osteoklasty

osteoklasty sú obrovské bunky, ktoré sú zodpovedné za odbúravanie kostí a demineralizáciu. Ich aktivita je regulovaná rôznymi látkami, ako je napríklad paratyroidný hormón. Príliš veľa alebo príliš nízka aktivita osteoklastov má vážne účinky na zdravie kostry.

Čo sú osteoklasty?

Každých sedem rokov dostane ľudská bytosť úplne novú kostru. Ľudské kosti sa prispôsobujú zaťaženiu a neustále sa prerábajú. Obnovujú sa po mikrofrakciách a zlomeninách. Defektná kostná hmota sa odstráni a vytvorí sa nová kostná hmota.

Za stavebné práce sú zodpovedné tzv. Osteoblasty. Jedná sa o nezrelé kostné bunky, ktoré neskôr dozrievajú na osteocyty. Rozklad v kostnom metabolizme nevykonávajú osteoblasty, ale osteoklasty. Tieto kostné bunky pochádzajú z prekurzorových buniek z kostnej drene a podľa potreby migrujú do kostrového systému. Ich práca zahŕňa dva rôzne mechanizmy: demineralizáciu kostnej hmoty a skutočný rozklad kosti.

Osteoklasty svojou prácou spomaľujú rast kostí a bránia nadmerným procesom rastu a rastu. Komunikujú s osteoblastmi prostredníctvom kľúčovej látky RANKL. Okrem tohto oznámenia zohráva hormonálny cyklus pri ich regulácii úlohu. Parathormón hormón aktivuje rozklad a kalcitonín inaktivuje osteoklastovú aktivitu.

Anatómia a štruktúra

Osteoklasty sú viacjadrové bunky, a preto patria do tzv. Obrovských buniek. Vznikajú fúziou mononukleárnych prekurzorových buniek v kostnej dreni, tiež známych ako krvné kmeňové bunky.

Sú súčasťou mononukleárneho fagocytárneho systému. To znamená, že všetky bunky retikulárneho spojivového tkaniva, z ktorých niektoré sú súčasťou imunitného systému, sú zodpovedné za rozklad a odstránenie odpadu a cudzích častíc. Osteoklasty majú priemer 30 až 100 um a môžu obsahovať viac ako 20 bunkových jadier. Sedia na povrchu kostí v lanovke Howship a pohybujú sa v oblakoch. Váš apikálny pól jedného ukazuje na kosť. V strede leží zóna obsahujúca vezikuly s bunkovou membránou zloženou ako kvetina. Táto „zvlnená hranica“ je miestom pre resorpciu kosti.

Okraj osteoklastov je intenzívne zafarbený. Adhézny prístroj umožňuje bunkám priľnúť na kosť s minimálnou vzdialenosťou 0,3 nm. Táto „tesniaca zóna“ je uzavretá cytoplazmou, ktorá sa tiež nazýva „čistá zóna“ a má iba niekoľko bunkových organel, ale veľa kontraktívnych proteínov.

Funkcia a úlohy

Procesy tvorby a rozkladu kostnej hmoty sú v ideálnom prípade koordinované a riadené jemne regulovaným regulačným obvodom. Osteoklasty sú stimulované k tvorbe rôznymi faktormi. Najmä dexametazón, 1,25- (OH) 2VitD3, paratyroidný hormón, PTHrP, prostaglandín-E2 a cytokíny majú kostný resorpčný účinok. Naopak, bisfosfonáty, kalcitonín a estrogény majú inhibičný účinok na osteoklasty.

Tieto faktory regulujú aktiváciu takzvaného transkripčného faktora PU.1. Riadi konverziu makrofágov kostnej drene na viacjadrové osteoklasty. Na aktivácii sa podieľajú aj látky RANKL a osteoprotegerín. Hormonálne regulačné obvody používajú kosti ako druh tlmivého roztoku na reguláciu rovnováhy vápnika. Kostí rezorpčný paratyroidný hormón napríklad uvoľňuje vápnik. Kalcitonín na druhej strane stimuluje ukladanie vápnika. Takto kontrolované trvalé hromadenie a rozklad kostnej hmoty znamená, že sa kostrový systém prispôsobuje zaťaženiu a zmenám. Týmto spôsobom sa zabráni únave materiálu. Medzitým boli pri regulácii osteoklastov tiež pridelené úlohy.

Osteocyty sú zachytené osteoblasty, ktoré dozreli. Ak je kosť postihnutá zlomeninou alebo mikrofraktúrou, osteocyty odumrú kvôli nedostatku živín a prostredníctvom uvoľňovaných látok nazývajú osteoklasty na scéne. Práca osteoklastov pozostáva z dvoch mechanizmov. Medzi osteoklastami a kostnou látkou je minimálna medzera, v ktorej je znížená hodnota pH. Prostredníctvom tejto degradácie sa kosti demineralizujú. Extrahujú sa minerálne soli. Hodnota pH potrebná na tento účel sa udržuje konštantným aktívnym transportom protónov. Osteoklasty odstraňujú kolagénnu kostnú matricu pomocou proteolytických enzýmov. Pritom fagocytujú uvoľnené kolagénové fragmenty.

choroby

Keď aktivita osteoklastov poklesne alebo sa zvýši, táto zmena sa môže stať patologickou. Rozklad a rekonštrukcia sú ideálne koordinované v zdravých kostiach.

Znížená aktivita osteoklastov môže preto spôsobiť rovnako veľké poškodenie ako zvýšená aktivita. Napríklad pri genetickej osteopetróze je výrazne znížená aktivita osteoklastov. Na druhej strane je zvýšená aktivita osteoklastov charakteristická pre genetickú osteoporózu, hyperparatyroidizmus, osteodystrofiu deformans a aseptickú kostnú nekrózu. To isté platí pre reumatoidnú artritídu, periodontitídu a osteogenézu imperfecta. Keď sú osteoklasty aktívnejšie, kostná hmota sa rozkladá rýchlejšie, ako sa dá reprodukovať.

Dotknuté osoby preto trpia krehkými a slabými kosťami. Pri hyperparatyreóze je ovplyvnený regulačný aparát tvorby kosti sám. Epitelové bunky sú abnormálne, a tak deregulujú hladinu vápnika v tele vo forme paratyroidného hormónu. Dôvodom je zvýšená sekrécia paratyroidného hormónu, ktorá sa dá vysledovať až po adenóm alebo rozšírenie paratyroidných žliaz. Zvýšená hladina paratyroidného hormónu zvyšuje úbytok kostnej hmoty. Výsledkom je silná bolesť kostí a znížené vylučovanie vápnika v obličkách. Množstvo vápnika v krvi sa zvyšuje a spôsobuje obličkové kamene.

Typické a bežné ochorenia kostí

• osteoporóza
• Bolesti kostí
• Zlomená kosť
• Pagetova choroba