Det osteoklaster er gigantiske celler, der er ansvarlige for nedbrydning af knogler og demineralisering. Deres aktivitet er reguleret af forskellige stoffer, såsom parathyreoideahormon. For meget eller for lidt osteoklastaktivitet har alvorlige virkninger på knoglesundheden.
Hvad er osteoklaster?
Hvert syv år får mennesket et helt nyt skelet. Menneskelige knogler tilpasser sig belastninger og bliver konstant ombygget. De fornyes efter mikrofrakturer og brud. Den defekte knoglemasse fjernes, og den nye knoglemasse opbygges.
De såkaldte osteoblaster er ansvarlige for byggeriet. Dette er umodne knogler, som senere modnes til osteocytter. Nedbrydningsarbejdet i knoglemetabolismen udføres ikke af osteoblasterne, men af osteoklasterne. Disse knogleceller stammer fra precursorceller fra knoglemarven og migrerer ind i skelettet som krævet. Deres arbejde involverer to forskellige mekanismer: demineralisering af knoglestoffet og den faktiske nedbrydning af knoglen.
Ved deres arbejde bremser osteoklaster knoglevækst og forhindrer overdreven vækstprocesser og vækst. De kommunikerer med osteoblasterne via nøglestoffet RANKL. Ud over denne kommunikation spiller den hormonelle cyklus en rolle i deres regulering. Parathyreoideahormonet aktiverer nedbrydningen, og calcitonin inaktiverer osteoklastaktiviteten.
Anatomi & struktur
Osteoklaster er multinucleated celler og hører derfor til de såkaldte gigantceller. De er skabt af fusionen af mononukleære precursorceller i knoglemarven, også kendt som blodstamceller.
De er en del af det mononukleare fagocytiske system. Dette betyder helheden af alle celler i det retikulære bindevæv, hvoraf nogle er en del af immunsystemet og er ansvarlige for nedbrydning og fjernelse af affald og fremmede partikler. Osteoklaster har en diameter på 30 til 100 um og kan indeholde over 20 cellekerner. De sidder på overfladen af knoglen i Howship-lakunerne og bevæger sig amøbe. Din apikale pol på den ene peger på knoglen. I midten ligger en zone, der indeholder vesikler med en cellemembran foldet som en blomst. Denne "ruffled grænse" er stedet for resorption af knoglen.
Osteoklasternes periferi er intens farvet. Vedhæftningsapparatet der tillader cellerne at klæbe til knoglen med en minimal afstand på 0,3 nm. Denne "forseglingszone" er lukket af cytoplasmaen, der også kaldes den "klare zone" og har kun et par celleorganeller, men mange kontraktile proteiner.
Funktion & opgaver
Opbygning og nedbrydningsprocesser af knoglestoffet er ideelt koordineret og styres af et fint reguleret kontrolkredsløb. Osteoklasterne stimuleres til dannelse af forskellige faktorer. Frem for alt har dexamethason, 1,25- (OH) 2VitD3, parathyreoideahormon, PTHrP, prostaglandin-E2 og cytokiner en knogleresorberende virkning. I modsætning hertil har bisphosphonater, calcitonin og østrogener en hæmmende virkning på osteoklasterne.
Disse faktorer regulerer aktiveringen af den såkaldte PU.1-transkriptionsfaktor. Det kontrollerer omdannelsen af knoglemarvsmakrofager til multinucleated osteoclasts. Stofferne RANKL og osteoprotegerin er også involveret i aktivering. De hormonelle kontrolkredsløb bruger knoglerne som en slags buffer til at regulere calciumbalancen. Det knogleresorptive parathyreoideahormon frigiver for eksempel calcium. Calcitonin stimulerer på den anden side lagring af calcium. Den permanente opbygning og nedbrydning af knoglestoffet, der kontrolleres på denne måde, betyder, at knoglesystemet tilpasser sig belastninger og ændringer. På denne måde forhindres materiel træthed. I mellemtiden er osteocytter også blevet tildelt en rolle i osteoclastregulering.
Osteocytter er fangede osteoblaster, der er modnet. Hvis en knogle påvirkes af et brud eller en mikrofraktur, dør osteocytter på grund af mangel på næringsstoffer og kalder osteoklasterne på scenen gennem de frigivne stoffer. Osteoklasts arbejde består af to mekanismer. Der er et minimalt mellemrum mellem en osteoklast og knoglestoffet, hvor pH-værdien reduceres. Gennem denne nedbrydning bliver knoglerne demineraliserede. Mineralsalte ekstraheres. Den nødvendige pH-værdi holdes konstant ved aktiv protontransport. Osteoklasterne fjerner den kollagenøse knoglematrix ved anvendelse af proteolytiske enzymer. Dermed fagocytiseres de frigivne kollagenfragmenter.
sygdomme
Når osteoklastaktiviteten falder eller øges, kan denne ændring blive patologisk. Nedbrydning og genopbygning er ideelt koordineret i sunde knogler.
Nedsat osteoklastaktivitet kan derfor forårsage lige så store skader som øget aktivitet. Ved genetisk osteopetrose er der for eksempel en stærkt reduceret osteoklastaktivitet. På den anden side er øget osteoklastaktivitet karakteristisk for ikke-genetisk osteoporose, hyperparathyreoidisme, osteodystrophy deformans og aseptisk knoglenekrose. Det samme gælder rheumatoid arthritis, parodontitis og osteogenesis imperfecta. Når osteoklasterne er mere aktive, nedbrydes knoglemassen hurtigere, end den kan gengives.
De berørte lider derfor af skrøbelige og svage knogler. Ved hyperparathyreoidisme påvirkes reguleringsapparatet til selve knogledannelsen. Epitelcellerne er unormale og regulerer således calciumniveauet i kroppen i form af parathyreoideahormon. Årsagen hertil er den øgede sekretion af parathyreoideahormonet, som kan spores tilbage til et adenom eller en udvidelse af parathyreoidea-kirtlerne. Det øgede niveau af parathyreoideahormon øger knogletabet. Resultatet er svær knoglesmerter og reduceret calciumudskillelse i nyrerne. Mængden af calcium i blodet øges og forårsager nyresten.
Typiske & almindelige knoglesygdomme
- osteoporose
- Knogssmerter
- Brækket knogle
- Pagets sygdom
