Osteoklastai yra milžiniškos ląstelės, atsakingos už kaulų rezorbciją ir demineralizaciją. Jų veiklą reguliuoja įvairios medžiagos, pvz parathormonas. Per didelis arba per mažas osteoklastų aktyvumas rodo rimtą poveikį skeletui sveikatai.
Kas yra osteoklastai?
Kas septynerius metus žmonės gauna visiškai naują skeletą. Žmogus kaulai prisitaikyti prie įtempių ir visam laikui pertvarkyti. Jie atnaujinami atlikus mikrofrakcijas ir lūžius. Defektinis kaulas masė pašalinama ir kaupiama nauja kaulų masė. Vadinamieji osteoblastai yra atsakingi už kaupimo darbus. Tai yra nesubrendusios kaulų ląstelės, kurios vėliau subręsta osteocitais. Kaulų apykaitos skaidymo darbus atlieka ne osteoblastai, o osteoklastai. Šios kaulų ląstelės atsiranda iš pirmtakų ląstelių iš kaulų čiulpai ir prireikus migruoti į kaulų sistemą. Jų darbas apima du skirtingus mechanizmus: kaulų medžiagos demineralizaciją ir faktinį kaulo irimą. Osteoklastai savo darbu sulėtina kaulų augimą ir užkerta kelią pernelyg dideliems augimo procesams ir dauginimuisi. Jie bendrauja su osteoblastais per pagrindinę medžiagą RANKL. Dėl jų reguliavimo, be šio bendravimo, hormonų ciklas vaidina svarbų vaidmenį. Parathormonas aktyvina degradaciją ir kalcitoninas inaktyvina osteoklastų veiklą.
Anatomija ir struktūra
Osteoklastai yra daugiabranduolės ląstelės ir todėl priklauso vadinamosioms milžiniškoms ląstelėms. Jie susidaro susijungus monobranduolinėms kamieninėms ląstelėms kaulų čiulpai, taip pat žinomas kaip kraujodaros kamieninės ląstelės. Jie yra mononuklearinės-fagocitinės sistemos dalis. Tai reiškia visų tinklelio ląstelių visumą jungiamasis audinys, kurių dalys laikomos imuninė sistema ir yra atsakingi už atliekų ir pašalinių dalelių skaidymą ir pašalinimą. Osteoklastų skersmuo yra nuo 30 iki 100 µm, juose gali būti daugiau nei 20 ląstelių branduolių. Jie išsidėstę ant kaulų paviršiaus, esančiuose paslėptose ertmėse, ir juda ameboidais. Jų viršūninis vieno stulpelis nukreiptas į kaulą. Centralizuotai yra pūslelių turinti zona su sulenkta gėlės forma ląstelės membrana. Ši „raukšlėta riba“ yra kaulų rezorbcijos vieta. Osteoklastų periferija yra intensyviai nudažyta. Ten esantis sukibimo aparatas leidžia ląstelėms prilipti prie kaulo minimaliu 0.3 nm atstumu. Šią „sandarinimo zoną“ uždaro citoplazma, dar vadinama „skaidria zona“, kurioje yra nedaug ląstelių organelių, bet daug susitraukiančių baltymai.
Funkcija ir užduotys
Kaulų medžiagos susidarymo ir skaidymo procesus idealiai koordinuoja ir kontroliuoja gerai reguliuojama reguliavimo grandinė. Osteoklastus formuoti skatina įvairūs veiksniai. Deksametazonas, 1,25- (OH) 2VitD3, parathormonas, PTHrP, prostaglandinas-E2 ir citokinai turi ypač rezorbcinį poveikį kaulams. Priešingai, bisfosfonatai, kalcitoninas ir estrogenai turi slopinamąjį poveikį osteoklastams. Šie veiksniai reguliuoja vadinamojo PU.1 transkripcijos faktoriaus aktyvavimą. Jis kontroliuoja konversiją kaulų čiulpai makrofagai į daugiabranduolius osteoklastus. Medžiagos RANKL ir osteoprotegerinas taip pat dalyvauja aktyvavime. Hormoninės reguliavimo grandinės naudoja kaulą kaip tam tikrą buferį reguliuoti kalcis subalansuoti. Pavyzdžiui, išsiskiria kaulų rezorbcinis parathormonas kalcis. Kalcitoninas, kita vertus, stimuliuoja kalcis. Tokiu būdu kontroliuojamas nuolatinis kaulų medžiagos kaupimasis ir skaidymas leidžia kaulų sistemai prisitaikyti prie įtempių ir pokyčių. Tokiu būdu medžiaga nuovargis yra užkirstas kelias. Tuo tarpu manoma, kad osteocitai taip pat vaidina svarbų vaidmenį reguliuojant osteoklastus. Osteocitai yra sulaikyti osteoblastai, kurie pasiekė brandą. Kai kaulą veikia a lūžis arba mikrofrakcijos, osteocitai miršta dėl maistinių medžiagų trūkumo, o jų išskiriamos medžiagos skatina osteoklastus veikti. Osteoklastų darbą sudaro du mechanizmai. Tarp osteoklasto ir kaulų medžiagos yra minimalus tarpas, kuriame sumažėja ph vertė. Dėl šios degradacijos kaulai yra demineralizuoti. Mineralinis druskos yra išgaunami. Tam reikalinga pH vertė yra pastovi aktyviu protonų transportu. Kolageninę kaulo matricą osteoklastai atskiria per proteolizę fermentai (enzimai). Proceso metu jie atneša Kolageno fragmentai, taip išlaisvinti fagocitozėje.
Ligos
Kai osteoklastų aktyvumas krenta ar padidėja, šis pokytis gali įgauti patologinį mastą. Sveiko kaulo skilimas ir atstatymas yra idealiai suderinti. Todėl sumažėjęs osteoklastų aktyvumas gali padaryti tiek pat žalos, kiek padidėjęs aktyvumas. Pavyzdžiui, esant genetiškai nustatytai osteopetrozei, osteoklastų aktyvumas labai sumažėja. Kita vertus, padidėjęs osteoklastų aktyvumas būdingas ne genetiniams osteoporozė, hiperparatiroidizmas, osteodystrophia deformans ir aseptinė kaulų nekrozė. Tas pats pasakytina apie reumatoidą artritas, periodontitasir netobula osteogenezė. Padidėjus osteoklastų aktyvumui, kaulas masė yra degraduojamas greičiau, nei galima papildyti. Todėl nukentėję asmenys kenčia lūžis- linkęs ir silpnas kaulai. . In Į hiperparatiroidizmas, pažeidžiamas pats kaulų formavimosi reguliavimo aparatas. Epitelio ląstelės yra nenormalios, todėl netinkamai reguliuoja kalcio kiekį organizme parathormono pavidalu. Priežastis yra padidėjusi parathormono sekrecija, kuri atsiranda dėl adenomos ar prieskydinės liaukos padidėjimo. Padidėjęs prieskydinių liaukų hormonų kiekis padidina kaulų rezorbciją. Rezultatas sunkus kaulų skausmas ir sumažėjęs kalcio išsiskyrimas inkstas. Taigi kalcio kiekis kraujas toliau didėja, sukelia inkstas akmenys.
Tipiškos ir dažnos kaulų ligos
- osteoporozė
- Kaulų skausmas
- Kaulų lūžis
- Paget'o liga
