OSTEOKLAS: PEMBENTUKAN, CIRI, FUNGSI, PENYAKIT - BIOLOGI - 2026

The osteoclasts adalah salah satu daripada tiga jenis sel dijumpai di dalam tisu tulang dan bertanggungjawab untuk fenomena yang dikenali sebagai penyerapan semula tulang, penting untuk mengekalkan struktur ini.

Tidak seperti osteoblas dan osteosit, dua kumpulan sel lain yang terdapat dalam tisu tulang, osteoklas, setelah mereka memenuhi fungsi resorpsi, menjalani proses kematian sel yang diprogramkan (apoptosis).

Mikroskopi osteoklas aktif (Sumber: Robert M. Hunt di Wikipedia Bahasa Inggeris melalui Wikimedia Commons)

Aktivitinya diatur terutamanya oleh jalur endokrin, yang dikendalikan secara khusus oleh dua hormon: hormon paratiroid dan kalsitonin, yang dihasilkan oleh paratiroid dan kelenjar tiroid, secara khusus.

Nama sel-sel ini diciptakan oleh Kölliker pada tahun 1873, dan peranan penyerapan tulang pada awalnya dikaitkan dengan osteosit dan makrofag, namun, hari ini diketahui bahawa sel-sel ini agak "aksesori" dalam kata proses.

Mereka adalah sel-sel asas dalam fisiologi rangka dan kecacatan dalam fungsi mereka atau kelainan dalam proses yang mereka bertanggung jawab menunjukkan perkembangan patologi yang teruk pada manusia.

Latihan

Osteoblas berasal dari sel mononukleat yang berasal dari saraf tunjang dan organ hematopoietik lain, yang mampu berpindah ke tisu tulang melalui jalur vaskular.

Mereka terbentuk dari sel progenitor yang disebut granulosit-makrofag, yang menimbulkan osteoklas dan monosit, yang percambahan dan pembezaannya bergantung pada molekul peraturan yang berbeza, di antaranya banyak sitokin dapat dinamakan.

Setelah sel-sel progenitor disebarkan melalui sistem vaskular, sel-sel tersebut ditubuhkan di kawasan yang berlainan dari tisu tulang (periosteum, endosteum dan perichondrium).

Fagosit mononuklear sangat mirip dengan sel pra-osteoklastik, tetapi persekitaran mikro tulang yang menentukan pembezaannya melalui rangsangan yang berbeza.

Pembezaan sel progenitor

Sel-sel hematopoietik pluripoten sumsum tulang menerima isyarat yang mengarahkan perkembangannya ke garis keturunan myeloid, yang memerlukan ekspresi molekul tertentu yang membolehkan sel-sel ini bertindak balas terhadap faktor-faktor osteoklastogenik.

Sebagai "koloni" sel myeloid membezakan, banyak penanda untuk keturunan makrofag dapat dikenal pasti, dicirikan terutamanya oleh adanya faktor yang dikenali sebagai "faktor perangsang koloni makrofag".

Kepentingan faktor ini dalam pembezaan sel-sel progenitor osteoklas telah ditunjukkan melalui pelbagai pemerhatian eksperimen pada haiwan dengan mutasi pada gen yang berkaitan, yang menunjukkan kelainan yang teruk dalam perkembangan tulang.

Perkembangan "makrofag" terhadap osteoklas

Makrofag yang ditakdirkan untuk membezakan garis keturunan osteoklas menuju ke arah pengembangan ciri-ciri fenotipik yang terdapat pada sel-sel tulang ini, seperti ekspresi reseptor untuk kalsitonin dan kemampuan untuk menyerap semula tulang.

Pada masa ini, beberapa kumpulan penyelidikan telah menentukan bahawa faktor osteoklastogenik utama adalah yang dikenali sebagai reseptor pengaktifan ligan NFκB (RANKL, dari bahasa Inggeris " R eceptor A ctivator of N F k B L igand"), protein membran yang dinyatakan selepas rangsangan hormon atau sitokin penyerapan tulang.

Faktor ini bertindak oleh banyak jalan hilir tidak langsung yang berbeza, memodulasi ekspresi gen yang diperlukan untuk pembezaan osteoklas dan ekspresinya juga bergantung pada kawalan molekul lain.

Pembezaan kemudian berlaku secara progresif dan satu lagi langkah penting dalam proses ini adalah penyatuan pelbagai sel yang berkomitmen pada garis keturunan osteoklas untuk membentuk "polykaryon" atau sel progenitor multinuklear.

ciri-ciri

Osteoklas adalah sel "raksasa" multinuklear (dengan banyak nukleus) berdiameter antara 10 dan 100 µm, dengan sitoplasma asidofilik dan mempunyai sistem membran dalaman yang kompleks dan khusus yang berfungsi dalam proses penyerapan semula.

