OSTEOKLASTI: TVORBA, ZNAČILNOSTI, FUNKCIJE, BOLEZNI - BIOLOGIJA - 2025

V Osteoblasti so ena od treh vrst celic najdemo v kostno tkivo in so odgovorni za pojav, znan kot resorpcije kosti, nujno ohraniti strukturo tega.

Za razliko od osteoblastov in osteokitov sta drugi dve celični skupini, ki sta prisotni v kostnem tkivu, osteoklasti, ko izpolnita svojo funkcijo resorpcije, skozi zapletene procese programirane celične smrti (apoptoze).

Mikroskopija aktivnega osteoklasta (Vir: Robert M. Hunt z angleške Wikipedije prek Wikimedia Commons)

Njegovo delovanje uravnava predvsem endokrina pot, ki jo posebej nadzirata dva hormona: obščitnični hormon in kalcitonin, ki ga proizvajata obščitnica in še posebej ščitnica.

Ime teh celic je leta 1873 skoval Kölliker, vlogo resorpcije kosti pa so sprva pripisali ostecitom in makrofagom, danes pa je znano, da so te celice precej "pripomoček" postopek.

So elementarne celice v skeletni fiziologiji, pomanjkljivosti v njihovi funkciji ali nepravilnosti v procesih, za katere so odgovorni, pomenijo razvoj hudih patologij pri ljudeh.

Usposabljanje

Osteoblasti so pridobljeni iz mononuliranih celic, ki izvirajo iz hrbtenjače in drugih hematopoetskih organov, ki se lahko preko vaskularnih poti gibljejo v kostna tkiva.

Nastanejo iz celice potomcev, imenovane granulocit-makrofag, ki povzroča osteoklaste in monocite, katerih širjenje in diferenciacija sta odvisna od različnih regulacijskih molekul, med katerimi lahko imenujemo številne citokine.

Ko se razmnoževalne celice razširijo po žilnem sistemu, se vzpostavijo na različnih območjih kostnega tkiva (periosteumu, endosteumu in perihondriju).

Mononuklearni fagociti so zelo podobni predosteoklastičnim celicam, vendar je njihovo koreninsko mikrookrožje tisto, kar določa različne dražljaje.

Diferenciacija celic potomcev

Pluripotentne hematopoetske celice kostnega mozga prejemajo signale, ki usmerjajo svoj razvoj v mieloidno linijo, kar zahteva izražanje določenih molekul, ki tem celicam omogočajo, da se odzovejo na osteoklastogene dejavnike.

Ko se "kolonija" mieloidnih celic razlikuje, je mogoče prepoznati številne označevalce makrofagov, za katere je značilno zlasti prisotnost faktorja, imenovanega "faktor, ki stimulira kolonijo makrofagov".

Pomembnost tega dejavnika pri diferenciaciji osteoklasti-progenitornih celic je bila dokazana z različnimi eksperimentalnimi opazovanji pri živalih z mutacijami v sorodnih genih, ki predstavljajo hude nepravilnosti v razvoju kosti.

Napredovanje "makrofagov" proti osteoklastom

Makrofagi, ki so namenjeni razlikovanju v liniji osteoklastov, napredujejo v smeri razvoja fenotipskih značilnosti teh kostnih celic, kot sta izražanje receptorja za kalcitonin in sposobnost ponovnega absorpcije kosti.

Trenutno je veliko raziskovalnih skupin ugotovilo, da je glavni osteoklastogeni faktor znan kot aktivatorski receptorski ligand NFkB (RANKL, angleškega " R eceptor A ctivator N F k B L igand"), membranski protein, izražen po stimulacija hormonov ali citokinov v absorpciji kosti.

Ta dejavnik deluje s številnimi različnimi posrednimi spodvodnimi potmi, modulacija izražanja genov, ki je potrebna za diferenciacijo osteoklastov, njegova ekspresija pa je odvisna tudi od nadzora drugih molekul.

Diferenciacija se torej postopoma pojavlja in še en ključni korak v postopku je zlitje več celic, ki so povezane z linijo osteoklastov, da bi tvorili "polikarion" ali večnamensko celico potomcev.

značilnosti

Osteoklasti so večjedrne "velikanske" celice (z mnogimi jedri) s premerom 10 do 100 µm, s acidofilno citoplazmo in imajo zapleten in specializiran notranji membranski sistem, ki deluje v procesu resorpcije.

