ОСТЕОКЛАСТИ: ФОРМИРАНЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФУНКЦИИ, ЗАБОЛЯВАНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

На остеокластите са един от три типа клетки са намерени в костната тъкан и са отговорни за феномен, известен като костната резорбция, от съществено значение за поддържане на структурата на този.

За разлика от остеобластите и остеоцитите, другите две клетъчни групи, присъстващи в костната тъкан, остеокластите, след като изпълнят функцията си на резорбция, преминават през сложни процеси на програмирана клетъчна смърт (апоптоза).

Микроскопия на активен остеокласт (Източник: Робърт М. Хънт от английската Уикипедия чрез Wikimedia Commons)

Активността му се регулира главно от ендокринния път, специално контролиран от два хормона: паратиреоиден хормон и калцитонин, произведен от паращитовидната жлеза и по-специално щитовидната жлеза.

Името на тези клетки е измислено от Kölliker през 1873 г. и ролята на костната резорбция първоначално се приписва на остеоцитите и макрофагите, но днес е известно, че тези клетки са по-скоро "аксесоар" в казаното процес.

Те са елементарни клетки в скелетната физиология и дефектите в тяхната функция или аномалии в процесите, за които са отговорни, предполагат развитие на тежки патологии при хората.

обучение

Остеобластите се получават от мононуклеирани клетки, произхождащи от гръбначния мозък и други хематопоетични органи, които са способни да мигрират към костните тъкани по съдови пътища.

Те се формират от прогенитарна клетка, наречена гранулоцит-макрофаг, която поражда остеокласти и моноцити, чиято пролиферация и диференциация зависят от различни регулаторни молекули, сред които могат да бъдат наречени много цитокини.

След разпространението на прогениторните клетки през съдовата система, те се установяват в различни области на костната тъкан (периоста, ендостеума и перихондриума).

Мононуклеарните фагоцити са много подобни на предостеокластичните клетки, но именно костната микросреда определя тяхната диференциация чрез различни стимули.

Диференциация на прогениторните клетки

Плурипотентните хематопоетични клетки на костния мозък получават сигнали, които насочват развитието си към миелоидната линия, което изисква експресията на определени молекули, които позволяват на тези клетки да реагират на остеокластогенни фактори.

Тъй като "колонията" на миелоидната клетка се различава, могат да бъдат идентифицирани множество маркери за макрофаговата линия, характеризираща се по-специално с наличието на фактор, известен като "фактор, стимулиращ колонията на макрофагите".

Значението на този фактор за диференциацията на остеокласт-прогениторните клетки е доказано чрез различни експериментални наблюдения при животни с мутации в свързаните гени, които имат тежки аномалии в развитието на костите.

Прогресия на "макрофагите" към остеокластите

Макрофагите, които са предназначени да диференцират в линията на остеокласта, напредват към развитието на фенотипични характеристики, присъщи на тези костни клетки, като експресията на рецептора за калцитонин и способността да реабсорбира кост.

Понастоящем множество изследователски групи са определили, че основният остеокластогенен фактор е известен като активиращ рецептор на лиганда NFκB (RANKL, от английския „ R eceptor A ctivator на N F k B L igand“), мембранен протеин, експресиран след стимулирането на хормони или костни абсорбции цитокини.

Този фактор действа от много различни индиректни пътища надолу по веригата, модулирайки експресията на гените, необходими за диференциацията на остеокластите и неговата експресия зависи също от контрола на други молекули.

Диференциацията след това се прогресира и друга ключова стъпка в процеса е сливането на множество клетки, ангажирани с остеокластната линия, за да образуват "поликарионната" или многоядрената прогенитарна клетка.

характеристики

Остеокластите са многоядрени „гигантски“ клетки (с много ядра) с диаметър между 10 и 100 µm, с ацидофилна цитоплазма и които имат сложна и специализирана вътрешна мембранозна система, която функционира в процеса на резорбция.

