TISU TULANG: CIRI, STRUKTUR, PEMBENTUKAN DAN PERTUMBUHAN - BIOLOGI - 2025

The tisu tulang adalah salah satu yang terdiri tulang. Tulang, bersama dengan enamel dan dentin, adalah bahan yang paling sukar dalam tubuh haiwan. Tulang membentuk struktur yang melindungi organ penting: otak dilindungi oleh tengkorak, saraf tunjang oleh ruang tulang belakang, dan jantung dan paru-paru dilindungi oleh tulang rusuk.

Tulang juga berfungsi sebagai "tuas" untuk otot-otot yang dimasukkan ke dalamnya, mengalikan daya yang dihasilkan oleh otot-otot tersebut semasa pelaksanaan pergerakan. Kekakuan yang disediakan oleh tulang memungkinkan pergerakan dan sokongan beban terhadap graviti.

Sel tisu tulang (Sumber: OpenStax College melalui Wikimedia Commons)

Tulang adalah tisu hidup yang dinamik yang terus berubah dan perubahan ini dirangsang oleh tekanan dan tekanan yang dikenakan oleh tisu ini. Sebagai contoh, tekanan merangsang penyerapan semula (pemusnahan) dan tekanan dapat merangsang pembentukan tulang baru.

Tulang adalah simpanan utama kalsium dan fosforus dalam badan: hampir 99% daripada jumlah kalsium dalam tubuh manusia disimpan dalam tisu tulang. Jumlah jisim tulang berbeza sepanjang hidup haiwan. Semasa fasa pertumbuhan, pembentukan tulang mengatasi penyerapan (kemusnahan) dan kerangka tumbuh dan berkembang.

Pada mulanya ia meningkatkan panjangnya dan kemudian ketebalannya, mencapai maksimum antara 20 dan 30 tahun pada manusia. Pada orang dewasa (sehingga sekitar 50 tahun) terdapat keseimbangan antara pembentukan tulang dan penyerapan semula.

Keseimbangan ini diberikan oleh proses penggantian yang dikenali sebagai "pembentukan semula tulang" dan yang mempengaruhi, setiap tahun, 10% hingga 12% dari jumlah jisim tulang. Selepas itu, proses degeneratif bermula di mana penyerapan melebihi pembentukan dan jisim tulang perlahan menurun.

Ciri dan struktur

Tulang mempunyai rongga pusat yang disebut rongga medullary, yang menempatkan sumsum tulang, tisu hematopoietik, iaitu tisu yang membentuk sel darah. Struktur ini dilindungi oleh periosteum, kecuali kawasan yang sesuai dengan sendi sinovial.

Periosteum mempunyai lapisan luar tisu penghubung berserat padat dan lapisan dalam dengan sel-sel osteogenik, yang merupakan sel pembentuk tulang atau sel osteoprogenitor.

Bahagian tengah tulang dilapisi oleh satu lapisan sel dari tisu penghubung khas yang nipis yang disebut endosteum. Endosteum mempunyai sel osteoprogenitor dan osteoblas. Tulang yang dilapisi sehingga sel-selnya diintegrasikan ke dalam matriks ekstraselular yang terkalsifikasi.

Sel-sel Osteoprogenitor membezakan menjadi osteoblas dan bertanggungjawab terhadap rembesan matriks tulang. Apabila dikelilingi oleh matriks, sel-sel ini tidak aktif dan dipanggil osteosit.

Ruang yang ditempati oleh osteosit dalam matriks disebut jurang.

90% matriks organik terdiri dari serat kolagen jenis I, protein struktural juga terdapat pada tendon dan kulit, dan selebihnya adalah bahan agar-agar yang homogen yang disebut bahan asas.

Tulang padat dan tulang yang boleh dibatalkan

Serat kolagen matriks disusun dalam kumpulan besar dan, dalam tulang padat, serat ini membentuk lapisan sepusat di sekitar saluran yang mengalir saluran darah dan serat saraf (saluran Haversian). Lapisan ini membentuk silinder yang dikenali sebagai "osteon".

Setiap osteon dibatasi oleh garis simenasi yang dibentuk oleh bahan asas terkalsifikasi dengan sedikit serat kolagen dan disuburkan oleh kapal yang berada di terusan Haversian.

Plat luas atau spicula terbentuk dalam tulang dan sel-sel yang dibentuk dan disuburkan oleh penyebaran cecair ekstraselular dari tulang ke trabecula.

Komponen anorganik matriks terdiri daripada sekitar 65% berat kering tulang dan terutama terdiri dari kalsium dan fosforus, selain beberapa unsur seperti natrium, kalium, magnesium, sitrat dan bikarbonat, antara lain.

