Cele osteoblastelor sunt unul dintre cele trei tipuri de celule găsite în țesutul conjunctiv specializat în suportul structural al corpului: osul. Aceste celule sunt derivate din alte celule numite celule osteoprogenitoare și funcția lor principală este de a sintetiza matricea osoasă.
Osul este compus dintr-o matrice extracelulară care se întărește datorită depunerii de calciu, oferind rezistenței și rigidității țesutului și din trei clase principale de celule: osteoblaste, osteoclaste și osteocite.
Micrografie ușoară a osului „cancellos” decalificat care prezintă osteoblaste active sintetizând activ osteoid (Sursa: Robert M. Hunt prin Wikimedia Commons)
Osteoblastele sunt cunoscute sub numele de celule formatoare de os, în timp ce osteoclastele și osteocitele sunt celulele de resorbție și, respectiv, „gol”. Dintre acestea, cea mai abundentă clasă corespunde osteocitelor (mai mult de 90%), urmată de osteoblaste (5%) și, în mai mică măsură, osteoclastelor (1%).
Aceste celule au fost identificate în mod tradițional ca celule formatoare de os. Cu toate acestea, în prezent se știe sigur că participă la multe alte evenimente, cum ar fi, de exemplu, sinteza factorilor paracrini și autocrini, cum ar fi citokine, factori de creștere, proteaze și alții.
Instruire
Osteoblastele sunt derivate din celulele precursoare mezenchimale, care dau naștere și la condrocite (celule cartilaginoase), mioblaste (celule musculare), adipocite (celule grase) și celule tendonice, în funcție de factorii de transcripție care reglează diferențierea lor.
Deoarece aparțin sistemului celular stromal sau mezenchimal, osteoblastele sunt asociate cu măduva osoasă și aparțin unei linii separate de sistemul celulelor hematopoietice.
Printre elementele implicate în formarea acestor celule se numără trei factori de transcripție (Cbfa1, Osx și ATF4) și unele proteine cu funcții specifice în morfogeneza osoasă.
În timpul scheletongenezei, osteoblastele participă la două forme de dezvoltare osoasă: intramembranoasă, care dă naștere craniului, și endocondrală, care se formează dintr-o „mucegai” de cartilaj.
Cu toate acestea, această clasă specială de celule osoase nu este complet diferențiată, deoarece acestea se pot „scufunda” în matricea extracelulară pentru a forma osteocite, al căror sistem secretor este redus; sau, dimpotrivă, pot suferi procese apoptotice (moarte celulară programată).
Soarta celulară a osteoblastelor, precum și cea a majorității celulelor dintr-un organism, este determinată genetic, iar evenimentele de proliferare și diferențiere depind puternic de hormoni și factori de transcripție.
caracteristici
Osteoblastele sunt celule secretorii multinucleate parțial diferențiate (cu mai mulți nuclei), în interiorul cărora organele sunt ordonate spațial, astfel încât nucleul să rămână departe de regiunea secretorie proeminentă.
Conform micrografelor electronice, osteoblastele au un reticul endoplasmic dur abundent și un complex Golgi foarte dezvoltat, cu numeroase vezicule secretoare, care reprezintă funcția secretorie activă a acestor celule.
Sunt cunoscute sub numele de celule „cuboide” datorită caracteristicilor lor morfologice și se găsesc formând straturi unicelulare aderente la suprafețele osoase.
Spre deosebire de alte celule înrudite, cum ar fi osteocitele (în care se pot diferenția), osteoblastele vin în contact cu celulele vecine prin extensii scurte și le folosesc pe cele mai lungi pentru a comunica cu osteocitele din apropiere.
Atât osteoblastele, cât și majoritatea osteocitelor sunt separate de matricea osoasă mineralizată datorită unei substanțe organice din matricea osoasă cunoscută sub numele de osteoid, sintetizată de osteoblaste.
În membranele lor celulare, osteoblastele au factori importanți, cum ar fi integrinele și receptorii hormonali, printre care se disting receptorii pentru hormonul paratiroidian. Aceasta stimulează secreția ligandului osteoprotegerinei, necesară pentru diferențierea osteoclastelor.
Acestea sunt capabile să răspundă la estrogen, hormonul de creștere, vitamina D3 și tiroxina, precum și alți factori, cum ar fi citokinele și factorii de transcripție specifici de care depinde diferențierea lor.
Caracteristici
Funcțiile osteoblastelor pot fi rezumate în menținerea arhitecturii scheletice, deoarece acestea sunt responsabile pentru sinteza constituenților organici ai matricei osoase. Acestea includ fibrele de colagen, glicoproteine și unii proteoglicani.
Funcțiile lor sunt legate în principal de maturizarea lor, deoarece de la o origine comună se pot diferenția în matrice osoase sintetizând osteoblaste, celule ale mucoasei osoase și osteocite.
De asemenea, este responsabil de sinteza anumitor enzime și factori specifici a căror funcție implică îndepărtarea osteoidului, contribuind la accesul osteoclastelor la suprafața osoasă calcificată, controlând astfel funcția acesteia.
Odată cu osteoclastele, osteoblastele participă la procesele de remodelare osoasă prin înlocuirea regiunilor de os reabsorbite de osteoclaste ca răspuns la diferite tipuri de stres mecanic aplicat țesutului osos.
Deoarece au capacitatea de a regla activitatea osteoclastului, osteoblastele participă indirect la homeostazia calciului corporal.
Ele participă nu numai la secreția componentelor organice ale matricei osoase, ci și la calcifierea acesteia prin secreția de enzime precum fosfataza alcalină, capabilă să regleze fosforilarea altor fosfoproteine.
În plus, unele dintre glicoproteinele produse de aceste celule, cum ar fi osteonectina / SPARC, tenascina C, fibronectina și membrii familiei de proteine trombospondine, sunt implicați în reglarea aderenței, migrației, proliferarii și diferențierii de altele. celule osoase.
Patologii conexe
Multe boli la om sunt legate de funcția osteoblastelor, ca urmare a implicării directe a acestor celule în formarea oaselor.
Printre cele mai frecvente boli asociate cu osteoblastele se numără osteoporoza, boala Paget (care are legătură cu deformarea și fragilitatea oaselor) și osteoartrita (uzura țesuturilor protectoare care aliniază capetele oaselor).
Osteoporoza, de exemplu, apare dintr-un echilibru negativ între activitatea de formare osoasă a osteoblastei și activitatea de resorbție osoasă în care se specializează osteoclastele.
Acest echilibru negativ pare să fie legat de deficiențe în proliferarea sau diferențierea celulelor osteoprogenitoare sau de evenimente apoptoza excesive.
Referințe
- Caetano-López, J., Canhao, H., & Fonseca, J. (2007). Osteoblastele și formarea oaselor. Acta Reum Prot, 32, 103-110.
- Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Text Atlas of Histology (ediția a 2-a). Mexic DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
- Johnson, K. (1991). Histologie și biologie celulară (ediția a II-a). Baltimore, Maryland: seria medicală națională pentru studiu independent.
- Mackie, EJ (2003). Osteoblaste: roluri inedite în orchestrarea arhitecturii scheletice. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 35, 1301-1305.
- Martin, TJ, Fundlay, DM, Heath, JK, & Ng, KW (1993). Osteoblaste: diferențiere și funcție. În fiziologie și farmacologie a oaselor. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
- Tenenbaum, HC, & Heersche, JNM (1982). Diferențierea osteoblastelor și formarea oaselor mineralizate în Vitro. Calcif. Țesutul. Int., 34, 76–79.