ОСТЕОКЛАСТЫ: ОБРАЗОВАНИЕ, ХАРАКТЕРИСТИКА, ФУНКЦИИ, ЗАБОЛЕВАНИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

В остеокластах являются одним из трех типов клеток , обнаруженных в костной ткани и ответственны за явление , известное как резорбция кости, важно поддерживать структуру этого.

В отличие от остеобластов и остеоцитов, две другие группы клеток, присутствующие в костной ткани, остеокласты, выполнив свою функцию резорбции, проходят сложные процессы запрограммированной гибели клеток (апоптоза).

Микроскопия активного остеокласта (Источник: Роберт М. Хант в английской Википедии через Wikimedia Commons)

Его активность регулируется главным образом эндокринным путем, в частности, двумя гормонами: паратироидным гормоном и кальцитонином, в частности, производимыми паращитовидными железами и щитовидной железой.

Название этих клеток было придумано Келликером в 1873 году, и роль резорбции кости первоначально приписывалась остеоцитам и макрофагам, однако сегодня известно, что эти клетки являются скорее «вспомогательными» в этом отношении. обработать.

Они являются элементарными клетками в физиологии скелета, и дефекты их функций или отклонения в процессах, за которые они отвечают, подразумевают развитие тяжелых патологий у людей.

Повышение квалификации

Остеобласты происходят из одноядерных клеток, происходящих из спинного мозга и других органов кроветворения, которые способны мигрировать в костные ткани через сосудистые пути.

Они образуются из клетки-предшественника, называемой гранулоцит-макрофаг, которая дает начало остеокластам и моноцитам, чья пролиферация и дифференцировка зависят от различных регуляторных молекул, среди которых можно назвать многие цитокины.

После того, как клетки-предшественники распространяются по сосудистой системе, они оседают в различных областях костной ткани (надкостнице, эндосте и надхрящнице).

Мононуклеарные фагоциты очень похожи на преостеокластические клетки, но именно костное микроокружение определяет их дифференциацию посредством различных стимулов.

Дифференциация клеток-предшественников

Плюрипотентные гемопоэтические клетки костного мозга получают сигналы, которые направляют их развитие в сторону миелоидного происхождения, что требует экспрессии определенных молекул, которые позволяют этим клеткам реагировать на остеокластогенные факторы.

По мере дифференциации «колонии» миелоидных клеток могут быть идентифицированы многочисленные маркеры клонов макрофагов, которые характеризуются, в частности, наличием фактора, известного как «фактор, стимулирующий колонии макрофагов».

Важность этого фактора в дифференцировке клеток-предшественников остеокластов была продемонстрирована посредством различных экспериментальных наблюдений на животных с мутациями в родственных генах, которые имеют серьезные нарушения в развитии костей.

Продвижение «макрофагов» к остеокластам

Макрофаги, которым суждено дифференцироваться в линии остеокластов, прогрессируют в направлении развития фенотипических характеристик, присущих этим костным клеткам, таких как экспрессия рецептора кальцитонина и способность реабсорбировать кость.

В настоящее время многие исследовательские группы определили, что основным остеокластогенным фактором является фактор, известный как лиганд рецептора активатора NFkB (RANKL, от английского « R eceptor A ctivator of N F k B L igand»), мембранный белок, экспрессирующийся после стимуляция гормонов или цитокинов костной абсорбции.

Этот фактор действует множеством различных непрямых нисходящих путей, модулируя экспрессию генов, необходимых для дифференцировки остеокластов, и его экспрессия также зависит от контроля других молекул.

Затем дифференциация происходит постепенно, и еще одним ключевым шагом в этом процессе является слияние нескольких клеток, преданных клону остеокластов, с образованием «поликарионной» или многоядерной клетки-предшественника.

характеристики

Остеокласты - это многоядерные «гигантские» клетки (с множеством ядер) диаметром от 10 до 100 мкм, с ацидофильной цитоплазмой и сложной и специализированной внутренней мембранной системой, которая функционирует в процессе резорбции.