Kalsium dan fosforus didapati membentuk kristal hidroksiapatit. Kalsium fosfat juga terdapat dalam bentuk amorf.

Kristal hidroksiapatit disusun dengan panjang teratur di sepanjang serat kolagen jenis I, yang bertindih secara sepusat, yang juga membuat kristal bertindih seperti batu bata dari dinding.

Pembentukan dan pertumbuhan tulang

Tulang tengkorak dibentuk oleh proses yang dikenali sebagai "ossifikasi intramembran." Sebaliknya, tulang panjang pertama kali dibentuk menjadi tulang rawan dan kemudian diubah menjadi tulang dengan pengoksidaan, yang dimulai pada batang tulang dan disebut "osifikasi endokondral."

Sebilangan besar tulang rata tumbuh dan tumbuh dengan pembentukan dan ossifikasi tulang intramembran. Proses ini berlaku pada tisu mesenchymal yang sangat vaskular, di mana sel mesenchymal membezakan menjadi osteoblas yang mula menghasilkan matriks tulang.

Ini adalah bagaimana jaringan spicules dan trabeculae terbentuk, yang permukaannya dihuni oleh osteoblas. Kawasan-kawasan osteogenesis awal ini disebut pusat pengoksidaan utama. Ini adalah bagaimana tulang primer terbentuk dengan serat kolagen yang berorientasikan secara rawak.

Kalsifikasi kemudian berlaku dan osteoblas yang terperangkap dalam matriks menjadi osteosit, prosesnya menimbulkan kanaliculi. Oleh kerana rangkaian trabecular terbentuk seperti spons, tisu penghubung vaskular menimbulkan sumsum tulang.

Penambahan trabecula periferal meningkatkan ukuran tulang. Di tulang oksipital (tulang kranial di kawasan posterior) terdapat beberapa pusat osifikasi yang menyatu untuk membentuk satu tulang.

Pada bayi baru lahir, fontanelles antara tulang frontal dan parietal adalah kawasan osifikasi yang belum menyatu.

Pembentukan tulang yang padat

Kawasan tisu mesenchymal yang tetap tidak terkalsifikasi pada bahagian dalaman dan luaran akan membentuk periosteum dan endosteum. Kawasan tulang sel yang berdekatan dengan periosteum dan dura akan menjadi tulang padat dan membentuk bahagian dalam dan luar tulang rata.

Semasa pertumbuhan, pada tulang panjang, kawasan khusus dalam epifisis dipisahkan dari batang oleh plat tulang rawan yang sangat aktif yang disebut plat epifisis.

Panjang tulang bertambah apabila plat ini mendepositkan tulang baru di setiap hujung batang. Ukuran plat epifisis berkadar dengan kadar pertumbuhan dan dipengaruhi oleh pelbagai hormon.

Peraturan

Antara hormon yang memodulasi plak ini adalah hormon pertumbuhan (GH) yang dilepaskan oleh hipofisis anterior dan diatur oleh hormon pelepasan hormon pertumbuhan (GRH), yang dihasilkan oleh hipotalamus, dan oleh somatomedin, yang merupakan faktor pertumbuhan seperti insulin jenis I (IGF-I) yang dihasilkan oleh hati.

Selagi kadar aktiviti mitosis di zon percambahan serupa dengan kadar penyerapan tulang di zon, ukuran plat epifisis tetap berterusan dan tulang terus tumbuh.

Setelah berumur 20 tahun, aktiviti mitosis berkurang dan zon pengoksidaan mencapai zon tulang rawan, bergabung dengan rongga medula diafisis dan epifisis.

Pertumbuhan tulang membujur berakhir apabila penutupan epifisis berlaku, iaitu ketika diafisis bergabung dengan epifisis. Penutupan epifisis mengikuti urutan waktu yang teratur yang berakhir dengan penutupan terakhir selepas akil baligh.

Pertumbuhan lebar tulang panjang dihasilkan oleh pertumbuhan tambahan, yang merupakan produk pembezaan sel-sel osteoprogenitor lapisan dalam periosteum menjadi osteoblas yang mengeluarkan matriks tulang ke kawasan subperiosteal diafisis.

Pembentukan semula tulang

Sepanjang hidup manusia, tulang berubah secara berterusan melalui proses pembentukan dan penyerapan semula, iaitu pemusnahan tulang lama dan pembentukan tulang baru.

Pada bayi, kalsium mengalami perolehan tahunan 100%, sementara pada orang dewasa hanya 18% setiap tahun. Proses penyerapan dan pembentukan atau penggantian ini disebut pembentukan semula tulang.

