Laporan Hasil Diskusi Kelompok Kecil Kelompok 3 B7M3 "Molekuler Osteoblast dan Osteoclast" - Kedokteran Gigi 2020

1. LAPORAN HASIL DISKUSI KELOMPOK KECIL
BLOK 7 MODUL 3
MOLEKULER OSTEOBLAST DAN OSTEOCLAST
Disusun oleh : Kelompok 3
Luly Kartika Dewi Br. Kaban 2010026006
Nabila Maulida 2010026007
Fitria Ayu Cahyani 2010026008
Gusti Novia Ramadhana 2010026009
Cici Nur Aisyah Eka Putri 2010026013
Asri Puspita Dewi 2010026017
Airvin Wika Samiaji 2010026025
Sheviola Wahyu Okta Angelia 2010026027
Richardo Filbert Kwan 2010026028
Rheznandya Asylla Aulin Eddys 2010026033
Defirst Elfani Damayanti 2010026034
Tutor :
Dr. drg. Lilies Anggarwati A, Sp. Perio
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS MULAWARMAN
SAMARINDA
2021

2. i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas
rahmat-Nya kami dapat menyelesaikan laporan yang berjudul “Molekuler Osteoblast
dan Osteoclast” pada waktunya. Laporan ini kami susun dari berbagai sumber ilmiah
sebagai hasil dari diskusi kelompok kecil (DKK) kami.
Kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu
sehingga terselesaikannya laporan ini, antara lain :
1. Dr. drg. Lilies Anggarwati A, Sp. Perio selaku tutor kelompok 3 yang telah
membimbing kami dalam menyelesaikan diskusi kelompok kecil (DKK).
2. Drg. Masyhudi, M.Si selaku dosen penanggung jawab kuliah modul ini yang
telah mengajar dan membimbing kami.
3. Teman-teman kelompok 3 yang telah menyampaikan pemikiran dan usulannya
sehingga Diskusi Kelompok Kecil (DKK) 1 dan 2 dapat berjalan dengan baik,
serta dapat menyelesaikan laporan hasil Diskusi Kelompok Kecil (DKK).
4. Teman-teman mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Mulawarman
angkatan 2020 dan pihak-pihak lain yang tidak dapat kami sebutkan satu per
satu.
Kami menyadari bahwa kemampuan kami dalam menyusun laporan ini sangat
terbatas. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dan saran yang bersifat
membangun demi tercapainya kesempurnaan dari isi laporan hasil Diskusi Kelompok
Kecil (DKK) ini.
Samarinda, 9 September 2021
Kelompok 3

3. ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ...................................................... .......................... i
DAFTAR ISI................................................................................................ ii
BAB I PENDAHULUAN............................................................................ 1
1.1.LATAR BELAKANG................................................................... 1
1.2.TUJUAN PEMBELAJARAN........................................................ 1
1.3.MANFAAT .................................................................................. 2
BAB II PEMBAHASAN............................................................................. 3
2.1. SKENARIO.................................................................................. 3
2.2 IDENTIFIKASI ISTILAH ASING ............................................... 3
2.3. IDENTIFIKASI MASALAH........................................................ 6
2.4. ANALISIS MASALAH ............................................................... 6
2.5. STRUKTURISASI KONSEP ....................................................... 10
2.6. LEARNING OBJECTIVE............................................................ 11
2.7. BELAJAR MANDIRI .................................................................. 11
2.8. SINTESIS..................................................................................... 11
BAB III PENUTUP .................................................................................... 31
3.1. KESIMPULAN ............................................................................ 31
3.2. SARAN ....................................................................................... 32
DAFTAR PUSTAKA................................................................................... iii

4. 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tulang adalah organ keras dari semua jaringan dalam tubuh yang bersifat kuat dan kaku
serta sulit dibengkokkan. Tulang merupakan jaringan yang tersusun oleh sel dan matriks
kolagen. Matriks kolagen dalam tulang manusia memiliki kandungan 65% material
anorganik yang disebut matriks termineralisasi dan 35% material organik.
Proses pertumbuhan tulang pada manusia dinamakan osifikasi adalah sebuah proses
pembentukan tulang dimulai dari perkembangan jaringan penyambung seperti tulang
rawan (kartilago) yang berkembang menjadi tulang keras. Proses pembentukan tulang
(osifikasi) terbagi menjadi dua tahapan yaitu; osifikasi intramembranosa dan osifikasi
endokondral. Kedua tahapan osifikasi tersebut sama berawal dari jaringan masenkim yang
berdiferensiasi. Namun osifikasi endokondraldimulai setelah terbentuknya kartilago atau
tulang rawan.
Selain itu tulang juga bisa mengalami kerusakan dan dengan sendirinya akan
melakukan proses remodeling. Tulang mengalami remodeling secara terus menerus seumur
hidup. Proses remodeling adalah proses regenerasi yang terjadi secara terus menerus
dengan mengganti tulang yang lama (old bone) dengan tulang yang baru (new bone).
Proses pembentukan tulang juga dipengaruhi oleh faktor internal seperti gen dan faktor
eksternal seperti lingkungan juga nutrisi.
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan laporan kami, yaitu:
1. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan komponen pembentukan tulang
(diferensiasi sel osteoblast dan osteoid).
2. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan hubungan antara osteoblast dan
osteoid.
3. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan proses pembentukan tulang
(ossifikasi intramembran & ossifikasi endochondral).
4. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan mekanisme remodeling.
5. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi
pembentukan tulang.

5. 2
1.3 Manfaat
Setelah mempelajari modul ini, diharapkan mahasiswa dan para pembaca dapat
mengetahui dan menjelaskan mengenai hal-hal yang berhubungan dengan tulang pada
manusia, yang meliputi komponen, hubungan antara osteoblast dan osteoid, proses
pembentukan tulang, remodeling tulang, dan faktor-faktor yang mempengaruhi
pembentukan tulang.

6. 3
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Skenario
Osteoclast and osteoblast lineage cells
2.2 Identifikasi Istilah Asing
1. Bone lining cell
- Sel yang melapisi tulang dan tempat osteoblast.
- Osteoblast yang terdapat pada permukaan tulang.
- Berfungsi untuk memberikan cairan pada permukaan.
- Berperan dalam regulasi tulang, membantu proses remodeling tulang dan mengatur
perjalanan keluar dan masuknya kalsium.
- BLC tipis memanjang di atas permukaan tulang, memiliki inti datar atau sedikit
ovoid, terhubung ke BLC lain melalui gap junction.
2. HSC
- Terdapat pada sumsum tulang dan berkembang pada mesoderm.
- Hematopoietic stem cells (HSCs) merupakan sel induk dari seluruh sel darah yang
berada di dalam sumsum tulang (bone marrow) dan dilepaskan menuju sirkulasi
darah kemudian mengalami proses maturasi yang sesuai dengan fungsinya.
- HSC mengekspresikan gen tertentu dalam tubuh pasien dan memiliki sifat sel-
renewing. HSC merupakan stem cell yang biasa digunakan untuk terapi penyakit

7. 4
autoimun maupun penyakit degeneratif dengan menggantikan sel-sel yang telah
rusak atau mati.
3. Preosteoblast
- Salah satu sel yang akan berkembang menjadi osteoblast dan memiliki sedikit RE.
- Sel yang memiliki sifat mitotic.
- Memproduksi kolagen tipe 1.
4. Hypertrophic Chondrocyte
- Pembesaran dari kondrosit yang akan membentuk tulang.
- Penting dalam pertumbuhan tulang.
5. Osteoblast
- Osteoblas merupakan bentuk dari diferensiasi sel osteoprogenitor. Secara struktural
osteoblas merupakan sel yang berbentuk kubus atau kolumnar dalam keadaan aktif
dan berbentuk pipih dalam keadaan tidak aktif.
- Sel pembentuk tulang; sel tulang muda yang akan membentuk osteosit; Yang
mengeluarkan matriks organik ekstrasel, tempat mengendapnya kristal kalsium
fosfat.; memproduksi osteoid.
- Letaknya dalam bone marrow.
6. Intramembran ossification
- Proses pembentukan tulang dari jaringan mesenkim menjadi jaringan tulang.
- Osifikasi intramembran adalah salah satu dari dua proses penting selama
perkembangan janin dari sistem kerangka gnathostome di mana jaringan tulang
yang belum sempurna dibuat. Osifikasi intramembran juga merupakan proses
penting selama penyembuhan alami fraktur tulang dan pembentukan tulang kepala
yang belum sempurna.
7. Endochondral ossification
- Osifikasi endokondral merupakan pembentukan tulang keras dimana osteosit yang
didahului dengan pembentukan tulang rawan.
- Proses osifikasi ini bertanggung jawab pada pembentukkan sebagian besar tulang
manusia.
- Membutuhkan waktu lebih lama dari intramembran osifikasi dan terjadi pada tulang
panjang.

