Seperti bagian tubuh lainnya, tulang terdiri dari sel-sel yang berfungsi untuk membentuk tulang dan meresorbsi tulang untuk menjaga homeostasis tubuh. Sel-sel tulang ini juga bermacam jenisnya, dan memiliki tugas masing-masing. Apa sajakah sel-sel tulang beserta tugasnya?
Gambar diatas merupakan gambaran dari sel-sel tulang, yaitu ; sel osteogenik, osteoblas, osteosit, dan osteoklas (dimodifikasi dari Leeson et al. 1996).
Osteoblas terbentuk dari sel osteoprogenitor yang telah berdiferensiasi. Dalam penelitian Reid (1996) ditemukan bahwa di dalam osteoblas terdapat reseptor dari estrogen dan juga kalsitriol. Osteoblas memiliki diameter antara 20- 30 µm dan terlihat sangat jelas pada sekitar lapisan osteoid dimana tulang baru terbentuk. Membran plasma osteoblas memiliki sifat khas yakni kaya akan enzim alkali fostatase, yang konsentrasinya dalam serum digunakan sebagai indeks dari adanya pembentukan tulang.
Sel osteoblas yang telah matang memiliki banyak aparatus golgi yang berkembang dengan baik yang berfungsi sebagai sel sekretori, sitoplasma yang basofilik, dan banyak sekali retikulum endopasma. Osteoblas merupakan sel yang berbentuk kubus atau kolumnar dalam keadaan aktif sedangkan dalam keadaan tidak aktif osteoblas akan berbentuk pipih (Einhorn 1996; Kierszenbaum 2002).
Osteoblas berasal dari sel pluripoten mesenkim dan menyimpan osteoid, yakni matriks organik yang tidak termineralisasi pada tulang. Osteoblas berfungsi untuk menginisiasi dan mengontrol proses mineralisasi osteoid (Kierszenbaum 2002).
Osteoblas menghasilkan faktor pertumbuhan bersama dengan protein tulang morfogenetik. Osteoblas berperan dalam sintesis protein, glikosilasi, dan sekresi menghasilkan kolagen tipe I (90% dari total protein), osteocalcin, protein yang bukan kolagen diantaranya osteonectin, osteopontin, sialoprotein tulang, faktor pertumbuhan tulang, sitokin, dan tentunya reseptor dari hormon-hormon (Kierszenbaum 2002).
Osteocalcin merupakan protein sekretori spesifik yang timbul hanya pada akhir diferensiasi osteoblas di bawah pengaruh Cbfa1 (core- binding factor) (Kierszenbaum 2002). Osteocalcin banyak terdapat pada protein nonkolagen berfungsi meregulasi kristal apetit pertumbuhan dan mengikat hidroksiapatit. Osteonectin merupakan polipeptida rantai tunggal yang terdapat pada beberapa jaringan karena ada saat awal perkembangan tulang. Osteonectin terbentuk karena adesi osteoblas yang mengikat hidroksiapatit. Sialoprotein tulang merupakan polipeptida rantai tunggal pada tulang dan jaringan ikat termineralisasi berfungsi mengikat sel melalui ikatan integrin dan hidroksiapatit (Meyer dan Wiesmann 2006).
Osteosit merupakan sel tulang yang telah dewasa dan sel utama pada tulang yang berperan dalam mengatur metabolisme seperti pertukaran nutrisi dan kotoran dengan darah. Osteosit berasal dari osteoblas yang berdeferensiasi dan terdapat di dalam lacuna yang terletak diantara lamela-lamela matriks pada saat pembentukan lapisan permukaan tulang berlangsung. Jumlahnya 20.000 – 30.000 per mm3 dan sel-sel ini secara aktif terlibat untuk mempertahankan matriks tulang dan kematiannya diikuti oleh resorpsi matriks tersebut sehingga osteosit lebih penting saat perbaikan tulang daripada pembentukan tulang baru (Junqueira dan Carneiro 2005; Tortora dan Derrickson 2009).
Setelah pembentukan tulang selesai, sebagian kecil (10-20%) dari osteoblas melekat ke dalam bentuk baru dari matriks ekstraseluler dan kemudian menjadi osteosit (Junqueira dan Carneiro 2005; Lian dan Stein 1996). Kanalikuli merupakan suatu kanal dimana terdapat pembuluh darah yang berfungsi sebagai penyalur nutrisi dan pertukaran gas yang akan digunakan oleh osteosit (Lian dan Stein 1996).
Osteosit lebih kecil dari osteoblas dan osteosit telah kehilangan banyak organel pada sitoplasmanya. Osteosit muda lebih menyerupai osteoblas tetapi merupakan sel dewasa yang memiliki aparatus golgi dan retikulum endoplasma kasar yang sedikit lebih jelas tetapi memiliki jumlah lisosom yang lebih banyak.
Osteosit dapat berhubungan satu sama lain melalui penjuluran sitoplasma yang melewati kanalikuli yang berperan dalam membantu koordinasi respon tulang terhadap stres atau deformasi (Stevenson dan Marsh 1992).
Osteoklas adalah sel raksasa hasil peleburan monosit (jenis sel darah putih) yang terkonsentrasi di endosteum dan melepaskan enzim lisosom untuk memecah protein dan mineral di matriks ekstraseluler. Osteoklas memiliki progenitor yang berbeda dari sel tulang lainnya karena tidak berasal dari sel mesenkim, melainkan dari jaringan mieloid yaitu monosit atau makrofag pada sumsum tulang (Smith 1993; Ott 2002).
Osteoklas bersifat mirip dengan sel fagositik lainnya dan berperan aktif dalam proses resorbsi tulang. Osteoklas merupakan sel fusi dari beberapa monosit sehingga bersifat multinukleus (10-20 nuklei) dengan ukuran besar dan berada di tulang kortikal atau tulang trabekular (Marcus et al. 1996).
Osteoklas berfungsi dalam mekanisme osteoklastogenesis, aktivasi resorpsi kalsium tulang, dan kartilago, dan merespon hormonal yang dapat menurunkan struktur dan fungsi tulang (Boyle et al. 2003). Osteoklas dalam proses resorpsi tulang mensekresi enzim kolagenase dan proteinase lainnya, asam laktat, serta asam sitrat yang dapat melarutkan matriks tulang. Enzim-enzim ini memecah atau melarutkan matriks organik tulang sedangkan asam akan melarutkan garam-garam tulang (Telford dan Bridgman 1995).
Melalui proses resorpsi tulang, osteoklas ikut mempengaruhi sejumlah proses dalam tubuh yaitu dalam mempertahankan keseimbangan kalsium darah, pertumbuhan dan perkembangan tulang serta perbaikan tulang setelah mengalami fraktur (Derek et al. 2007). Aktifitas osteoklas dipengaruhi oleh hormon sitokinin.
Osteoklas memiliki reseptor untuk kalsitokinin, yakni suatu hormon tiroid. Akan tetapi osteoblas memiliki reseptor untuk hormon paratiroid dan begitu teraktivasi oleh hormon ini, osteoblas akan memperoduksi suatu sitokin yang disebut faktor perangsang osteoklas. Osteoklas bersama hormon parathyroid berperan dalam pengaturan kadar kalsium darah sehingga dijadikan target pengobatan osteoporosis (Junqueira dan Carneiro 2005; Tortora dan Derrickson 2009).