Это подвижные клетки, которые перемещаются по поверхности костей между участками резорбции. Если смотреть в их активном состоянии, они имеют внутри много вакуолей и митохондрий, которые обеспечивают высокий метаболический поток.

Эти клетки занимают определенные места, известные как «лагуны Хаушип», которые представляют собой полые углубления, характерные для регионов, где происходит резорбция кости.

Поперечное сечение активного остеокласта (Источник: Cellpath через Wikimedia Commons)

Это поляризованные клетки, так что органеллы внутри находятся в определенных областях: базальная область, область «фигурного края» или «края кисти», светлая область и область пузырьков.

Чистые области и края кисти имеют характерные специфические структуры резорбции, которые наблюдаются как сеть перепончатых складок, под которыми происходят процессы резорбции, поскольку они находятся в прямом контакте с костью.

Базальная зона (самая дальняя от лагун) - это зона, которая содержит наибольшее количество органелл: ядер и всех связанных с ними систем, в то время как везикулярная зона состоит из множества везикул-переносчиков, которые взаимодействуют с резорбцией и расположены между базальной зоной. и край кисти.

Характеристики

В сочетании с другими клетками костной ткани, а также во взаимодействии с некоторыми местными регуляторными факторами и определенными гормонами остеокласты играют важную роль в структурном поддержании и ремоделировании костей во время и после остеогенеза.

В этом смысле остеокласты участвуют в сопряженном процессе резорбции и образования, который состоит из опосредованной остеокластами резорбции и направленного остеобластами образования.

Вообще говоря, механизмы резорбции костей, опосредованные остеокластами, включают секрецию гидролаз из их лизосом и ионов, которые разрушают кости.

Как и другие клетки соединительной ткани, остеокласты участвуют в поддержании гомеостаза кальция в сыворотке.

болезни

С функцией остеокластов связаны различные заболевания, среди которых:

- Остеопороз : это состояние, характеризующееся дисбалансом между резорбцией и формированием кости, при котором резорбция усиливается, что приводит к хрупкости и постоянным переломам скелета. Обычно возникает у пожилых и пожилых людей.

- Остеопетроз : это генетическое заболевание, характеризующееся увеличением костной массы из-за дефектов в развитии фигурных краев остеокластов, вызванных определенными мутациями, что приводит к снижению их способности к резорбции.

- Болезнь Педжета: обнаруживается у пожилых пациентов как неконтролируемая резорбция и образование костной ткани, очевидно, вирусного происхождения.

Ссылки

1. Броннер Ф., Фарач-Карсон М., Рубин Дж. И Гринфилд Е.М. (2005). Остеокласты: происхождение и дифференциация. При резорбции кости (стр. 23). Лондон: Спрингер.
2. Чен, X., Ван, З., Дуань, Н., Чжу, Г., Шварц, Э.М., и Се, К. (2018). Остеобласт - взаимодействия остеокластов. Исследование соединительной ткани, 59 (2), 99-107.
3. Фрейм Б. и Марел М. (1981). Болезнь Педжета: обзор современных знаний. Диагностическая радиология, 141, 21–24.
4. Гартнер, Л., Хиатт, Дж. (2002). Текстовый атлас гистологии (2-е изд.). Мексика DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
5. Джонсон, К. (1991). Гистология и клеточная биология (2-е изд.). Балтимор, Мэриленд: Национальная медицинская серия для независимого изучения.
6. Кюхнель, В. (2003). Цветной атлас цитологии, гистологии и микроскопической анатомии (4-е изд.). Нью-Йорк: Тим.
7. Пирс, А., Линдског, С., и Хаммарстром, Л. (1991). Остеокласты: структура и функции. Электронные микросхемы. Ред., 4, 1–45.
8. Собакки, К., Шульц, А., Фрейзер, П., Вилла, А., и Хельфрих, М. Х. (2013). Остеопетроз: генетика, лечение и новые взгляды на формирование остеокластов. Обзоры природы Эндокринология, 1–15.
9. Ваес, Г. (1987). Клеточная биология и биохимический механизм резорбции кости. Клиническая ортопедия и родственные исследования, 231, 239–271.