8. 5
- Prose penting dalam penyembuhan alami fraktur tulang.
8. Chondrocyte
- Sel tulang yang membentuk pada tulang rawan terdapat pada lacuna.
- Kondrosit dibentuk oleh kondroblas, dan kondrosit mensintesis matriks ditulang
rawan menjadi kondrin.
- Suatu sel kartilago yang telah matur dan mengisi lakuna. Terlibat dalam difusi
nutrisi dan perbaikan matriks dari tulang rawan.
- Sebagai intergrasi tulang rawan.
9. MP
- Awal pembentukan tulang / sel yang dapat diisolasi dari kartilago.
- Termasuk sel yang diisolasikan pada kartilago dapat bermitosis dan bisa menjadi
sel baru.
- Progenitor mesenchymal dalam sumsum tulang memiliki potensi diferensiasi ganda
dan memainkan peran penting dalam pemeliharaan homeostasis kerangka dewasa.
10. Osteoclast
- Modifikasi makrofag (gabungan sekitar 50 makrofag), dan resorpsi
(menghancurkan) tulang selama proses remodelling biasanya untuk memperbarui
tulang.
- Osteoklas berasal dari sel progenitor yang berbeda dengan sel tulang lainnya,
karena tidak berasal dari sel mesenkim, melainkan dari jaringan mieloid yaitu
monosit atau makrofag pada sumsum tulang.
- Terdapat disekitar permukaan tulang. Osteoklas adalah sel berinti banyak
(polikorion).
- Terletak di permukaan tulang sebagai reobsorpsi tulang dan menghasilkan asam.
11. Osteoid
- Berasal dari osteoblast yang belum mengalami mineralisasi.
- Osteoid adalah matriks tulang belum mengapur yang baru dibentuk yang tidak
mengandung mineral. Namun, tidak lama setelah deposisi, osteoid segera
mengalami mineralisasi dan menjadi tulang. Osteosit adalah sel utama tulang.
- Berperan dalam regulasi dan adaptasi lingkungan lokal.
- Paling banyak dalam tulang.

9. 6
12. Macrophage
- Makrofag adalah sel darah putih yang bekerja dengan cara menelan dan mencerna
(fagositosis) kuman, dan sel yang rusak (pecah, mati, atau sekarat). Dalam
prosesnya, makrofag membuang sisa pencernaan kuman yang disebut antigen.
- Menyajikannya kepada limposit T.
- Ukurannya besar dibanding sel lain. Berinti tunggal, dan merupakan diferensiasi
monosit.
13. Perichondrial cell
- Jaringan ikat berserat yang membungkus tulang rawan. Terdiri dari 2 lapisan yaitu
lapisan serat, menghasilkan kolagen; dan lapisan kondrogenik, menghasilkan
kondroblas dan kondrosit.
- Proses pemeliharaan tulang rawan.
14. Osteosit
- Pensiunan osteoblast yang terperangkap di dalam dinding bertulang yang
diendapkannya sendiri.
- Berbentuk seperti bintang dan dapat menukar mineral dengan sel lain di sekitarnya.
- Sel terbanyak.
2.3 Identifikasi Masalah
1. Apa saja komponen pembentukan tulang?
2. Apa saja factor pembentuk tulang?
3. Apa saja Janis-jenis sel progenitor?
4. Bagaimana proses pembentukan dari osteoblast dan osteoclast?
5. Bagimana proses ossifikasi intramembran?
6. Bagaimana proses ossifikasi endoncondral?
7. Apa tujuan atau fungsi dari remodeling?
8. Bagaimana proses remodeling pada tulang?
9. Apa factor dari remodelling?
2.4 Analisa Masalah
1. Komponen pembentuk tulang.
- Unsur pembentuk tulang adalah mineral (65%), matriks (35%), sel osteoblas,
osteoklas, osteosit dan air.

10. 7
- Bahan organik terdiri dari serat kolagen tipe 1 90％ (membuat tulang lentur, antar
serat dihubungkan glikoprotein), proteoglikan, dan glikoprotein.
- Bahan anorganik terdiri dari kalsium hidroksiapatit dan osteokalsiumfosfat
(menyebabkan tulang keras).
- Osteogenik.
- Komponen sel tulang terdiri dari osteoblast, osteoclast, dan osteosit.
 Osteoblast, sel pembentuk tulang yang berasal dari sel progenitor yang
bertanggung jawab pada pembentukan dan mineralisasi tulang.
 Osteoclast, penghancur tulang.
 Osteosit, sel tulang yang membentuk komponen pada sel tulang
dewasa.
- Komponen fungsional tulang, yaitu growth faktor dan sitokinin.
2. Faktor pembentuk tulang.
- Herediter (gen dari orang tua).
- Nutrisi
a) Vitamin D diperlukan untuk absorpsi kalsium di usus halus. Tanpa vitamin
D, kalsium tidak terserap dengan baik, dan komponen anorganik matriks
tulang kekurangan kalsium, menyebabkan tulang menjadi lunak. Vitamin
A dan C juga diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan normal
tulang. Vitamin A diperlukan untuk aktivitas osteoblas dan osteoklas.
Vitamin C diperlukan untuk sintesis kolagen. Jika kekurangan vitamin C,
osteoblas mensekresi kolagen lebih sedikit dan menyebabkan tulang
menjadi lebih rapuh
b) Kalsium
- Jenis Kelamin (perkembangan laki-laki lebih pesat daripada perempuan).
- Faktor usia, karena usia lebih lanjut osteoclast lebih dominan dari pada osteoblast.
- Lingkungan.
- Hormon PTH.
3. Jenis-jenis sel progenitor.
Terdapat dua jenis sel progenitor yaitu preosteoblast yang dihasilkan dari MP
dan preosteoclast yang dihasilkan dari hemapoitic.

11. 8
4. Proses pembentukan osteoblast dan osteoclast.
- Osteoblast : setelah terjadi pengendapan, terbentuk celah periosteal,
jaringan disebut periosteum. Sel-sel mesenkim berdiferensiasi menjadi sel
progenitor. Sel osteoprogenitor berproliferasi dan berdiferensiasi menjadi
osteoblast.
- Osteoclast : berasal dari makrofag hematopoetik dan monocyte stem cell
line. Sel mesenkim berdiferensiasi menjadi osteoblast, menghasilkan matriks
osteoid yang cepat kalsifikasi. Osteoblast di kelilingi di lacuna menjadi osteosit.
5. Proses ossifikasi intramembran.
Pada masa embrio, sel mesenkim yang berasal dari mesoderm pada minggu ke
6 akan memadat dan berkelompok, ketika berkelompok akan memicu reaksi kimia
sehingga terbentuk sekresi matriks. Sekresi matriks ini akan mengalami kalsifikasi,
lalu ada sel mesenkim yang membentuk bagian luar itu membentuk osteoblas, lalu
ditengah osteoblast ada kanalikulus. Matriks tadi akan membentuk trabecula (anyaman
ditengah tulang), lalu juga akan terbentuk periosteium.
6. Proses ossifikasi endocondral.
1) Osteoblast (spons) membentuk tulang medulla. Terjadi pembentukan ossifikasi di
pusat. Setelah lahir akan membentuk epifisis dari tulang kartilago. Osteoblast akan
menghasilkan osteoid.
2) Perkembangan primary osssification center : sudah ada saat perkembangan
fetus, atau mulai terbentuk setelah lahir. Pembentukan tulang panjang, tulang
pendek
3) Secondary osssification center : setelah lahir, membentuk epifisis, dipisahkan
zona pertumbuhan kartilago.
4) Membentuk articular cartilage dan lempeng epifisis.
5) Bagian tengah tulang rawan hyalin mengeras, yaitu kalsifikasi.
6) Periokondrium berubah menjadi periosteum keras.
7) Pembentukan tulang keras dan sumsum tulang. Osteoblast akan berubah mnjd
osteosit. Menyisakan tulang rawan hyalin.
8) Mengalami kalsifikasi sebagian atau tulang spons disebut ossfikasi sekunder.
Komponen yang berperan yaitu osteoblast, osteoklast, dan lain-lain.

