OSTEOCLASTELE: FORMAREA, CARACTERISTICILE, FUNCȚIILE, BOLILE - BIOLOGIE - 2025

Cele Osteoclastele sunt unul dintre cele trei tipuri de celule găsite în țesutul osos și sunt responsabile pentru un fenomen cunoscut sub numele de resorbția osoasă, esențială pentru menținerea structurii acestei.

Spre deosebire de osteoblaste și osteocite, celelalte două grupuri celulare prezente în țesutul osos, osteoclastele, odată ce și-au îndeplinit funcția de resorbție, trec prin procese complexe de moarte celulară programată (apoptoză).

Microscopie a unui osteoclast activ (Sursa: Robert M. Hunt la Wikipedia Wikipedia prin Wikimedia Commons)

Activitatea sa este reglementată în principal de calea endocrină, controlată în mod specific de doi hormoni: hormonul paratiroidian și calcitonina, produs de paratiroid și glanda tiroidă, în special.

Numele acestor celule a fost inventat de către Kölliker în 1873, iar rolul resorbției osoase a fost atribuit inițial osteocitelor și macrofagelor, cu toate acestea, astăzi se știe că aceste celule sunt mai degrabă „accesorii” în cele menționate. proces.

Ele sunt celule elementare în fiziologia scheletului și defecte în funcția lor sau anomalii în procesele cărora le sunt responsabile implică dezvoltarea de patologii severe la om.

Instruire

Osteoblastele sunt derivate din celulele mononucleate provenite din măduva spinării și din alte organe hematopoietice, care sunt capabile să migreze către țesuturile osoase prin căile vasculare.

Sunt formate dintr-o celulă progenitoare numită granulocit-macrofag, care dă naștere osteoclastelor și monocitelor, a căror proliferare și diferențiere depind de diferite molecule de reglare, printre care multe citokine pot fi numite.

După ce celulele progenitoare sunt diseminate prin sistemul vascular, se stabilesc în diferite zone ale țesutului osos (periostul, endostiul și perichondriul).

Fagocitele mononucleare sunt foarte asemănătoare cu celulele pre-osteoclastice, dar este microambientul osos care determină diferențierea lor prin diferiți stimuli.

Diferențierea celulelor progenitoare

Celulele hematopoietice pluripotente ale măduvei osoase primesc semnale care direcționează dezvoltarea lor către linia mieloidă, ceea ce necesită exprimarea anumitor molecule care permit acestor celule să răspundă la factorii osteoclastogeni.

Pe măsură ce „colonia” celulară mieloidă se diferențiază, numeroși markeri pentru linia macrofagelor pot fi identificați, caracterizați în special prin prezența unui factor cunoscut sub numele de „factor de stimulare a coloniei macrofagului”.

Importanța acestui factor în diferențierea celulelor progenitoare osteoclast a fost demonstrată prin diferite observații experimentale la animale cu mutații în genele înrudite, care prezintă anomalii severe în dezvoltarea oaselor.

Progresia „macrofagelor” către osteoclaste

Macrofagele care sunt destinate să se diferențieze în linia osteoclastului progresează spre dezvoltarea caracteristicilor fenotipice inerente acestor celule osoase, cum ar fi expresia receptorului pentru calcitonină și capacitatea de a reabsorbi osul.

În prezent, multe grupuri de cercetare au stabilit că principalul factor osteoclastogen este unul cunoscut sub numele de ligand al receptorului activator NFkB (RANKL, al englezului " R eceptor A ctivator al N F k B L igand"), o proteină membranară exprimată după stimularea hormonilor sau a citokinelor de absorbție osoasă.

Acest factor acționează prin numeroase căi indirecte în aval, modulând expresia genelor necesare pentru diferențierea osteoclastelor, iar expresia acestuia depinde și de controlul altor molecule.

Diferențiarea apare apoi progresiv și o altă etapă cheie în proces este fuziunea mai multor celule angajate cu linia osteoclastului pentru a forma „policanarul” sau celula progenitoare multinucleată.

caracteristici

Osteoclastele sunt celule „gigant” multinucleate (cu numeroși nuclei) cu diametrul între 10 și 100 um, cu un citoplasmă acidofilă și care au un sistem membranos intern complex și specializat care funcționează în procesul de resorbție.

