Jaringan tulang adalah salah satu yang terdiri dari tulang. Tulang, bersama dengan email dan dentin, adalah zat terkeras dalam tubuh hewan. Tulang membentuk struktur yang melindungi organ vital: otak dilindungi oleh tengkorak, sumsum tulang belakang oleh tulang belakang, dan jantung dan paru-paru dilindungi oleh tulang rusuk.
Tulang juga berfungsi sebagai “pengungkit” untuk otot-otot yang dimasukkan ke dalamnya, mengalikan kekuatan yang dihasilkan otot-otot itu selama pelaksanaan gerakan. Kekakuan yang diberikan oleh tulang memungkinkan penggerak dan dukungan beban melawan gravitasi.
Sel jaringan tulang (Sumber: OpenStax College [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)] melalui Wikimedia Commons)
Tulang adalah jaringan hidup dinamis yang terus berubah dan perubahan ini dirangsang oleh tekanan dan tekanan yang dialami jaringan ini. Misalnya, tekanan merangsang resorpsi (penghancuran) dan ketegangan dapat merangsang pembentukan tulang baru.
Tulang adalah simpanan utama kalsium dan fosfor dalam tubuh: hampir 99% dari total kalsium dalam tubuh manusia disimpan dalam jaringan tulang. Massa tulang total bervariasi sepanjang hidup hewan. Selama fase pertumbuhan, pembentukan tulang melampaui resorpsi (penghancuran) dan kerangka tumbuh dan berkembang.
Awalnya bertambah panjang dan kemudian ketebalannya, mencapai maksimum antara 20 dan 30 tahun pada manusia. Pada orang dewasa (sampai sekitar 50 tahun) ada keseimbangan antara pembentukan dan resorpsi tulang.
Keseimbangan ini diberikan oleh proses penggantian yang dikenal sebagai “recaraling tulang” dan yang mempengaruhi, per tahun, 10% hingga 12% dari total massa tulang. Selanjutnya, proses degeneratif dimulai di mana resorpsi melebihi pembentukan dan massa tulang perlahan menurun.
Indeks artikel
Karakteristik dan struktur
Tulang memiliki rongga sentral yang disebut rongga meduler, yang menampung sumsum tulang, jaringan hematopoietik, yaitu jaringan yang membentuk sel darah. Struktur ini ditutupi oleh periosteum, kecuali untuk area yang berhubungan dengan sendi sinovial.
Periosteum memiliki lapisan luar jaringan ikat fibrosa padat dan lapisan dalam dengan sel osteogenik, yang merupakan sel pembentuk tulang atau sel osteoprogenitor.
Bagian tengah tulang dilapisi oleh satu lapis sel tipis, jaringan ikat khusus yang disebut endosteum. Endosteum memiliki sel osteoprogenitor dan osteoblas. Tulang yang ditutupi dengan cara ini memiliki sel-selnya yang terintegrasi ke dalam matriks ekstraseluler yang terkalsifikasi [F1] [F2] .
Sel osteoprogenitor berdiferensiasi menjadi osteoblas dan bertanggung jawab atas sekresi matriks tulang. Ketika dikelilingi oleh matriks, sel-sel ini tidak aktif dan disebut osteosit.
Ruang yang ditempati osteosit dalam matriks disebut celah.
90% dari matriks organik terdiri dari serat kolagen tipe I, protein struktural yang juga ada di tendon dan kulit, dan sisanya adalah zat agar-agar homogen yang disebut zat dasar.
Tulang kompak dan tulang cancellous
Serabut kolagen matriks tersusun dalam berkas besar dan, dalam tulang kompak, serabut ini membentuk lapisan konsentris di sekitar saluran yang dilalui pembuluh darah dan serabut saraf (saluran Havers). Lapisan-lapisan ini membentuk silinder yang dikenal sebagai “osteon” .
Setiap osteon dibatasi oleh garis sementasi yang dibentuk oleh substansi dasar yang terkalsifikasi dengan sedikit serat kolagen dan diberi nutrisi oleh pembuluh darah yang berada di kanal Havers.
Pelat area besar atau spikula terbentuk di tulang cancellous dan sel-sel diberi makan oleh difusi cairan ekstraseluler dari tulang ke dalam trabekula.
Komponen anorganik matriks merupakan sekitar 65% dari berat kering tulang dan terutama terdiri dari kalsium dan fosfor, di samping beberapa unsur seperti natrium, kalium, magnesium, sitrat dan bikarbonat, antara lain.
