Osteoklas adalah — pengertian, pembentukan, fungsi, ciri, gangguan

Osteoklas adalah sel multinukleasi khusus yang memainkan peran vital dalam perkembangan dan regenerasi tulang.

Kerangka adalah bagian penting dari tubuh vertebrata. Ini memberikan dukungan untuk organ dan integritas keseluruhan dari seluruh sistem organik, memungkinkan untuk pergerakan dan fungsi lain dari organisme yang sehat.

Tulang terus-menerus direnovasi selama masa hidup suatu organisme, karena faktor-faktor seperti respons terhadap stres, kerusakan, dan kebutuhan untuk pengaturan konten kalsium yang konstan. Ada beberapa mekanisme khusus untuk menjalankan fungsi ini. Dua jenis sel khusus bertanggung jawab untuk proses sinkronisasi remodeling tulang: Osteoblas (sel pembentuk tulang) dan osteoklas.

Apa itu osteoklas?

Osteoklas adalah sel multinukleasi besar dengan garis keturunan myeloid, yang memiliki fungsi membersihkan konstituen mineralisasi dan kalsifikasi dari matriks tulang yang sudah tua atau rusak. Mereka memiliki 2-12 nuklei (biasanya 5) dan berdiameter 150-200μm. Mereka sangat asam-fosfatase-positif.

Ada dua ciri yang berbeda dari osteoklas: batas berkerut (ruffled border) dan zona penyumpal (sealing zone). Batas berkerut terdiri dari membran berbelit-belit yang berkembang dengan menggabungkan lisosom sekretori dengan membran plasma. Zona penyumpal berisi cincin filamen aktin yang mengelilingi perbatasan yang acak-acakan, mengisolasi lingkungan mikro yang diasamkan di dalam sel dari ruang ekstraseluler umum.

Osteoklas memiliki beberapa fungsi. Mereka secara tidak langsung merespons hormon pengatur kalsium seperti hormon paratiroid dan memasukkan faktor pertumbuhan seperti IGF-1 (insulin-like growth factor-1) ke dalam matriks tulang, yang mempengaruhi penggandengan penyerapan tulang ke pembentukan tulang (ini juga berpotensi menargetkan sel-sel lain seperti tumor metastasis.)

Akhirnya, osteoklas mempertahankan ciri-ciri sel myeloid lainnya, termasuk produksi sitokin dan regulasi antigen. Kemampuan ini memberi osteoklas potensi untuk mempengaruhi respons kekebalan terhadap beberapa kondisi.

Pembentukan dan diferensiasi osteoklas

Osteoklas berasal dari sel induk hematopoietik (HSC), yang terkandung dalam sumsum tulang. Ini adalah sel-sel induk yang sama yang menghasilkan semua jenis sel darah lainnya, termasuk sel darah merah dan sistem fagosit mononuklear dari mana osteoklas muncul. Mereka terbentuk di bawah kehadiran faktor perangsang koloni makrofag dan aktivator reseptor dari ligan NF-KB.

Sel progenitor myeloid yang umum dihasilkan dari HSC, yang berdiferensiasi menjadi progenitor granulosit / makrofag di bawah pengaruh faktor stimulasi koloni granulosit / makrofag.

Sementara penelitian telah memperjelas bahwa HSC adalah prekursor osteoklas, langkah-langkah awal dalam pengembangan garis keturunan tidak sepenuhnya dipahami. Prekursor paling awal yang dapat diisolasi dan dimanipulasi secara in vitro adalah makrofag sumsum tulang atau bagian liennya. Jalur pensinyalan yang dipahami sepenuhnya terlibat dalam pembentukan osteoklas dan diferensiasi dari jenis makrofag lainnya.

Fungsi Osteoklas dalam resorpsi tulang

Ada beberapa faktor yang memulai proses resorpsi tulang. Faktor penentu utama adalah tingkat kalsium tubuh. Ketika kadar kalsium darah menurun, kelenjar paratiroid (yang terletak di leher) memulai sekresi hormon paratiroid (PTH.) PTH mempercepat proses resorpsi untuk mengisi kembali kadar kalsium darah. Faktor pemicu lainnya termasuk kondisi seperti psoriatic arthritis, disuse, kurangnya stimuli, dan usia tua.