Mereka adalah sel bergerak yang bergerak di permukaan tulang di antara tempat penyerapan semula. Jika dilihat dalam keadaan aktif, mereka mempunyai banyak vakuola dan mitokondria di dalamnya, yang menyumbang kepada aliran metabolik yang tinggi.

Sel-sel ini menempati lokasi-lokasi tertentu yang dikenal sebagai "Howship Lagoons", yang merupakan ciri-ciri kemurungan berongga di kawasan-kawasan di mana resorpsi tulang terjadi.

Keratan rentas osteoklas aktif (Sumber: Cellpath via Wikimedia Commons)

Mereka adalah sel terpolarisasi, sehingga organel di dalamnya terdapat di kawasan tertentu: kawasan basal, kawasan "tepi keriting" atau "tepi berus", kawasan cahaya dan kawasan vesikular.

Kawasan yang jelas dan tepi berus mempunyai struktur resorpsi khusus yang mencirikannya, yang diperhatikan sebagai jaringan lipatan membran di mana proses penyerapan berlaku, kerana mereka bersentuhan langsung dengan tulang.

Zon basal (paling jauh dari laguna) adalah zona yang mengandungi jumlah organel yang paling banyak: inti dan semua sistem yang berkaitan, sementara zon vesikular terdiri daripada banyak vesikel transporter yang bekerjasama dengan resorpsi dan terletak di antara zon basal. dan tepi berus.

ciri-ciri

Bersama dengan sel-sel tisu tulang yang lain, serta bersama dengan beberapa faktor peraturan tempatan dan hormon tertentu, osteoklas memainkan peranan penting dalam pemeliharaan struktur dan pembentukan semula tulang, semasa dan selepas osteogenesis.

Dalam pengertian ini, osteoklas mengambil bahagian dalam proses penyerapan dan pembentukan gabungan, yang terdiri daripada resorpsi yang dimediasi oleh osteoklas dan pembentukan yang diarahkan pada osteoblas.

Secara umum, mekanisme resorpsi tulang yang dimediasi oleh osteoklas melibatkan rembesan hidrolase dari lisosomnya dan ion yang menguraikan tulang.

Seperti sel-sel tisu penghubung lain, osteoklas turut serta dalam pemeliharaan homeostasis kalsium dalam serum.

Penyakit

Penyakit yang berbeza berkaitan dengan fungsi osteoklas, antaranya adalah:

- Osteoporosis : ini adalah keadaan yang dicirikan oleh ketidakseimbangan antara penyerapan tulang dan pembentukan, di mana terdapat resorpsi yang diperburuk, yang menghasilkan kerapuhan dan keretakan tulang yang berterusan. Ia biasanya berlaku pada orang tua dan tua.

- Osteopetrosis : ini adalah keadaan genetik yang dicirikan oleh peningkatan jisim tulang disebabkan oleh kecacatan pada pengembangan pinggir keriting osteoklas yang disebabkan oleh mutasi tertentu, yang mengakibatkan penurunan kapasitas resorpsi mereka.

- Penyakit Paget: dikesan pada pesakit tua sebagai penyerapan dan pembentukan tulang yang tidak terkawal yang nampaknya mempunyai asal virus.

Rujukan

1. Bronner, F., Farach-Carson, M., Rubin, J., & Greenfield, EM (2005). Osteoklas: Asal dan Pembezaan. Dalam Penyerapan Tulang (hlm.23). London: Springer.
2. Chen, X., Wang, Z., Duan, N., Zhu, G., Schwarz, EM, & Xie, C. (2018). Interaksi Osteoblast - osteoklas. Penyelidikan Tisu Sambungan, 59 (2), 99-107.
3. Frame, B., & Marel, M. (1981). Penyakit Paget: Tinjauan Pengetahuan Semasa. Radiologi Diagnostik, 141, 21–24.
4. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Teks Atlas Histologi (edisi ke-2). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
5. Johnson, K. (1991). Histologi dan Biologi Sel (edisi ke-2). Baltimore, Maryland: Siri perubatan nasional untuk kajian bebas.
6. Kuehnel, W. (2003). Atlas Warna sitologi, Histologi, dan Anatomi Mikroskopik (edisi ke-4). New York: Thieme.
7. Pierce, A., Lindskog, S., & Hammarstrom, L. (1991). Osteoklas: Struktur dan Fungsi. Mikro Elektron. Rev., 4, 1–45.
8. Sobacchi, C., Schulz, A., Fraser, P., Villa, A., & Helfrich, MH (2013). Osteopetrosis: genetik, rawatan dan pandangan baru mengenai pembentukan osteoklas. Kajian semula jadi Endokrinologi, 1–15.
9. Vaes, G. (1987). Biologi Selular dan Mekanisme Biokimia Penyerapan Tulang. Ortopedik Klinikal dan Penyelidikan Berkaitan, 231, 239-271.