OSTEOKLASTLAR: OLUŞUMU, ÖZELLIKLERI, IŞLEVLERI, HASTALIKLARI - BIYOLOJI - 2025

Osteoklastlar kemik dokusunda bulunan üç hücre türlerinden biridir ve bunun yapısını korumak için gerekli, kemik erimesi olarak bilinen bir olay sorumludur.

Osteoblastlar ve osteositlerden farklı olarak, kemik dokusunda bulunan diğer iki hücre grubu olan osteoklastlar, rezorpsiyon işlevlerini yerine getirdikten sonra, programlanmış hücre ölümünün (apoptoz) karmaşık süreçlerinden geçer.

Aktif bir osteoklastın mikroskopisi (Kaynak: Robert M.Hunt, İngilizce Wikipedia, Wikimedia Commons aracılığıyla)

Aktivitesi esas olarak iki hormon tarafından kontrol edilen endokrin yolla düzenlenir: paratiroid hormonu ve özellikle paratiroid ve tiroid bezi tarafından üretilen kalsitonin.

Bu hücrelerin adı 1873'te Kölliker tarafından icat edilmiş ve kemik erimesinin rolü başlangıçta osteositlere ve makrofajlara atfedilmiştir, ancak bugün bu hücrelerin söz konusu hücrelerde daha çok "aksesuar" olduğu bilinmektedir. süreç.

İskelet fizyolojisindeki temel hücrelerdir ve işlevlerindeki kusurlar veya sorumlu oldukları süreçlerdeki anormallikler, insanlarda ciddi patolojilerin gelişmesine işaret eder.

Eğitim

Osteoblastlar, omurilikten ve diğer hematopoietik organlardan kaynaklanan ve vasküler yollarla kemik dokularına göç edebilen tek çekirdekli hücrelerden türetilir.

Bunlar, çoğalmaları ve farklılaşmaları, aralarında birçok sitokinin adlandırılabileceği farklı düzenleyici moleküllere bağlı olan osteoklastlara ve monositlere yol açan granülosit-makrofaj adı verilen bir progenitör hücreden oluşur.

Progenitör hücreler vasküler sistem yoluyla yayıldıktan sonra, kemik dokusunun farklı bölgelerinde (periosteum, endosteum ve perikondriyum) yerleşirler.

Mononükleer fagositler pre-osteoklastik hücrelere çok benzer, ancak farklı uyaranlarla farklılaşmalarını belirleyen kemik mikro ortamıdır.

Progenitör hücre farklılaşması

Kemik iliğinin pluripotent hematopoietik hücreleri, gelişimlerini miyeloid soyuna doğru yönlendiren sinyaller alır, bu da bu hücrelerin osteoklastojenik faktörlere yanıt vermesine izin veren belirli moleküllerin ekspresyonunu gerektirir.

Miyeloid hücre "kolonisi" farklılaştıkça, özellikle "makrofaj koloni uyarıcı faktör" olarak bilinen bir faktörün varlığı ile karakterize edilen, makrofaj nesli için çok sayıda işaret belirlenebilir.

Bu faktörün osteoklast-progenitör hücrelerin farklılaşmasındaki önemi, kemik gelişiminde ciddi anormallikler gösteren, ilgili genlerde mutasyonlara sahip hayvanlarda çeşitli deneysel gözlemlerle gösterilmiştir.

"Makrofajların" osteoklastlara doğru ilerlemesi

Osteoklast soyuna farklılaşması hedeflenen makrofajlar, kalsitonin için reseptörün ekspresyonu ve kemiği emebilme yeteneği gibi bu kemik hücrelerinde bulunan fenotipik özelliklerin gelişimine doğru ilerler.

Şu anda, birden fazla araştırma grupları (İngilizce gelen RANKL “Ana osteoklastojenik faktörü ligandı NFKB aktive reseptörü olarak bilinen bir olduğunu tespit ettik R çifti donörlüğü bir bölgesinin aktivatörü K K K B L , igand”) sonra, ifade edilen bir membran proteini hormonların veya kemik emilim sitokinlerinin uyarılması.

Bu faktör, osteoklastların farklılaşması için gerekli genlerin ekspresyonunu modüle ederek birçok farklı dolaylı aşağı akış yolu ile hareket eder ve ekspresyonu aynı zamanda diğer moleküllerin kontrolüne de bağlıdır.

Farklılaşma daha sonra aşamalı olarak gerçekleşir ve süreçteki diğer bir anahtar adım, "polikarbon" veya çok çekirdekli progenitör hücre oluşturmak için osteoklast soyuna adanmış çok sayıda hücrenin füzyonudur.

karakteristikleri

Osteoklastlar, asidofilik sitoplazmalı ve rezorpsiyon sürecinde işlev gören karmaşık ve özel bir iç membranöz sisteme sahip, çapı 10 ile 100 µm arasında değişen çok çekirdekli "dev" hücrelerdir (birçok çekirdekli).

