OSTEOKLASTAI: SUSIDARYMAS, YPATYBĖS, FUNKCIJOS, LIGOS - BIOLOGIJA - 2025

Į osteoklastai yra vienas iš trijų tipų ląstelių rasti kaulinio audinio ir yra atsakingi už reiškinys žinomas kaip kaulų rezorbcijos, svarbu išlaikyti šią struktūrą.

Skirtingai nuo osteoblastų ir osteocitų, kitos dvi ląstelių grupės, esančios kauliniame audinyje, osteoklastai, atlikę rezorbcijos funkciją, išgyvena sudėtingus užprogramuoto ląstelių žūties (apoptozės) procesus.

Aktyvaus osteoklasto mikroskopija (Šaltinis: Robertas M. Huntas anglų kalbos Vikipedijoje per „Wikimedia Commons“)

Jos veiklą daugiausia reguliuoja endokrininis kelias, specialiai kontroliuojamas dviejų hormonų: prieskydinių liaukų hormono ir kalcitonino, gaminamų būtent prieskydinių liaukų ir skydliaukės.

Šių ląstelių pavadinimą sukūrė Köllikeris 1873 m., O kaulų rezorbcijos vaidmuo iš pradžių buvo priskiriamas osteocitams ir makrofagams, tačiau šiandien žinoma, kad šios ląstelės yra gana „papildomos“ procesas.

Tai yra elementarios skeleto fiziologijos ląstelės, o jų funkcijos sutrikimai ar pakitimai procesuose, už kuriuos jie atsakingi, reiškia, kad žmonėms išsivysto sunkios patologijos.

Mokymai

Osteoblastai gaunami iš vienaląsčių ląstelių, kilusių iš nugaros smegenų ir kitų kraujodaros organų, galinčių migruoti į kaulinius audinius kraujagyslių keliais.

Jie susidaro iš progenitorinės ląstelės, vadinamos granulocitų-makrofagais, iš kurių susidaro osteoklastai ir monocitai, kurių proliferacija ir diferenciacija priklauso nuo skirtingų reguliavimo molekulių, tarp kurių galima įvardyti daugybę citokinų.

Kai progenitorinės ląstelės pasklinda per kraujagyslių sistemą, jos įsitvirtina skirtingose ​​kaulinio audinio vietose (perioste, endosteum ir perichondrium).

Mononukleariniai fagocitai yra labai panašūs į ik osteoklastines ląsteles, tačiau būtent kaulų mikroaplinka lemia jų diferenciaciją per skirtingus dirgiklius.

Progenitorinių ląstelių diferenciacija

Kaulų čiulpų pluripotentinės kraujodaros ląstelės gauna signalus, nukreipiančius jų vystymąsi į mieloidinę liniją, kuriai reikia išraiškos tam tikrų molekulių, leidžiančių šioms ląstelėms reaguoti į osteoklastogeninius veiksnius.

Kadangi mieloidinių ląstelių „kolonija“ diferencijuojasi, galima nustatyti daugybę makrofagų kilmės žymenų, kuriems būdingas faktorius, žinomas kaip „makrofagų kolonijas stimuliuojantis faktorius“.

Šio veiksnio svarba osteoklastų kamieninių ląstelių diferenciacijai buvo įrodyta atliekant įvairius eksperimentinius stebėjimus su gyvūnais, turinčiais mutacijas susijusiuose genuose, kurie turi rimtų kaulų vystymosi anomalijų.

„Makrofagų“ progresas osteoklastų link

Makrofagai, skirti diferencijuoti osteoklastų linijoje, vystosi fenotipinėms savybėms, būdingoms šioms kaulų ląstelėms, tokioms kaip kalcitonino receptoriaus išraiška ir galimybė reabsorbuoti kaulą.

Šiuo metu, daugelis tyrimų grupės nustatėme, kad pagrindinis osteoclastogenic faktorius yra vienas žinomas kaip aktyvatoriaus receptoriaus ligandų NFkB (RANKL, anglų " R eceptor A ctivator iš N F k B L igand"), membraninį baltymų, išreikštą po to, kai hormonų arba kaulų absorbcijos citokinų stimuliacija.

Šis faktorius veikia daugybe skirtingų netiesioginių pasroviui esančių kelių, moduliuodamas osteoklastų diferenciacijai reikalingų genų raišką, o jo ekspresija taip pat priklauso nuo kitų molekulių valdymo.

Tada diferenciacija vyksta palaipsniui, o kitas svarbus proceso etapas yra daugelio ląstelių, susietų su osteoklastų linija, suliejimas, kad būtų suformuota „polikariono“ arba daugiagyslių pirmtakų ląstelė.

charakteristikos

Osteoklastai yra daug branduolių turinčios „milžiniškos“ ląstelės (su daugybe branduolių), kurių skersmuo yra nuo 10 iki 100 µm, su acidofiline citoplazma ir turinčios sudėtingą ir specializuotą vidinę membraninę sistemą, veikiančią rezorbcijos procese.

