В остеобластах являются одним из трех типов клеток , обнаруженных в специализированной соединительной ткани в структурной поддержке тела: кости. Эти клетки происходят из других клеток, называемых остеопрогениторными клетками, и их основная функция - синтезировать костный матрикс.
Кость состоит из внеклеточного матрикса, который затвердевает благодаря отложению кальция, придавая ткани прочность и жесткость, и трех основных классов клеток: остеобластов, остеокластов и остеоцитов.
Световая микрофотография декальцинированной «губчатой» кости, показывающая активные остеобласты, активно синтезирующие остеоид (Источник: Роберт М. Хант через Wikimedia Commons)
Остеобласты известны как клетки, образующие кость, тогда как остеокласты и остеоциты являются клетками резорбции и «промежутками» соответственно. Из них наиболее распространенный класс соответствует остеоцитам (более 90%), за ними следуют остеобласты (5%) и, в меньшей степени, остеокласты (1%).
Эти клетки традиционно считались костеобразующими. Однако в настоящее время точно известно, что они участвуют во многих других событиях, таких как, например, синтез паракринных и аутокринных факторов, таких как цитокины, факторы роста, протеазы и другие.
Повышение квалификации
Остеобласты происходят из мезенхимальных клеток-предшественников, которые также дают начало хондроцитам (хрящевым клеткам), миобластам (мышечным клеткам), адипоцитам (жировым клеткам) и клеткам сухожилий, в зависимости от факторов транскрипции, регулирующих их дифференцировку.
Поскольку они принадлежат к системе стромальных или мезенхимальных клеток, остеобласты связаны с костным мозгом и принадлежат к отдельной линии от системы гемопоэтических клеток.
Среди элементов, участвующих в формировании этих клеток, есть три фактора транскрипции (Cbfa1, Osx и ATF4) и некоторые белки со специфическими функциями в морфогенезе кости.
Во время скелетообразования остеобласты участвуют в двух формах развития костей: внутримембранозном, который дает начало черепе, и эндохондральном, который формируется из «слепка» хряща.
Однако этот особый класс костных клеток не дифференцируется полностью, поскольку они могут «погружаться» во внеклеточный матрикс с образованием остеоцитов, секреторная система которых снижена; или, наоборот, они могут подвергаться апоптотическим процессам (запрограммированной гибели клеток).
Клеточная судьба остеобластов, а также судьба большинства клеток в организме, определяется генетически, а события пролиферации и дифференцировки сильно зависят от гормонов и факторов транскрипции.
характеристики
Остеобласты - это частично дифференцированные многоядерные секреторные клетки (с несколькими ядрами), внутри которых органеллы пространственно упорядочены, так что ядро остается в стороне от выступающей секреторной области.
Согласно электронно-микроскопическим снимкам, остеобласты имеют обильный грубый эндоплазматический ретикулум и высокоразвитый комплекс Гольджи с многочисленными секреторными пузырьками, что объясняет активную секреторную функцию этих клеток.
Они известны как «кубовидные» клетки из-за их морфологических характеристик и образуют одноклеточные слои, прикрепленные к поверхности кости.
В отличие от других родственных клеток, таких как остеоциты (в которых они могут дифференцироваться), остеобласты контактируют со своими соседними клетками через короткие удлинения и используют более длинные для связи с соседними остеоцитами.
И остеобласты, и большая часть остеоцитов отделены от минерализованного костного матрикса благодаря органическому веществу в костном матриксе, известному как остеоид, синтезируемому остеобластами.
В своих клеточных мембранах остеобласты содержат важные факторы, такие как интегрины и рецепторы гормонов, среди которых выделяются рецепторы паратироидного гормона. Это стимулирует секрецию лиганда остеопротегерина, необходимого для дифференцировки остеокластов.
Они способны реагировать на эстроген, гормон роста, витамин D3 и тироксин, а также на другие факторы, такие как специфические цитокины и факторы транскрипции, от которых зависит их дифференциация.
Характеристики
Функции остеобластов можно обобщить в поддержании архитектуры скелета, поскольку они отвечают за синтез органических компонентов костного матрикса. К ним относятся коллагеновые волокна, гликопротеины и некоторые протеогликаны.
Их функции в основном связаны с их созреванием, так как из общего происхождения они могут дифференцироваться в костный матрикс, синтезирующий остеобласты, в клетки выстилки кости и в остеоциты.
Он также отвечает за синтез определенных ферментов и специфических факторов, функция которых включает удаление остеоида, что способствует доступу остеокластов к кальцинированной поверхности кости, таким образом контролируя ее функцию.
Вместе с остеокластами остеобласты участвуют в процессах ремоделирования кости, заменяя участки кости, реабсорбированные остеокластами в ответ на различные типы механического воздействия на костную ткань.
Поскольку они обладают способностью регулировать активность остеокластов, остеобласты косвенно участвуют в гомеостазе кальция в организме.
Они участвуют не только в секреции органических компонентов костного матрикса, но и в его кальцификации за счет секреции таких ферментов, как щелочная фосфатаза, способных регулировать фосфорилирование других фосфопротеинов.
Кроме того, некоторые из гликопротеинов, продуцируемых этими клетками, такие как остеонектин / SPARC, тенасцин C, фибронектин и члены семейства белков тромбоспондина, участвуют в регуляции адгезии, миграции, пролиферации и дифференциации от других. костные клетки.
Сопутствующие патологии
Многие заболевания человека связаны с функцией остеобластов, как следствие прямого участия этих клеток в формировании костей.
К наиболее распространенным заболеваниям, связанным с остеобластами, относятся остеопороз, болезнь Педжета (которая связана с деформацией и хрупкостью костей) и остеоартрит (износ защитных тканей, выстилающих концы костей).
Остеопороз, например, возникает из-за отрицательного баланса между костеобразующей активностью остеобластов и активностью резорбции кости, на которой специализируются остеокласты.
Этот отрицательный баланс, по-видимому, связан с недостаточностью пролиферации или дифференцировки остеопрогениторных клеток или с чрезмерным апоптозом.
Ссылки
- Каэтано-Лопес, Дж., Канхао, Х., & Фонсека, Дж. (2007). Остеобласты и образование костей. Acta Reum Prot, 32, 103–110.
- Гартнер, Л., Хиатт, Дж. (2002). Текстовый атлас гистологии (2-е изд.). Мексика DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
- Джонсон, К. (1991). Гистология и клеточная биология (2-е изд.). Балтимор, Мэриленд: Национальная медицинская серия для независимого изучения.
- Маки, EJ (2003). Остеобласты: новые роли в оркестровке скелетной архитектуры. Международный журнал биохимии и клеточной биологии, 35, 1301-1305.
- Мартин, TJ, Fundlay, DM, Heath, JK, & Ng, KW (1993). Остеобласты: дифференциация и функция. В физиологии и фармакологии костей. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
- Тененбаум, Х.С., и Хеерш, JNM (1982). Дифференциация остеобластов и формирование минерализованной кости in vitro. Calcif. Ткань. Инт., 34, 76–79.