OSTEOKLASTI: VEIDOŠANĀS, ĪPAŠĪBAS, FUNKCIJAS, SLIMĪBAS - BIOLOĢIJA - 2025

Par Osteoklastu ir viens no trīs veidu šūnu atrasti kaulu audos un ir atbildīgi par parādību sauc par kaulu resorbciju, svarīgi saglabāt struktūru to.

Atšķirībā no osteoblastiem un osteocītiem, pārējās divas šūnu grupas, kas atrodas kaulu audos, osteoklasti, kad viņi ir izpildījuši savu rezorbcijas funkciju, iziet sarežģītus ieprogrammēto šūnu nāves (apoptozes) procesus.

Aktīva osteoklasta mikroskopija (Avots: Roberts M. Hunts angļu valodas Vikipēdijā, izmantojot Wikimedia Commons)

Tās darbību galvenokārt regulē endokrīnais ceļš, ko īpaši kontrolē divi hormoni: paratīroidhormons un kalcitonīns, ko īpaši ražo paratonīds un vairogdziedzeris.

Šo šūnu nosaukumu 1873. gadā izgudroja Kölliker, un kaulu rezorbcijas loma sākotnēji tika attiecināta uz osteocītiem un makrofāgiem, tomēr šodien ir zināms, ka šīs šūnas šajā ziņā ir diezgan “papildinošas”. process.

Tās ir elementāras šūnas skeleta fizioloģijā, un to funkciju defekti vai novirzes no procesiem, par kuriem viņi atbild, nozīmē nopietnu patoloģiju attīstību cilvēkiem.

Apmācība

Osteoblasti tiek iegūti no vienšūnu šūnām, kuru izcelsme ir muguras smadzenēs un citos asinsrades orgānos un kuras caur asinsvadu ceļiem spēj migrēt uz kaulu audiem.

Tie veidojas no cilmes šūnas, ko sauc par granulocītu-makrofāgu, kas rada osteoklastus un monocītus, kuru proliferācija un diferenciācija ir atkarīga no dažādām regulējošām molekulām, starp kurām var nosaukt daudzus citokīnus.

Pēc tam, kad cilmes šūnas ir izplatītas caur asinsvadu sistēmu, tās veidojas dažādos kaulu audu apgabalos (periosteum, endosteum un perichondrium).

Mononukleārie fagocīti ir ļoti līdzīgi pirmsoestoklastiskajām šūnām, taču kaulu mikrovide nosaka to diferenciāciju caur dažādiem stimuliem.

Progenitoru šūnu diferenciācija

Kaulu smadzeņu pluripotentās hematopoētiskās šūnas saņem signālus, kas virza to attīstību mieloīdās līnijas virzienā, kam nepieciešama noteiktu molekulu ekspresija, kas ļauj šīm šūnām reaģēt uz osteoklastogēniem faktoriem.

Tā kā mieloīdās šūnas "kolonija" diferencējas, var identificēt daudzus makrofāgu līnijas marķierus, ko īpaši raksturo faktors, kas pazīstams kā "makrofāgu koloniju stimulējošais faktors".

Šī faktora nozīme osteoklastu cilmes šūnu diferenciācijā ir pierādīta, veicot dažādus eksperimentālus novērojumus dzīvniekiem ar mutācijām saistītajos gēnos, kuriem ir nopietnas kaulu attīstības patoloģijas.

"Makrofāgu" progresēšana pret osteoklastiem

Makrofāgi, kuriem paredzēts diferencēt osteoklastu līniju, virzās uz šīm kaulu šūnām raksturīgo fenotipisko īpašību attīstību, piemēram, kalcitonīna receptoru ekspresiju un spēju reabsorbēt kaulu.

Pašlaik daudzi pētījumi grupas ir noteikts, ka galvenais osteoclastogenic faktors ir viens pazīstams kā aktivatora receptoru ligands NFkB (RANKL, no angļu " R eceptor A ctivator no N F k B L igand"), membrānas proteīna, kas izteikta pēc hormonu vai kaulu absorbcijas citokīnu stimulēšana.

Šis faktors darbojas pa daudziem dažādiem netiešiem pakārtotiem ceļiem, modulējot osteoklastu diferenciācijai nepieciešamo gēnu ekspresiju, un tā ekspresija ir atkarīga arī no citu molekulu vadības.

Pēc tam diferenciācija notiek pakāpeniski, un vēl viens svarīgs procesa solis ir vairāku šūnu saplūšana, kas saistītas ar osteoklastu līniju, veidojot “polikarionu” vai daudzkodolu priekšteča šūnu.

raksturojums

Osteoklasti ir daudzkodolu “milzu” šūnas (ar daudziem kodoliem), kuru diametrs ir no 10 līdz 100 μm, ar acidofīlu citoplazmu un kurām ir sarežģīta un specializēta iekšējā membrāna sistēma, kas darbojas rezorbcijas procesā.

