Menurut Fazzalari, pemodelan ulang tulang adalah proses aktif yang berlangsung di seluruh rangka manusia dan yang penting untuk homeostasis kalsium dan mempreservasi integritas rangka melalui pasangan aktivitas osteoklas dan osteoblas. Selain dua macem sel ini, osteosit dan sel batas (lining cell) juga turut terlibat dalam proses pemodelan ulang tulang. Osteosit berperan meresorpsi atau "memakan" mineral tulang dan mendegradasi protein-protein matriks ekstraseluler (ECM, Extracellular Matrix). Osteoblas berperan membentuk tulang baru. Osteosit berperan sebagai mekanosensor dan sel endokrin. Sel batas (lining cell) berperan memasangkan resorpsi dan pembentukan tulang serta mungkin berperan pula mendefinisikan kompartemen pembentukan ulang tulang. Singkatnya, pemodelan ulang tulang adalah proses resorpsi berkelanjutan oleh osteoklas dan diikuti proses osifikasi oleh osteoblas.

Regulator utama pemodelan ulang tulang

Regulator utama pemodelan ulang tulang dan arsitektur tulang secara umum adalah daya mekanis. Daya ini bukan hanya memengaruhi metabolisme tulang pada area lokal, tapi juga secara sistematis memengaruhi metabolisme tulang. Contoh dari pengaruh lokal adalah tulang yang jadi lebih besar pada tangan dominan pemain olahraga yang menggunakan satu tangan, seperti olahraga bulutangkis, tenis, tenis meja, dsj. Contoh dari pengaruh sistemik adalah penyusutan tulang yang dialami oleh astronot yang lama tinggal di luar angkasa karena kekurangan gravitasi bumi.

Penelitian laboratorium menggunakan binatang memberi bukti bahwa sel-sel tulang, termasuk osteoblas dan osteosit, bisa mengenali dan merespon dayamekanis yang diberikan pada tulang. Sinyal-sinyal yang diproduksi sebagai respon terhadap rangsangan-rangsangan mekanis meliputi oksida nitrat, prostaglandin, dan protein sinyal Wnt. Pada osteosit, β-catenin dengan cepat bertranslokasi ke nukleus setelah diberi tekanan. Hal ini menunjukkan terjadi aktivasi sinyal Wnt atau sinyal yang dimediasi kaderin.

Efek anabolik stimulasi mekanis pada tulang juga mempercepat perkembangan terapi mekanis untuk meningkatkan massa tulang. Kehadiran retakan mikro (microcrack) pada tulang memengaruhi mechanosensing (penginderaaan mekanis) dan diyakini penting untuk mendorong respon pemodelan ulang tulang dengan memulai resorpsi oleh osteoklas.

Resorpsi tulang oleh osteoklas dikontrol secara sistematis oleh 4 hormon, yaitu: calcitonin, PTH, vitamin D₃ (1,25 Vit D₃) dan oestrogen. Sekresi calcitonin, PTH, vitamin D₃  digerakkan oleh kebutuhan kontrol kadar kalsium serium dalam batas fisiologis (2,2–2,6 mM). Dalam prakara ini, tulang bertindak sebagai cadangan mineral untuk homeostasis. Calcitonin bertindak berlaku reseptornya dan diekspresikan pada osteoklas untuk menghambat resorpsi oleh osteoklas.

Hukum Wolfe

Pemodelan ulang tulang berhubungan dengan Hukum Wolfe yang dideskripsikan oleh Julius Wolff pada tahun 1868. Hukum ini menyatakan bahwa setiap perubahan dalam bentuk atau fungsi tulang diikuti dengan perubahan-perubahan adaptif dalam arsitektur internalnya dan bentuk eksternalnya.

Pemodelan ulang sangat penting dalam proses oseointegrasi. Oseointegrasi sulit sukses bila pemodelan ulang tidak berlangsung.

Referensi

https://www.nature.com/subjects/bone-remodelling; akses 1 Desember 2016

Fazzalari NL. Semin Cell Dev Biol. 2008; 19(5):467-72.