12. 9
7. Tujuan atau fungsi dari remodeling.
- Tujuan remodeling tulang belum diketahui secara pasti, tetapi aktivitas tersebut
dapat berfungsi antara lain untuk:
1. Mempertahankan kadar ion kalsium dan fosfat ekstraseluler.
2. Memperbaiki kekuatan skeleton sebagai respon terhadap beban mekanik.
3. Memperbaiki kerusakan (repair fatique demage) tulang dan,
4. Mencegah penuaan sel tulang
- Remodeling tulang ditujukan untuk pengaturan homeostasis kalsium,
memperbaiki jaringan yang rusak akibat pergerakan fisik, kerusakan minor karena
faktor stres dan pembentukan kerangka pada masa pertumbuhan.
- Tulang dapat beradaptasi terhadap perubahan (kenaikan BB dan pengaruh
hormon).
8. Proses remodeling pada tulang.
1) Fase quiescent: merupakan fase tulang pada saat istirahat. Atau fase istirahat. Fase
ini dicapai ketika osteoblast terhenti. Terhentinya osteoblast kemungkinan karena
inhibisi umpan balik negative atau induksi apoptosis oleh tumor necrosis factor
(TNF) yang dilepaskan oleh sel-sel sumsum disekitarnya. Jaringan tulang
mengalami dormansi, dilapisi oleh osteoblast yang tidak aktif sampai siklus
remodeling berikutnya terjadi
2) Fase aktivasi: tahap interaksi antara prekusor osteoblas dan osteoklas, kemudian
terjadi proses diferensiasi, migrasi, dan fusi multinucleated osteclast dan osteoklas
yang terbentuk kemudian akan melekat pada permukaan matrik tulang dan akan
dimulai tahap berikutnya yaitu tahap resorpsi.
3) Fase resorption
4) Fase reversal
5) Fase formation
6) Fase mineralisasi: terjadi di 30 hari setelah deposisi dari osteoid.
Proses remodeling merupakan dua tahapan aktivitas seluler yang terjadi secara
siklik, yakni resorpsi tulang lama oleh osteoklas dan formasi tulang baru oleh
osteoblas. Pertama-tama, osteoklas akan menyelenggarakan resorpsi. Segera setelah
osteoklas meninggalkan daerah resorpsi, osteoblas menginvasi area tersebut dan
memulai proses formasi dengan cara menyekresi osteoid (matriks kolagen dan protein

13. 10
lain) yang kemudian mengalami mineralisasi. Normalnya, kecepatan resorpsi dan
formasi tulang berlangsung dalam kecepatan yang sama sehingga massa tulang tetap
konstan.
9. Faktor-faktor dari remodelling.
- Vitamin D, dimana suplementasi vitamin D terbukti dapat meningkatkan
kepadatan tulang, bahkan pada wanita menopause sekalipun.
- Obat-obatan seperti glukokortikoid, yang dapat meningkatkan aktifitas osteoklas
dan juga mengurangi pembentukan tulang.
- Hormon paratiroid dapat meningkatkan resorpsi tulang dengan cara melepaskan
kalsium dari matriks tulang ke dalam sirkulasi darah untuk menjaga kadar kalsium
darah agar tetap normal.
- Penyakit.
- Keseimbangan osteoclastic dan osteoblastic yang dipengaruhi oleh hormone
estrogen serta suplemen kalsium.
- Proses remodelling tulang dipengaruhi beberapa faktor diantaranya adalah
tegangan dan tekanan yang disebabkan oleh kontraksi otot dan pergerakan tubuh.
2.5 Strukturisasi Konsep
Ossifikasi
Komponen Pembentukan
Tulang
Proses Pembentukan
Tulang
Sel-sel Pembentukan
Tulang
Matriks Pembentukan
Tulang
Ossifikasi Intramembran
& Ossifikasi Endochondral
Remodelling
Faktor Yang
Mempengaruhi
Pembentukan Tulang

14. 11
2.6 Learning Objective
1. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan komponen pembentukan tulang
(diferensiasi sel osteoblast dan osteoid).
2. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan hubungan antara osteoblast dan
osteoid.
3. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan proses pembentukan tulang
(ossifikasi intramembran & ossifikasi endochondral).
4. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan mekanisme remodeling.
5. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi
pembentukan tulang.
2.7 Belajar Mandiri
Pada step ini setiap anggota kelompok belajar secara mandiri untuk menemukan
jawaban dari learning objective yang sebelumnya sudah disepakati bersama.
2.8 Sintesis
1. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan komponen pembentukan
tulang (diferensiasi sel osteoblast dan osteoid).
Senyawa organik
Senyawa organik utama penyusun tulang adalah protein kolagen tipe I yang
merupakan 90-95% bahan organik utama sedang sisanya adalah medium homogen
yang disebut subtansi dasar. 3
Subtansi dasar tulang
Subtansi dasar terdiri atas cairan ekstraseluler ditambah dengan proteoglikan
khususnya kondroitin sulfat dan asam hialuronat. Fungsi utama dari bahan tersebut
belum diketahui, akan tetapi diduga membantu pengendapan garam kalsium. Sedang
bahan anorganik utama adalah garam kristal yang diendapkan di dalam matrik tulang
terutama terdiri dari kalsium dan fosfat yang dikenal sebagai kristal hidroksi apatit.
Subtansi dasar juga mengandung protein non kolagen, dan beberapa protein tersebut
sangat spesifik pada tulang. Protein non kolagen tersebut antara lain: osteonektin,
osteokalsin (bone GLA-protein), osteopontin (bone sialoprotein I) dan bone
sialoprotein II, growth faktor (IGF-I dan II), transforming growth factor (TGF), bone

15. 12
morphogenetic protein (BMP) (Murray, 2003). Protein non kolagen utama adalah
osteokalsin, yang menyusun matriks tulang sebesar 1%. 3
Komponen Sel
a) Osteoprogenitor cell
Sel osteoprogenitor berasal dari mesenkim yang merupakan jaringan
penghubung yang masih bersifat embrional, oleh karena itu osteoprogenitor
masih memiliki kemampuan untuk mitosis, dengan demikian sel ini berfungsi
sebagai sumber sel baru dari osteoblas dan osteoklas. 12
Terdapat 2 jenis sel progenitor :
1) Preosteoblas yang memiliki sedikit RE (retikulum endoplasma) dan
akan menghasilkan osteoblas
2) Preosteoklas yang mengandung lebih banyak mitokondria dan ribosom
bebas, akan menghasilkan osteoklas. 12
b) Osteoblas
Osteoblas berperan pada sintesis komponen organik matriks tulang, yang
terdiri atas kolagen tipe I, proteoglikan dan glikoprotein termasuk osteonektin.
Deposisi komponen anorganik tulang juga bergantung pada adanya osteoblas
aktif. Osteoblas hanya terdapat pada permukaan matriks tulang, dan letaknya
bersebelahan, yang mirip dengan epitel selapis. Bila osteoblas aktif menyintesis
matriks, osteoblas memiliki bentuk kuboid hingga silindris dengan sitoplasma
basofilik. Bila aktivitas sintesisnya menurun, sel ini akan menjadi gepeng dan
sifat basofilik pada sitoplasmanya akan berkurang. Aktivitas osteoblas dirangsang
oleh hormon paratiroid (PTH).
Selama sintesis matriks, osteoblas memiliki struktur ultra sel yang secara aktif
menyintesis protein untuk dikeluarkan. Osteoblas merupakan sel yang
terpolarisasi: komponen matriks disekresi pada permukaan sel, yang menempel
pada matriks tulang yang lebih tua dan menghasilkan lapisan matriks baru (tetapi
belum berkapur), yang disebut osteoid. Osteoid dihasilkan di antara lapisan
osteoblas dan tulang yang baru dibentuk. Proses pertumbuhan aposisional tulang
dituntaskan dengan pengendapan garam-garam kalsium ke dalam matriks yang
baru terbentuk. 9

