OSTEOKLAS: PEMBENTUKAN, CIRI, FUNGSI, PENYAKIT - BIOLOGI - 2025

The osteoklas adalah salah satu dari tiga jenis sel yang ditemukan di jaringan tulang dan bertanggung jawab untuk sebuah fenomena yang dikenal sebagai resorpsi tulang, penting untuk mempertahankan struktur ini.

Tidak seperti osteoblas dan osteosit, dua kelompok sel lain yang ada dalam jaringan tulang, osteoklas, begitu mereka memenuhi fungsi resorpsi, melalui proses kematian sel terprogram yang kompleks (apoptosis).

Mikroskopi osteoklas aktif (Sumber: Robert M. Hunt di Wikipedia bahasa Inggris via Wikimedia Commons)

Aktivitasnya diatur terutama oleh jalur endokrin, yang secara khusus dikendalikan oleh dua hormon: hormon paratiroid dan kalsitonin, yang diproduksi oleh paratiroid dan kelenjar tiroid, secara khusus.

Nama sel-sel ini diciptakan oleh Kölliker pada tahun 1873, dan peran resorpsi tulang pada awalnya dikaitkan dengan osteosit dan makrofag, namun, hari ini diketahui bahwa sel-sel ini agak "aksesori" dalam hal ini. proses.

Mereka adalah sel dasar dalam fisiologi kerangka dan cacat dalam fungsi mereka atau kelainan dalam proses yang mereka tanggung menyiratkan perkembangan patologi parah pada manusia.

Latihan

Osteoblas berasal dari sel mononukleat yang berasal dari sumsum tulang belakang dan organ hematopoietik lainnya, yang mampu bermigrasi ke jaringan tulang melalui jalur vaskular.

Mereka terbentuk dari sel progenitor yang disebut granulosit-makrofag, yang memunculkan osteoklas dan monosit, yang proliferasi dan diferensiasinya bergantung pada molekul pengatur yang berbeda, di antaranya banyak sitokin dapat diberi nama.

Setelah sel-sel progenitor disebarluaskan melalui sistem vaskular, mereka terbentuk di berbagai area jaringan tulang (periosteum, endosteum, dan perikondrium).

Fagosit mononuklear sangat mirip dengan sel-sel pra-osteoklas, tetapi lingkungan mikro tulanglah yang menentukan diferensiasinya melalui rangsangan yang berbeda.

Diferensiasi sel nenek moyang

Sel-sel hematopoietik berpotensi majemuk dari sumsum tulang menerima sinyal yang mengarahkan perkembangannya menuju garis keturunan myeloid, yang membutuhkan ekspresi molekul tertentu yang memungkinkan sel-sel ini merespons faktor-faktor osteoklastogenik.

Saat "koloni" sel myeloid berdiferensiasi, banyak penanda untuk garis keturunan makrofag dapat diidentifikasi, terutama dengan adanya faktor yang dikenal sebagai "faktor perangsang koloni makrofag".

Pentingnya faktor ini dalam diferensiasi sel osteoklas-progenitor telah dibuktikan melalui berbagai pengamatan eksperimental pada hewan dengan mutasi pada gen terkait, yang menunjukkan kelainan parah pada perkembangan tulang.

Perkembangan "makrofag" menuju osteoklas

Makrofag yang ditakdirkan untuk berdiferensiasi dalam garis turunan osteoklas berkembang menuju pengembangan karakteristik fenotipik yang melekat pada sel-sel tulang ini, seperti ekspresi reseptor untuk kalsitonin dan kemampuan untuk menyerap kembali tulang.

Saat ini, banyak kelompok penelitian telah menentukan bahwa faktor osteoklastogenik utama adalah salah satu yang dikenal sebagai ligan reseptor aktivator NFkB (RANKL, dari bahasa Inggris " R eceptor A ctivator dari N F k B L igand"), sebuah protein membran yang diekspresikan setelah stimulasi hormon atau sitokin penyerapan tulang.

Faktor ini bekerja melalui banyak jalur hilir tidak langsung yang berbeda, memodulasi ekspresi gen yang diperlukan untuk diferensiasi osteoklas dan ekspresinya juga bergantung pada kontrol molekul lain.

Diferensiasi kemudian terjadi secara progresif dan langkah kunci lainnya dalam proses ini adalah fusi beberapa sel yang terikat pada garis keturunan osteoklas untuk membentuk "polikarion" atau sel progenitor berinti banyak.

karakteristik

Osteoklas adalah sel "raksasa" berinti banyak (dengan banyak inti) berdiameter antara 10 dan 100 µm, dengan sitoplasma asidofilik dan memiliki sistem membran internal yang kompleks dan terspesialisasi yang berfungsi dalam proses resorpsi.

