The Остеокласти є гігантськими клітинами, які відповідають за руйнування кісток та демінералізацію. Їх активність регулюється різними речовинами, наприклад, гормоном паращитовидної залози. Занадто велика або занадто мала активність остеокластів серйозно впливає на здоров'я скелета.
Що таке остеокласти?
Кожні сім років людина отримує абсолютно новий скелет. Кістки людини адаптуються до навантажень і постійно переробляються. Вони поновлюються після мікроструктур та переломів. Видаляється дефектна кісткова маса і нарощується нова кісткова маса.
За будівельні роботи відповідають за так звані остеобласти. Це незрілі кісткові клітини, які згодом дозрівають в остеоцити. Робота з розбиттям кісткового метаболізму здійснюється не остеобластами, а остеокластами. Ці кісткові клітини виникають з клітин-попередників з кісткового мозку та мігрують у кісткову систему за потребою. Їх робота передбачає два різних механізми: демінералізація кісткової речовини та фактичне розщеплення кістки.
Своєю роботою остеокласти сповільнюють ріст кісток і запобігають надмірним процесам і наростам. Вони спілкуються з остеобластами за допомогою ключової речовини RANKL. Крім цього спілкування, гормональний цикл відіграє певну роль у їх регуляції. Гормон паращитовидної залози активізує розпад, а кальцитонін інактивує активність остеокластів.
Анатомія та структура
Остеокласти - це багатоядерні клітини і тому належать до так званих гігантських клітин. Вони створюються шляхом злиття мононуклеарних клітин-попередників у кістковому мозку, також відомих як стовбурові клітини крові.
Вони входять до складу одноядерної фагоцитарної системи. Це означає сукупність усіх клітин ретикулярної сполучної тканини, частина яких є частиною імунної системи і відповідає за руйнування та видалення відходів та сторонніх частинок. Остеокласти мають діаметр від 30 до 100 мкм і можуть містити понад 20 клітинних ядер. Вони сидять на кістковій поверхні в лакунах Howship і рухаються амебоїдами. Ваш верхівковий полюс з одного вказує на кістку. По центру лежить зона, що містить везикули з клітинною мембраною, складеною, як квітка. Ця "розпушена межа" - це місце для розсмоктування кістки.
Периферія остеокластів інтенсивно забарвлена. Адгезійний апарат дозволяє клітинам прилягати до кістки з мінімальною відстані 0,3 нм. Ця "зона ущільнення" укладена цитоплазмою, яку також називають "прозорою зоною" і має лише кілька клітинних органел, але багато скоротливих білків.
Функція та завдання
Процеси накопичення та руйнування кісткової речовини ідеально узгоджені і контролюються за допомогою тонко регульованої схеми управління. Остеокласти стимулюються до формування різними факторами. Перш за все, дексаметазон, 1,25- (OH) 2VitD3, паратиреоїдний гормон, PTHrP, простагландин-Е2 та цитокіни надають кісткову резорбтивну дію. Навпаки, бісфосфонати, кальцитонін та естрогени надають гальмуючий вплив на остеокласти.
Ці фактори регулюють активацію так званого коефіцієнта транскрипції PU.1. Він контролює перетворення макрофагів кісткового мозку в багатоядерні остеокласти. Речовини RANKL і остеопротегерин також беруть участь в активації. Схеми гормонального контролю використовують кістки як своєрідний буфер для регулювання балансу кальцію. Наприклад, кістковий резорбційний паратиреоїдний гормон виділяє кальцій. Кальцитонін, з іншого боку, стимулює зберігання кальцію. Постійне накопичення та руйнування кісткової речовини, контрольоване таким чином, означає, що скелетна система адаптується до навантажень та змін. Таким чином запобігається втома матеріалу. Тим часом остеоцитам також відводиться роль у регуляції остеокластів.
Остеоцити - це захоплені остеобласти, які дозріли. Якщо кістка постраждала від перелому або мікрофрактури, остеоцити гинуть через брак поживних речовин і викликають остеокласти на місці події через речовини, що виділяються. Робота остеокластів складається з двох механізмів. Між остеокластом і кістковою речовиною існує мінімальний простір, в якому значення pH знижується. Через цю деградацію кістки демінералізуються. Видобуваються мінеральні солі. Значення рН, необхідне для цього, підтримується постійним при активному транспорті протонів. Остеокласти відокремлюють колагеновий кістковий матрикс за допомогою протеолітичних ферментів. При цьому вони викликають фагоцитизацію фрагментів колагену, що виділяються.
Хвороби
Коли активність остеокластів падає або збільшується, ця зміна може стати патологічною. Розкладання та реконструкція ідеально узгоджуються в здорових кістках.
Таким чином, знижена активність остеокластів може завдати стільки ж шкоди, скільки і підвищена активність. Наприклад, при генетичному остеопетрозі спостерігається сильно знижена активність остеокластів. Підвищена активність остеокластів характерна для негенетичного остеопорозу, гіперпаратиреозу, деформації остеодистрофії та асептичного некрозу кісток. Те ж саме стосується ревматоїдного артриту, пародонтиту та недосконалості остеогенезу. Коли остеокласти стають активнішими, кісткова маса руйнується швидше, ніж може бути відтворена.
Тому постраждалі страждають від тендітних і слабких кісток. При гіперпаратиреозі уражається сам регуляторний апарат формування кісток. Клітини епітелію аномальні і так порушують рівень кальцію в організмі у вигляді гормону паращитовидної залози. Причиною цього є підвищена секреція паратиреоїдного гормону, яка простежується до аденоми або збільшення паращитовидної залози. Підвищений рівень гормону паращитовидної залози збільшує втрату кісток. Результатом цього є сильний біль у кістках та зменшення виведення кальцію в нирки. Кількість кальцію в крові збільшується і викликає камені в нирках.
Типові та поширені захворювання кісток
- остеопороз
- Біль у кістках
- Зламана кістка
- Хвороба Педжета
