V osteoblasti so ena od treh vrst celic najdemo v specializiranih vezivnega tkiva v strukturne podpore telesa: kosti. Te celice izhajajo iz drugih celic, imenovanih osteoprogenitorne celice, njihova glavna funkcija pa je sinteza kostne matrike.
Kost je sestavljena iz zunajcelične matrike, ki se strdi zaradi odlaganja kalcija, ki daje tkivu trdnost in togost, ter iz treh glavnih razredov celic: osteoblastov, osteoklastov in osteokitov.
Svetlobna mikrografija dekalcificirane "kapulične" kosti, ki prikazuje aktivne osteoblaste, ki aktivno sintetizirajo osteoid (Vir: Robert M. Hunt prek Wikimedia Commons)
Osteoblasti so znani kot celice, ki tvorijo kost, osteoklasti in osteociti pa so resorpcijske in "vrzeli" celice. Od tega najštevilčnejši razred ustrezajo ostecitom (več kot 90%), sledijo jim osteoblasti (5%) in v manjši meri osteoklasti (1%).
Te celice so že tradicionalno označene kot celice, ki tvorijo kosti. Vendar pa je trenutno zagotovo znano, da sodelujejo v številnih drugih dogodkih, kot so na primer sinteza parakrinskih in avtokrinih dejavnikov, kot so citokini, rastni faktorji, proteaze in drugi.
Usposabljanje
Osteoblasti so pridobljeni iz mezenhimalnih prekurzorskih celic, ki povzročajo tudi hondrocite (hrustančne celice), mioblasti (mišične celice), adipocite (maščobne celice) in tetivne celice, odvisno od transkripcijskih faktorjev, ki uravnavajo njihovo diferenciacijo.
Ker spadajo v stromalni ali mezenhimski celični sistem, so osteoblasti povezani s kostnim mozgom in pripadajo ločeni liniji iz sistema hematopoetskih celic.
Med elementi, ki sodelujejo pri tvorbi teh celic, so trije faktorji transkripcije (Cbfa1, Osx in ATF4) in nekateri proteini s specifičnimi funkcijami v kostni morfogenezi.
Med skeletnogenezo osteoblasti sodelujejo v dveh oblikah razvoja kosti: intramembranous, ki povzroča nastanek lobanje, in endohondralni, ki nastane iz "plesni" hrustanca.
Vendar ta posebni razred kostnih celic ni popolnoma diferenciran, saj se lahko "pahnejo" v zunajcelični matriks in tvorijo osteocite, katerih sekrecijski sistem je zmanjšan; ali, nasprotno, lahko se podvržejo apoptotičnim procesom (programirana celična smrt).
Celična usoda osteoblastov in večine celic v organizmu je genetsko določena, zato so proliferacija in diferenciacija močno odvisni od hormonov in transkripcijskih dejavnikov.
značilnosti
Osteoblasti so delno diferencirane večjedrne sekretorne celice (z več jedri), znotraj katerih so organele prostorsko urejene, tako da jedro ostane stran od izrazitega sekretornega območja.
Glede na elektronske mikrografije osteoblasti predstavljajo obilen grobi endoplazemski retikulum in visoko razvit Golgijev kompleks s številnimi sekretornimi vezikli, ki predstavljajo aktivno sekrecijsko funkcijo teh celic.
Znane so kot "kuboidne" celice zaradi svojih morfoloških značilnosti in najdemo jih tako, da tvorijo enocelične plasti, prilepljene na kostne površine.
Za razliko od drugih sorodnih celic, kot so osteciti (v katerih se lahko razlikujejo), osteoblasti vstopijo v stik s sosednjimi celicami s kratkimi razširitvami in uporabljajo daljše za komunikacijo z bližnjimi osteciti.
Tako osteoblasti kot večina osteocitov se ločijo od mineraliziranega kostnega matriksa zahvaljujoč organski snovi v kostnem matriksu, znani kot osteoid, ki jo osteoblasti sintetizirajo.
