OSIFIKASI ENDOKONDRAL: HISTOLOGI DAN PROSES - ANATOMI DAN FISIOLOGI - 2025

The osifikasi endokhondral dan pengerasan intramembran dua mekanisme pembentukan tulang selama perkembangan embrio. Kedua mekanisme tersebut memunculkan jaringan tulang yang identik secara histologis.

Pengerasan endokondral membutuhkan cetakan tulang rawan dan merupakan mekanisme pengerasan untuk sebagian besar tulang panjang dan pendek di tubuh. Proses pembentukan tulang ini terjadi dalam dua tahap: 1) model miniatur tulang rawan hialin terbentuk; 2) tulang rawan terus berkembang dan berfungsi sebagai kerangka struktural untuk pembentukan tulang. Tulang rawan diserap kembali karena digantikan oleh tulang.

Representasi grafis dari struktur tulang rawan hialin (Sumber: Kassidy Veasaw via Wikimedia Commons)

Disebut endokondral karena osifikasi terjadi dari dalam ke luar, untuk membedakannya dari osifikasi perikondral yang terjadi di luar (dari perikondrium) ke dalam.

Osifikasi berarti pembentukan tulang. Pembentukan tulang ini dihasilkan oleh aksi osteoblas yang mensintesis dan mengeluarkan matriks tulang, yang kemudian termineralisasi.

Osifikasi dimulai di situs di tulang rawan yang disebut pusat osifikasi atau inti tulang. Mungkin ada beberapa dari pusat ini yang dengan cepat bergabung membentuk pusat pengerasan primer tempat tulang akan berkembang.

Histologi

Pada janin, di daerah di mana tulang akan dibentuk, model tulang rawan hialin berkembang. Tulang rawan hialin dibentuk oleh diferensiasi sel mesenkim. Ini mengandung kolagen tipe II dan paling melimpah di tubuh. Dari tulang rawan ini, terjadi osifikasi.

Pembentukan tulang rawan

Di daerah di mana tulang rawan akan dibentuk, sel mesenkim dikelompokkan dan dimodifikasi, kehilangan ekstensi dan menjadi bulat. Beginilah cara pusat chondrification terbentuk. Sel-sel ini berubah menjadi kondroblas, mengeluarkan matriks dan terperangkap, membentuk apa yang disebut "celah".

Kondroblas yang dikelilingi matriks yang membentuk celah disebut kondrosit. Sel-sel ini membelah dan, saat mereka mengeluarkan matriks, mereka berpisah, membentuk celah baru dan sebagai konsekuensinya, menghasilkan pertumbuhan tulang rawan.

Jenis pertumbuhan ini terjadi dari dalam ke luar dan disebut pertumbuhan interstisial. Sel mesenkim yang mengelilingi tulang rawan berdiferensiasi menjadi fibroblas dan membentuk perikondrium yang mengelilingi kerangka tulang rawan.

Pembentukan tulang

Awalnya, tulang rawan tumbuh, tetapi kondrosit di tengah mengalami hipertrofi, menumpuk glikogen, dan membentuk vakuola. Fenomena ini mengurangi partisi matriks, yang pada gilirannya mengapur.

Beginilah proses pembentukan tulang dimulai dari pusat osifikasi primer yang, melalui proses berurutan, menggantikan tulang rawan yang diserap kembali dan tulang terbentuk.

Pusat-pusat sekunder bentuk pengerasan di ujung epifisis tulang dengan mekanisme yang mirip dengan mekanisme pengerasan diafisis, tetapi tidak membentuk kerah tulang.

Dalam kasus ini, sel osteoprogenitor yang menyerang tulang rawan epifisis berubah menjadi osteoblas dan mulai mengeluarkan matriks, yang pada akhirnya menggantikan tulang rawan epifisis dengan tulang.

Proses osifikasi endokrin

- Proses utama

Pengerasan endokondral dilakukan melalui tujuh proses yang dijelaskan di bawah ini.

Pembentukan tulang rawan hialin

Model tulang rawan hialin yang ditutupi dengan perikondrium terbentuk. Ini terjadi pada embrio, di wilayah di mana tulang nantinya akan berkembang. Beberapa kondrosit mengalami hipertrofi dan kemudian mati, dan matriks tulang rawan mengeras.

