Fungsi Osteoblas dalam pembentukan tulang

Fungsi Osteoblas dalam pembentukan tulang

Osteoblas adalah salah satu dari tiga jenis sel yang ditemukan dalam jaringan ikat khusus dalam dukungan struktural tubuh: tulang. Sel-sel ini berasal dari sel-sel lain yang disebut sel-sel osteoprogenitor dan fungsi utamanya adalah untuk 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 cahaya dari tulang dekalsifikasi “tulang spons” yang menyajikan osteoblas aktif yang secara aktif mensintesis osteoid.

Osteoblas dikenal sebagai sel pembentuk tulang, sedangkan osteoklas dan osteosit masing-masing adalah sel reabsorpsi dan “celah”. Dari jumlah tersebut, kelas yang paling banyak berhubungan dengan osteosit (lebih dari 90%), diikuti oleh osteoblas (5%) dan pada tingkat lebih rendah, osteoklas (1%).

Secara tradisional sel-sel ini 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 lainnya.

Pembentukan Osteoblas

Osteoblas berasal dari sel prekursor mesenchymal, yang juga menimbulkan kondrosit (sel tulang rawan), myoblas (sel otot), adiposit (sel lemak), dan sel tendon, tergantung pada faktor transkripsi yang mengatur diferensiasi mereka.

Karena mereka milik sistem sel stroma atau mesenchymal, osteoblas dikaitkan dengan sumsum tulang, dan milik 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 skeletonisgenesis, osteoblas berpartisipasi dalam dua bentuk perkembangan tulang: intramembran, yang memunculkan tengkorak, dan endokhondral, yang dibentuk dari “cetakan” tulang rawan.

Namun, kelas khusus sel-sel tulang ini tidak sepenuhnya terdiferensiasi, karena mereka dapat “menenggelamkan” dalam matriks ekstraseluler untuk membentuk osteosit, yang sistem sekresinya berkurang; atau, sebaliknya, mereka dapat menjalani proses apoptosis (kematian sel terprogram).

Nasib seluler osteoblas, serta sebagian besar sel dalam suatu organisme, ditentukan secara genetik, dan kejadian proliferasi dan diferensiasi sangat tergantung pada hormon dan faktor transkripsi.

Ciri-ciri Osteoblas

Osteoblas adalah sel sekretor inti berinti berdiferensiasi sebagian (multicore), di mana organelnya diatur secara spasial sehingga nukleus tetap menjauh dari daerah sekretori yang menonjol.

Menurut mikrograf elektron, osteoblas memiliki retikulum endoplasma kasar dan kompleks Golgi yang sangat berkembang, dengan banyak vesikel sekretori, yang berperan dalam fungsi sekretori aktif sel-sel ini.

Mereka dikenal sebagai sel “berbentuk kubus” berkat karakteristik morfologisnya dan mereka ditemukan membentuk lapisan sel tunggal yang melekat pada permukaan tulang.

Tidak seperti sel terkait lainnya seperti osteosit (di mana mereka dapat berdiferensiasi), osteoblas menghubungi sel tetangga mereka melalui ekstensi pendek dan menggunakan yang lebih lama untuk berkomunikasi dengan osteosit di dekatnya.

Baik osteoblas dan sebagian besar osteosit dipisahkan dari matriks tulang yang termineralisasi berkat zat organik dalam matriks tulang yang dikenal sebagai osteoid, disintesis oleh osteoblas.

Dalam membran sel mereka, osteoblas memiliki faktor penting seperti integrin dan reseptor hormonal, di antaranya adalah reseptor untuk hormon paratiroid. Ini merangsang sekresi ligan osteoprotegerin, yang diperlukan untuk diferensiasi osteoklas.

Mereka mampu merespon estrogen, hormon pertumbuhan, vitamin D3, dan tiroksin, serta faktor-faktor lain seperti sitokin dan faktor transkripsi spesifik yang menjadi dasar perbedaan mereka.

Fungsi

Fungsi osteoblas dapat diringkas dalam pemeliharaan arsitektur kerangka, karena mereka bertanggung jawab atas sintesis unsur organik dari matriks tulang. Ini termasuk serat kolagen, glikoprotein, dan beberapa proteoglikan.

Fungsi utama dari osteoblas adalah pembentukan tulang. Pembentukan tulang dimulai di dalam tulang rawan dan jaringan ikat membran selama bulan ketiga kehamilan, berakhir kira-kira antara remaja akhir dan awal dewasa. Tulang rawan berkembang, menjadi tulang panjang tubuh, seperti tulang paha dan humerus. Pipih, tulang tengkorak berkembang keluar dari membran jaringan ikat.