Kalsium dan fosfor ditemukan membentuk kristal hidroksiapatit [Ca10 (PO4) 6 (OH) 2]. Kalsium fosfat juga ditemukan dalam bentuk amorf.
Kristal hidroksiapatit disusun secara teratur di sepanjang serat kolagen tipe I, yang tumpang tindih secara konsentris, yang juga membuat kristal tumpang tindih seperti batu bata dinding.
Pembentukan dan pertumbuhan tulang
Tulang tengkorak dibentuk oleh proses yang dikenal sebagai “osifikasi intramembran.” Sebaliknya, tulang panjang pertama-tama dicaralkan menjadi tulang rawan dan kemudian diubah menjadi tulang melalui osifikasi, yang dimulai pada batang tulang dan disebut “osifikasi endokondral.”
Sebagian besar tulang pipih berkembang dan tumbuh melalui pembentukan dan osifikasi tulang intramembran. Proses ini terjadi pada jaringan mesenkim yang sangat vaskularisasi, di mana sel-sel mesenkim berdiferensiasi menjadi osteoblas yang mulai memproduksi matriks tulang.
Ini adalah bagaimana jaringan spikula dan trabekula terbentuk, yang permukaannya diisi oleh osteoblas. Daerah osteogenesis awal ini disebut pusat osifikasi primer. Ini adalah bagaimana tulang primer dibentuk dengan serat kolagen yang berorientasi secara acak.
Kalsifikasi kemudian terjadi dan osteoblas yang terperangkap dalam matriks menjadi osteosit, yang prosesnya menimbulkan kanalikuli. Saat jaringan trabekular terbentuk seperti spons, jaringan ikat vaskular membentuk sumsum tulang.
Penambahan trabekula perifer meningkatkan ukuran tulang. Di tulang oksipital (tulang tengkorak di daerah posterior) ada beberapa pusat osifikasi yang menyatu membentuk satu tulang.
Pada bayi baru lahir, ubun-ubun antara tulang frontal dan parietal merupakan area osifikasi yang belum menyatu.
Pembentukan tulang kompak
Daerah jaringan mesenkim yang tetap tidak terkalsifikasi di bagian internal dan eksternal akan membentuk periosteum dan endosteum. Daerah tulang cancellous langsung ke periosteum dan dura akan menjadi tulang kompak dan akan membentuk tabel dalam dan luar tulang pipih.
Selama pertumbuhan, pada tulang panjang, area khusus di epifisis dipisahkan dari diafisis oleh lempeng tulang rawan yang sangat aktif yang disebut lempeng epifisis.
Panjang tulang bertambah karena lempeng ini menyimpan tulang baru di setiap ujung batang. Ukuran lempeng epifisis sebanding dengan laju pertumbuhan dan dipengaruhi oleh berbagai hormon.
Peraturan
Di antara hormon yang memodulasi plak ini hormon pertumbuhan (GH) yang dikeluarkan oleh hipofisis anterior dan diatur oleh hormon pertumbuhan-releasing hormone (GRH), yang diproduksi oleh hipotalamus, dan oleh somatomedin suatu, yang merupakan faktor insulin-seperti jenis pertumbuhan I (IGF-I) yang diproduksi oleh hati.
Selama laju aktivitas mitosis di zona proliferasi serupa dengan laju resorpsi tulang di zona tersebut, ukuran lempeng epifisis tetap konstan dan tulang terus tumbuh.
Setelah usia 20 tahun, aktivitas mitosis menurun dan zona osifikasi mencapai zona kartilago, bergabung dengan rongga meduler diafisis dan epifisis.
Pertumbuhan tulang longitudinal berakhir ketika penutupan epifisis terjadi, yaitu ketika diafisis bergabung dengan epifisis. Penutupan epifisis mengikuti urutan waktu yang teratur yang berakhir dengan penutupan terakhir setelah pubertas.
Pertumbuhan lebar tulang panjang dihasilkan oleh pertumbuhan aposisional, yang merupakan produk dari diferensiasi sel-sel osteoprogenitor lapisan dalam periosteum menjadi osteoblas yang mensekresi matriks tulang menuju daerah subperiosteal diafisis.
Recaraling tulang
Sepanjang hidup manusia, tulang selalu mengalami perubahan melalui proses pembentukan dan resorpsi, yaitu penghancuran tulang lama dan pembentukan tulang baru.
Pada bayi, kalsium mengalami perputaran 100% per tahun, sedangkan pada orang dewasa hanya 18% per tahun. Proses resorpsi dan pembentukan atau penggantian ini disebut recaraling tulang.