Rezorpsiyon bölgeleri arasında kemik yüzeyinde hareket eden mobil hücrelerdir. Aktif hallerinde bakıldıklarında, içlerinde yüksek metabolik akıya neden olan birçok vakuol ve mitokondri vardır.

Bu hücreler, kemik rezorpsiyonunun meydana geldiği bölgelerin karakteristiği olan içi boş çöküntüler olan "Howship Lagünleri" olarak bilinen belirli yerleri işgal eder.

Aktif bir osteoklastın kesiti (Kaynak: Wikimedia Commons aracılığıyla Cellpath)

Polarize hücrelerdir, böylece içlerindeki organeller belirli alanlarda bulunur: bazal alan, "kıvrımlı kenar" veya "fırça kenarı" alanı, ışık alanı ve veziküler alan.

Berrak alanlar ve fırça kenarları, onları karakterize eden özel emilim yapılarına sahiptir ve bunlar, kemikle doğrudan temas halinde olduklarından, altında rezorpsiyon işlemlerinin meydana geldiği bir membranöz kıvrım ağı olarak gözlemlenir.

Bazal bölge (lagünlerden en uzak olan) en fazla miktarda organel içeren bölgedir: çekirdekler ve tüm ilgili sistemler, veziküler bölge rezorpsiyonla işbirliği yapan ve bazal bölge arasında bulunan birçok taşıyıcı vezikülden oluşur. ve fırça kenarı.

Özellikleri

Diğer kemik dokusu hücreleri ile birlikte ve bazı yerel düzenleyici faktörler ve belirli hormonlarla uyumlu olarak osteoklastlar, osteojenez sırasında ve sonrasında kemiklerin yapısal bakımında ve yeniden şekillenmesinde önemli bir rol oynarlar.

Bu anlamda, osteoklastlar, osteoklast aracılı rezorpsiyon ve osteoblast yönlendirmeli oluşumdan oluşan bağlı rezorpsiyon ve oluşum sürecine katılırlar.

Geniş anlamda, osteoklast aracılı kemik emilim mekanizmaları, hidrolazların lizozomlarından ve kemikleri parçalayan iyonlardan salgılanmasını içerir.

Diğer bağ dokusu hücreleri gibi, osteoklastlar da serumda kalsiyum homeostazının korunmasına katılırlar.

Hastalıklar

Osteoklastların işlevi ile ilgili farklı hastalıklar şunlardır:

- Osteoporoz : Kırılganlık ve sürekli iskelet kırıkları üreten, şiddetli bir rezorpsiyonun olduğu, kemik rezorpsiyonu ile oluşumu arasındaki dengesizlikle karakterize edilen bir durumdur. Genellikle yaşlılarda ve yaşlılarda görülür.

- Osteopetroz : Osteoklastların kıvrımlı kenarlarının gelişiminde spesifik mutasyonların neden olduğu kusurlara bağlı olarak kemik kütlesindeki artışla karakterize edilen ve bunların rezorpsiyon kapasitesinde bir azalmaya neden olan genetik bir durumdur.

- Paget hastalığı: Yaşlı hastalarda, kontrolsüz kemik rezorpsiyonu ve viral kaynaklı olduğu anlaşılan oluşum olarak tespit edilir.

Referanslar

1. Bronner, F., Farach-Carson, M., Rubin, J. ve Greenfield, EM (2005). Osteoklast: Kökeni ve Farklılaşma. Kemik Resorpsiyonunda (s.23). Londra: Springer.
2. Chen, X., Wang, Z., Duan, N., Zhu, G., Schwarz, EM ve Xie, C. (2018). Osteoblast - osteoklast etkileşimleri. Connective Tissue Research, 59 (2), 99-107.
3. Frame, B. ve Marel, M. (1981). Paget Hastalığı: Mevcut Bilginin Gözden Geçirilmesi. Tanısal Radyoloji, 141, 21–24.
4. Gartner, L. ve Hiatt, J. (2002). Metin Atlası Histology (2. baskı). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editörler.
5. Johnson, K. (1991). Histology and Cell Biology (2. baskı). Baltimore, Maryland: Bağımsız çalışma için Ulusal tıp serisi.
6. Kuehnel, W. (2003). Sitoloji, Histoloji ve Mikroskobik Anatomi Renk Atlası (4. baskı). New York: Thieme.
7. Pierce, A., Lindskog, S. ve Hammarstrom, L. (1991). Osteoklastlar: Yapı ve İşlev. Electron Micros. Rev., 4, 1–45.
8. Sobacchi, C., Schulz, A., Fraser, P., Villa, A. ve Helfrich, MH (2013). Osteopetroz: genetik, tedavi ve osteoklast oluşumuna yeni bakış açıları. Nature Reviews Endocrinology, 1-15.
9. Vaes, G. (1987). Kemik Rezorpsiyonunun Hücresel Biyolojisi ve Biyokimyasal Mekanizması. Klinik Ortopedi ve İlgili Araştırma, 231, 239–271.