16. 13
c) Osteosit
Setiap osteoblas secara bertahap dikelilingi oleh produk sekresinya sendiri
dan menjadi osteosit yang terselubung sendiri-sendiri dalam ruang yang disebut
lakuna. Pada transisi dari osteoblas menjadi osteosit, sel menjulurkan banyak
tonjolan sitoplasma panjang, yang juga diselubungi oleh matriks berkapur. Suatu
osteosit dan prosessusnya menempati setiap lakuna dan kanalikuli yang menyebar
darinya.
Prosessus sel yang berdekatan berkontak melalui taut erat, dan molekul lalu
lalang melalui struktur tersebut dari sel ke sel. Pertukaran melalui taut erat dapat
memberikan nutrisi untuk sebaris yang terdiri atas sekitar 10 sel. Sejumlah
pertukaran molekul antara osteosit dan pembuluh darah juga terjadi melalui
sejumlah kecil cairan ekstrasel yang berada di antara osteosit dan matriks tulang.
Bila dibandingkan dengan osteoblas, osteosit yang pipih dan berbentuk-kenari
tersebut memiliki sedikit RE kasar dan apparatus Golgi serta kromatin inti yang
lebih padat. Sel-sel ini secara aktif terlibat dalam mempertahankan matriks tulang,
dan kematiannya diikuti oleh resorpsi matriks tersebut. 9
d) Osteoklas
Osteoklas adalah sel motil (sel yang memiliki kemampuan bergerak)
bercabang yang sangat besar dengan inti multipel. Ukuran yang besar dan inti
yang multipel pada osteoklas terjadi karena berasal dari penggabungan sel yang
berasal dari sumsum tulang. Di area terjadinya resorpsi tulang, osteoklas terdapat
di dalam lekukan atau kriptus yang terbentuk akibat kerja enzim pada matriks,
yang dikenal sebagai resorption bays.
Pada osteoklas yang aktif, permukaan yang menghadap matriks tulang
terlipat secara iregular, yang membentuk batas bergelombang (ruffled boriler).
Pembentukan batas bergelombang tersebut berhubungan dengan aktivitas
osteoklas. Batas bergelombang ini dikelilingi oleh zona sitoplasma terang yang
kaya akan filamen aktin dan merupakan tempat adhesi osteoklas pada matriks
tulang.
Osteoklas menyekresi kolagenase dan enzim lain dan proton pompa ke dalam
kantong subselular, yang menciptakan lingkungan yang asam untuk melarutkan
hidroksiapatit dan pencernaan kolagen setempat. Aktivitas osteoklas
dikendalikan oleh faktor pensinyal setempat dan hormon. Osteoklas memiliki

17. 14
reseptor untuk kalsitonin yakni suatu hormon tiroid, tetapi bukan untuk hormon
paratiroid. Osteoblas yang diaktifkan oleh PTH akan memproduksi suatu sitokin
yang disebut faktor perangsang osteoklas. Jadi, aktivitas kedua sel tersebut
terkoordinasikan dan keduanya penting pada remodeling tulang. 9
e) Bone-Lining Cell
Sel-sel pipih terletak pada permukaan tulang memiliki ekstensi sitoplasma
yang menembus matriks tulang dan berkomunikasi dengan osteosit. Sel-sel ini
merupakan osteoblas tidak aktif yang dapat diaktivasi menjadi osteoblas selama
periode pemebentukan tulang baru. Sel-sel ini diduga berfungsi sebagai gate
keeper bila distimulasi oleh PTH, mereka dipengaruhi oleh cyclic adenosine
monophosphate (cAMP) untuk memediasi perubahan morfologi yang akan
mengekspos permukaan tulang dan memungkinkan osteoklas meresorpsi tulang.8
Diferensiasi Osteoblas
Diferensiasi sel osteoblas ini dimediasi oleh sejumlah besar bone morphogenic
proteins (BMPs), faktor-faktor pertumbuhan dan sitokin. Osteoblas memilki tiga
perjalanan perkembangan: mereka dapat menjadi bone-lining cells inaktif, matriks yang
dihasilkan yaitu osteoid akan mengililingi dan menjadi osteosit, atau menghilang dari
tempat formasi tulang sebagai hasil dari apoptosis. 8
Proses Diferensiasi Osteoblast
 Rongga di tulang diisi dengan sumsum tulang (bone marrow) yang
mempertahankan mesenchymal stem cell dan hematopoietik stem cell. Kedua
jenis stem cell tersebut mampu memperbarui diri dan berdiferensiasi menjadi
berbagai jenis sel, termasuk osteoblas dan osteoklas.
 Osteoklas juga berasal dari hematopoietik. Hematopoietik stem cell adalah yang
paling melimpah di sumsum tulang dan berdiferensiasi berbagai jenis sel darah.
Mereka dapat berdiferensiasi menjadi mieloid (eritrosit dan megakariosit),
limfoid (sel T dan B) dan progenitor granulosit atau monosit.
 Sedangkan, Osteoblas berasal dari mesenchymal stem cell. Selain osteoblas, sel
punca mesenchymal (MSCs) memunculkan berbagai jenis sel lain seperti
kondrosit, fibroblas, adiposit, dan mioblas. 3

18. 15
Diferensiasi osteoblas terdiri dari beberapa langkah:
 Osteoblas berdiferensiasi menjadi sel osteoprogenitor. Sel Osteoprogenitor
berkembang biak dan akan berdiferensiasi menjadi pra-osteoblas. Pre-osteoblas
pada gilirannya mulai memproduksi ECM (Extracellular Matrix) dan
berdiferensiasi menjadi osteoblas yang mature. Selanjutnya, osteoblas yang
mature ini melanjutkan sintesis ECM dan memulai mineralisasi. Hanya
sebagian kecil dari osteoblas dewasa yang akan dimasukkan ke dalam matriks
tulang yang baru terbentuk dan akan menjadi osteosit. Osteoblas dewasa yang
tersisa akan apoptosis atau menjadi bone-lining cell. 3
2. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan hubungan antara osteoblast
dan osteoid.
Osteoblast dan Osteoid merupakan dua hal yang sangat berkaitan satu sama lain
dalam proses pembentukan atau ossifikasi pada tulang. Osteoblast adalah sel
mononukleat yang berasal dari sel mesenkim yang mensintesis protein matriks tulang
kolagenous dan nonkolagenous. Osteoblast mengandung enzim fosfatase alkali yang
menandakan bahwa sel-sel ini tidak hanya berhubungan dengan pembuatan matriks,
namun juga mineralisasinya.12
Osteoblast merupakan sel utama tulang yang berfungsi
untuk mensintesis komponen organik matriks tulang (kolagen tipe I, proteoglikan,
dan glikoprotein), mengendapkan unsur organik matriks tulang baru yang disebut
osteoid. Osteoid kemudian bertambah sehingga berbentuk lempeng-lempeng atau
trabekula yang tebal.14
Osteoid ialah matriks tulang belum mengapur, baru dibentuk,
serta belum mengandung mineral, namun tidak lama setelah deposisi, osteoid segara
mengalami mineralisasi dan menjadi tulang. 12
Proses pembentukan tulang melibatkan osteoblast yang berdiferensiasi dari sel
osteoprogenitor di periosteum dan endosteum, serta menutupi permukaan matriks
tulang yang ada. Osteoblast mensekresikan osteoid yang mengandung kolagen tipe I,
proteoglikan dan molekul lain, sertamatriks vesikel. Sebagai osteoid mengalami
kalsifikasi, mengeras, dan merangkap osteoblas, sel-sel ini berdiferensiasi lebih lanjut
sebagai osteosit, yang menempati lakuna dikelilingi oleh matriks tulang.9
Jadi,
Osteoid merupakan matriks organik hasil sekresi osteoblast yang belum
termineralisasi menjadi tulang dewasa yang matur.

