The osteoblas adalah salah satu dari tiga jenis sel yang ditemukan di jaringan ikat yang khusus dalam dukungan struktural tubuh: tulang. Sel-sel ini diturunkan dari sel lain yang disebut sel osteoprogenitor dan fungsi utamanya adalah mensintesis matriks tulang.
Tulang terdiri dari matriks ekstraseluler yang mengeras berkat pengendapan kalsium, memberikan kekuatan dan kekakuan jaringan, dan dari tiga kelas utama sel: osteoblas, osteoklas, dan osteosit.
Mikrograf ringan tulang 'kanselus' dekalsifikasi yang menunjukkan osteoblas aktif yang secara aktif mensintesis osteoid (Sumber: Robert M. Hunt via Wikimedia Commons)
Osteoblas dikenal sebagai sel pembentuk tulang, sedangkan osteoklas dan osteosit masing-masing adalah sel resorpsi dan sel "celah". Dari jumlah tersebut, kelas yang paling melimpah berhubungan dengan osteosit (lebih dari 90%), diikuti oleh osteoblas (5%) dan, pada tingkat yang lebih rendah, osteoklas (1%).
Sel-sel ini secara tradisional telah diidentifikasi sebagai sel pembentuk tulang. Namun, saat ini diketahui pasti bahwa mereka berpartisipasi dalam banyak peristiwa lain, seperti sintesis faktor parakrin dan autokrin seperti sitokin, faktor pertumbuhan, protease, dan lain-lain.
Latihan
Osteoblas berasal dari sel prekursor mesenkim, yang juga menimbulkan kondrosit (sel tulang rawan), mioblas (sel otot), adiposit (sel lemak), dan sel tendon, bergantung pada faktor transkripsi yang mengatur diferensiasinya.
Karena mereka termasuk dalam sistem sel stroma atau mesenkim, osteoblas dikaitkan dengan sumsum tulang, dan mereka termasuk dalam garis keturunan terpisah dari sistem sel hematopoietik.
Di antara unsur-unsur yang terlibat dalam pembentukan sel-sel ini adalah tiga faktor transkripsi (Cbfa1, Osx dan ATF4) dan beberapa protein dengan fungsi spesifik dalam morfogenesis tulang.
Selama skeletongenesis, osteoblas berperan serta dalam dua bentuk perkembangan tulang: intramembran, yang membentuk tengkorak, dan endokondral, yang terbentuk dari "cetakan" tulang rawan.
Akan tetapi, kelas khusus dari sel-sel tulang ini tidak sepenuhnya terdiferensiasi, karena mereka dapat "terjun" ke dalam matriks ekstraseluler untuk membentuk osteosit, yang sistem sekretorinya berkurang; atau, sebaliknya, mereka dapat menjalani proses apoptosis (kematian sel terprogram).
Nasib sel osteoblas, serta sebagian besar sel dalam suatu organisme, ditentukan secara genetik, dan peristiwa proliferasi dan diferensiasi sangat bergantung pada hormon dan faktor transkripsi.
karakteristik
Osteoblas adalah sel sekretori berinti sebagian yang berdiferensiasi sebagian (dengan beberapa nuklei), di mana organel disusun secara spasial sehingga nukleus tetap jauh dari daerah sekretori yang menonjol.
Menurut mikrograf elektron, osteoblas memiliki retikulum endoplasma kasar yang melimpah dan kompleks Golgi yang sangat berkembang dengan banyak vesikel sekretorik, yang bertanggung jawab atas fungsi sekretori aktif sel-sel ini.
Mereka dikenal sebagai sel "kuboid" karena karakteristik morfologisnya dan ditemukan membentuk lapisan uniseluler yang melekat pada permukaan tulang.
Tidak seperti sel terkait lainnya seperti osteosit (di mana mereka dapat berdiferensiasi), osteoblas bersentuhan dengan sel tetangganya melalui ekstensi pendek dan menggunakan yang lebih panjang untuk berkomunikasi dengan osteosit di dekatnya.
Baik osteoblas maupun sebagian besar osteosit dipisahkan dari matriks tulang yang termineralisasi berkat zat organik dalam matriks tulang yang dikenal sebagai osteoid, yang disintesis oleh osteoblas.