Recaraling dimulai dengan aksi osteoklas yang menghancurkan tulang dan meninggalkan celah yang kemudian diinvasi oleh osteoblas. Osteoblas ini mengeluarkan matriks yang nantinya akan mengeras dan menimbulkan tulang baru. Siklus ini membutuhkan rata-rata lebih dari 100 hari.
Pada waktu tertentu, sekitar 5% dari semua massa tulang rangka sedang dalam proses recaraling. Ini menyiratkan partisipasi sekitar dua juta unit renovasi.
Perbedaan dalam recaraling tulang kompak dan kanselus
Tingkat recaraling tahunan untuk tulang kompak adalah 4% dan untuk tulang kanselus adalah 20%.
Perbedaan antara kecepatan recaraling kedua jenis tulang kemungkinan besar disebabkan oleh fakta bahwa tulang kanselus berhubungan dengan sumsum tulang dan secara langsung dipengaruhi oleh sel-sel dengan aktivitas parakrin di sumsum tulang.
Sel-sel osteoprogenitor tulang kompak, di sisi lain, ditemukan di kanal havers dan di lapisan dalam periosteum, jauh dari sel-sel sumsum tulang dan bergantung, untuk inisiasi recaraling, pada hormon yang datang melalui darah. .
Banyak faktor hormonal dan protein yang terlibat dalam aktivitas osteoblas dan osteoklas dalam recaraling tulang, namun fungsi masing-masing belum dijelaskan dengan jelas.
sel tulang
-Jenis sel tulang dan ciri-cirinya
Sel tulang adalah sel osteoprogenitor, osteoblas, osteosit, dan osteoklas. Masing-masing sel ini memiliki fungsi khusus dalam fisiologi tulang dan memiliki karakteristik histologis yang berdiferensiasi baik.
Osteoblas, osteosit, dan osteoklas bersama-sama membentuk unit pembentuk tulang.
Osteoprogenitor atau sel osteogenik
Sel-sel ini ditemukan di lapisan dalam periosteum dan di endosteum. Mereka berasal dari mesenkim embrionik dan dapat menimbulkan, dengan diferensiasi, menjadi osteoblas. Dalam kondisi stres tertentu mereka juga dapat berdiferensiasi menjadi sel khondrogenik.
Mereka adalah sel berbentuk gelendong dengan inti oval, sedikit sitoplasma, sedikit retikulum endoplasma kasar (RER) dan aparatus Golgi yang kurang berkembang. Mereka memiliki banyak ribosom dan sangat aktif selama periode pertumbuhan tulang.
osteoblas
Osteoklas adalah sel yang berasal dari sel osteogenik. Mereka bertanggung jawab untuk mensintesis matriks organik tulang, yaitu kolagen, proteoglikan dan glikoprotein. Mereka diatur dalam lapisan yang tumpang tindih di permukaan tulang.
Nukleusnya berada di sisi yang berlawanan dari bagian sekretori yang kaya vesikel. Mereka memiliki RER yang melimpah dan aparatus Golgi yang berkembang dengan baik. Mereka memiliki proyeksi pendek atau ekstensi yang membuat kontak dengan osteoblas tetangga lainnya. Proses panjang lainnya menghubungkan mereka dengan osteosit.
Ketika osteoblas mensekresi matriks, ia mengelilinginya, dan ketika osteoblas sepenuhnya termasuk dalam matriks, yaitu dikelilingi olehnya, mereka menjadi tidak aktif dan menjadi osteosit.
Terlepas dari kenyataan bahwa sebagian besar matriks tulang terkalsifikasi, di sekitar setiap osteoblas dan bahkan setiap osteosit, lapisan tipis matriks tulang yang tidak terkalsifikasi tetap ada, yang disebut osteoid, yang memisahkan sel-sel ini dari matriks yang terkalsifikasi.
Dalam membran sel osteoblas ada berbagai jenis reseptor. Dari reseptor ini, yang paling penting adalah reseptor untuk hormon paratiroid (PTH), yang merangsang sekresi faktor perangsang osteoklas yang mendorong resorpsi tulang.
Osteoblas juga dapat mensekresikan enzim yang mampu mengeluarkan osteoid dan dengan demikian membawa osteoklas ke dalam kontak dengan permukaan tulang yang terkalsifikasi untuk memulai resorpsi.
osteosit
Ini adalah sel yang berasal dari osteoblas tidak aktif dan disebut sel tulang matang. Mereka ditempatkan di laguna yang disebutkan di atas dari matriks tulang yang terkalsifikasi. Ada antara 20.000 hingga 30.000 osteosit untuk setiap milimeter kubik tulang.
