Vad är osteoklaster?

osteoklaster är specialiserade, multinukleära celler som spelar en viktig roll i benutveckling och regenerering.

kredit: vetpatolog/. com

skelettet är en viktig del av ryggradsdjur kroppen. Det ger stöd för organ och den övergripande integriteten hos hela det organiska systemet, vilket möjliggör rörelse och andra funktioner hos en hälsosam organism.,

ben är ständigt ombyggda under en organisms livstid, på grund av faktorer som svar på stress, skada och behovet av konstant reglering av kalciumhalt. Det finns särskilda mekanismer för att utföra denna funktion. Två specialiserade typer av celler är ansvariga för den synkroniserade processen med benremodellering: osteoblaster (benbildande celler) och osteoklaster.

vad är osteoklaster?,

osteoklaster är stora multinukleära celler med en myeloid härstamning, som har funktionen att rensa bort mineraliserade och förkalkade beståndsdelar i benmatrisen som är åldrade eller skadade. De har 2-12 kärnor (vanligen 5) och är 150-200µm i diameter. De är starkt syra-fosfatas-positiva.

det finns två distinkta egenskaper hos en osteoklast: en ruffled kant och en tätningszon. Den ruffled gränsen består av ett invecklat membran som utvecklas genom sammanslagning av sekretoriska lysosomer med plasmamembranet., Tätningszonen innehåller en aktinfilamentring som omger den rufsade gränsen och isolerar den surgjorda mikromiljön inuti cellen från det allmänna extracellulära utrymmet.

osteoklaster har flera funktioner. De svarar indirekt på kalciumreglerande hormoner som parathormon och införlivar tillväxtfaktorer som IGF-1 (insulinliknande tillväxtfaktor-1) i benmatrisen, vilket påverkar kopplingen av benresorption till benbildning (detta riktar sig också potentiellt mot andra celler som metastatiska tumörer.,) Slutligen behåller osteoklaster egenskaper hos andra myeloida celler, inklusive cytokinproduktion och antigenreglering. Denna förmåga ger osteoklaster potential att påverka immunsvaret mot flera tillstånd.

osteoklastbildning och differentiering

osteoklaster härrör från hematopoietiska stamceller (HSC), som finns i benmärgen. Dessa är samma stamceller som producerar alla andra typer av blodkroppar, inklusive röda blodkroppar och det mononukleära fagocytsystemet från vilket osteoklaster uppstår., De bildas under närvaro av makrofagkolonistimulerande faktor och receptoraktivatorn hos NF-KB-ligand.

en vanlig myeloid stamcell produceras från HSC, som skiljer sig åt i granulocyt / makrofag stamfader under påverkan av granulocyt / makrofag kolonistimulerande faktor.

även om studier har klargjort att HSCs är osteoklastprekursorer, är de första stegen i lineage-utveckling inte helt förstådda. Den tidigaste föregångaren som kan isoleras och manipuleras in vitro är benmärgsmakrofagen eller dess mjält motsvarighet., Ofullständigt förstådda signalvägar är involverade i bildandet av osteoklaster och differentiering från andra typer av makrofager.

funktion vid benresorption

det finns några faktorer som initierar processen för benresorption. Den viktigaste avgörande faktorn är kroppens kalciumnivå. När blodkalciumnivåerna minskar initierar parathyroidkörteln (belägen i nacken) utsöndringen av parathyroidhormon (PTH.) PTH accelererade resorptionsprocessen för att fylla på blodets kalciumnivåer., Andra initierande faktorer inkluderar tillstånd som psoriasisartrit, disuse, brist på stimuli och ålderdom.

benresorptionsprocessen börjar med polariseringen av osteoklaster, vilket leder till bildandet av det benappnade rufflade membranet. Osteoklasten fäster sig sedan till benets yta, med tätningszonen som bildar en isolerad mikromiljö.

det rufflade membranet utsöndrar sedan saltsyra för att lösa upp benmaterialet, och den demineraliserade benmatrisen bryts ner av enzymer katepsin K och matrismetalloproteas., Kalcium och fosfat produceras i denna process, och de hittar sig in i blodet.

för att reglera denna process minskar parathyroidkörteln mängden parathyroidhormon när den upptäcker att kalciumnivåerna i blodet är för höga, vilket leder till inaktivering av osteoklaster.

patologiska tillstånd

hälsosam benremodellering innebär fast koppling resorption till bildning för att säkerställa korrekt underhåll av benmassa och kvalitet., När denna kopplingsprocess är störd, eller osteoklastfunktionen är dysregulerad, kan flera degenerativa benförhållanden uppstå.

dessa inkluderar:

• osteoporos – Detta är det vanligaste patologiska tillståndet som påverkar hälsosam benmaterialreglering. Det kännetecknas av en onormal ökning av osteoklastaktiviteten. Det leder till minskad benmaterialets integritet, vilket leder till vanligare frakturer. Det orsakas oftast av åldrande, men faktorer som hormonell obalans och minskning av östrogen hos postmenopausala kvinnor kan också öka osteoklastaktiviteten.,
• Pagets sjukdom – det här är en deformerande benstörning som kännetecknas av en ökning av osteoklastnummer och storlek. Det leder till lokaliserad benförstöring och kompensationsaktivitet genom osteoblaster. Mutationer i gener som är ansvariga för att reglera osteoklastproduktionen är orsaken till detta tillstånd.
• reumatoid artrit – aktivering av patologiska osteoklaster i de sena stadierna av sjukdomen resulterar i smärtsamma och erosiva lesioner.,

sammanfattning

i en frisk organism regleras osteoklastaktiviteten på ett effektivt sätt efter att ha producerats av hematopoietiska stamceller, vilket sker via processer som fortfarande inte är fullständigt förstådda. Onormal reglering på grund av tillstånd som sjukdom, åldrande och hormonell obalans kan leda till olika degenerativa tillstånd. Att förstå processen med osteoklastbildning och reglering är avgörande för effektiv behandling av dessa tillstånd.,

Vidare läsning

• allt cellinnehåll
• struktur och funktion av cellkärnan
• Vad är organeller?
• Cilia och Flagella i eukaryoter
• mitos vs meios

Citations