Остеоцити: Структура, функция и болести

Остеоцитите са зрели костни клетки, затворени от остеобласти на костния матрикс. Когато костта е дефектна, остеоцитите умират поради недостатъчно снабдяване с хранителни вещества, което води до разграждане на костите остеокласти. Патологичните остеоцити могат да бъдат от значение за заболявания като остеопороза.

Какво представляват остеоцитите?

Човешката кост е жива. Незрелите остеобласти образуват това, което се нарича костен матрикс. Тази мрежа от незрели костни клетки включва зрелите костни клетки. Известни също като остеоцити, те грим по-голямата част от костните клетки по отношение на броя. Остеобластите са техният предшественик. Зреенето на остеобластите се случва по време на остеогенезата. Този термин се отнася до образуването на нова костна тъкан. Тялото непрекъснато формира нова костна тъкан и ремоделира или адаптира костната структура към стресовете. Постоянната деминерализация и реминерализация се извършва в костите. Остеокластите разграждат старото костно вещество и по този начин са отговорни за деминерализацията. Остеобластите поемат минерализацията. Те се улавят по време на остеогенезата и стават зрели остеоцити в тази кухинна система. Така наречените междинни връзки свързват остеоцитите помежду си. Това са канали между клетките, които служат за обмен на хранителни вещества. Функцията на остеоцитите все още не е окончателно изяснена. Предполага се обаче, че те участват в костната резорбция.

Анатомия и структура

Остеобластите образуват това, което е известно като костен матрикс. Това е основното органично вещество на костите, което все още е неминерализирано. Основните компоненти на костния матрикс са тип I колаген влакна и мукополизахариди. Те правят костта компресивно еластична. Ембрионалната съединителната тъкан се нарича още мезенхим. Остеобластите се образуват от него в непосредствена близост до кръв капиляри. Тези незрели костни клетки образуват мек остеоид. Това е костно вещество, което все още не е калцирано. С течение на времето остеобластите обогатяват остеоида с калций фосфат хидроксиапатит. Това съхранение втвърдява и стабилизира костта. Някои остеобласти са заобиколени от всички страни с костен матрикс. Тези остеобласти са остеоцитите. Те са едноядрени клетки в кухинна система с минерализирано костно вещество. Лакунната система на остеоцитите се намира между отделните костни ламели. Клетъчно тяло е разположено във всяка лакуна. Клетъчните шпори са разположени във фините каникуларни каналчета. Клетъчните шпори свързват остеоцитите чрез междинни връзки.

Функция и задачи

Костното образуване и костната резорбция се осъществяват постоянно при човека кости. На всеки седем години хората получават нов скелет, така да се каже. Скелетът се адаптира към новите условия чрез преустройство. Кости които са подложени на стреснапример, стават по-дебели и по-устойчиви с течение на времето. Кости които не са преместени или подложени на малко стрес стават по-тънки и по-слаби. Остеокластите и остеобластите играят ключова роля в метаболизма на костите. Остеобластите изграждат костите. Остеокластите разграждат костите и предотвратяват безкраен растеж на костно вещество. Необходимо е разграждане от остеокласти, например при микрофрактури или фрактури. Клетките разграждат дефектното костно вещество при тези явления. Те разтварят костта по два механизма. Първо, минералът соли от костта се разтварят, така че веществото да стане по-меко. Това се случва чрез понижено рН в кухината между костното вещество и остеокласта. Ниското рН се поддържа чрез активен транспорт на протони. След разтваряне на минерала соли, остеокластите освобождават протеолитично ензими, тези ензими разтварят колагеновия костен матрикс и впоследствие фагоцитират колаген така освободени фрагменти. Двата механизма на разграждане на остеокластите водят до поява на лакуни, наричани още хранителни следи на остеокластите. Теоретично всеки остеокласт може да разгради същото количество кост, което изисква почти 100 остеобласти за изграждане. Остеокластната активност се хормонално контролира и активира от паратиреоиден хормон. Инактивирането става чрез калцитонин. Сега регулаторна функция се приписва и на остеоцитите. При дефектна кост не се осъществява или почти не се доставя хранително вещество през междинната връзка. В резултат на това остеоцитите в дефектната костна матрица умират. Само с тази смърт на остеоцитите остеокластите се привеждат в действие.

Болести

Костта може да бъде засегната от различни дисрегулации. Например, намалената активност на остеокластите има толкова голяма стойност на заболяването, колкото повишената активност на остеокластите или намалената активност на остеобластите. Патологичните остеоцити могат да играят роля в нарушаването на активността на остеокластите. Тъй като обаче точната функция на остеоцитите все още не е известна, това е доста спекулативна връзка. Когато активността на остеокластите е намалена, костите се размножават. Рак на костите може да се развие по този начин. Намалената активност на остеокластите обаче е свързана и със заболявания като генетични остеопороза. Повишената активност на остеокластите разгражда повече кост, отколкото остеобластите могат да образуват. Това явление играе роля в генетичното остеопороза. Освен това, заболявания като хиперпаратиреоидизъм, деформанти на остеодистрофия, асептична костна некроза и ревматоиден артрит се характеризират с това явление. Същото важи и за пародонтит намлява остеогенеза имперфекта. Каква роля играят остеоцитите при горните заболявания остава предмет на изследване. Тъй като мъртвите остеоцити са първите, които привеждат остеокластите в действие, не може да се изключи причинно-следствена връзка между структурата на остеоцитите и някои от споменатите заболявания.

Типични и често срещани костни заболявания

  • Неврологични заболявания
  • Костна болка
  • Фрактура на костите
  • Болест на Пейдж