Sunt celule mobile care se deplasează pe suprafața oaselor între locurile de resorbție. Când sunt priviți în starea lor activă, au multe vacuole și mitocondrii în ele, ceea ce reprezintă un flux metabolic ridicat.

Aceste celule ocupă anumite locații cunoscute sub denumirea de „Lago Howship”, care sunt depresiuni goale caracteristice regiunilor în care are loc resorbția osoasă.

Secțiune transversală a unui osteoclast activ (Sursa: Cellpath via Wikimedia Commons)

Sunt celule polarizate, astfel încât organele din interior se găsesc în anumite zone: zona bazală, zona „marginea cretă” sau „marginea periei”, zona ușoară și zona veziculară.

Zonele clare și marginile periei au structuri de resorbție specializate care le caracterizează, care sunt observate ca o rețea de pliuri membranoase sub care se produc procesele de resorbție, deoarece acestea sunt în contact direct cu osul.

Zona bazală (cea mai îndepărtată de lagune) este cea care conține cea mai mare cantitate de organele: nucleele și toate sistemele conexe, în timp ce zona veziculară constă din multe vezicule transportoare care colaborează cu resorbția și sunt situate între zona bazală. iar marginea periei.

Caracteristici

În combinație cu celelalte celule ale țesutului osos, precum și în concordanță cu unii factori de reglare locali și anumiți hormoni, osteoclastele joacă un rol important în întreținerea structurală și remodelarea oaselor, în timpul și după osteogeneză.

În acest sens, osteoclastele participă la procesul de resorbție și formare cuplat, care constă în resorbția mediată de osteoclast și formarea dirijată de osteoblast.

În linii mari, mecanismele de resorbție osoasă mediate de osteoclast implică secreția de hidrolaze din lizozomii lor și de ioni care dezintegrează oasele.

Ca și celelalte țesuturi conjunctive, osteoclastele participă la menținerea homeostazei de calciu în ser.

boli

Diferite boli sunt legate de funcția osteoclastelor, printre care se numără:

- Osteoporoza : este o afecțiune caracterizată printr-un dezechilibru între resorbția osoasă și formare, unde există o resorbție exacerbată, care produce fragilitate și fracturi scheletice continue. Apare frecvent la vârstnici și vârstnici.

- Osteopetroza : este o afecțiune genetică caracterizată printr-o creștere a masei osoase datorită defectelor în dezvoltarea marginilor cretate ale osteoclastelor cauzate de mutații specifice, ceea ce duce la o scădere a capacității lor de resorbție.

- boala Paget: este detectată la pacienții vârstnici ca resorbție și formare osoasă necontrolată care aparent are o origine virală.

Referințe

1. Bronner, F., Farach-Carson, M., Rubin, J., & Greenfield, EM (2005). Osteoclast: origine și diferențiere. În Resorbția osoasă (p. 23). Londra: Springer.
2. Chen, X., Wang, Z., Duan, N., Zhu, G., Schwarz, EM, & Xie, C. (2018). Osteoblast - interacțiuni osteoclaste. Cercetarea țesutului conectiv, 59 (2), 99-107.
3. Frame, B., & Marel, M. (1981). Boala Paget: o revizuire a cunoștințelor curente. Radiologie diagnostică, 141, 21–24.
4. Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Text Atlas of Histology (ediția a 2-a). Mexic DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
5. Johnson, K. (1991). Histologie și biologie celulară (ediția a II-a). Baltimore, Maryland: seria medicală națională pentru studiu independent.
6. Kuehnel, W. (2003). Atlas color de citologie, histologie și anatomie microscopică (ediția a IV-a). New York: Thieme.
7. Pierce, A., Lindskog, S., și Hammarstrom, L. (1991). Osteoclastele: structura și funcția. Electron Micros. Apocalipsa 4, 1–45.
8. Sobacchi, C., Schulz, A., Fraser, P., Villa, A., & Helfrich, MH (2013). Osteopetroza: genetică, tratament și noi perspective asupra formării osteoclastului. Recenzii ale naturii Endocrinologie, 1-15.
9. Vaes, G. (1987). Biologie celulară și mecanismul biochimic de resorbție osoasă. Ortopedie clinică și cercetări conexe, 231, 239–271.