Proses resorpsi tulang dimulai dengan polarisasi osteoklas, yang mengarah pada pembentukan membranberkerut. Osteoklas kemudian menempel pada permukaan tulang, dengan zona penyegelan membentuk lingkungan mikro yang terisolasi.

Membran berkerut kemudian mengeluarkan asam klorida untuk melarutkan bahan tulang, dan matriks tulang yang didemineralisasi dipecah oleh enzim cathepsin K dan matriks metalloprotease. Kalsium dan fosfat diproduksi dalam proses ini, dan mereka menemukan jalan mereka ke dalam darah.

Untuk mengatur proses ini, kelenjar paratiroid mengurangi jumlah hormon paratiroid ketika mendeteksi bahwa kadar kalsium dalam darah terlalu tinggi, yang menyebabkan inaktivasi osteoklas.

Kondisi patologis Osteoklas

Renovasi tulang yang sehat melibatkan penyerapan resorpsi yang kuat ke pembentukan untuk memastikan pemeliharaan massa dan kualitas tulang yang benar. Ketika proses penggabungan ini terganggu, atau fungsi osteoklas disregulasi, beberapa kondisi tulang degeneratif dapat terjadi.

Ini termasuk:

Osteoporosis – Ini adalah kondisi patologis yang paling umum yang mempengaruhi pengaturan bahan tulang yang sehat. Hal ini ditandai dengan peningkatan aktivitas osteoklas yang abnormal. Ini menyebabkan penurunan integritas bahan tulang, yang mengarah ke fraktur yang lebih umum. Ini paling sering disebabkan oleh penuaan, tetapi faktor-faktor seperti ketidakseimbangan hormon dan pengurangan estrogen pada wanita pasca-menopause juga dapat meningkatkan aktivitas osteoklas.

Penyakit Paget – Ini adalah kelainan bentuk tulang yang berubah yang ditandai dengan peningkatan jumlah dan ukuran osteoklas. Ini menyebabkan kerusakan tulang lokal dan aktivitas kompensasi oleh osteoblas. Mutasi pada gen yang bertanggung jawab untuk mengatur produksi osteoklas adalah penyebab kondisi ini.
Rheumatoid arthritis – Aktivasi osteoklas patologis pada tahap akhir penyakit menghasilkan lesi yang menyakitkan dan erosif.

Ciri-ciri Osteoklas

Osteoklas adalah sel “raksasa” multinuklear (dengan banyak inti) berdiameter antara 10 dan 100μm, dengan sitoplasma asidofili dan yang memiliki sistem membran internal kompleks dan khusus yang bekerja dalam proses resorpsi.

Osteoklas adalah sel-sel bergerak yang bergerak melintasi permukaan tulang di antara tempat-tempat resorpsi. Ketika diamati dalam keadaan aktif mereka, mereka memiliki banyak vakuola dan mitokondria di dalamnya, yang menyebabkan aliran metabolisme yang tinggi.

Sel-sel ini menempati lokasi tertentu yang dikenal sebagai “Howship Lagoons,” yang merupakan karakteristik cekungan berlubang dari daerah di mana resorpsi tulang terjadi.

Osteoklas adalah sel terpolarisasi, sehingga organel di dalamnya ditemukan di daerah tertentu: daerah basal, daerah “tepi melengkung” atau “tepi sikat”, area bening dan area vesikuler.

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

Daerah basal (terjauh dari lakuna) adalah yang mengandung jumlah terbesar organel: nukleus dan semua sistem terkait, sedangkan daerah vesikel terdiri dari banyak vesikel pengangkut yang berkolaborasi dengan resorpsi dan berada di antara area basal dan ujung kuas.

Ringkasan

Dalam organisme yang sehat, aktivitas osteoklas diatur dengan cara yang efisien setelah diproduksi oleh sel induk hematopoietik, yang terjadi melalui proses yang masih belum sepenuhnya dipahami. Regulasi abnormal karena kondisi seperti penyakit, penuaan, dan ketidakseimbangan hormon dapat menyebabkan berbagai kondisi degeneratif. Memahami proses pembentukan dan pengaturan osteoklas sangat penting untuk perawatan yang efektif dari kondisi ini.



Leave a Reply