Pusat utama osifikasi terbentuk

Membran tengah diafisis mengalami vaskularisasi di perikondrium. Dalam proses ini, perikondrium menjadi periosteum dan sel khondrogenik menjadi sel osteoprogenitor.

Pembentukan kerah tulang

Osteoblas yang baru terbentuk mensintesis matriks dan membentuk kerah tulang tepat di bawah periosteum. Kerah ini mencegah difusi nutrisi menuju kondrosit.

Pembentukan rongga meduler

Kondrosit di tengah diafisis yang mengalami hipertrofi, tidak menerima nutrisi, mati dan merosot. Ini meninggalkan vakuola kosong yang bertumpuk di tengah diaphyses yang kemudian membentuk rongga meduler tulang.

Tunas osteogenik dan permulaan kalsifikasi

Osteoklas mulai membentuk "lubang" di kerah tulang subperiosteal, tempat yang disebut tunas osteogenik masuk. Yang terakhir terdiri dari sel osteoprogenitor, sel hematopoietik, dan pembuluh darah. Ini memulai pengapuran dan produksi tulang.

Pembentukan kompleks yang terdiri dari tulang rawan dan tulang kalsifikasi

Secara histologis, tulang rawan mengalami kalsifikasi berwarna biru (basofilik) dan tulang terkalsifikasi berwarna merah (acidophilus). Sel osteoprogenitor menimbulkan osteoblas.

Proses pertumbuhan tulang (Sumber: karya turunan: Chaldor (talk) Illu_bone_growth.jpg: Fuelbottle via Wikimedia Commons)

Osteoblas ini membuat matriks tulang yang disimpan di tulang rawan yang mengalami kalsifikasi, kemudian matriks yang baru terbentuk itu terkalsifikasi dan pada saat itu diproduksi kompleks tulang rawan dan tulang yang terkalsifikasi.

Proses resorpsi

Osteoklas mulai menyerap tulang rawan yang terkalsifikasi dan kompleks tulang saat tulang subperiosteal menebal, tumbuh ke segala arah di dalam diafisis. Proses resorpsi ini meningkatkan ukuran kanal meduler.

Penebalan kerah tulang subperiosteal tumbuh menuju epifisis dan, sedikit demi sedikit, tulang rawan diaphyses sepenuhnya digantikan oleh tulang, meninggalkan tulang rawan hanya di epifisis.

- Pusat osifikasi sekunder

1- Di sini pengerasan epifisis dimulai. Hal ini terjadi dengan cara yang sama yang terjadi di pusat utama osifikasi, tetapi tanpa membentuk cincin tulang subperiosteal. Matriks deposit osteoblas pada tulang rawan terkalsifikasi.

2- Tulang tumbuh di lempeng epifisis. Permukaan artikular tulang tetap berupa tulang rawan. Tulang tumbuh di ujung epifisis lempeng dan tulang ditambahkan di ujung diaphyseal pelat. Pelat epifisis kartilaginosa tetap ada.

3- Ketika pertumbuhan tulang berakhir, tulang rawan lempeng epifisis tidak lagi berkembang biak. Pertumbuhan berlanjut sampai epifisis dan poros bertemu dengan tulang yang terkonsolidasi, menggantikan tulang rawan epifisis dengan tulang.

Proses pertumbuhan ini berlangsung beberapa tahun sebelum selesai, dan dalam prosesnya tulang terus-menerus direnovasi.

Referensi

1. Eroschenko, VP, & Di Fiore, MS (2013). Atlas histologi DiFiore dengan korelasi fungsional. Lippincott Williams & Wilkins.
2. Gartner, LP, & Hiatt, JL (2010). E-Book Histologi Ringkas. Ilmu Kesehatan Elsevier.
3. Hiatt, JL (2006). Atlas warna histologi. Lippincott Williams & Wilkins.
4. Mackie, E., Ahmed, YA, Tatarczuch, L., Chen, KS, & Mirams, M. (2008). Pengerasan endokondral: bagaimana tulang rawan diubah menjadi tulang di kerangka yang sedang berkembang. Jurnal internasional biokimia & biologi sel, 40 (1), 46-62.
5. Nathalie Ortega, Danielle J. Behonick, dan Zena Werb. (2004) Pemodelan ulang matriks selama osifikasi endokondral. Tren Berbagai Sel .; 14 (2): 86–93.