Osifikasi endokondral: histologi dan proses

Osifikasi endokondral: histologi dan proses

Apa itu osifikasi endokondral?

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

Osifikasi endokondral membutuhkan gips tulang rawan dan merupakan mekanisme osifikasi untuk sebagian besar tulang panjang dan pendek dalam tubuh. Proses pembentukan tulang ini terjadi dalam dua tahap: 1) caral miniatur tulang rawan hialin terbentuk; 2) tulang rawan terus tumbuh 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 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)] melalui Wikimedia Commons)

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

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

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

Histologi

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

Pembentukan tulang rawan

Di daerah di mana tulang rawan akan dibentuk, sel-sel mesenkim dikelompokkan dan dimodifikasi, kehilangan ekstensinya dan menjadi bulat. Ini adalah bagaimana pusat kondrifikasi terbentuk. Sel-sel ini berubah menjadi kondroblas, mengeluarkan matriks dan menjadi 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 akibatnya, menghasilkan pertumbuhan tulang rawan.

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

Pembentukan tulang

Awalnya, tulang rawan tumbuh, tetapi kemudian kondrosit di pusat hipertrofi, mengumpulkan 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 sekuensial menggantikan tulang rawan yang diserap kembali dan tulang terbentuk.

Pusat osifikasi sekunder terbentuk di ujung epifisis tulang dengan mekanisme yang mirip dengan osifikasi diafisis, tetapi tidak membentuk kerah tulang.

Dalam hal ini, sel-sel osteoprogenitor yang menginvasi kartilago epifisis berubah menjadi osteoblas dan mulai mensekresi matriks, yang pada akhirnya menggantikan kartilago epifisis dengan tulang.

Proses osifikasi endokrin

Proses utama

Osifikasi endokondral dicapai melalui tujuh proses yang dijelaskan di bawah ini.

• Pembentukan tulang rawan hialin

Sebuah caral tulang rawan hialin yang ditutupi dengan perikondrium terbentuk. Ini terjadi pada embrio, di daerah di mana tulang nantinya akan berkembang. Beberapa kondrosit mengalami hipertrofi dan kemudian mati, dan matriks tulang rawan mengalami kalsifikasi.

• Pusat utama osifikasi terbentuk

Membran tengah diafisis divaskularisasi di perikondrium. Dalam proses ini, perikondrium menjadi periosteum dan sel kondrogenik 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 dalam pusat diafisis yang telah mengalami hipertrofi, tidak menerima nutrisi, mati dan merosot. Ini meninggalkan vakuola kosong konfluen di tengah diafisis yang kemudian membentuk rongga meduler tulang.

• Tunas osteogenik dan permulaan kalsifikasi

Osteoklas mulai membentuk “lubang” di kerah tulang subperiosteal yang melaluinya apa yang disebut tunas osteogenik masuk. Yang terakhir ini terdiri dari sel osteoprogenitor, sel hematopoietik, dan pembuluh darah. Ini memulai kalsifikasi dan produksi tulang.

• Pembentukan kompleks yang terdiri dari tulang rawan dan tulang yang terkalsifikasi

Secara histologis, tulang rawan yang terkalsifikasi berwarna biru (basofilik) dan tulang yang terkalsifikasi berwarna merah (asidofilus). Sel osteoprogenitor menghasilkan osteoblas.

Proses pertumbuhan tulang (Sumber: karya turunan: Chaldor (bicara) Illu_bone_growth.jpg: Fuelbottle [Domain publik] melalui Wikimedia Commons)

Osteoblas ini membuat matriks tulang yang diendapkan di dalam kartilago yang terkalsifikasi, kemudian matriks yang baru terbentuk ini terkalsifikasi dan pada saat itulah kompleks kartilago dan tulang yang terkalsifikasi diproduksi.

• Proses resorpsi

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

Penebalan tulang leher subperiosteal tumbuh ke arah epifisis dan, sedikit demi sedikit, tulang rawan diafisis sepenuhnya digantikan oleh tulang, meninggalkan tulang rawan hanya di epifisis.

Pusat osifikasi sekunder

  1. Di sini pengerasan epifisis dimulai. Ini terjadi dengan cara yang sama seperti yang terjadi di pusat utama osifikasi, tetapi tanpa membentuk cincin tulang subperiosteal. Osteoblas menyimpan matriks pada tulang rawan yang terkalsifikasi.
  2. Tulang tumbuh di lempeng epifisis. Permukaan artikular tulang tetap kartilaginosa. Tulang tumbuh di ujung epifisis lempeng dan tulang ditambahkan di ujung diafisis lempeng. Lempeng epifisis tulang rawan tetap ada.
  3. Ketika pertumbuhan tulang selesai, tulang rawan dari lempeng epifisis tidak lagi berproliferasi. Pertumbuhan berlanjut sampai epifisis dan batang bertemu dengan tulang yang terkonsolidasi, menggantikan tulang rawan epifisis dengan tulang.

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

Referensi

  1. Eroschenko, Wakil Presiden, & 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. Nathalie Ortega, Danielle J. Behonick, dan Zena Werb. (2004) recaraling matriks selama osifikasi endokondral. Tren Sel Biol.; 14 (2): 86–93.