osteoklaster

De osteoklaster er gigantiske celler som er ansvarlige for nedbryting av bein og demineralisering. Deres aktivitet er regulert av forskjellige stoffer, for eksempel parathyreoideahormon. For mye eller for liten osteoklastaktivitet har alvorlige effekter på skjeletthelsen.

Hva er osteoklaster?

Hvert syvende år får mennesket et helt nytt skjelett. Menneskebeinene tilpasser seg belastninger og blir permanent ombygd. De blir fornyet etter mikrofrakturer og brudd. Den mangelfulle beinmassen fjernes og ny beinmasse bygges opp.

De såkalte osteoblaster er ansvarlige for byggearbeidene. Dette er umodne beinceller som senere modnes til osteocytter. Nedbrytningsarbeidet i benmetabolismen utføres ikke av osteoblastene, men av osteoklastene. Disse bencellene stammer fra forløperceller i benmargen og vandrer inn i skjelettet når det er nødvendig. Deres arbeid involverer to forskjellige mekanismer: demineralisering av beinstoffet og selve nedbrytningen av beinet.

Ved deres arbeid bremser osteoklaster beinveksten og forhindrer overdreven vekstprosesser og vekster. De kommuniserer med osteoblastene via nøkkelsubstansen RANKL. I tillegg til denne kommunikasjonen spiller hormonsyklusen en rolle i deres regulering. Parathyreoideahormonet aktiverer nedbrytningen og kalsitonin inaktiverer osteoklastaktiviteten.

Anatomi og struktur

Osteoklaster er flercirkulerte celler og tilhører derfor de såkalte gigantceller. De er skapt av fusjon av mononukleære forløperceller i benmargen, også kjent som blodstamceller.

De er en del av det mononukleære fagocytiske systemet. Dette betyr helheten av alle celler i det retikulære bindevevet, hvorav noen er en del av immunforsvaret og er ansvarlig for nedbrytning og fjerning av avfall og fremmede partikler. Osteoklaster har en diameter på 30 til 100 um og kan inneholde over 20 cellekjerner. De sitter på beinoverflaten i Howship-lakkene og beveger seg amøoid. Din apikale pol på en peker mot beinet. I sentrum ligger en sone som inneholder vesikler med en cellemembran brettet i form av en blomst. Denne "rufsete grensen" er stedet for resorpsjon av beinet.

Periferien til osteoklastene er intenst beiset. Vedheftingsapparatet der lar cellene feste seg til beinet med en minimal avstand på 0,3 nm. Denne "forseglingssonen" er omsluttet av cytoplasmaet, som også kalles "klar sone" og har bare noen få celleorganeller, men mange kontraktile proteiner.

Funksjon & oppgaver

Oppbyggings- og nedbrytningsprosessene til beinstoffet er ideelt koordinert og styres av en finregulert kontrollkrets. Osteoklastene stimuleres til å dannes av forskjellige faktorer. Fremfor alt har dexametason, 1,25- (OH) 2VitD3, parathyreoideahormonet, PTHrP, prostaglandin-E2 og cytokiner en beinresorptiv effekt. I kontrast har bisfosfonater, kalsitonin og østrogener en hemmende effekt på osteoklastene.

Disse faktorene regulerer aktiveringen av den såkalte PU.1-transkripsjonsfaktoren. Den kontrollerer omdannelsen av benmargsmakrofagene til multinukleete osteoklaster. Stoffene RANKL og osteoprotegerin er også involvert i aktivering. De hormonelle kontrollkretsene bruker beinene som en slags buffer for å regulere kalsiumbalansen. Benresorpsjon parathyreoideahormon frigjør for eksempel kalsium. Calcitonin stimulerer derimot lagring av kalsium. Den permanente oppbyggingen og nedbrytningen av beinstoff som kontrolleres på denne måten, betyr at skjelettsystemet tilpasser seg belastninger og forandringer. På denne måten forhindres materiell tretthet. I mellomtiden får osteocytter også en rolle i osteoklastregulering.

Osteocytter er fanget osteoblaster som har modnet. Når et bein er påvirket av et brudd eller mikrofraktur, dør osteocyttene på grunn av mangel på næringsstoffer, og stoffene som frigis, kaller osteoklastene til handling. Arbeidet med osteoklaster består av to mekanismer. Det er et minimalt gap mellom en osteoklast og beinstoffet som pH-verdien er senket i. Gjennom denne nedbrytningen blir beinene desineralisert. Mineralsalter ekstraheres. PH-verdien som kreves for dette holdes konstant ved aktiv protontransport. Osteoklastene løsner den kollagene benmatrisen ved bruk av proteolytiske enzymer. Ved å gjøre dette, fagocytiserer de de frigjorte kollagenfragmentene.

Sykdommer

Når osteoklastaktiviteten faller eller øker, kan denne endringen bli patologisk. Nedbryting og gjenoppbygging er ideelt koordinert i sunne bein.

Nedsatt osteoklastaktivitet kan derfor forårsake like mye skade som økt aktivitet. Ved genetisk osteopetrose, for eksempel, er det sterkt redusert osteoklastaktivitet. Økt osteoklastaktivitet er karakteristisk for ikke-genetisk osteoporose, hyperparatyreoidisme, osteodystrophy deformans og aseptisk beinnekrose. Det samme gjelder revmatoid artritt, parodontitt og osteogenese imperfecta. Når osteoklastene blir mer aktive, brytes beinmasse raskere ned enn det kan reproduseres.

De rammede lider derfor av skjøre og svake bein. Ved hyperparatyreoidisme påvirkes reguleringsapparatet for selve beindannelsen. Epitelcellene er unormale og disregulerer kalsiumnivået i kroppen i form av parathyreoideahormon. Årsaken til dette er økt sekresjon av paratyreoideahormon, som kan spores tilbake til et adenom eller en utvidelse av paratyreoidea. Det økte parathyroidhormonnivået øker bentapet. Resultatet er sterke smerter i bena og redusert kalsiumutskillelse i nyrene. Mengden kalsium i blodet øker og forårsaker nyrestein.

Typiske og vanlige bein sykdommer

• osteoporose
• Beinsmerter
• Brukket ben
• Pagets sykdom