OSTEOKLASZTOK: KIALAKULÁS, JELLEMZŐK, FUNKCIÓK, BETEGSÉGEK - BIOLÓGIA - 2026

Az oszteoklasztok a csontszövetben található három sejttípus egyike és felelősek a csontreszorpciónak nevezett jelenségért, amely elengedhetetlen ennek szerkezetének fenntartásához.

Az osteoblasztoktól és az osteocytáktól eltérően, a csontszövetben jelen lévő másik két sejtcsoport, az osteoclasts, miután teljesítették a reszorpciós funkciójukat, programozott sejthalál (apoptózis) komplex folyamatain haladnak keresztül.

Aktív osteoclast mikroszkópos vizsgálata (Forrás: Robert M. Hunt az angol Wikipedia-ban a Wikimedia Commons segítségével)

Tevékenységét elsősorban az endokrin útvonal szabályozza, amelyet kifejezetten két hormon szabályoz: a mellékpajzsmirigy hormon és a kalcitonin, amelyeket a mellékpajzsmirigy és a pajzsmirigy termel.

E sejtek nevét Kölliker készítette 1873-ban, és a csontfelszívódás szerepét kezdetben az oszteocitáknak és a makrofágoknak tulajdonították, azonban manapság ismert, hogy ezek a sejtek inkább "kiegészítő" folyamat.

Elemi sejtek a csontváz-fiziológiában, és funkciójuk hiányosságai vagy rendellenességei, amelyek irányításáért felelősek, súlyos kóros megbetegedésekre utalnak az emberekben.

Kiképzés

Az oszteoblasztok a gerincvelőből és más vérképző szervekből származó, egymagos nukleáris sejtekből származnak, amelyek érrendszeri úton képesek migrálni a csontszövetekbe.

Granulocita-makrofág nevű progenitor sejtből képződnek, amely oszteoklasztokat és monocitákat eredményez, amelyek proliferációja és differenciálódása különböző szabályozó molekuláktól függ, amelyek közül sok citokint megnevezhetnek.

Miután a progenitor sejteket az érrendszerben terjesztették, a csontszövet különböző területein (periosteum, endosteum és perichondrium) helyezkednek el.

A mononukleáris fagociták nagyon hasonlítanak a pre-osteoclastic sejtekhez, de a csonti mikrokörnyezet határozza meg differenciálódásukat különböző ingerek révén.

Progenitor sejtek differenciálódása

A csontvelő pluripotens hematopoietikus sejtjei olyan jeleket kapnak, amelyek fejlődésüket a mieloid vonal felé irányítják, ami megköveteli bizonyos molekulák kifejeződését, amelyek lehetővé teszik ezeknek a sejteknek az osteoclastogén faktorokra reagálást.

Mivel a mieloid sejt "kolónia" megkülönböztetésre kerül, a makrofágok vonalához számos markert lehet azonosítani, különös tekintettel egy olyan faktor jelenlétére, amelyet "makrofág kolónia stimuláló faktornak" hívnak.

Ennek a tényezőnek az osteoclast-progenitor sejtek differenciálódásában játszott jelentőségét különféle kísérleti megfigyelésekkel bizonyították rokon gének mutációjával rendelkező állatokban, akik súlyos rendellenességeket mutatnak a csontok fejlődésében.

A "makrofágok" előrehaladása az oszteoklasztok felé

Az oszteoklasz törzsben megkülönböztetni szándékozott makrofágok az ezen csontsejtekben rejlő fenotípusos jellemzők kialakulása felé haladnak, mint például a kalcitonin receptor expressziója és a csont reabszorpciója.

Jelenleg több kutatócsoport megállapította, hogy a fő oszteoklasztogén faktor egyik ismert, mint a aktiváló receptor a ligandum NF-kB (RANKL, az angol „ R eceptor A ctivator az N F K B L igand”), egy olyan membrán proteinre után expresszált a hormonok vagy a csontabszorpció citokinek stimulálása.

Ez a faktor sokféle közvetett downstream útvonalon hat, modulálja az oszteoklasztok differenciálódásához szükséges gének expresszióját, és expressziója más molekulák irányításától is függ.

A differenciálódás ezután fokozatosan megy végbe, és a folyamat másik kulcsfontosságú lépése az osteoclast vonalhoz elkötelezett több sejt fúziója, hogy "polykaryon" vagy többmagos nukleáris progenitor sejt képződjön.

jellemzők

Az oszteoklasztok 10 és 100 μm közötti átmérőjű, többmagos „óriási” sejtek (sok maggal), amelyek acidofil citoplazmája vannak, és amelyek komplex és speciális belső membránrendszerrel rendelkeznek, amely a rezorpciós folyamatban működik.

