Osteoklasti so velikanske celice, ki so odgovorne za resorpcijo in demineralizacijo kosti. Njihovo delovanje uravnavajo različne snovi, kot npr obščitnični hormon. Previsoka ali prenizka aktivnost osteoklastov kaže resne učinke na skelet zdravje.
Kaj so osteoklasti?
Vsakih sedem let ljudje prejmemo povsem novo okostje. Človek kosti prilagodijo se napetostim in so trajno preoblikovani. Obnovijo se po mikrolomkah in zlomih. Poškodovana kost masa odstranimo in naberemo novo kostno maso. Za nabiranje so odgovorni tako imenovani osteoblasti. To so nezrele kostne celice, ki kasneje dozorijo v osteocite. Degradacijskega procesa v presnovi kosti ne izvajajo osteoblasti, temveč osteoklasti. Te kostne celice izvirajo iz predhodnih celic iz kostni mozeg in se po potrebi preselijo v skeletni sistem. Njihovo delo vključuje dva različna mehanizma: demineralizacijo kostne snovi in dejansko razgradnjo kosti. Osteoklasti s svojim delom upočasnijo rast kosti in preprečujejo pretirane rastne procese in širjenje. Z osteoblasti komunicirajo prek ključne snovi RANKL. Za njihovo regulacijo poleg te komunikacije igra vlogo tudi hormonski cikel. Paratiroidni hormon aktivira razgradnjo in kalcitonin inaktivira aktivnost osteoklastov.
Anatomija in zgradba
Osteoklasti so večjedrne celice in tako spadajo v tako imenovane velikanske celice. Nastanejo s fuzijo mononuklearnih predhodnih celic v kostni mozeg, znane tudi kot hematopoetske matične celice. So del mononuklearno-fagocitnega sistema. To se nanaša na celoto vseh mrežničnih celic vezivnega tkiva, katerih deli se štejejo za del imunski sistem in so odgovorni za razgradnjo in odstranjevanje odpadkov in tujih delcev. Osteoklasti imajo premer od 30 do 100 µm in lahko vsebujejo več kot 20 celičnih jeder. Nahajajo se na površini kosti v lakunah howship in se premikajo ameboidno. Njihov apikalni pol enega je obrnjen proti kosti. Osrednje obstaja območje z mehurčki, ki ima cvetno obliko celična membrana. Ta "raztrgana meja" je mesto resorpcije kosti. Obrobje osteoklastov je močno obarvano. Tamkajšnji adhezijski aparat omogoča, da se celice oprimejo kosti na minimalni razdalji 0.3 nm. To "tesnilno območje" je zaprto s citoplazmo, imenovano tudi "čisto območje", ki ima malo celičnih organelov, a veliko kontraktilnih beljakovin.
Funkcija in naloge
Procese tvorbe in razgradnje kostne snovi je idealno usklajeno in nadzorovano s fino reguliranim regulativnim vezjem. Osteoklaste spodbujajo k tvorbi različni dejavniki. Deksametazon, 1,25- (OH) 2VitD3, obščitnični hormon, PTHrP, prostaglandin-E2 in citokini imajo še posebej resorpcijski učinek na kosti. V nasprotju, bisfosfonati, kalcitonin in estrogeni imajo zaviralni učinek na osteoklaste. Ti dejavniki uravnavajo aktivacijo tako imenovanega transkripcijskega faktorja PU.1. Nadzira pretvorbo kostni mozeg makrofagi v večjedrne osteoklaste. Pri aktivaciji sodelujeta tudi snovi RANKL in osteoprotegerin. Hormonska regulacijska vezja uporabljajo kost kot neke vrste blažilnik za regulacijo kalcij ravnovesje. Kostno-resorptivni obščitnični hormon se na primer sprosti kalcij. Kalcitonina, po drugi strani pa spodbuja shranjevanje kalcij. Tako nadzorovano trajno kopičenje in razgradnja kostne snovi omogoča, da se skeletni sistem prilagodi stresom in spremembam. Na ta način material utrujenost je preprečeno. Medtem naj bi tudi osteociti igrali vlogo pri regulaciji osteoklastov. Osteociti so ujeti osteoblasti, ki so dosegli zrelost. Kadar kost prizadene a Zlom ali mikrofraktura, osteociti umrejo zaradi pomanjkanja hranil, snovi, ki jih sproščajo, pa aktivirajo osteoklaste. Delo osteoklastov je sestavljeno iz dveh mehanizmov. Med osteoklastom in kostno snovjo je minimalni prostor, v katerem se pH vrednost zniža. Zaradi te degradacije je kosti so demineralizirani. Mineralna soli so izvlečene. Vrednost pH, ki je za to potrebna, se z aktivnim prenosom protona ohranja konstantno. Kolagenski kostni matriks osteoklasti ločijo s proteolitikom encimi.Pri tem prinesejo kolagen tako odpuščeni fragmenti v fagocitozo.
Bolezni
Ko aktivnost osteoklastov pade ali naraste, lahko ta sprememba dobi patološke razsežnosti. V zdravi kosti se razgradnja in rekonstrukcija idealno ujemata. Zato lahko zmanjšana aktivnost osteoklastov povzroči toliko škode kot povečana aktivnost. Na primer pri gensko določeni osteopetrozi je močno zmanjšana aktivnost osteoklastov. Povečana aktivnost osteoklastov pa je značilna za negenetsko osteoporoza, hiperparatiroidizem, osteodistrofijske deformanse in aseptična nekroza kosti. Enako velja za revmatoidne artritis, parodontitisin imperfecta osteogeneze. S povečano aktivnostjo osteoklastov, kosti masa se razgradi hitreje, kot ga je mogoče obnoviti. Prizadeti posamezniki zato trpijo Zlom-prone in šibke kosti. v hiperparatiroidizem, je prizadet regulativni aparat same tvorbe kosti. Epitelijske celice so nenormalne in tako napačno uravnavajo raven kalcija v telesu v obliki obščitničnega hormona. Vzrok je povečano izločanje parathormona, ki je posledica adenoma ali povečanja obščitničnih žlez. Povečana raven obščitničnega hormona poveča resorpcijo kosti. Rezultat je hud bolečine v kosteh in zmanjšano izločanje kalcija v ledvice. Tako je količina kalcija v kri še naprej narašča, kar povzroča ledvice kamni.
Tipične in pogoste bolezni kosti
- osteoporoza
- Bolečine v kosteh
- Zlom kosti
- Pagetova bolezen