19. 16
3. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan proses pembentukan tulang
(ossifikasi intramembran & ossifikasi endochondral).
1. Ossifikasi intramembran
Selama pembentukan tulang intramembran, membran jaringan ikat dari
sel mesenkim yang tidak berdiferensiasi berubah menjadi sel tulangdan
matriks tulang. Pada tulang rawan kraniofasial, osifikasi intramembran
berasal dari sel krista saraf. Bukti awal pembentukan tulang tengkorak
intramembran terjadi di mandibula selama minggu prenatal keenam. Pada
minggu kedelapan, pusat penguatan muncul di area calvarial (area superior
tengkorak/skul) dan wajah. 4
Pembentukan tulang intramembran ditemukan pada pertumbuhan
tengkorak dan juga terdapat pada sphenoid dan mandibula meskipun terdiri
dari unsur endokondral, dimana proses pertumbuhan endokondral dan
intramembran terjadi pada tulang yang sama. Dasar untuk pembentukan
tulang atau resorpsi tulang adalah sama, terlepas dari jenis membran yang
terlibat. 4
Kadang-kadang menurut tempat pembentukan jaringan tulang
diklasifikasikan sebagai "periosteal" atau "endosteal". Tulang periosteal
selalu berasal dari intramembran, tetapi tulang endosteal dapat berasal dari
osifikasi intramembran maupun endokondral, tergantung lokasi dan cara
pembentukannya. 4
Tahapan pembentukan tulang intramembran :
1. Pusat osifikasi muncul di membran jaringan ikat fibrosa. Sel
mesenkim dalam kerangka embrionik berkumpul dan mulai
berdiferensiasi menjadi sel-sel khusus. Beberapa sel ini berdiferensiasi
menjadi kapiler, sementara yang lain akan menjadisel osteogenik
dan osteoblas, kemudian membentuk pusat osifikasi. 4
2. Matriks tulang (osteoid) disekresikan di dalam membran fibrosa.
Osteoblas menghasilkan jaringan osteoid, dengan cara membedakan
osteoblas dari pusat kondensasi ektomenkim dan menghasilkan
matriks fibrosa tulang (osteoid). Kemudian osteoid mengalami
mineralisasi dalam beberapa hari dan osteoblas yang terperangkap

20. 17
menjadi osteosit. 4
3. Bentuk tulang dan periosteum anyaman. Terjadi enkapsulasi sel dan
pembuluh darah. Ketika deposisi osteoid oleh osteoblas berlanjut,
sel-sel yang terbungkus berkembang menjadi osteosit. Osteoid yang
terakumulasi diletakkan di antara pembuluh darah embrionik, yang
membentuk jaringan acak trabekuler (bukan lamellae). Mesenkim
vaskularisasi mengembun pada permukaan luar tulang anyaman dan
menjadi periosteum. 4
4. Produksi jaringan osteoid oleh sel membran: osteosit kehilangan
kemampuannya untuk berkontribusi secara langsung pada peningkatan
ukuran tulang, tetapi osteoblas di permukaan periosteum
menghasilkan lebih banyak jaringan osteoid yang menebalkan lapisan
jaringan pada permukaan tulang yang ada (misalnya, pertumbuhan
tulang appositional). Pembentukan tulang kerah tenunan yang
kemudian digantikan oleh tulang pipih matang. Tulang spons (diploe),
terdiri dari trabekula yang berbeda, menetap di dalam dan jaringan
vaskularnya menjadi sumsum merah. 4
5. Kalsifikasi osteoid: Terjadinya mineralisasi matriks tulang membuat
tulang relatif tidak dapat ditembus nutrisi dan sisa metabolisme.
Pembuluh darah yang terperangkap berfungsi untuk menyuplai nutrisi
ke osteosit serta jaringan tulang dan menghilangkan produk limbah. 4
6. Pembentukan membran esensial tulang yang meliputi membran di luar
tulang disebut tulang endosteum. Endosteum tulang sangat penting
untuk kelangsungan hidup tulang. Gangguan pada membran atau
jaringan pembuluh darahnya dapat menyebabkan kematian sel tulang
dan pengeroposan tulang. Tulang sangat sensitif terhadap tekanan.
Tulang yang mengalami kalsifikasi keras dan relatif tidak fleksibel. 4
Matriks atau substansi antar sel tulang menjadi kalsifikasi dan pada
akhirnya menjadi tulang. Jaringan tulang yang terdapat di periosteum,
endosteum, dan membran periodontal (ligamen) merupakan contoh
pembentukan tulang intramembran. 4
Pembentukan tulang intramembran terjadi pada dua jenis tulang:
tulang bundel dan tulang pipih. Bundel tulang berkembang langsung di
jaringan ikat yang belum mengalami kalsifikasi. Osteoblas, yang dibedakan

21. 18
dari mesenkim, mengeluarkan zat antar sel yang mengandung fibril kolagen.
Matriks osteoid ini mengkalsifikasi dengan mengendapkan kristal apatit.
Pusat osifikasi primer hanya menunjukkan kepadatan kalsifikasi tulang
minimal. Endapan kristal apatit sebagian besar tidak teratur dan terstruktur
seperti jaring yang terdapat di daerah meduler dan kortikal. Mineralisasi
terjadi dengan sangat cepat (beberapa puluh ribu milimeter per hari) dan
dapat terjadi secara bersamaan di area yang luas. Deposito apatit ini
meningkat seiring waktu. Jaringan tulang hanya dianggap matang jika area
yang mengkristal diatur ke arah yang sama dengan fibril kolagen. 4
Jaringan tulang terbagi menjadi dua, disebut daerah kortikal luar dan
meduler, kedua daerah ini dihancurkan oleh proses resorpsi; yang sejalan
dengan pembentukan tulang lebih lanjut. Jaringan ikat di sekitarnya akan
berdiferensiasi menjadi periosteum. Lapisan pada periosteum kaya akan sel,
memiliki fungsi osteogenik dan berperan dalam pembentukan tulang tebal
seperti pada endosteum. 4

22. 19
Skema Tahapan Proses Ossifikasi Intramembran
Sel Mesenkim
Sel-sel Khusus
Pusat Osifikasi
Osteoblas menghasilkan jaringan osteoid
kemudian osteoid mengalami mineralisasi
Osteosit
Terjadi enkapsulasi sel & Pembuluh darah
Mesenkim vaskularisasi mengembun pada permukaan luar tulang
anyaman dan menjadi periosteum
osteoblast menghasilkan lebih banyak jaringan osteoid sehingga
menebalkan lapisan jaringan pada permukaan tulang
Kalsifikasi Osteoid
Pembentukan membran esensial tulang yang meliputi membran di luar
tulang disebut tulang endosteum
Matriks osteoid
mengkalsifikasi dengan
mengendapkan kristal
apatit
Berdiferansiasi

23. 20
Pada orang dewasa, bundle bone biasanya hanya terbentuk selama
remodeling tulang secara cepat. Ini diperkuat dengan adanya tulang pipih. Tidak
seperti pembentukan tulang bundel, perkembangan tulang pipih hanya terjadi
pada matriks termineralisasi (misalnya tulang rawan yang mengalami kalsifikasi
atau bundel spikula tulang). Jaring pada bundel tulang tersebut diisi untuk
memperkuat tulang pipih, hingga terbentuk tulang kompak. Osteoblas muncul
dalam matriks termineralisasi, yang kemudian membentuk lingkaran dengan
materi antar sel yang mengelilingi pembuluh sentral dalam beberapa lapisan
(sistem Haversian). Tulang lamella terbentuk dari 0,7 hingga 1,5 mikron per hari.
Jaringan dibentuk dari kompleks pengaturan serat, bertanggung jawab atas sifat
mekaniknya. Susunan apatit di lapisan konsentris fibril akhirnya memenuhi
persyaratan fungsional. Tulanglamelar bergantung pada deposisi dan resorpsi
yang sedang berlangsungyang dapat dipengaruhi oleh faktor lingkungan, salah
satunya adalah perawatan ortodontik. 4
2. Ossifikasi endochondral
Selama osifikasi endokondral, jaringan yang akan menjadi tulang
pertama-tama terbentuk dari tulang rawan, dipisahkan dari sendi dan epifisis,
dikelilingi oleh perikondrium yang kemudian membentuk periosteum.
Berdasarkan letak mineralisasi dapat dibedakan menjadi: Osifikasi
Perichondral dan Osifikasi Endokondral. Kedua jenis pengerasan ini
memainkan peran penting dalam pembentukan tulang panjang di mana hanya
pengerasan endokondral yang terjadi pada tulang pendek. Pengerasan
perikondral dimulai di perikondrium. Sel mesenkim dari jaringan
berdiferensiasi menjadi osteoblas, yang mengelilingi tulang diaphyseal
sebelum osifikasi endokondral, secara tidak langsung mempengaruhi arahnya.
Tulang rawan yang ditransformasikan menjadi tulang merupakan tulang
kraniofasial yang terbentuk pada minggu kedelapan prenatal. Hanya tulang di
dasar tengkorak dan sebagian tulang tengkorak yang berasal daripembentukan
tulang endokondral. 4
Tahap pembentukan tulang endokondral:
1. Kelompok sel mesenkim membentuk template bentuk tulang masa
depan.
2. Sel mesenkim berdiferensiasi menjadi kondrosit (sel tulang rawan).