Те са мобилни клетки, които се движат по повърхността на костите между местата на резорбция. Когато се гледат в тяхното активно състояние, в тях има много вакуоли и митохондрии, които представляват висок метаболитен поток.

Тези клетки заемат специфични места, известни като „пропуски в Howship“, които представляват кухи депресии, характерни за регионите, където се извършва костна резорбция.

Сечение на активен остеокласт (Източник: Cellpath via Wikimedia Commons)

Те са поляризирани клетки, така че органелите вътре се намират в определени области: базалната област, зоната "къдрав ръб" или "ръб на четката", областта на светлината и везикуларната област.

Ясните зони и ръбовете на четката имат специализирани резорбционни структури, които ги характеризират, които се наблюдават като мрежа от мембранозни гънки, под които протичат резорбционните процеси, тъй като те са в пряк контакт с костта.

Базалната зона (най-отдалечена от лагуните) е тази, която съдържа най-голямо количество органели: ядрата и всички свързани системи, докато везикуларната зона се състои от много транспортни везикули, които си сътрудничат с резорбцията и са разположени между базалната зона. и ръба на четката.

Характеристика

В съчетание с другите клетки на костната тъкан, както и в съгласие с някои локални регулаторни фактори и определени хормони, остеокластите играят важна роля за структурно поддържане и ремоделиране на костите, по време и след остеогенеза.

В този смисъл остеокластите участват в процеса на сдвоена резорбция и образуване, който се състои от остеокласт-медиирана резорбция и остеобласт-насочена формация.

Най-общо казано, остеокластните медиирани костни резорбционни механизми включват отделяне на хидролази от техните лизозоми и на йони, които разграждат костите.

Подобно на другите клетки на съединителната тъкан, остеокластите участват в поддържането на калциевата хомеостаза в серума.

заболявания

Различните заболявания са свързани с функцията на остеокластите, сред които са:

- Остеопороза: това е състояние, характеризиращо се с дисбаланс между костната резорбция и образуване, при което има обострена резорбция, която води до чупливост и непрекъснати скелетни фрактури. Често се среща при възрастни хора и възрастни хора.

- Остеопетроза: това е генетично състояние, характеризиращо се с увеличаване на костната маса поради дефекти в развитието на къдравите ръбове на остеокластите, причинени от специфични мутации, което води до намаляване на способността им за резорбция.

- болест на Пейдж: открива се при пациенти в напреднала възраст като неконтролирана костна резорбция и формация, която очевидно има вирусен произход.

Препратки

1. Bronner, F., Farach-Carson, M., Rubin, J., & Greenfield, EM (2005). Остеокласт: Произход и диференциация. В костна резорбция (стр. 23). Лондон: Спрингер.
2. Chen, X., Wang, Z., Duan, N., Zhu, G., Schwarz, EM, & Xie, C. (2018). Остеобласт - взаимодействия с остеокласт. Изследване на съединителната тъкан, 59 (2), 99-107.
3. Frame, B., & Marel, M. (1981). Paget Disease: Преглед на текущите знания. Диагностична радиология, 141, 21–24.
4. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Текстов атлас на хистологията (2-ро изд.). Мексико DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
5. Johnson, K. (1991). Хистология и клетъчна биология (второ издание). Балтимор, Мериленд: Националната медицинска поредица за независимо изследване.
6. Kuehnel, W. (2003). Цветен атлас на цитологията, хистологията и микроскопичната анатомия (4-то изд.). Ню Йорк: Thieme.
7. Pierce, A., Lindskog, S., & Hammarstrom, L. (1991). Остеокласти: структура и функция. Electron Micros. Откр., 4, 1–45.
8. Sobacchi, C., Schulz, A., Fraser, P., Villa, A., & Helfrich, MH (2013). Остеопетроза: генетика, лечение и нови познания за образуването на остеокласти. Ендокринология на природата, 1–15.
9. Ваес, Г. (1987). Клетъчна биология и биохимичен механизъм на костната резорбция. Клинична ортопедия и свързани изследвания, 231, 239–271.