Tai yra mobilios ląstelės, kurios kaulų paviršiuje juda tarp rezorbcijos vietų. Žiūrint į aktyvią būseną, juose yra daug vakuolių ir mitochondrijų, dėl kurių susidaro didelis metabolinis srautas.

Šios ląstelės užima specifines vietas, žinomas kaip „Howship Lagoons“, kurios yra tuščiavidurės depresijos, būdingos regionams, kuriuose vyksta kaulų rezorbcija.

Aktyvaus osteoklasto skerspjūvis (Šaltinis: „Cellpath“ per „Wikimedia Commons“)

Jos yra poliarizuotos ląstelės, todėl viduje esančios organelės randamos tam tikrose vietose: bazinėje srityje, „garbanoto krašto“ arba „šepetėlio krašto“ srityje, šviesos srityje ir vezikulinėje srityje.

Skaidrūs plotai ir šepetėlio kraštai turi jiems būdingą specialią rezorbcijos struktūrą, kuri stebima kaip membraninių raukšlių tinklas, po kuriuo vyksta rezorbcijos procesai, nes jie tiesiogiai liečiasi su kaulu.

Bazinė zona (labiausiai nutolusi nuo marių) yra ta, kurioje yra didžiausias organelių kiekis: branduoliai ir visos susijusios sistemos, tuo tarpu vezikulinę zoną sudaro daugybė transporterių pūslelių, kurios bendradarbiauja su rezorbcija ir yra tarp bazinės zonos. ir šepetėlio kraštas.

funkcijos

Kartu su kitomis kaulinio audinio ląstelėmis, taip pat kartu su kai kuriais vietiniais reguliavimo veiksniais ir tam tikrais hormonais, osteoklastai vaidina svarbų vaidmenį atliekant kaulų struktūros palaikymą ir rekonstravimą osteogenezės metu ir po jo.

Šia prasme osteoklastai dalyvauja sujungtame rezorbcijos ir formavimosi procese, kurį sudaro osteoklastų sukelta rezorbcija ir osteoblastų nukreiptas formavimas.

Apskritai, osteoklastų sukeliami kaulų rezorbcijos mechanizmai apima hidrolazių sekreciją iš jų lizosomų ir jonų, kurie skaido kaulus.

Kaip ir kitos jungiamojo audinio ląstelės, osteoklastai dalyvauja palaikant kalcio homeostazę serume.

Ligos

Su osteoklastų funkcija susijusios įvairios ligos, tarp jų yra:

- Osteoporozė : tai būklė, kuriai būdingas pusiausvyros sutrikimas tarp kaulų rezorbcijos ir formavimosi, kai yra padidėjusi rezorbcija, sukelianti trapumą ir nuolatinius skeleto lūžius. Dažniausiai tai pasireiškia vyresnio amžiaus ir senyvo amžiaus žmonėms.

- Osteopetrozė : tai genetinė liga, kuriai būdinga kaulų masės padidėjimas dėl osteoklastų garbanotų kraštų vystymosi defektų, kuriuos sukelia specifinės mutacijos, dėl kurių sumažėja jų rezorbcija.

- Paget'o liga: senyviems pacientams ji nustatoma kaip nekontroliuojamas kaulų rezorbcija ir formavimasis, kuris, matyt, yra virusinės kilmės.

Nuorodos

1. Bronner, F., Farach-Carson, M., Rubin, J., & Greenfield, EM (2005). Osteoklastas: kilmė ir diferenciacija. Kaulų rezorbcija (23 psl.). Londonas: „Springer“.
2. Chen, X., Wang, Z., Duan, N., Zhu, G., Schwarz, EM, & Xie, C. (2018). Osteoblastų - osteoklastų sąveika. Jungiamojo audinio tyrimai, 59 (2), 99–107.
3. Rėmelis, B., ir Marel, M. (1981). Paget'o liga: dabartinių žinių apžvalga. Diagnostinė radiologija, 141, 21–24.
4. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Histologijos teksto atlasas (2-asis leidimas). Meksikos DF: „McGraw-Hill Interamericana Editores“.
5. Johnsonas, K. (1991). Histologija ir ląstelių biologija (2-asis leidimas). Baltimorė, Merilandas: Nacionalinė nepriklausomų studijų medicinos serija.
6. Kuehnel, W. (2003). Citologijos, histologijos ir mikroskopinės anatomijos spalvų atlasas (4-asis leidimas). Niujorkas: „Thieme“.
7. Pierce, A., Lindskog, S., & Hammarstrom, L. (1991). Osteoklastai: struktūra ir funkcijos. Elektronų mikros. Red., 4, 1–45.
8. Sobacchi, C., Schulz, A., Fraser, P., Villa, A., & Helfrich, MH (2013). Osteopetrozė: genetika, gydymas ir naujos įžvalgos apie osteoklastų formavimąsi. Gamtos apžvalgos Endokrinologija, 1–15.
9. Vaes, G. (1987). Ląstelių biologija ir kaulų rezorbcijos biocheminis mechanizmas. Klinikinė ortopedija ir susiję tyrimai, 231, 239–271.