Dari laguna, osteosit memancarkan proses sitoplasmik yang menghubungkan mereka bersama-sama, membentuk sambungan interstisial melalui mana ion dan molekul kecil dapat dipertukarkan antar sel.
Osteosit adalah sel pipih dengan inti datar dan sedikit organel sitoplasma. Mereka mampu mengeluarkan zat dalam menghadapi rangsangan mekanis yang menyebabkan ketegangan pada tulang (transduksi mekanik).
Ruang yang mengelilingi osteosit di dalam lakuna disebut ruang periosteositik dan diisi dengan cairan ekstraseluler dalam matriks yang tidak terkalsifikasi. Diperkirakan luas permukaan dinding periosteosit sekitar 5000m2 dan menampung volume sekitar 1,3 liter cairan ekstraseluler.
Cairan ini terkena sekitar 20 g kalsium yang dapat ditukar yang dapat diserap kembali ke dalam aliran darah dari dinding ruang ini, yang berkontribusi pada pemeliharaan kadar kalsium darah.
Osteoklas
Sel-sel ini berasal dari sel progenitor yang sama dengan makrofag jaringan dan monosit yang berperedaran; Ini ditemukan di sumsum tulang dan merupakan sel progenitor granulosit dan makrofag (GM-CFU).
Mitosis sel-sel progenitor ini dirangsang oleh faktor-faktor perangsang koloni makrofag dan dengan adanya tulang, progenitor-progenitor ini menyatu untuk membentuk sel berinti banyak.
Osteoklas adalah sel besar, berinti banyak, bergerak. Ini mengukur diameter sekitar 150μm dan dapat memiliki hingga 50 core. Ini memiliki area basal di mana nuklei dan organel bertemu, perbatasan sikat yang bersentuhan dengan tulang yang terkalsifikasi, area bening di tepi perbatasan sikat dan area vesikular.
Fungsi utama sel-sel ini adalah resorpsi tulang. Begitu mereka menjalankan fungsinya, mereka menjalani apoptosis (kematian sel terprogram) dan mati. Untuk memulai proses resorpsi tulang, osteoklas menempelkan dirinya ke tulang melalui protein yang disebut integrin.
Selanjutnya, pompa proton yang merupakan ATPase yang bergantung pada H + bergerak dari endosom ke dalam membran brush border dan mengasamkan media sampai pH turun menjadi sekitar 4.
Hidroksiapatit larut pada pH tersebut dan serat kolagen didegradasi oleh protease asam yang juga disekresikan oleh sel-sel ini. Produk akhir pencernaan hidroksiapatit dan kolagen diendosit ke dalam osteoklas dan kemudian dilepaskan ke dalam cairan interstisial untuk selanjutnya dieliminasi dalam urin.
Jenis jaringan tulang (jenis tulang)
Seperti yang mungkin telah dicatat dalam teks, ada dua jenis jaringan tulang, yaitu: tulang kompak atau kortikal dan tulang trabekular atau kanselus.
Yang pertama merupakan 80% dari total massa tulang dan ditemukan di diafisis tulang panjang, yang merupakan bagian tubular yang diatur di antara kedua ujung (epifisis) tulang ini.
Jenis tulang kedua adalah tipikal tulang kerangka aksial, seperti tulang belakang, tulang tengkorak dan panggul, dan tulang rusuk. Itu juga ditemukan di tengah tulang panjang. Itu membuat 20% dari total massa tulang dan sangat penting untuk pengaturan metabolisme kalsium.
Referensi
- Berne, R., & Levy, M. (1990). Fisiologi . Mosby; Edisi Internasional Ed.
- Di Fiore, M. (1976). Atlas Histologi Normal (edisi ke-2). Buenos Aires, Argentina: Editorial El Ateneo.
- Dudek, RW (1950). Histologi Hasil Tinggi (Edisi ke-2). Philadelphia, Pennsylvania: Lippincott Williams & Wilkins.
- Fox, SI (2006). Fisiologi Manusia (edisi ke-9). New York, AS: McGraw-Hill Press.
- Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Atlas Teks Histologi (edisi ke-2). Meksiko DF: Editor McGraw-Hill Interamericana.
- Guyton, A., & Hall, J. (2006). Buku Ajar Fisiologi Medis (Edisi ke-11). Elsevier Inc.
- Johnson, K. (1991). Histologi dan Biologi Sel (edisi ke-2). Baltimore, Maryland: Seri medis nasional untuk studi independen.
- Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histologi. Teks dan Atlas dengan sel yang berkorelasi dan biologi molekuler (edisi ke-5). Lippincott Williams & Wilkins.