24. 21
3. Hipertrofi kondrosit dan matriks kalsifikasi dengan matriks primordium
kartilago sentral terkalsifikasi. Kondrosit menunjukkan perubahan
hipertrofik dan kalsifikasi dari matriks tulang rawan berlanjut.
4. Masuknya pembuluh darah dan sel jaringan ikat. Arteri nutrien
mensuplai perikondrium, menerobos foramen nutrien di daerah tengah
dan menstimulasi sel osteoprogenitor di perikondrium untuk
memproduksi osteoblas, yang mengubah perikondrium menjadi
periosteum dan memulai pembentukan pusat osifikasi.
5. Periosteum melanjutkan perkembangannya dan pembelahan sel
(kondrosit) berlanjut juga, sehingga meningkatkan produksi matriks
(ini membantu menghasilkan lebih banyak tulang).
6. Membran perikondria mengelilingi permukaan dan berkembang
menjadi kondroblas baru.
7. Kondroblas menghasilkan pertumbuhan lebar (pertumbuhan
aposisional).
8. Sel di tengah tulang rawan lisis (pecah) memicu kalsifikasi.
Selama pembentukan tulang endokondral, jaringan mesenkim
pertama kali berdiferensiasi menjadi jaringan tulang rawan. Pembentukan
tulang endokondral adalah adaptasi morfogenetik (perkembangan organ
normal) yang menghasilkan tulang terus menerus di area tertentu yang
mengalami tekanan secara mencolok. Oleh karena itu, formasi tulang
endokondral ini dapat ditemukan pada tulang yang berhubungan dengan
gerakan sendi dan beberapa bagian dasar tengkorak. Dalam sel tulang
rawan hipertrofik, matriks mengapur dan sel mengalami degenerasi. Pada
Sinkronisasi Kranial terjadi proliferasi pada pembentukan tulang pada
kedua sisi lempeng tulang, hal ini dibedakan dengan terbentuknya epifisis
tulang panjang yang hanya terjadi pada satu sisi saja. 4
Saat tulang rawan tumbuh, kapiler menembusnya. Penetrasi ini
memulai transformasi perikondrium menjadi periosteum penghasil tulang.
Di sini, osteoblas membentuk kerah periosteal dari tulang kompak di
sekitar tulang rawan diafisis. Pada bulan kedua atau ketiga kehidupan janin,
perkembangan sel tulang dan osifikasi meningkat dan menciptakan pusat

25. 22
osifikasi primer, suatu daerah jauh di dalam kerah periosteal tempat
osifikasi dimulai. 4
Sementara perubahan dalam ini terjadi, kondrosit dan tulang rawan
terus tumbuh di ujung tulang (epifisis masa depan), yang meningkatkan
panjang tulang dan pada saat yang sama tulang juga menggantikan tulang
rawan di diafisis. Pada saat kerangka janin terbentuk sempurna, tulang
rawan hanya tersisa di permukaan sendi sebagai tulang rawan artikular dan
antara diafisis dan epifisis sebagai lempeng epifisis, yang terakhir
bertanggung jawab untuk pertumbuhan tulang longitudinal. Setelah lahir,
urutan kejadian yang sama ini (mineralisasi matriks, kematian kondrosit,
invasi pembuluh darah dari periosteum, dan penyemaian dengan sel
osteogenik yang menjadi osteoblas) terjadi di daerah epifisis, dan masing-
masing pusat aktivitas ini disebut sebagai pusat osifikasi sekunder. 4

26. 23
Skema Tahapan Proses Ossifikasi Intramembran
Sel Mesenkim
Kondrosit
(Sel Tulang Rawan)
Hipertrofik &kalsifikasi dari matriks tulang rawan berlanjut
Masuknya Pembuluh darah & sel jaringan ikat
Menstimulasi sel osteoprogenitor untuk memproduksi osteoblast yang
mengubah perikondrium menjadi periosteum
Pusat Osifikasi
Terjadi
Peningkatan
Matriks
Pusat Osifikasi Primer
(saat bulan kedua/ketiga
kehidupan janin di daerah
jauh didalam periosteal)
Pusat Osifikasi Sekunder
( setelah lahir di daerah
epifisis)
Membran perikondria
mengelilingi permukaan
Kondroblas Baru
Sel di tengah tulang rawan lisis
Kalsifikasi Tulang
Memicu

27. 24
Ada empat hal penting tentang tulang rawan dalam pembentukan
tulangendokondral:4
1. Tulang rawan memiliki struktur yang kaku dan kokoh, tetapi
biasanya tidak bersifat kalsifikasi, memberikan tiga fungsi dasar
pertumbuhan.
a) fleksibilitasnya dapat mendukung struktur jaringan yang sesuai
(hidung)
b) toleransi tekanan di tempat tertentu dimana kompresi terjadi
c) lokasi pertumbuhan dalam hubungannya dengan
pembesarantulang (synchondrosis dari dasar tengkorak dan
tulang rawan kondilus). 4
2. Tulang rawan tumbuh di dua tempat yang berdekatan (dengan
aktivitas membran kondrogenik) dan tumbuh di jaringan
(pembelahan sel kondrosit dan penambahan matriks antar selnya).4
3. Jaringan tulang tidak sama dengan tulang rawan dalam hal adaptasi
tegangannya dan tidak dapat tumbuh secara langsung di daerah
dengan tekanan tinggi karena pertumbuhannya bergantung pada
vaskularisasi pembentukan tulang yang menutupi membran. 4
4. Pertumbuhan tulang rawan muncul di mana pertumbuhan linier
diperlukan menuju arah tekanan, yang memungkinkan tulang
memanjang ke area kekuatan dan belum tumbuh di tempat lain oleh
osifikasi membran dalam hubungannya dengan semua permukaan
periosteal dan endosteal.4
4. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan mekanisme remodeling.
Sel osteoblas dan osteoklas merupakan komponen utama yang berperan pada
proses remodeling. Osteoblas berperan sebagai pembentukan tulang baru, sedangkan
osteoklas berperan pada proses resorpsi tulang. 5
Tujuan remodeling tulang belum diketahui secara pasti, tetapi aktivitas tersebut
dapat berfungsi antara lain untuk:
1. Mempertahankan kadar ion kalsium dan fosfat ekstraseluler.
2. Memperbaiki kekuatan skeleton sebagai respon terhadap beban mekanik.
3. Memperbaiki kerusakan (repair fatique demage) tulang dan,

28. 25
4. Mencegah penuaan sel tulang. 7
Menurut Raisz (1999) dan Monologas (1995) proses remodeling tulang
merupakan suatu siklus yang meliputi tahapan yang kompleks yaitu:
1. Tahap quiescence
Tahap ini merupakan tahap tulang pada saat istirahat. Faktor-faktor yang
menginisiasi proses remodeling belum diketahui. Tahap quiescence yaitu fase
tenang, permukaan tulang sebelum terjadi resorpsi. 13
Fase ini dicapai ketika osteoblast terhenti. Terhentinya osteoblast
kemungkinan karena inhibisi umpan balik negative atau induksi apoptosis
oleh tumor necrosis factor (TNF) yang dilepaskan oleh sel-sel sum-sum
tulang disekitarnya. Jaringan tulang mengalami dormansi, dilapisi oleh
osteoblast yang tidak aktif sampai siklus remodeling berikutnya terjadi. 2

29. 26
2. Tahap aktivasi (activation phase)
Tahap ini merupakan tahap dimana terjadi interaksi antara prekusor
osteoblas dan osteoklas, kemudian terjadi proses diferensiasi, migrasi, dan
fusi multinucleated osteoclast dan osteoklas yang terbentuk kemudian akan
melekat pada permukaan matriks tulang dan akan dimulai tahap berikutnya
yaitu tahap resorpsi. Sebelum migrasi ke matriks tulang osteoklas tersebut
akan melewati sederetan lining sel osteoblas pada permukaan tulang untuk
dapat mengeluarkan enzim proteolitik. 7
Interaksi sel antara stromal cell (sel stroma) dan hematopoietik cell (sel
hematopoietik) menjadi faktor penentu perkembangan osteoklas.
Perkembangan osteoklas dari prekusor hematopoietic tidak bias
diselesaikan jika tidak ada kehadiran sel stroma. Oleh karena itu hormon
sistemik dan lokal yang mempengaruhi perkembangan osteoklas disediakan
oleh stromal-osteoblastic lineage (sel stroma). 7
3. Tahap resorpsi (resorption phase)
Tahap ini adalah tahap pada waktu osteoklas akan mensekresi ion
hydrogen dan enzim lisosom terutama cathepsin K dan akan mendegradasi
seluruh komponen matriks tulang termasuk kolagen. Setelah terjadi resorpsi
maka osteoklas akan membentuk lekukan atau cekungan tidak teratur yang
biasa disebut lacuna howship pada tulang trabekular dan saluran haversian
pada tulang kortikal. 7
4. Tahap reversal (reversal phase)
Merupakan tahap pada waktu permukaan tulang sementara tidak
didapatkan adanya sel kecuali beberapa sel mononuclear yakni makrofag,
kemudian akan terjadi degradasi kolagen lebih lanjut dan terjadi deposisi
proteoglikan untuk dimulainya tahap formasi. 7
5. Tahap formasi (formation phase)
Tahap ini merupakan tahap yang terjadi pada waktu proliferasi dan
diferensiasi prekusor osteoblas yang dilanjutkan dengan pembentukan
matriks tulang yang baru dan akan mengalami mineralisasi. Tahap formasi