Pembentukan semula dimulakan dengan tindakan osteoklas yang menghancurkan tulang dan meninggalkan celah yang kemudian diserang oleh osteoblas. Osteoblas ini merembeskan matriks yang kemudiannya akan beroksidasi dan menimbulkan tulang baru. Kitaran ini memerlukan, secara purata, lebih dari 100 hari.

Pada masa tertentu, kira-kira 5% daripada semua jisim tulang rangka sedang dalam proses pembentukan semula. Ini menunjukkan penyertaan kira-kira dua juta unit pengubahsuaian.

Perbezaan dalam pembentukan semula tulang yang padat dan membatalkan

Tahap pembentukan semula tulang padat tahunan adalah 4% dan tulang pembatalan adalah 20%.

Perbezaan antara kadar pembentukan semula kedua-dua jenis tulang kemungkinan besar disebabkan oleh fakta bahawa tulang yang dibatalkan bersentuhan dengan sumsum tulang dan secara langsung dipengaruhi oleh sel-sel dengan aktiviti paracrine di sumsum tulang.

Sel-sel osteoprogenitor tulang padat, sebaliknya, terdapat di kanal haversian dan di lapisan dalam periosteum, jauh dari sel sumsum tulang dan bergantung, untuk permulaan pembentukan semula, pada hormon yang tiba oleh darah.

Banyak faktor hormon dan protein yang terlibat dalam aktiviti osteoblas dan osteoklas dalam pembentukan semula tulang, namun fungsi masing-masing belum dapat dijelaskan dengan jelas.

Sel tulang

-Jenis sel tulang dan ciri-cirinya

Sel tulang adalah sel osteoprogenitor, osteoblas, osteosit, dan osteoklas. Setiap sel ini mempunyai fungsi tertentu dalam fisiologi tulang dan mempunyai ciri histologi yang berbeza.

Osteoblas, osteosit, dan osteoklas, bersama-sama, membentuk unit pembentukan tulang.

Sel osteoprogenitor atau osteogenik

Sel-sel ini terdapat di lapisan dalaman periosteum dan di endosteum. Mereka berasal dari mesenkim embrio dan dapat menimbulkan, dengan pembezaan, kepada osteoblas. Dalam keadaan tekanan tertentu mereka juga dapat membezakan menjadi sel chondrogenic.

Mereka adalah sel berbentuk gelendong dengan inti oval, sitoplasma sedikit, retikulum endoplasma kasar sedikit (RER) dan radas Golgi yang kurang berkembang. Mereka mempunyai ribosom yang banyak dan sangat aktif dalam tempoh pertumbuhan tulang.

Osteoblas

Osteoklas adalah sel yang berasal dari sel-sel osteogenik. Mereka bertanggungjawab untuk mensintesis matriks organik tulang, iaitu kolagen, proteoglikan dan glikoprotein. Mereka disusun dalam lapisan bertindih di permukaan tulang.

Inti-intinya terletak di seberang dengan bahagian rembesan yang kaya dengan vesikel. Mereka mempunyai banyak RER dan alat Golgi yang dikembangkan dengan baik. Mereka mempunyai unjuran atau peluasan pendek yang bersentuhan dengan osteoblas tetangga yang lain. Proses panjang yang lain menghubungkannya dengan osteosit.

Oleh kerana osteoblas mengeluarkan matriks, ia mengelilingi mereka, dan apabila osteoblas benar-benar dimasukkan ke dalam matriks, iaitu, dikelilingi olehnya, mereka menjadi tidak aktif dan menjadi osteosit.

Walaupun sebahagian besar matriks tulang dikalsifikasi, di sekitar setiap osteoblas dan bahkan setiap osteosit, lapisan nipis matriks tulang yang tidak dikalsifikasi tetap ada, yang disebut osteoid, yang memisahkan sel-sel ini dari matriks terkalsifikasi.

Terdapat pelbagai jenis reseptor dalam membran sel osteoblas. Daripada reseptor ini, yang paling penting adalah reseptor untuk hormon paratiroid (PTH), yang merangsang rembesan faktor perangsang osteoklas yang mendorong penyerapan semula tulang.

Osteoblast juga dapat mengeluarkan enzim yang mampu menghilangkan osteoid dan dengan itu membuat osteoklas bersentuhan dengan permukaan tulang yang terkalsifikasi untuk memulakan penyerapan semula.

Osteosit

Ini adalah sel yang berasal dari osteoblas yang tidak aktif dan disebut sel tulang matang. Mereka ditempatkan di laguna matriks tulang yang terkalsifikasi tersebut. Terdapat antara 20,000 hingga 30,000 osteosit untuk setiap milimeter padu tulang.

