Osteoklasty jsou obrovské buňky odpovědné za kostní resorpci a demineralizaci. Jejich aktivita je regulována různými látkami, jako je např parathormonu. Příliš vysoká nebo příliš nízká aktivita osteoklastů vykazuje vážné účinky na kostru zdraví.
Co jsou to osteoklasty?
Každých sedm let dostávají lidé zcela novou kostru. Člověk kosti přizpůsobit se stresu a jsou trvale přestavovány. Obnovují se po mikrofrakturách a zlomeninách. Vadná kost hmota se odstraní a vytvoří se nová kostní hmota. Tzv. Osteoblasty jsou odpovědné za budování. Jedná se o nezralé kostní buňky, které později dozrávají do osteocytů. Proces degradace v kostním metabolismu neprovádějí osteoblasty, ale osteoklasty. Tyto kostní buňky pocházejí z prekurzorových buněk z kostní dřeň a podle potřeby migrují do kosterního systému. Jejich práce zahrnuje dva různé mechanismy: demineralizaci kostní látky a vlastní rozpad kosti. Osteoklasty svou prací zpomalují růst kostí a zabraňují nadměrným růstovým procesům a proliferaci. Komunikují s osteoblasty prostřednictvím klíčové látky RANKL. Pro jejich regulaci hraje kromě této komunikace roli také hormonální cyklus. Parathormony aktivuje degradaci a kalcitonin inaktivuje aktivitu osteoklastů.
Anatomie a struktura
Osteoklasty jsou vícejaderné buňky a patří tedy k takzvaným obřím buňkám. Jsou tvořeny fúzí mononukleárních progenitorových buněk v kostní dřeň, známé také jako hematopoetické kmenové buňky. Jsou součástí mononukleárně-fagocytárního systému. To se vztahuje k celku všech buněk retikulární pojivové tkáně, jejíž části jsou považovány za součást imunitní systém a jsou odpovědné za rozklad a odstranění odpadu a cizích částic. Osteoklasty mají průměr 30 až 100 um a mohou obsahovat více než 20 buněčných jader. Jsou umístěny na povrchu kostí v mezerách lodi a pohybují se améboidy. Jejich vrcholový pól jednoho směřuje ke kosti. Uprostřed je zóna obsahující vezikuly se složeným květem buněčná membrána. Tato „rozcuchaná hranice“ je místem kostní resorpce. Periferie osteoklastů je intenzivně zabarvená. Adhezní aparát tam umožňuje buňkám adherovat ke kosti s minimální vzdáleností 0.3 nm. Tato „těsnící zóna“ je uzavřena cytoplazmou, která se také nazývá „čistá zóna“, která má několik buněčných organel, ale mnoho kontraktilních Proteinů.
Funkce a úkoly
Procesy tvorby a degradace kostní hmoty jsou v ideálním případě koordinovány a řízeny jemně regulovaným regulačním okruhem. Osteoklasty jsou stimulovány k tvorbě různými faktory. Dexamethasone1,25- (OH) 2VitD3 parathormonu„PTHrP, prostaglandin-E2 a cytokiny mají zvláště resorpční účinek na kosti. V porovnání, bisfosfonáty, kalcitonin a estrogeny mají inhibiční účinek na osteoklasty. Tyto faktory regulují aktivaci takzvaného transkripčního faktoru PU.1. Řídí převod z kostní dřeň makrofágy do vícejaderných osteoklastů. Na aktivaci se podílejí také látky RANKL a osteoprotegerin. Hormonální regulační obvody používají k regulaci kost jako druh vyrovnávací paměti vápník vyvážit. Uvolňuje se například kostní resorpční parathormon vápník. Kalcitonin, na druhé straně stimuluje ukládání vápník. Takto řízené trvalé hromadění a rozpad kostní látky umožňuje kostnímu systému přizpůsobit se stresům a změnám. Tímto způsobem materiál únava je zabráněno. Mezitím se také předpokládá, že osteocyty hrají roli v regulaci osteoklastů. Osteocyty jsou zachycené osteoblasty, které dosáhly dospělosti. Když je kost ovlivněna a zlomenina nebo mikrofraktura, osteocyty odumírají kvůli nedostatku živin a látky, které uvolňují, aktivují osteoklasty. Práce osteoklastů se skládá ze dvou mechanismů. Mezi osteoklastem a kostní látkou je minimální prostor, ve kterém je hodnota ph snížena. Kvůli této degradaci kosti jsou demineralizovány. Minerální soli jsou extrahovány. Požadovaná hodnota pH je udržována konstantní aktivním transportem protonů. Kolagenní kostní matrice je oddělena osteoklasty prostřednictvím proteolytiky enzymyV tomto procesu přinášejí Kolagen takto uvolněné fragmenty k fagocytóze.
Nemoci
Když aktivita osteoklastů klesá nebo stoupá, může tato změna nabýt patologických rozměrů. Ve zdravé kosti jsou degradace a rekonstrukce ideálně sladěny. Proto může snížená aktivita osteoklastů způsobit stejné poškození jako zvýšená aktivita. Například u geneticky podmíněné osteopetrózy je výrazně snížena aktivita osteoklastů. Zvýšená aktivita osteoklastů je na druhé straně charakteristická pro negenetické osteoporóza, hyperparatyreóza, osteodystrophia deformans a aseptická nekróza kostí. Totéž platí pro revmatoidní artritida, periodontitida, a osteogenesis imperfecta. Se zvýšenou aktivitou osteoklastů, kostí hmota je degradován rychleji, než je možné jej doplnit. Dotčené osoby proto trpí zlomenina-prone a slabý kosti, v hyperparatyreózaje ovlivněn samotný regulační aparát tvorby kostí. Epiteliální buňky jsou abnormální, a tak nesprávně regulují hladinu vápníku v těle ve formě paratyroidního hormonu. Příčinou je zvýšená sekrece parathormonu, která je způsobena adenomem nebo zvětšením příštítných tělísek. Zvýšená hladina parathormonu zvyšuje resorpci kostí. Výsledek je vážný bolest kostí a snížené vylučování vápníku v ledvina. To znamená, že množství vápníku v krev stále roste, což způsobuje ledvina kameny.
Typická a běžná onemocnění kostí
- osteoporóza
- Bolest kostí
- Zlomenina kostí
- Pagetova nemoc