30. 27
akan berakhir ketika defek (cekungan) yang dibentuk oleh osteoklas telah
diisi. 7
6. Tahap Mineralisasi (mineralisation phase)
Tahap ini merupakan tahap yang bermula 30 hari setelah deposisi dari
osteoid, dan berakhir pada hari ke-90 pada tulang trabekular dan hari ke-130
pada tulang kortikal. Fase quiescence akan mulai kembali. Ketika siklus
selesai jumlah dari tulang yang terbentuk sama dengan jumlah tulang yang
diresorpsi. 6
5. Mahasiswa/i mampu memahami dan menjelaskan faktor-faktor yang
mempengaruhi pembentukan tulang.
Aktivitas resorpsi dan formasi tulang diregulasi oleh berbagai faktor sistemik
yang kompleks. Keseimbangan antara aktivitas osteoklastik dan osteblastik dijaga
oleh pasokan hormon steroid yang konstan pada sel-sel tulang. Gangguan dalam
regulasi tersebut nampak jelas pada penuaan dan keadaan defisiensi hormon estrogen.
Selain itu usia dan keadaan menopause, faktor-faktor risiko yang juga dikenal
mempengaruhi massa dan densitas tulang antara lain densitas tulang awal (yang
dibawa ketika lahir) dan ketersediaan kalsium. 12
Ada banyak faktor yang dapat mempengaruhi proses pembentukan tulang:
1. Nutrisi (vitamin dan mineral)
Tulang sensitif terhadap faktor nutrisi khususnya selama masa
pertumbuhan. Dibutuhkan sejumlah besar mineral yaitu Kalsium dan
Fosfor, seperti magnesium, fluoride, dan mangan. Kalsium dan fosfor akan
membuat matriks ekstraseluler tulang menjadi keras. Magnesium yang
membantu membentuk matriks ekstraseluler tulang; Fluoride yang
membantu memperkuat matriks ekstraseluler tulang; dan Mangan yang
mengaktifkan enzim yang terlibat dalam sintesis matriks ekstraseluler
tulang. 14
Kekurangan kalsium pada anak-anak akan menyebabkan ricket,
kalsifikasi matriks terganggu, pertumbuhan tulang lambat dan juga
mengalami deformitas (perubahan struktur dan bentuk). Defisiensi kalium
pada orang dewasa, akan menyebabkan osteomalasia. 1

31. 28
Selain itu, terdapat juga Vitamin yang membantu membangun tulang
dengan meningkatkan penyerapan kalsium dari makanan di saluran
pencernaan ke dalam darah. Ada beberapa macam vitamin yang
mempengaruhi yaitu 1,14
;
 Vitamin A : Berhubungan dengan distribusi dan aktivitas osteoblas
dan osteoklas (merangsang aktivitas osteoblast) selama remodeling
tulang. Vitamin ini penting dalam pertumbuhan normal tulang. Pada
defisiensi vitamin A osteoblasnya tidak mensintesa matriks tulang
dengan normal sehingga tidak mencapai tinggi yang normal. Namun
juga beracun jika dalam dosis tinggi. 1,14
 Vitamin C : Vitamin C penting untuk sintesa kolagen oleh osteoblas
dan osteosit. Kekurangan vitamin C menyebabkan penurunan
produksi kolagen, yang memperlambat pertumbuhan tulang dan
menunda perbaikan tulang yang patah. 1,14
 Vitamin D : suplementasi vitamin D terbukti dapat meningkatkan
kepadatan tulang, bahkan pada wanita menopause sekalipun. 1
Bentuk aktif (kalsitriol) diproduksi oleh ginjal; membantu
membangun tulang dengan meningkatkan penyerapan kalsium dari
saluran pencernaan ke dalam darah; defisiensi menyebabkan
kalsifikasi yang salah dan memperlambat pertumbuhan tulang; dapat
mengurangi risiko osteoporosis tetapi beracun jika dikonsumsi
dalam dosis tinggi. 14
 Vitamin K dan B12 : Dibutuhkan untuk sintesis protein tulang;
defisiensi menyebabkan produksi protein abnormal di ekstraseluler
tulang matriks dan penurunan kepadatan tulang. 14
2. Usia
Pada usia 50-60 tahun, resorpsi tulang sering melebihi pembentukan
tulang. Akibatnya adalah penurunan masa tulang yang dikenal sebagai
“osteoporosis” (berarti tulang berpori). Massa tulang berkurang seiring
dengan penuaan. Keadaan penipisan tulang ini ditandai oleh berkurangnya
pengendapan matriks tulang organik yang lebih disebabkan oleh
menurunnya aktivitas osteoblast, peningkatan aktifitas osteoklast, atau
keduannya daripada kelainan kalsifikasi tulang. 11

32. 29
3. Hormon.
Selama masa kanak-kanak, hormon paling penting dalam pertumbuhan
tulang adalah faktor pertumbuhan seperti insulin (IGFs), yang diproduksi
oleh hati dan jaringan tulang. IGF merangsang osteoblas, mendorong
pembelahan sel pada lempeng epifisis dan di periosteum, dan meningkatkan
sintesis protein yang dibutuhkan untuk membangun tulang baru. IGF
diproduksi sebagai respons terhadap sekresi hormon pertumbuhan manusia
(hGH) dari lobus anterior kelenjar pituitary. IGF memiliki efek
pertumbuhan umum, khususnya pada kartilago epifisis. Akibatnya,
kekurangan hormon pertumbuhan selama masa-masa pertumbuhan
menyebabkan cebol hipofisis (pituitary dwarfism); kelebihan hormon
pertumbuhan menyebabkan pertumbuhan tulang panjang yang berlebihan,
dan berakibat gigantisme. Tulang dewasa tidak dapat memanjang lagi
meskipun sudah dirangsang oleh kelebihan IGF karena tidak ada kartilago
epifisis (pusat pertumbuhan) lagi, tetapi tulang ini dapat bertambah lebar
melalui pertumbuhan periosteum. 9,14
Selain itu terdapat beberapa hormon;
 Faktor pertumbuhan seperti insulin (IGFs) : Disekresikan oleh hati,
tulang, dan jaringan lain setelah dirangsang oleh hormon pertumbuhan;
berperan dalam pertumbuhan tulang dengan merangsang osteoblas dan
dengan meningkatkan sintesis protein yang dibutuhkan untuk
membangun tulang baru.
 Hormon tiroid : yang disekresi oleh kelenjar tiroid; berperan
dalam pertumbuhan tulang normal dengan merangsang osteoblas.
 Hormon seks : yang disekresikan oleh ovarium pada wanita
(estrogen) dan oleh testis pada pria (testosteron); merangsang osteoblas
dan (estrogen dan testosteron) mendorong “percepatan pertumbuhan”
yang terjadi selama masa remaja; mematikan pertumbuhan di epifisis
lempeng sekitar usia 18–21, menyebabkan pertumbuhan tulang yang
memanjang berakhir; berkontribusi pada remodeling tulang selama
dewasa dengan memperlambat resorpsi tulang oleh osteoklas dan
meningkatkan deposisi tulang oleh osteoblas. 14

