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, setelah mereka memenuhi fungsi resorpsinya, menjalani proses kematian sel terprogram yang kompleks (apoptosis).
Mikroskop osteoklas aktif (Sumber: Robert M. Hunt di Wikipedia bahasa Inggris [Domain publik] melalui 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, khususnya.
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 proses tersebut.
Mereka adalah sel dasar dalam fisiologi kerangka dan cacat dalam fungsinya atau kelainan dalam proses yang bertanggung jawab menyiratkan perkembangan patologi parah pada manusia.
Indeks artikel
Pelatihan
Osteoblas berasal dari sel mononuklear 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, sel-sel tersebut menetap di berbagai area jaringan tulang (periosteum, endosteum, dan perikondrium).
Fagosit mononuklear sangat mirip dengan sel pra-osteoklastik, tetapi lingkungan mikro tulanglah yang menentukan diferensiasinya melalui rangsangan yang berbeda.
Diferensiasi sel induk
Sel-sel hematopoietik pluripoten dari sumsum tulang menerima sinyal yang mengarahkan perkembangannya menuju garis keturunan myeloid, yang membutuhkan ekspresi molekul-molekul tertentu yang memungkinkan sel-sel ini merespons faktor-faktor osteoklastogenik.
Ketika “koloni” sel myeloid berdiferensiasi, banyak penanda untuk garis keturunan makrofag dapat diidentifikasi, yang dicirikan terutama oleh adanya faktor yang dikenal sebagai ” faktor perangsang koloni makrofag “.
Pentingnya faktor ini dalam diferensiasi sel osteoklas-progenitor telah ditunjukkan melalui berbagai pengamatan eksperimental pada hewan dengan mutasi pada gen terkait, yang menunjukkan kelainan parah dalam perkembangan tulang.
Kemajuan “makrofag” menuju osteoklas
Makrofag yang ditakdirkan untuk berdiferensiasi dalam garis keturunan osteoklas maju ke arah pengembangan karakteristik fenotipik yang melekat pada sel-sel tulang ini, seperti ekspresi reseptor untuk kalsitonin dan kemampuan untuk menyerap 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 of N F k B L igand “), sebuah protein membran yang diekspresikan setelah stimulasi hormon atau sitokin absorpsi 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 peleburan beberapa sel yang terikat pada garis keturunan osteoklas untuk membentuk ” polikaryon ” atau sel progenitor berinti banyak.
Karakteristik
Osteoklas adalah sel “raksasa” berinti banyak (dengan banyak inti) dengan diameter antara 10 dan 100 m, dengan sitoplasma asidofilik dan yang memiliki sistem membran internal yang kompleks dan khusus yang berfungsi dalam proses resorpsi.
Mereka adalah sel-sel bergerak yang bergerak melintasi permukaan tulang di antara tempat-tempat resorpsi. Jika dilihat dalam keadaan aktif, mereka memiliki banyak vakuola dan mitokondria di dalamnya, yang menyebabkan fluks metabolisme yang tinggi.
Sel-sel ini menempati lokasi spesifik yang dikenal sebagai “Howship Gaps”, yang merupakan karakteristik cekungan dari daerah di mana resorpsi tulang terjadi.
Penampang melintang dari osteoklas aktif (Sumber: Cellpath [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)] melalui Wikimedia Commons)
Mereka adalah sel terpolarisasi, sehingga organel di dalamnya ditemukan di area tertentu: area basal, area “tepi keriting” atau “sisi sikat”, area terang dan area vesikular.
Area bening dan tepi sikat memiliki struktur resorpsi khusus yang mencirikannya, yang diamati sebagai jaringan lipatan membran di mana proses resorpsi terjadi, karena mereka bersentuhan langsung dengan tulang.
Zona basal (terjauh dari laguna) adalah zona yang paling banyak mengandung organel: inti dan semua sistem terkait, sedangkan zona vesikular terdiri dari banyak vesikel pengangkut yang bekerja sama dengan resorpsi dan ditemukan di antara zona basal. sikat tepi satu.
Fitur
Dalam hubungannya dengan sel-sel lain dari jaringan tulang, serta bersama dengan beberapa faktor pengatur lokal dan hormon tertentu, osteoklas memainkan peran penting dalam pemeliharaan struktural dan recaraling 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 diperantarai oleh osteoklas melibatkan sekresi hidrolase dari lisosomnya dan ion-ion yang menghancurkan tulang.
Seperti sel jaringan ikat lainnya, osteoklas berpartisipasi dalam pemeliharaan homeostasis kalsium serum.
penyakit
Berbagai penyakit terkait dengan fungsi osteoklas, di antaranya adalah:
– Osteoporosis : suatu kondisi yang ditandai dengan ketidakseimbangan antara resorpsi dan pembentukan tulang, dimana terjadi eksaserbasi resorpsi, yang menghasilkan kerapuhan dan fraktur tulang yang terus menerus. Biasanya terjadi pada orang tua dan lanjut usia.
– Osteopetrosis : suatu kondisi genetik yang ditandai dengan peningkatan massa tulang akibat cacat perkembangan tepi keriting osteoklas yang disebabkan oleh mutasi spesifik, yang mengakibatkan penurunan kapasitas resorpsinya.
– Penyakit Paget: terdeteksi pada pasien usia lanjut sebagai resorpsi dan pembentukan tulang yang tidak terkontrol yang tampaknya berasal dari virus.
Referensi
- Bronner, F., Farach-Carson, M., Rubin, J., & Greenfield, EM (2005). Osteoklas: Asal dan Diferensiasi. Dalam Resorpsi Tulang (hal. 23). London: Springer.
- Chen, X., Wang, Z., Duan, N., Zhu, G., Schwarz, EM, & Xie, C. (2018). Osteoblas – interaksi osteoklas. Penelitian Jaringan Ikat , 59 (2), 99-107.
- Bingkai, B., & Marel, M. (1981). Penyakit Paget: Sebuah Tinjauan Pengetahuan Saat Ini. Radiologi Diagnostik , 141 , 21-24.
- Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Atlas Teks Histologi (edisi ke-2). Meksiko DF: Editor McGraw-Hill Interamericana.
- Johnson, K. (1991). Histologi dan Biologi Sel (edisi ke-2). Baltimore, Maryland: Seri medis nasional untuk studi independen.
- Kuehnel, W. (2003). Atlas Warna Sitologi, Histologi, dan Anatomi Mikroskopik (Edisi ke-4). New York: Tema.
- Pierce, A., Lindskog, S., & Hammarstrom, L. (1991). Osteoklas: Struktur dan Fungsi. Mikro elektron. Wahyu , 4 , 1–45.
- 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.
- Vaes, G. (1987). Biologi Seluler dan Mekanisme Biokimia Resorpsi Tulang. Ortopedi Klinis dan Penelitian Terkait , 231 , 239-271.
