumbesaran tulang secara memanjang.
- Plat epifiseal ini digantikan dengan garisan epifiseal apabila tumbesaran tulang terhenti pada akhir remaja.
- Diafisis adalah tulang mampat yang disaluti dan dilindungi membrantisu penghubung berfiber yang dikienali sebagai periosteum. Diafisis melingkari kaviti medulari yang mengandungi sum–sum kuning tulang.
- Periosteum mempunyai lapisan luar bergentian dan lapisan dalam bersel. Melainkan di antara kaviti sendi, lapisan superficial tulang panjang yang melindungi semua tulang panjang dibaluti oleh periosteum.
- Periosteum:
- Mengasingkan tulang daripada tisu–tisu di sekelilingnya.
- Menyediakan laluan peredaran dan pembekalan saraf.
- Terlibat secara aktif dalam pertumbuhan pembaikan tulang.
Kepentingan sistem rangka kepada organisma
Antara kepentingan sistem rangka ialah:
- Sokongan
- Sokongan ini membolehkan haiwan-haiwan ini mengangkat tubuhnya dari tanah dengan bantuan otot. Sistem rangka ini juga membolehkan beban dikurangkan dengan menerima hentakan atau beban apabila melakukan pergerakan.
- Gerakan
- Tulang yang terdapat di dalam badan organisma iaitu berangka dalam, seperti manusia, mempunyai sendi. Sendi ini berfungsi untuk melekatkan tulang-tulang ini supaya dapat bergerak tanpa terlepas daripada antara tulang-tulang lain.
- Manakala, rangka luar, mempunyai rangka luar yang bersendi. Hal ini, membolehkan rangka luar bergerak.
- Berbeza dengan organisma berangka hidrostatik, organisma ini bergerak dengan pengawalan tekanan bendalir badannya. Pengawalan ini membolehkan otot-otot dalam badannya bergerak secara antagonis.
- Pergerakan antagonis ialah pergerak serentak 2 otot yang menjalan satu fungsi yang sama. Contohnya, otot biseps dan otot triseps bertindak serentak untuk membengkokkan tangan dan meluruskan lengan.
- Bentuk badan
- Contoh, organisma invertebrat hidrostatik memerlukan rangka hidrostatik untuk memberi bentuk badan dan ketegaran badan. Hal ini tidak terhad kepada organisma invertebrat sahaja. Organisma lain juga memerluka sistem rangka untuk memberi bentuk badan.
- Pelekatan otot
- Rangka-rangka pada organisma merupakan tempat pelekatan otot-otot organisma. Sistem rangka hidrostatik menyokong organisma dengan membolehkan otot-otot berada dalam keadaan tegap.
- Perlindungan
- Badan organisma yang lembut dapat dilindungi oleh sistem-sistem rangka. Terdapat juga, organ-organ yang penting dan mudah tercedara dapat dilindungi oleh rangka-rangka tertentu.
- Contoh organ ini adalah seperti peparu dalam manusia yang dilindungi oleh sangkar rusuk. Rangka luar yang keras seperti cengkerang siput dapat melindungi siput.
- Respirasi
- Sangkar rusuk merupakan rangka dalam, sangkar rusuk memboleh tekanan udara dalam peparu naik dan turun. Hal ini, membolehkan haiwan bernafas dan menghembus keluar.
- Pembentukan sel-sel darah
- Dalam sistem rangka dalam, terdapat sum-sum tulang yang merupakan tempat penghasilan eritrosit dan leukosit darah.
- Penyimpanan nutrien tertentu
- Tulang-tulang rangka dalam dan luar, terbina daripada kalsium dan fosforus.
- Dalam pada itu, rangka-rangka ini juga menyimpan kalsium dan fosforus.