Tās ir mobilās šūnas, kas pārvietojas uz kaulu virsmas starp rezorbcijas vietām. Skatoties aktīvajā stāvoklī, tajos ir daudz vakuolu un mitohondriju, kas veido lielu metabolisma plūsmu.

Šīs šūnas aizņem īpašas vietas, kas pazīstamas kā "Howship Lagoons", kas ir dobas depresijas, kas raksturīgas reģioniem, kur notiek kaulu rezorbcija.

Aktīva osteoklasta šķērsgriezums (Avots: Cellpath caur Wikimedia Commons)

Tās ir polarizētas šūnas, tā, ka iekšpusē esošās organellas ir atrodamas noteiktos apgabalos: bazālajā zonā, "cirtainās malas" vai "sukas malas" apgabalā, gaismas apgabalā un vezikulārajā zonā.

Skaidrajām zonām un sukas malām ir raksturīgas tām raksturīgas rezorbcijas struktūras, kas tiek novērotas kā membrānu kroku tīkls, zem kura notiek rezorbcijas procesi, jo tie ir tiešā saskarē ar kaulu.

Bazālā zona (vistālāk no lagām) ir tā, kurā ir vislielākais organellu daudzums: kodoli un visas saistītās sistēmas, savukārt vezikulārā zona sastāv no daudzām transportiera pūslelēm, kas sadarbojas ar rezorbciju un atrodas starp bazālo zonu. un sukas mala.

Iespējas

Kopā ar citām kaulu audu šūnām, kā arī kopā ar dažiem vietējiem regulējošiem faktoriem un noteiktiem hormoniem, osteoklastiem ir liela nozīme kaulu struktūras uzturēšanā un pārveidošanā gan osteoģenēzes laikā, gan pēc tās.

Šajā nozīmē osteoklasti piedalās saistītā rezorbcijas un veidošanās procesā, kas sastāv no osteoklastu izraisītas rezorbcijas un osteoblastu virzītas veidošanās.

Plaši runājot, kaulu rezorbcijas mehānismi, kas saistīti ar osteoklastu, ietver hidrolāžu sekrēciju no to lizosomām un jonu, kas sagrauj kaulus, sekrēciju.

Tāpat kā citas saistaudu šūnas, osteoklasti piedalās kalcija homeostāzes uzturēšanā serumā.

Slimības

Ar osteoklastiem ir saistītas dažādas slimības, starp tām:

- Osteoporoze : tas ir stāvoklis, kam raksturīga nelīdzsvarotība starp kaulu rezorbciju un veidošanos, ja ir pastiprināta rezorbcija, kas rada trauslumu un nepārtrauktus skeleta lūzumus. Tas parasti rodas gados vecākiem cilvēkiem un vecākiem cilvēkiem.

- Osteopetroze : tas ir ģenētisks stāvoklis, kam raksturīga kaulu masas palielināšanās osteoklastu cirtainu malu attīstības defektu dēļ, ko izraisa specifiskas mutācijas, kā rezultātā samazinās to rezorbcijas spēja.

- Pedžeta slimība: gados vecākiem pacientiem to atklāj kā nekontrolētu kaulu rezorbciju un veidošanos, kurai acīmredzot ir vīrusu izcelsme.

Atsauces

1. Bronners, F., Faraks-Kārsons, M., Rubins, J., & Grīnfīlda, EM (2005). Osteoklasts: izcelsme un diferenciācija. Kaulu rezorbcija (23. lpp.). Londona: Springer.
2. Chen, X., Wang, Z., Duan, N., Zhu, G., Schwarz, EM, & Xie, C. (2018). Osteoblasti - osteoklastu mijiedarbība. Saistaudu izpēte, 59 (2), 99-107.
3. Rāms, B., un Marels, M. (1981). Peidža slimība: pašreizējo zināšanu pārskats. Diagnostiskā radioloģija, 141, 21–24.
4. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Histoloģijas teksta atlants (2. izdevums). Meksika DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
5. Džonsons, K. (1991). Histoloģija un šūnu bioloģija (2. izdevums). Baltimora, Merilenda: Nacionālās medicīnas sērijas neatkarīgiem pētījumiem.
6. Kuehnel, W. (2003). Citoloģijas, histoloģijas un mikroskopiskās anatomijas krāsu atlants (4. izdevums). Ņujorka: Thieme.
7. Pierce, A., Lindskog, S., & Hammarstrom, L. (1991). Osteoklasti: uzbūve un funkcijas. Elektronu mikro. Atkl., 4, 1–45.
8. Sobacchi, C., Schulz, A., Fraser, P., Villa, A., & Helfrich, MH (2013). Osteopetroze: ģenētika, ārstēšana un jauns ieskats osteoklastu veidošanā. Dabas apskats Endokrinoloģija, 1. – 15.
9. Vaes, G. (1987). Kaulu rezorbcijas šūnu bioloģija un bioķīmiskais mehānisms. Klīniskā ortopēdija un saistītie pētījumi, 231., 239. – 271.