Mineralisasi tulang adalah fungsi lain dari osteoblas, yang ditemukan pada permukaan tulang. Fungsi lain dari osteoblas yang membedakan menjadi osteosit, yaitu sel-sel tulang dewasa yang tidak lagi mampu melakukan pembelahan sel. Osteosit menjadi menempel dalam lakuna tulang, memainkan peran utama dalam remodeling tulang.

Remodeling tulang, yang terjadi di seluruh rentang kehidupan, adalah proses yang bertanggung jawab untuk menjaga keseimbangan pembentukan tulang dan penyerapan. Osteosit dengan mechanosensors (sensor mekanik), mampu mendeteksi stres mekanik, sehingga memulai resorpsi tulang. Bagaimana osteosit mencapai hal ini tidak sepenuhnya dipahami sampai tahun 2011.

Osteoklas bertanggung jawab untuk memecah osteoid, matriks tulang. Saat osteosit mati, osteoklas menggerogoti sel-sel tulang yang mati. Mineral seperti kalsium bergerak ke dalam aliran darah untuk digunakan oleh tubuh. Saat resorpsi terjadi, sel-sel tulang baru terbentuk, yang merupakan fungsi osteoblas.

Remodeling membuat dan membentuk mungkin memperbaiki kerangka. Hal ini juga merupakan respon terhadap tuntutan mekanik. Berlari, melompat, berjalan dan berdiri adalah contoh dari tuntutan mekanik umumnya ditempatkan pada tubuh.

Seiring bertambahnya usia, remodeling menjadi tidak seimbang. Penyerapan tulang terjadi lebih sering daripada pembentukan, menyebabkan osteoporosis, kondisi tulang rapuh, keropos. Ini adalah alasan orang tua berada pada peningkatan risiko untuk jatuh dan patah tulang.

Sel-sel tulang kadang membelah tak terkendali, menjadi tumorous. Sel-sel ini tidak berfungsi secara normal dan bersaing untuk ruang dengan sel-sel tulang yang sehat. Tumor tulang mungkin jinak, namun yang lainnya ganas dan bersifat kanker.

Kanker yang berasal dalam tulang disebut kanker tulang primer. Pertumbuhan tumor yang disebabkan oleh metastasis dari daerah lain dari tubuh, seperti pay udara atau paru-paru, disebut kanker tulang sekunder. Orang yang telah lanjut kanker biasanya mengembangkan kanker tulang sekunder karena vaskularisasi dari matriks tulang.

Fungsi mereka terutama terkait dengan pematangan mereka, karena dari asal yang sama mereka dapat dibedakan menjadi osteoblas synthesizer matriks tulang, sel-sel lapisan tulang dan osteosit.

Ia juga bertanggung jawab untuk sintesis enzim tertentu dan faktor spesifik yang fungsinya melibatkan pengangkatan osteoid, berkontribusi pada akses osteoklas ke permukaan tulang yang terkalsifikasi, sehingga mengontrol fungsinya.

Seiring dengan osteoklas, osteoblas berpartisipasi dalam proses remodeling tulang dengan mengganti daerah yang diserap 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 berpartisipasi secara tidak langsung dalam homeostasis kalsium tubuh.

Mereka berpartisipasi tidak hanya dalam sekresi komponen organik dari matriks tulang, tetapi juga dalam kalsifikasi melalui sekresi enzim seperti alkaline phosphatase, yang mampu mengatur fosforilasi fosfoprotein lain.

Lebih lanjut, beberapa glikoprotein yang diproduksi oleh sel-sel ini, seperti osteonektin / SPARC, tenascin C, fibronektin, dan anggota keluarga protein trombospondin, terlibat dalam regulasi adhesi, migrasi, proliferasi, dan diferensiasi dari yang lain. sel-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 yang paling umum yang terkait dengan osteoblas adalah osteoporosis, penyakit Paget (yang berkaitan dengan deformasi dan kerapuhan tulang) dan osteoartritis (keausan jaringan pelindung yang menutupi ujung tulang).

Osteoporosis, misalnya, muncul dari keseimbangan negatif antara aktivitas pembentukan tulang osteoblas dan aktivitas resorpsi tulang di mana osteoklas berspesialisasi.

Keseimbangan negatif ini tampaknya terkait dengan defisiensi proliferasi atau diferensiasi sel osteoprogenitor atau kejadian apoptosis yang berlebihan.

Comments

No comments yet. Why don’t you start the discussion?

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *