Cosa sono gli osteoclasti?

Gli osteoclasti sono cellule specializzate e multinucleate che svolgono un ruolo vitale nello sviluppo e nella rigenerazione ossea.

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Lo scheletro è una parte essenziale del corpo dei vertebrati. Fornisce supporto per gli organi e l’integrità complessiva dell’intero sistema organico, consentendo il movimento e altre funzioni di un organismo sano.,

Le ossa vengono costantemente rimodellate durante la vita di un organismo, a causa di fattori quali la risposta allo stress, il danno e la necessità di una regolazione costante del contenuto di calcio. Esistono meccanismi specifici per svolgere questa funzione. Due tipi specializzati di cellule sono responsabili del processo sincronizzato di rimodellamento osseo: osteoblasti (cellule che formano l’osso) e osteoclasti.

Che cosa sono gli osteoclasti?,

Gli osteoclasti sono grandi cellule multinucleate con lignaggio mieloide, che hanno la funzione di eliminare i costituenti mineralizzati e calcificati della matrice ossea che sono invecchiati o danneggiati. Hanno 2-12 nuclei (tipicamente 5) e hanno un diametro di 150-200µm. Sono fortemente acido-fosfatasi-positivi.

Ci sono due caratteristiche distinte di un osteoclasto: un bordo increspato e una zona di tenuta. Il bordo increspato è composto da una membrana contorta che si sviluppa dalla fusione di lisosomi secretori con la membrana plasmatica., La zona di tenuta contiene un anello di filamenti di actina che circonda il bordo increspato, isolando il microambiente acidificato all’interno della cellula dallo spazio extracellulare generale.

Gli osteoclasti hanno diverse funzioni. Rispondono indirettamente agli ormoni che regolano il calcio come l’ormone paratiroideo e incorporano fattori di crescita come IGF-1 (insulin-like growth factor-1) nella matrice ossea, che influenza l’accoppiamento del riassorbimento osseo alla formazione ossea (anche questo potenzialmente si rivolge ad altre cellule come i tumori metastatici.,) Infine, gli osteoclasti conservano le caratteristiche di altre cellule mieloidi, tra cui la produzione di citochine e la regolazione dell’antigene. Questa capacità dà osteoclasti il potenziale per influenzare la risposta immunitaria a diverse condizioni.

Formazione e differenziazione degli osteoclasti

Gli osteoclasti provengono da cellule staminali ematopoietiche (HSC), che sono contenute nel midollo osseo. Queste sono le stesse cellule staminali che producono tutti gli altri tipi di cellule del sangue, compresi i globuli rossi e il sistema fagocitario mononucleare da cui derivano gli osteoclasti., Sono formati sotto la presenza del fattore stimolante le colonie dei macrofagi e dell’attivatore del recettore del ligando NF-KB.

Una cellula progenitrice mieloide comune è prodotta dall’HSC, che si differenzia in progenitore di granulociti/macrofagi sotto l’influenza del fattore stimolante le colonie di granulociti/macrofagi.

Mentre gli studi hanno chiarito che gli HSC sono precursori degli osteoclasti, i primi passi nello sviluppo del lignaggio non sono completamente compresi. Il primo precursore che può essere isolato e manipolato in vitro è il macrofago del midollo osseo o la sua controparte splenica., Le vie di segnalazione non completamente comprese sono coinvolte nella formazione di osteoclasti e nella differenziazione da altri tipi di macrofagi.

Funzione nel riassorbimento osseo

Ci sono alcuni fattori che iniziano il processo di riassorbimento osseo. Il principale fattore determinante è il livello di calcio del corpo. Quando i livelli di calcio nel sangue diminuiscono, la ghiandola paratiroidea (situata nel collo) avvia la secrezione dell’ormone paratiroideo (PTH.) Il PTH ha accelerato il processo di riassorbimento per reintegrare i livelli di calcio nel sangue., Altri fattori di avvio includono condizioni come l’artrite psoriasica, il disuso, la mancanza di stimoli e la vecchiaia.

Il processo di riassorbimento osseo inizia con la polarizzazione degli osteoclasti, che porta alla formazione della membrana increspata apposta all’osso. L’osteoclasto si attacca quindi alla superficie dell’osso, con la zona di tenuta che forma un microambiente isolato.

La membrana increspata secerne acido cloridrico per sciogliere il materiale osseo e la matrice ossea demineralizzata viene scomposta dagli enzimi catepsina K e metalloproteasi della matrice., Calcio e fosfato sono prodotti in questo processo e trovano la loro strada nel sangue.

Per regolare questo processo, la ghiandola paratiroidea riduce la quantità di ormone paratiroideo quando rileva che i livelli di calcio nel sangue sono troppo alti, portando all’inattivazione degli osteoclasti.

Condizioni patologiche

Il rimodellamento osseo sano comporta l’accoppiamento saldamente del riassorbimento alla formazione per garantire il corretto mantenimento della massa e della qualità ossea., Quando questo processo di accoppiamento è perturbato o la funzione dell’osteoclasto è disregolata, possono verificarsi diverse condizioni degenerative dell’osso.

Questi includono:

• Osteoporosi-Questa è la condizione patologica più comune che colpisce la regolazione del materiale osseo sano. È caratterizzato da un aumento anormale dell’attività degli osteoclasti. Porta a una diminuzione dell’integrità del materiale osseo, che porta a fratture più comuni. È più comunemente causato dall’invecchiamento, ma fattori come lo squilibrio ormonale e la riduzione degli estrogeni nelle donne in post-menopausa possono anche aumentare l’attività degli osteoclasti.,
• Malattia di Paget-Questo è un disturbo osseo deformante caratterizzato da un aumento del numero e delle dimensioni degli osteoclasti. Porta alla distruzione ossea localizzata e all’attività compensatoria da parte degli osteoblasti. Le mutazioni nei geni responsabili della regolazione della produzione di osteoclasti sono la causa di questa condizione.
• Artrite reumatoide-L’attivazione di osteoclasti patologici nelle ultime fasi della malattia provoca lesioni dolorose ed erosive.,

Sommario

In un organismo sano, l’attività degli osteoclasti è regolata in modo efficiente dopo essere stata prodotta dalle cellule staminali ematopoietiche, che avviene attraverso processi che non sono ancora completamente compresi. Regolazione anormale a causa di condizioni come la malattia, l’invecchiamento e lo squilibrio ormonale può portare a varie condizioni degenerative. Comprendere il processo di formazione e regolazione degli osteoclasti è fondamentale per il trattamento efficace di queste condizioni.,

Ulteriori letture

• Tutto il contenuto cellulare
• Struttura e funzione del nucleo cellulare
• Cosa sono gli organelli?
• Ciglia e flagelli negli Eucarioti
• Mitosi vs Meiosi

Citations