Mereka adalah sel-sel seluler yang bergerak di permukaan tulang di antara situs resorpsi. Ketika dilihat dalam keadaan aktifnya, mereka memiliki banyak vakuola dan mitokondria di dalamnya, yang menyebabkan aliran metabolisme yang tinggi.

Sel-sel ini menempati lokasi spesifik yang dikenal sebagai "Howship Lagoons", yang merupakan karakteristik depresi berlubang dari daerah tempat resorpsi tulang terjadi.

Penampang melintang dari osteoklas aktif (Sumber: Cellpath via Wikimedia Commons)

Mereka adalah sel terpolarisasi, sehingga organel di dalamnya ditemukan di area tertentu: area basal, area "tepi keriting" atau "tepi sikat", area terang, dan area vesikuler.

Area bening dan tepi sikat memiliki struktur resorpsi khusus yang mencirikannya, yang diamati sebagai jaringan lipatan membran di mana proses resorpsi terjadi, karena bersentuhan langsung dengan tulang.

Zona basal (terjauh dari laguna) adalah zona yang berisi organel paling banyak: nuklei dan semua sistem terkait, sedangkan zona vesikuler terdiri dari banyak vesikel transporter yang berkolaborasi dengan resorpsi dan terletak di antara zona basal. dan tepi kuas.

fitur

Dalam hubungannya dengan sel-sel jaringan tulang lainnya, serta bersama dengan beberapa faktor regulasi lokal dan hormon tertentu, osteoklas memainkan peran penting dalam pemeliharaan struktural dan pembentukan kembali tulang, selama dan setelah osteogenesis.

Dalam pengertian ini, osteoklas berpartisipasi dalam proses resorpsi dan pembentukan yang digabungkan, yang terdiri dari resorpsi yang dimediasi oleh osteoklas dan pembentukan yang diarahkan oleh osteoblas.

Secara umum, mekanisme resorpsi tulang yang dimediasi oleh osteoklas melibatkan sekresi hidrolase dari lisosomnya dan ion yang menghancurkan tulang.

Seperti sel jaringan ikat lainnya, osteoklas berpartisipasi dalam pemeliharaan homeostasis kalsium dalam serum.

Penyakit

Berbagai penyakit terkait dengan fungsi osteoklas, di antaranya adalah:

- Osteoporosis : adalah suatu kondisi yang ditandai dengan ketidakseimbangan antara resorpsi dan pembentukan tulang, di mana terjadi resorpsi yang memburuk, yang menghasilkan kerapuhan dan fraktur tulang yang terus menerus. Ini biasanya terjadi pada orang tua dan lanjut usia.

- Osteopetrosis : ini adalah kondisi genetik yang ditandai dengan peningkatan massa tulang karena cacat pada perkembangan tepi keriting osteoklas yang disebabkan oleh mutasi spesifik, yang mengakibatkan penurunan kapasitas resorpsi.

- Penyakit Paget: terdeteksi pada pasien usia lanjut sebagai resorpsi dan pembentukan tulang yang tidak terkontrol yang tampaknya berasal dari virus.

Referensi

1. Bronner, F., Farach-Carson, M., Rubin, J., & Greenfield, EM (2005). Osteoklas: Asal dan Diferensiasi. Dalam Resorpsi Tulang (h. 23). London: Springer.
2. Chen, X., Wang, Z., Duan, N., Zhu, G., Schwarz, EM, & Xie, C. (2018). Osteoblas - interaksi osteoklas. Penelitian Jaringan Ikat, 59 (2), 99-107.
3. Frame, B., & Marel, M. (1981). Penyakit Paget: Tinjauan Pengetahuan Saat Ini. Radiologi Diagnostik, 141, 21-24.
4. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Text Atlas of Histology (edisi ke-2nd). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
5. Johnson, K. (1991). Histology and Cell Biology (edisi ke-2nd). Baltimore, Maryland: Seri medis nasional untuk studi independen.
6. Kuehnel, W. (2003). Color Atlas of Cytology, Histology, and Microscopic Anatomy (edisi ke-4th). New York: Tema.
7. Pierce, A., Lindskog, S., & Hammarstrom, L. (1991). Osteoklas: Struktur dan Fungsi. Mikros Elektron. Wahyu, 4, 1–45.
8. Sobacchi, C., Schulz, A., Fraser, P., Villa, A., & Helfrich, MH (2013). Osteopetrosis: genetika, pengobatan, dan wawasan baru tentang pembentukan osteoklas. Ulasan Alam Endokrinologi, 1–15.
9. Vaes, G. (1987). Biologi Seluler dan Mekanisme Biokimia Resorpsi Tulang. Clinical Orthopaedics dan Penelitian Terkait, 231, 239–271.