osteoklaster

De osteoklaster är jätteceller som ansvarar för nedbrytning av ben och demineralisering. Deras aktivitet regleras av olika ämnen, såsom parathyreoideahormon. För mycket eller för liten osteoklastaktivitet har allvarliga effekter på skelettens hälsa.

Vad är osteoklaster?

Var sjunde år får en person ett helt nytt skelett. Mänskliga ben anpassas till laster och ombyggs hela tiden. De förnyas efter mikrofrakturer och sprickor. Den defekta benmassan tas bort och ny benmassa byggs upp.

De så kallade osteoblasterna ansvarar för byggarbetet. Dessa är omogna benceller som senare mognar till osteocyter. Nedbrytningsarbetet i benmetabolismen utförs inte av osteoblasterna utan av osteoklasterna. Dessa benceller härrör från föregångare celler i benmärgen och migrerar in i skelettet om det behövs. Deras arbete involverar två olika mekanismer: avmineralisering av benämnet och den faktiska nedbrytningen av benet.

Genom deras arbete bromsar osteoklaster bentillväxt och förhindrar överdrivna tillväxtprocesser och tillväxter. De kommunicerar med osteoblasterna via nyckelsubstansen RANKL. Utöver denna kommunikation spelar den hormonella cykeln en roll i deras reglering. Parathyroidhormonet aktiverar nedbrytningen och kalcitonin inaktiverar osteoklastaktiviteten.

Anatomi & struktur

Osteoklaster är multinucleated celler och tillhör därför de så kallade jättecellerna. De skapas genom fusion av mononukleära prekursorceller i benmärgen, även känd som blodstamceller.

De är en del av det mononukleära fagocytiska systemet. Detta betyder hela cellerna i retikulär bindväv, varav vissa är en del av immunsystemet och ansvarar för nedbrytning och borttagning av avfall och främmande partiklar. Osteoklaster har en diameter på 30 till 100 um och kan innehålla över 20 cellkärnor. De sitter på benytan i Howship-lakunerna och rör sig ameboidt. Din apikala pol på en pekar på benet. I mitten ligger en zon som innehåller vesiklar med ett cellmembran veckat i form av en blomma. Denna "ruffled gräns" är platsen för resorption av benet.

Osteoklasternas periferi är intensivt färgad. Vidhäftningsapparaten där tillåter cellerna att vidhäfta till benet med ett minimalt avstånd på 0,3 nm. Denna "tätningszon" är innesluten av cytoplasma, som också kallas "klar zon" och har endast ett fåtal cellorganeller, men många kontraktila proteiner.

Funktion & uppgifter

Uppbyggnads- och nedbrytningsprocesserna för benämnet är idealiskt koordinerade och styrs av en finreglerad styrkrets. Osteoklasterna stimuleras till form av olika faktorer. Framför allt har dexametason, 1,25- (OH) 2VitD3, parathyreoideahormon, PTHrP, prostaglandin-E2 och cytokiner en benresorptiv effekt. Däremot har bisfosfonater, kalcitonin och östrogener en hämmande effekt på osteoklasterna.

Dessa faktorer reglerar aktiveringen av den så kallade PU.1-transkriptionsfaktorn. Det kontrollerar omvandlingen av benmärgsmakrofager till multinucleated osteoclasts. Ämnena RANKL och osteoprotegerin är också involverade i aktivering. De hormonella kontrollkretsarna använder benen som en slags buffert för att reglera kalciumbalansen. Benresorptivt paratyreoidahormon frigör exempelvis kalcium. Calcitonin stimulerar å andra sidan lagring av kalcium. Den permanenta uppbyggnaden och nedbrytningen av benämnet som kontrolleras på detta sätt innebär att skelettsystemet anpassar sig till belastningar och förändringar. På detta sätt förhindras materialtrötthet. Under tiden tilldelas osteocyter också en roll i osteoklastreglering.

Osteocyter är fångade osteoblaster som har mognat. Om ett ben påverkas av en fraktur eller mikrofraktur, dör osteocyterna på grund av brist på näringsämnen och kallar osteoklasterna på scenen genom de ämnen som släpps ut. Arbetet med osteoklaster består av två mekanismer. Det finns ett minimalt gap mellan en osteoklast och benämnet där pH-värdet sänks. Genom denna nedbrytning blir benen demineraliserade. Mineralsalter extraheras. Det pH-värde som krävs för detta hålls konstant genom aktiv protontransport. Osteoklasterna lossar den kollagena benmatrisen med användning av proteolytiska enzymer. På detta sätt fagocytiserar de de frisatta kollagenfragmenten.

sjukdomar

När osteoklastaktiviteten minskar eller ökar kan denna förändring bli patologisk. Nedbrytning och rekonstruktion koordineras idealiskt i friska ben.

Minskad osteoklastaktivitet kan därför orsaka lika mycket skada som ökad aktivitet. Vid genetisk osteopetros, till exempel, är det kraftigt reducerad osteoklastaktivitet. Å andra sidan är ökad osteoklastaktivitet karakteristisk för icke-genetisk osteoporos, hyperparatyreoidism, osteodystrophy deformans och aseptisk bennekros. Detsamma gäller för reumatoid artrit, parodontit och osteogenes imperfecta. Med ökad osteoklastaktivitet bryts benmassan snabbare än den kan reproduceras.

De drabbade lider därför av bräckliga och svaga ben. Vid hyperparatyreoidism påverkas regleringsapparaten för själva benbildning. Epitelcellerna är onormala och dysreglerar så kalciumnivån i kroppen i form av parathyreoideahormon. Anledningen till detta är den ökade utsöndringen av paratyreoideahormonet, som kan spåras tillbaka till ett adenom eller en utvidgning av paratyreoidkörtlarna. Den ökade parathyroidhormonnivån ökar benförlusten. Resultatet är svår bensmärta och reducerad kalciumutsöndring i njurarna. Mängden kalcium i blodet ökar och orsakar njursten.

Typiska & vanliga bensjukdomar

• osteoporos
• Bensmärta
• Brutet ben
• Pagets sjukdom