V svojih celičnih membranah imajo osteoblasti pomembne dejavnike, kot so integrini in hormonski receptorji, med katerimi izstopajo receptorji za paratiroidni hormon. To spodbuja izločanje osteoprotegerinskega liganda, ki je potrebno za diferenciacijo osteoklastov.
Lahko se odzovejo na estrogen, rastni hormon, vitamin D3 in tiroksin, pa tudi na druge dejavnike, kot so citokini in posebni transkripcijski faktorji, od katerih je odvisna njihova diferenciacija.
Lastnosti
Funkcije osteoblastov lahko povzamemo pri vzdrževanju skeletne arhitekture, saj so ti odgovorni za sintezo organskih sestavin kostnega matriksa. Sem spadajo kolagena vlakna, glikoproteini in nekateri proteoglikani.
Njihove funkcije so povezane predvsem z njihovim zorenjem, saj se lahko iz skupnega izvora ločijo v kostni matriks, ki sintetizira osteoblaste, celice kostne obloge in osteocite.
Zadolžen je tudi za sintezo nekaterih encimov in specifičnih dejavnikov, katerih delovanje vključuje odstranitev osteoida, prispeva k dostopu osteoklastov do kalcificirane kostne površine in tako nadzira njeno delovanje.
Skupaj z osteoklasti osteoblasti sodelujejo v procesih remodeliranja kosti z nadomeščanjem regij kosti, ki jih reabsorbirajo z osteoklasti kot odgovor na različne vrste mehanskih obremenitev na kostno tkivo.
Ker imajo sposobnost uravnavanja aktivnosti osteoklastov, osteoblasti posredno sodelujejo v homeostazi kalcija v telesu.
Sodelujejo ne le pri izločanju organskih komponent kostnega matriksa, ampak tudi pri njegovi kalcifikaciji z izločanjem encimov, kot je alkalna fosfataza, ki so sposobni uravnavati fosforilacijo drugih fosfoproteinov.
Poleg tega nekateri glikoproteini, ki jih proizvajajo te celice, kot so osteonektin / SPARC, tenascin C, fibronektin in člani proteinov iz družine trombospondinov, sodelujejo pri uravnavanju adhezije, migracije, širjenja in razlikovanja od drugih. kostne celice.
Sorodne patologije
Mnoge bolezni pri človeku so povezane s funkcijo osteoblastov, kar je posledica neposredne vpletenosti teh celic v nastanek kosti.
Med najpogostejše bolezni, povezane z osteoblasti, sodijo osteoporoza, Pagetova bolezen (ki ima povezavo z deformacijo in krhkostjo kosti) in osteoartritis (obraba zaščitnih tkiv, ki poravnajo konce kosti).
Na primer, osteoporoza izhaja iz negativnega ravnovesja med aktivnostjo osteoblastov, ki tvori kosti, in aktivnostjo resorpcije kosti, v kateri so osteoklasti specializirani.
Zdi se, da je to negativno ravnovesje povezano s pomanjkanjem proliferacije ali diferenciacije osteoprogenitorskih celic ali s čezmernimi dogodki apoptoze.
Reference
- Caetano-López, J., Canhao, H., & Fonseca, J. (2007). Osteoblasti in tvorba kosti. Acta Reum Prot, 32, 103–110.
- Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Tekstni atlas histologije (2. izd.). Mehiški DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
- Johnson, K. (1991). Histologija in celična biologija (2. izd.). Baltimore, Maryland: Nacionalna medicinska serija za neodvisno študijo.
- Mackie, EJ (2003). Osteoblasti: nove vloge pri orkestraciji skeletne arhitekture. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 35, 1301-1305.
- Martin, TJ, Fundlay, DM, Heath, JK, & Ng, KW (1993). Osteoblasti: diferenciacija in delovanje. V fiziologiji in farmakologiji kosti. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
- Tenenbaum, HC, in Heersche, JNM (1982). Diferenciacija osteoblastov in tvorba mineralizirane kosti in vitro. Kalcif. Tkivo. Int., 34, 76–79.