Di dalam membran selnya, osteoblas memiliki faktor penting seperti integrin dan reseptor hormon, di antaranya adalah reseptor hormon paratiroid yang menonjol. Ini merangsang sekresi ligan osteoprotegerin, yang diperlukan untuk diferensiasi osteoklas.
Mereka mampu merespons estrogen, hormon pertumbuhan, vitamin D3, dan tiroksin, serta faktor-faktor lain seperti sitokin dan faktor transkripsi spesifik yang menjadi dasar diferensiasi mereka.
fitur
Fungsi osteoblas dapat diringkas dalam pemeliharaan arsitektur kerangka, karena mereka bertanggung jawab untuk sintesis unsur organik dari matriks tulang. Ini termasuk serat kolagen, glikoprotein, dan beberapa proteoglikan.
Fungsi mereka terutama terkait dengan pematangannya, karena dari asal yang sama mereka dapat berdiferensiasi menjadi matriks tulang yang mensintesis osteoblas, sel lapisan tulang, dan osteosit.
Ini juga bertanggung jawab atas sintesis enzim tertentu dan faktor spesifik yang fungsinya melibatkan pengangkatan osteoid, berkontribusi pada akses osteoklas ke permukaan tulang yang terkalsifikasi, sehingga mengontrol fungsinya.
Bersama dengan osteoklas, osteoblas berpartisipasi dalam proses pemodelan ulang tulang dengan mengganti wilayah tulang yang diserap kembali oleh osteoklas sebagai respons terhadap berbagai jenis tekanan mekanis yang diterapkan pada jaringan tulang.
Karena mereka memiliki kemampuan untuk mengatur aktivitas osteoklas, osteoblas secara tidak langsung berpartisipasi dalam homeostasis kalsium tubuh.
Mereka berpartisipasi tidak hanya dalam sekresi komponen organik dari matriks tulang, tetapi juga dalam kalsifikasi melalui sekresi enzim seperti alkali fosfatase, yang mampu mengatur fosforilasi fosfoprotein lainnya.
Selain itu, beberapa glikoprotein yang diproduksi oleh sel-sel ini, seperti osteonektin / SPARC, tenascin C, fibronektin, dan anggota dari keluarga protein trombospondin, terlibat dalam regulasi adhesi, migrasi, proliferasi, dan diferensiasi dari yang lain. sel tulang.
Patologi terkait
Banyak penyakit pada manusia terkait dengan fungsi osteoblas, sebagai konsekuensi dari keterlibatan langsung sel-sel ini dalam pembentukan tulang.
Di antara penyakit paling umum yang terkait dengan osteoblas adalah osteoporosis, penyakit Paget (yang berkaitan dengan deformasi dan kerapuhan tulang) dan osteoartritis (keausan jaringan pelindung yang melapisi ujung tulang).
Osteoporosis, misalnya, muncul dari keseimbangan negatif antara aktivitas pembentukan tulang osteoblas dan aktivitas resorpsi tulang yang menjadi spesialisasi osteoklas.
Keseimbangan negatif ini tampaknya terkait dengan defisiensi dalam proliferasi atau diferensiasi sel osteoprogenitor atau kejadian apoptosis yang berlebihan.
Referensi
- Caetano-López, J., Canhao, H., & Fonseca, J. (2007). Osteoblas dan Pembentukan Tulang. Acta Reum Prot, 32, 103–110.
- Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Text Atlas of Histology (edisi ke-2nd). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
- Johnson, K. (1991). Histology and Cell Biology (edisi ke-2nd). Baltimore, Maryland: Seri medis nasional untuk studi independen.
- Mackie, EJ (2003). Osteoblas: peran baru dalam orkestrasi arsitektur rangka. Jurnal Internasional Biokimia & Biologi Sel, 35, 1301-1305.
- Martin, TJ, Fundlay, DM, Heath, JK, & Ng, KW (1993). Osteoblas: Diferensiasi dan Fungsi. Dalam Fisiologi dan Farmakologi Tulang. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
- Tenenbaum, HC, & Heersche, JNM (1982). Diferensiasi Osteoblas dan Pembentukan Tulang Mineralisasi secara In Vitro. Calcif. Jaringan. Int., 34, 76–79.