So mobilne celice, ki se premikajo na površini kosti med mesti resorpcije. Če jih gledamo v aktivnem stanju, imajo v sebi številne vakuole in mitohondrije, ki predstavljajo visok metabolični tok.

Te celice zasedajo specifične lokacije, znane kot "Howship Lagune", ki so votle vdolbine, značilne za regije, kjer pride do resorpcije kosti.

Prerez aktivnega osteoklasta (Vir: Cellpath via Wikimedia Commons)

So polarizirane celice, tako da se organele v notranjosti nahajajo na določenih območjih: bazalnem območju, območju "kodrastega roba" ali "roba čopiča", svetlobnem območju in vezikularnem območju.

Prozorna območja in robovi krtače imajo značilne resorpcijske strukture, ki jih odlikujejo, ki jih opazujemo kot mrežo membranskih naborov, pod katerimi se pojavljajo resorpcijski procesi, saj so v neposrednem stiku s kostjo.

Bazalno območje (najbolj oddaljeno od lagune) je tisto, ki vsebuje največjo količino organelov: jeder in vseh sorodnih sistemov, medtem ko je vezikularno območje sestavljeno iz številnih transporterskih veziklov, ki sodelujejo z resorpcijo in so locirani med bazalno cono. in rob čopiča.

Lastnosti

V povezavi z drugimi celicami kostnega tkiva in skupaj z nekaterimi lokalnimi regulativnimi dejavniki in nekaterimi hormoni osteoklasti igrajo pomembno vlogo pri strukturnem vzdrževanju in predelavi kosti med osteogenezo in po njej.

V tem smislu osteoklasti sodelujejo v povezanem procesu resorpcije in tvorbe, ki ga sestavljajo resorpcija z osteoklastom in tvorba, usmerjena z osteoblastom.

Na splošno velja, da mehanizmi resorpcije kosti, posredovani z osteoklastom, vključujejo izločanje hidrolaz iz svojih lizosomov in ionov, ki razgrajujejo kosti.

Tako kot druge celice vezivnega tkiva tudi osteoklasti sodelujejo pri vzdrževanju homeostaze kalcija v serumu.

Bolezni

Različne bolezni so povezane s funkcijo osteoklastov, med njimi so:

- Osteoporoza : je stanje, za katero je značilno neravnovesje med resorpcijo kosti in tvorbo kosti, kjer pride do poslabšane resorpcije, ki povzroči krhkost in stalne zlome skeleta. Pogosto se pojavlja pri starejših in starejših.

- Osteopetroza : gre za genetsko stanje, za katerega je značilno povečanje kostne mase zaradi napak v razvoju kodrastih robov osteoklastov, ki jih povzročajo posebne mutacije, kar povzroči zmanjšanje njihove resorpcijske sposobnosti.

- Pagetova bolezen: pri starejših bolnikih jo odkrijemo kot nekontrolirano resorpcijo in tvorbo kosti, ki ima očitno virusni izvor.

Reference

1. Bronner, F., Farach-Carson, M., Rubin, J., & Greenfield, EM (2005). Osteoklast: Poreklo in diferenciacija. V Resorpciji kosti (str. 23). London: Springer.
2. Chen, X., Wang, Z., Duan, N., Zhu, G., Schwarz, EM, & Xie, C. (2018). Interakcije osteoblast - osteoklast. Raziskave vezivnega tkiva, 59 (2), 99–107.
3. Frame, B., & Marel, M. (1981). Pagetova bolezen: pregled trenutnega znanja. Diagnostična radiologija, 141, 21–24.
4. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Tekstni atlas histologije (2. izd.). Mehiški DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
5. Johnson, K. (1991). Histologija in celična biologija (2. izd.). Baltimore, Maryland: Nacionalna medicinska serija za neodvisno študijo.
6. Kuehnel, W. (2003). Barvni atlas citologije, histologije in mikroskopske anatomije (4. izd.). New York: Thieme.
7. Pierce, A., Lindskog, S., & Hammarstrom, L. (1991). Osteoklasti: zgradba in delovanje. Electron Micros. Otk. 4, 1–45.
8. Sobacchi, C., Schulz, A., Fraser, P., Villa, A., & Helfrich, MH (2013). Osteopetroza: genetika, zdravljenje in novi vpogledi v nastajanje osteoklastov. Priročni pregledi endokrinologija, 1–15.
9. Vaes, G. (1987). Celična biologija in biokemijski mehanizem resorpcije kosti. Klinična ortopedija in sorodne raziskave, 231, 239–271.