Dari laguna, osteosit memancarkan proses sitoplasma yang menyatukannya, membentuk persimpangan interstisial di mana ion dan molekul kecil dapat ditukar antara sel.

Osteosit adalah sel yang rata, dengan inti rata dan sedikit organel sitoplasma. Mereka mampu mengeluarkan bahan di bawah rangsangan mekanikal yang menyebabkan ketegangan pada tulang (transduksi mechano).

Ruang yang mengelilingi osteosit di lacunae disebut ruang periosteocitic dan dipenuhi dengan cecair ekstraselular dalam matriks tidak terkalsifikasi. Luas permukaan dinding periosteal diperkirakan kira-kira 5000m2 dan ia menempatkan isipadu kira-kira 1.3 liter cecair ekstraselular.

Cecair ini terkena sekitar 20 g kalsium yang dapat ditukar yang dapat diserap kembali ke aliran darah dari dinding ruang-ruang ini, yang menyumbang kepada pemeliharaan tahap kalsium darah.

Osteoklas

Sel-sel ini berasal dari sel progenitor yang sama dengan makrofag tisu dan monosit yang beredar; Ini dijumpai di sumsum tulang dan merupakan sel progenitor granulosit dan makrofag (GM-CFU).

Mitosis sel-sel progenitor ini dirangsang oleh faktor-faktor perangsang koloni makrofag dan dengan adanya tulang, progenitor ini menyatu untuk membentuk sel-sel multinuklear.

Osteoklas adalah sel mudah alih yang besar, multinuklear. Ia berukuran kira-kira 150μm diameter dan boleh mempunyai hingga 50 teras. Ia mempunyai kawasan basal di mana inti dan organel dijumpai, sempadan berus yang bersentuhan dengan tulang yang dikalsifikasi, kawasan yang jelas berada di pinggir sikat dan kawasan vesikular.

Fungsi utama sel-sel ini adalah penyerapan tulang. Setelah bekerja, mereka mengalami apoptosis (kematian sel yang diprogramkan) dan mati. Untuk memulakan proses penyerapan tulang, osteoklas menempel pada tulang melalui protein yang disebut integrin.

Seterusnya, pam proton yang ATPases bergantung H + bergerak dari endosom ke membran sempadan berus dan mengasidkan medium sehingga pH turun menjadi kira-kira 4.

Hydroxyapatite larut pada pH seperti itu dan serat kolagen terdegradasi oleh protease asid yang juga dirembeskan oleh sel-sel ini. Produk akhir pencernaan hidroksiapatit dan kolagen di endoksi di dalam osteoklas dan kemudian dilepaskan ke dalam cairan interstitial untuk kemudian dihilangkan dalam air kencing.

Jenis tisu tulang (jenis tulang)

Seperti yang telah diperhatikan dalam teks, ada dua jenis tisu tulang, yaitu: tulang padat atau kortikal dan tulang trabekular atau pembatalan.

Yang pertama merupakan 80% dari jumlah jisim tulang dan terdapat pada diafisis tulang panjang, yang merupakan bahagian tiub yang disusun di antara dua hujung (epifisis) tulang ini.

Jenis tulang yang kedua adalah khas dari tulang rangka aksial, seperti tulang belakang, tulang tengkorak dan pelvis, dan tulang rusuk. Ia juga dijumpai di bahagian tengah tulang panjang. Jumlah ini merangkumi 20% dari jumlah jisim tulang dan sangat penting untuk mengatur metabolisme kalsium.

Rujukan

1. Berne, R., & Levy, M. (1990). Fisiologi. Mosby; Edisi Edisi Antarabangsa.
2. Di Fiore, M. (1976). Atlas Histologi Normal (edisi ke-2). Buenos Aires, Argentina: El Ateneo Editorial.
3. Dudek, RW (1950). Histologi Hasil Tinggi (edisi ke-2). Philadelphia, Pennsylvania: Lippincott Williams & Wilkins.
4. Fox, SI (2006). Fisiologi Manusia (edisi ke-9). New York, Amerika Syarikat: McGraw-Hill Press.
5. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Teks Atlas Histologi (edisi ke-2). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
6. Guyton, A., & Hall, J. (2006). Buku teks Fisiologi Perubatan (edisi ke-11). Elsevier Inc.
7. Johnson, K. (1991). Histologi dan Biologi Sel (edisi ke-2). Baltimore, Maryland: Siri perubatan nasional untuk kajian bebas.
8. Ross, M., & Pawlina, W. (2006). Histologi. Teks dan Atlas dengan biologi sel dan molekul yang berkorelasi (edisi ke-5.). Lippincott Williams & Wilkins.