Остеокластите са гигантски клетки, отговорни за костната резорбция и деминерализация. Дейността им се регулира от различни вещества, като напр паратиреоиден хормон. Твърде високата или твърде ниската активност на остеокластите показва сериозни ефекти върху скелета здраве.
Какво представляват остеокластите?
На всеки седем години хората получават изцяло нов скелет. Човек кости адаптират се към напреженията и са трайно реконструирани. Те се обновяват след микрофрактури и фрактури. Дефектната кост маса се отстранява и се натрупва нова костна маса. Така наречените остеобласти са отговорни за натрупването. Това са незрели костни клетки, които по-късно узряват в остеоцити. Работата по разграждането на костния метаболизъм не се извършва от остеобласти, а от остеокласти. Тези костни клетки възникват от прекурсорни клетки от костен мозък и при необходимост мигрират в костната система. Тяхната работа включва два различни механизма: деминерализацията на костното вещество и действителното разграждане на костите. Остеокластите забавят растежа на костите чрез своята работа и предотвратяват прекомерни процеси на растеж и разпространение. Те комуникират с остеобластите чрез ключовото вещество RANKL. За тяхното регулиране, освен тази комуникация, хормоналният цикъл играе роля. Паратиреоиден хормон активира разграждането и калцитонин инактивира остеокластната активност.
Анатомия и структура
Остеокластите са многоядрени клетки и по този начин принадлежат към така наречените гигантски клетки. Те се образуват от сливането на едноядрени клетки-предшественици в костен мозък, известен също като хематопоетични стволови клетки. Те са част от мононуклеарно-фагоцитната система. Това се отнася до съвкупността от всички клетки на ретикуларната съединителната тъкан, части от които се считат за част от имунната система и са отговорни за разграждането и отстраняването на отпадъци и чужди частици. Остеокластите имат диаметър от 30 до 100 µm и могат да съдържат повече от 20 клетъчни ядра. Те се намират на костната повърхност в лакуните на кораба и се движат амебоидно. Апикалният им полюс на един е обърнат към костта. Централно има зона, съдържаща везикули с нагъната форма на цвете клетъчната мембрана. Тази „разрошена граница” е мястото на костна резорбция. Периферията на остеокластите е силно оцветена. Адхезионният апарат там позволява на клетките да се придържат към костта с минимално разстояние от 0.3 nm. Тази „запечатваща зона“ е затворена от цитоплазма, наричана още „чиста зона“, която има малко клетъчни органели, но много контрактилни протеини.
Функция и задачи
Процесите на образуване и разграждане на костното вещество са в идеалния случай координирани и контролирани от фино регулирана регулаторна верига. Остеокластите се стимулират да се образуват от различни фактори. Дексаметазон, 1,25- (OH) 2VitD3, паратиреоиден хормон, PTHrP, простагландин-Е2 и цитокините имат особено резорбтивен ефект върху костите. За разлика, бифосфонати, калцитонин намлява естрогени имат инхибиторен ефект върху остеокластите. Тези фактори регулират активирането на така наречения PU.1 транскрипционен фактор. Той контролира преобразуването на костен мозък макрофаги в многоядрени остеокласти. Веществата RANKL и остеопротегерин също участват в активирането. Хормоналните регулаторни вериги използват костите като вид буфер за регулиране калций баланс. Костно-резорбтивният паратиреоиден хормон например се освобождава калций. Калцитонин, от друга страна, стимулира съхранението на калций. Постоянното натрупване и разграждане на костно вещество, контролирано по този начин, позволява на костната система да се адаптира към стресовете и промените. По този начин материал умора е предотвратено. Междувременно се смята, че остеоцитите също играят роля в регулацията на остеокластите. Остеоцитите са уловени остеобласти, които са достигнали зрялост. Когато костта е засегната от a фрактура или микрофрактура, остеоцитите умират поради липса на хранителни вещества, а освобождаваните от тях вещества привеждат остеокластите в действие. Работата на остеокластите се състои от два механизма. Между остеокласта и костното вещество има минимално пространство, в което ph-стойността е понижена. Поради тази деградация, кости са деминерализирани. Минерал соли се извличат. Стойността на рН, необходима за това, се поддържа постоянна чрез активен протонен транспорт. Колагеновият костен матрикс се отделя от остеокластите чрез протеолитик ензимиВ процеса те носят колаген фрагменти, така освободени до фагоцитоза.
Болести
Когато активността на остеокластите падне или се повиши, тази промяна може да придобие патологични размери. В здравата кост деградацията и реконструкцията са идеално съчетани. Следователно намалената активност на остеокластите може да причини толкова щети, колкото и повишената активност. Например при генетично обусловена остеопетроза има силно намалена активност на остеокластите. Повишената активност на остеокластите, от друга страна, е характерна за негенетичните остеопороза, хиперпаратиреоидизъм, деформанти на остеодистрофия и асептична костна некроза. Същото важи и за ревматоидния артрит, пародонтит, и остеогенеза имперфекта. С повишена остеокластна активност, кост маса се разгражда по-бързо, отколкото може да се попълни. Следователно засегнатите лица страдат от фрактура-клонен и слаб кости. В хиперпаратиреоидизъм, се засяга регулаторният апарат на самото костно образуване. Епителните клетки са необичайни и по този начин неправилно регулират нивото на калций в организма под формата на паратиреоиден хормон. Причината е повишената секреция на паратормон, която се дължи на аденом или разширяване на паращитовидните жлези. Повишеното ниво на паратиреоиден хормон увеличава костната резорбция. Резултатът е тежък болка в костите и намалена екскреция на калций в бъбрек. По този начин количеството калций в кръв продължава да се увеличава, причинявайки бъбрек камъни.
Типични и често срещани костни заболявания
- Неврологични заболявания
- Костна болка
- Фрактура на костите
- Болест на Пейдж