Mobil sejtek, amelyek a csontok felületén mozognak a felszívódás helyei között. Aktív állapotban tekintve sok vákuum és mitokondrium található bennük, amelyek magas metabolikus fluxust eredményeznek.

Ezek a sejtek a "Howship Lagoons" néven ismert helyeket foglalják el, amelyek olyan üreges depressziók, amelyek jellemzőek azoknak a régióknak, ahol a csontfelszívódás bekövetkezik.

Aktív osteoclast keresztmetszete (Forrás: Cellpath a Wikimedia Commons-n keresztül)

Polarizált sejtek, tehát a belső organellák bizonyos területeken megtalálhatók: a bazális területen, a "göndör széle" vagy a "kefe széle" területén, a fény területén és a vezikuláris területén.

A tiszta területeknek és az ecset széleinek speciális reszorpciós struktúrái vannak, amelyek jellemzik őket, és amelyeket membrán redők hálózatának tekintünk, amelyek alatt a reszorpciós folyamatok zajlanak, mivel ezek közvetlenül érintkeznek a csonttal.

A bazális zóna (legtávolabb a lagúnáktól) tartalmazza a legtöbb organellát: a magok és az összes kapcsolódó rendszer, míg a vezikuláris zóna sok transzporter vezikulából áll, amelyek együttműködnek a reszorpcióval és az alapzóna között helyezkednek el. és a kefe széle.

Jellemzők

A csontszövet más sejtjeivel együtt, valamint egyes helyi szabályozó tényezőkkel és bizonyos hormonokkal együtt, az osteoclastok fontos szerepet játszanak a csontok szerkezeti fenntartásában és újjáépítésében, az osteogenesis során és után.

Ebben az értelemben az oszteoklasztok részt vesznek a kapcsolt reszorpció és képződés folyamatában, amely oszteoklaszt által közvetített reszorpcióból és osteoblast által irányított képződésből áll.

Általánosságban elmondható, hogy az osteoclastok által közvetített csontreszorpciós mechanizmusok a lizoszómákból hidrolázok és a csontokat széteső ionok kiválasztását foglalják magukban.

Más kötőszövet-sejtekhez hasonlóan az oszteoklasztok részt vesznek a szérum kalcium-homeosztázisának fenntartásában.

betegségek

Különböző betegségek kapcsolódnak az oszteoklasztok működéséhez, köztük a következők:

- Osteoporosis: ez egy olyan állapot, amelyet egyensúlyhiány jellemez a csontfelszívódás és a képződés között, ahol fokozódik a felszívódás, amely törékenységet és folyamatos csonttöréseket okoz. Általában idős és időskorúaknál fordul elő.

- Osteopetrozis: ez olyan genetikai állapot, amelyet a csonttömeg növekedése jellemez, amelyet az osteoclastok göndör széleinek fejlődési hibái okoznak, amelyeket specifikus mutációk okoznak, amelyek csökkentik azok felszívódási képességét.

- Paget-kór: idős betegekben ellenőrizetlen csontreszorpcióként és formációként észlelik, amely nyilvánvalóan vírusos eredetű.

Irodalom

1. Bronner, F., Farach-Carson, M., Rubin, J., és Greenfield, EM (2005). Osteoklaszt: Eredet és differenciálódás. A csontok felszívódása című részben (23. oldal). London: Springer.
2. Chen, X., Wang, Z., Duan, N., Zhu, G., Schwarz, EM és Xie, C. (2018). Osteoblast - osteoclast kölcsönhatások. Connective Tissue Research, 59 (2), 99-107.
3. Frame, B. és Marel, M. (1981). Paget-betegség: A jelenlegi ismeretek áttekintése. Diagnosztikai radiológia, 141, 21–24.
4. Gartner, L. és Hiatt, J. (2002). A szövettan szöveges atlasza (2. kiadás). Mexikó DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
5. Johnson, K. (1991). Szövettan és sejtbiológia (2. kiadás). Baltimore, Maryland: Nemzeti orvosi sorozat a független tanulmányhoz.
6. Kuehnel, W. (2003). Citológia, szövettan és mikroszkopikus anatómia színes atlasza (4. kiadás). New York: Thieme.
7. Pierce, A., Lindskog, S., és Hammarstrom, L. (1991). Osteoklasztok: felépítés és működés. Electron Micros. Rev., 4, 1–45.
8. Sobacchi, C., Schulz, A., Fraser, P., Villa, A., és Helfrich, MH (2013). Osteopetrozis: genetika, kezelés és új betekintés az osteoclastok kialakulásához. Természetvédelem Endokrinológia, 1–15.
9. Vaes, G. (1987). A csontreszorpció sejtbiológiája és biokémiai mechanizmusa. Klinikai ortopédia és kapcsolódó kutatások, 231, 239–271.