33. 30
4. Jenis kelamin
Mengenai perkembangan/pertumbuhan yang pesat antara laki-laki dan
perempuan itu disebabkan oleh adanya hormone. Dalam sebuah penelitian
yang ditulis oleh Myrtati D. Artaria dalam Jurnal Masyarakat Kebudayaan
dan Politik Tahun 22, Nomor 4: 343-349 dengan judul “Perbedaan antara
Laki-laki dan Perempuan : Penelitian Antropometris pada Anak-Anak
Umur 6-19 Tahun”. Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan oleh
Myrtati dapat diperkirakan perbedaan antara laki -laki dan perempuan
disebabkan oleh hormon seksual. Dimorfisme seksual yang disebabkan
oleh hormon seksual nampak sangat jelas pada variabel tinggi badan, tebal
lemak dan lebar bahu. Jadi factor jenis kelamin ini juga berkaitan dengan
factor hormone. 10
Dalam refensi lain dijelaskan karena adanya hormone androgen yang
berperan dalam membangun dan membentuk tulang rangka laki-laki muda
dan mencegah keroposnya tulang pada penuaan. 10
Androgen adalah istilah
umum yang dipakai untuk testosterone. Androgen yang yang utama pada
laki-laki adalah testosteron yang 95% diproduksi di testis sedangkan 5%
nya diperoduksi oleh kelenjar adrenal. Pertumbuhan dan pemeliharaan
tulang secara signifikan dipengaruhi oleh testosteron. Testosteron memiliki
efek yang sangat kuat pada laki-laki dan wanita, tetapi laki-laki
memproduksi testosteron lebih banyak dibandingkan wanita. 15
Jadi itu
karena laki-laki memproduksi testosterone lebih banyak dari wanita
sehingga pertumbuhannya itu lebih cepat. 10,15
5. Stress mekanis
Stress mekanis juga menggeser keseimbangan ke arah pengendapan
tulang, yang menyebabkan massa tulang bertambah dan menjadi lebih kuat.
Faktor mekanis menyesuaikan kekuatan tulang sebagai respons terhadap
beban yang dihadapinya. Semakin besar stress dan tekanan fisik yang
diterima oleh suatu tulang, semakin tinggi kecepatan pengendapan tulang.
Sebagai contoh, tulang atlet lebih kuat dan lebih besar daripada orang yang
tidak banyak beraktifitas fisik. Sebaliknya, massa tulang berkurang dan
tulang melemah jika resorpsi tulang mengalahkan pengendapan tulang
sebagai respons terhadap hilangnya stress mekanik. 11

34. 31
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Komponen pembentukan tulang terdiri dari senyawa organik, subtansi dasar tulang,
komponen sel: Osteoprogenitor cell, Osteoblas, Osteosit, Osteoklas, Bone-Lining Cell.
Diferensiasi sel osteoblas dimediasi oleh sejumlah besar bone morphogenic proteins
(BMPs), faktor-faktor pertumbuhan dan sitokin. Osteoblas memilki tiga perjalanan
perkembangan: mereka dapat menjadi bone-lining cells inaktif, matriks yang dihasilkan
yaitu osteoid akan mengililingi dan menjadi osteosit, atau menghilang dari tempat formasi
tulang sebagai hasil dari apoptosis. Osteoblas berdiferensiasi menjadi sel osteoprogenitor.
Osteoblast dan Osteoid merupakan dua hal yang sangat berkaitan satu sama lain
dalam proses pembentukan atau ossifikasi pada tulang. Osteoblast adalah sel mononukleat
yang berasal dari sel mesenkim yang mensintesis protein matriks tulang kolagenous dan
nonkolagenous. Osteoid ialah matriks tulang belum mengapur, baru dibentuk, serta belum
mengandung mineral, namun tidak lama setelah deposisi, osteoid segara mengalami
mineralisasi dan menjadi tulang.
Pembentukan tulang terbagi menjadi dua yaitu osifikasi intramembranosa dan
osifikasi endokondral. Osifikasi intramembranosa ditemukan pada pertumbuhan
tengkorak dan juga terdapat pada sphenoid dan mandibula. Pembentukan tulang
intramembran terjadi pada dua jenis tulang: tulang bundel dan tulang pipih. Osifikasi
endokondral adalah adaptasi morfogenetik (perkembangan organ normal) yang
menghasilkan tulang terus menerus di area tertentu yang mengalami tekanan secara
mencolok. Oleh karena itu, formasi tulang endokondral ini dapat ditemukan pada tulang
yang berhubungan dengan gerakan sendi dan beberapa bagian dasar tengkorak. Selama
osifikasi endokondral, jaringan yang akan menjadi tulang pertama-tama terbentuk dari
tulang rawan, dipisahkan dari sendi dan epifisis, dikelilingi oleh perikondrium yang
kemudian membentuk periosteum.
Proses remodeling adalah proses regenerasi yang terjadi secara terus menerus dengan
mengganti tulang yang lama (old bone) dengan tulang yang baru (new bone). Proses
remodeling memiliki 6 tahap, yaitu tahap quiescence (tahap tulang pada saat istirahat),
tahap aktivasi (activation phase), tahap resorpsi (resorption phase), tahap reversal (reversal
phase), tahap formasi (formation phase), tahap Mineralisasi (mineralisation phase).

35. 32
Selama proses pembentukan tulang ada beberapa factor yang mempengaruhinya.
Yaitu faktor nutrisi (vitamin dan mineral), usia, hormone, jenis kelamin, stress mekanis.
3.2 Saran
Dengan disusunnya laporan ini, diharapkan pembaca dapat mengerti dan memahami
mengenai molecular osteoblast dan osteoklast. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi
seluruh pihak. Dalam laporan ini kami memohon maaf jika terdapat tulisan atau bahasa
kami yang kurang berkenan. Dengan demikian kami mengharapkan kritik dan saran atas
laporan kami agar dapat membangun dan memotivasi sehingga bisa membuat laporan
lebih baik lagi.

36. iii
DAFTAR PUSTAKA
1. Amelia, Rinita. (2018). Buku Ajar Histologi. Padang: Universitas Baiturrahmah.
2. Djuwantono, Tono. dkk. (2012). Step by Step Penanganan Kelainan
Endrokrinologi Reproduksi Dan Fertilitas Dalam Praktik Sehari-Hari. Jakarta:
CV Sagung Seto.
3. Eijken, M. (2007). Human Osteoblast Differentiation and Bone Formation:
Growth Factors, Hormones and Regulatory Networks. Rotterdam.
4. Hagglund, T. B. (1977). On Development and Growth. Psychiatria Fernnica,
41-46.
5. Hikmah, Nuzulul. (2015). Profil Osteoblas dan Osteoklas Tulang Alveolar Pada
Model Tikus diabetes Tahap Awal dengan Aplikasi Gaya Ortodonti yang Berbeda.
Vol 5 No.2. Kedokteran Gigi Universits Jember).
6. Kini, U., and Nandeesh, B.H. (2012). Physiology of bone formation, remodeling,
and metabolism. In Fogelman, I., Gnanasegaran, G. and Wall, H., Eds.,
Radionuclide and Hybrid Bone Imaging, Springer, Berlin, Heidelberg, 29-57.
7. Mahmudati, N. (2011). Kajian biologi molekuler peran estrogen/fitoestrogen pada
metabolisme tulang usia menopause. In Proceeding Biology Education
Conference: Biology, Science, Environmental, and Learning Towards Character
Building, 8(1), 421-430.
8. Mahyudin, F. (2018). Graf Tulang dan Material Pengganti Tulang: Karakteristik
dan Strategi Aplikasi Klinis. Surabaya: Airlangga University Press.
9. Mescher, Anthony L. (2009). Histologi Dasar Junqueira Teks & Atlas. Jakarta:
EGC.
10. Mohamad, NV, Soelaiman, IN, and Chin, KY. (2016). A Concise Review of
Testosterone and Bone Health. Clinical Interventions in Aging. 25:389–425.
11. Sherwood, L. (2018). Fisiologi Manusia: dari Sel ke Sistem. Edisi 9. Jakarta: EGC
12. Sihombing, Iknes., Wangko, Sunny., Kalangi, Sonny J.R. (2012). Peran Estrogen
Pada Remodeling Tulang. Jurnal Biomedik. Vol 4, No 3, hlm. S18-28.

37. iv
13. Sunu, Widhi Prassiddha. (2010). Perbedaan Kadar Osteokalsin Pada Wanita
Postmenopause Riwayat Penggunaan Kontrasepsi Hormonal Injeksi Depot
Medroksiprogesteron Asetat. UNS-F. Kedokteran Spesialis ilmu Penyakit Dalam.
14. Tortora, Gerald J & Derickson, Bryan. Principal Of Anatomy & Physiology. Edisi
13.
15. Vanderschueren D, Laurent MR, Claessens F, Gielen, E, Lagerquist, MK,
Vandenput, L, Börjesson, AE, and Ohlsson, C. (2014). Sex steroid Actions in Male
Bone. Endocrine Reviews. Oxford Academic Journals 35(6):906–960.