Osteoklastlar kemik parçalanması ve demineralizasyondan sorumlu olan dev hücrelerdir. Aktiviteleri, paratiroid hormonu gibi çeşitli maddeler tarafından düzenlenir. Çok fazla veya çok az osteoklast aktivitesinin iskelet sağlığı üzerinde ciddi etkileri vardır.
Osteoklast nedir?
Her yedi yılda bir insan tamamen yeni bir iskelete kavuşur. İnsan kemikleri yüklere uyum sağlar ve sürekli olarak yeniden modellenir. Mikro çatlaklardan ve kırıklardan sonra yenilenirler. Kusurlu kemik kütlesi çıkarılır ve yeni kemik kütlesi oluşturulur.
Sözde osteoblastlar inşaat işinden sorumludur. Bunlar daha sonra osteositlere olgunlaşan olgunlaşmamış kemik hücreleridir. Kemik metabolizmasındaki parçalama işi osteoblastlar tarafından değil, osteoklastlar tarafından gerçekleştirilir. Bu kemik hücreleri, kemik iliğindeki öncül hücrelerden ortaya çıkar ve gerektiğinde iskelet sistemine göç eder. Çalışmaları iki farklı mekanizmayı içerir: kemik maddesinin demineralizasyonu ve kemiğin gerçek parçalanması.
Çalışmalarıyla osteoklastlar kemik büyümesini yavaşlatır ve aşırı büyüme süreçlerini ve büyümeleri önler. Osteoblastlarla anahtar madde RANKL üzerinden iletişim kurarlar. Bu iletişime ek olarak, hormonal döngü onların düzenlenmesinde rol oynar. Paratiroid hormonu yıkımı harekete geçirir ve kalsitonin osteoklast aktivitesini inaktive eder.
Anatomi ve yapı
Osteoklastlar çok çekirdekli hücrelerdir ve bu nedenle sözde dev hücrelere aittir. Kan kök hücreleri olarak da bilinen kemik iliğinde mononükleer öncü hücrelerin füzyonu ile oluşturulurlar.
Mononükleer fagositik sistemin parçasıdırlar. Bu, bazıları bağışıklık sisteminin bir parçası olan ve atık ve yabancı parçacıkların parçalanmasından ve uzaklaştırılmasından sorumlu olan retiküler bağ dokusunun tüm hücrelerinin tamamı anlamına gelir. Osteoklastların çapı 30 ila 100 um'dir ve 20'den fazla hücre çekirdeği içerebilir. Howship lacunae'deki kemiğin yüzeyine otururlar ve amipleri hareket ettirirler. Apikal kutbunuz kemiğe işaret ediyor. Ortada, çiçek şeklinde katlanmış bir hücre zarı olan vezikülleri içeren bir bölge bulunur. Bu "kırışık sınır" kemiğin emildiği yerdir.
Osteoklastların çevresi yoğun bir şekilde boyanmıştır. Buradaki yapışma aparatı, hücrelerin kemiğe minimum 0,3 nm mesafe ile yapışmasına izin verir. Bu "sızdırmaz bölge", aynı zamanda "temiz bölge" olarak da adlandırılan ve yalnızca birkaç hücre organeline, ancak birçok kasılma proteine sahip olan sitoplazma tarafından çevrelenmiştir.
İşlev ve görevler
Kemik maddesinin birikme ve parçalanma süreçleri ideal olarak koordine edilir ve hassas bir şekilde düzenlenmiş bir kontrol devresi tarafından kontrol edilir. Osteoklastlar, çeşitli faktörlerle oluşmak üzere uyarılır. Her şeyden önce, deksametazon, 1,25- (OH) 2VitD3, paratiroid hormonu, PTHrP, prostaglandin-E2 ve sitokinlerin kemik emici etkisi vardır. Bunun aksine, bifosfonatlar, kalsitonin ve östrojenler, osteoklastlar üzerinde inhibe edici bir etkiye sahiptir.
Bu faktörler, PU.1 transkripsiyon faktörünün aktivasyonunu düzenler. Kemik iliği makrofajlarının çok çekirdekli osteoklastlara dönüşümünü kontrol eder. RANKL ve osteoprotegerin maddeleri de aktivasyona katılır. Hormonal kontrol devreleri, kemikleri kalsiyum dengesini düzenlemek için bir tür tampon olarak kullanır. Örneğin kemik emici paratiroid hormonu kalsiyum salgılar. Kalsitonin ise kalsiyumun depolanmasını uyarır. Bu şekilde kontrol edilen kemik maddesinin kalıcı olarak birikmesi ve parçalanması, iskelet sisteminin yüklere ve değişikliklere uyum sağladığı anlamına gelir. Bu sayede malzeme yorulması önlenmiş olur. Bu arada, osteositlere osteoklast regülasyonunda da bir rol verilir.
Osteositler, olgunlaşan tuzağa düşürülmüş osteoblastlardır. Bir kemik, bir kırık veya mikro çatlaktan etkilendiğinde, osteositler besin eksikliğinden dolayı ölür ve salınan maddeler osteoklastları harekete geçirir. Osteoklastların çalışması iki mekanizmadan oluşur. Bir osteoklast ile pH değerinin düştüğü kemik maddesi arasında minimum bir boşluk vardır. Bu bozulma sayesinde kemikler demineralize olur. Mineral tuzlar çıkarılır. Bunun için gerekli pH değeri, aktif proton taşınması ile sabit tutulur. Osteoklastlar, proteolitik enzimler kullanarak kolajen kemik matrisini ayırır. Bunu yaparken, salınan kolajen parçalarını fagositize ederler.
Hastalıklar
Osteoklast aktivitesi düştüğünde veya arttığında, bu değişiklik patolojik hale gelebilir. Ayrışma ve yeniden yapılandırma, sağlıklı kemiklerde ideal olarak koordine edilir.
Bu nedenle azalmış osteoklast aktivitesi, artan aktivite kadar hasara neden olabilir. Genetik osteopetrozda, örneğin, büyük ölçüde azalmış osteoklast aktivitesi vardır. Artmış osteoklast aktivitesi, genetik olmayan osteoporoz, hiperparatiroidizm, osteodistrofi deformans ve aseptik kemik nekrozunun karakteristiğidir. Aynı şey romatoid artrit, periodontitis ve osteogenesis imperfekta için de geçerlidir. Artan osteoklast aktivitesi ile kemik kütlesi yeniden üretilebileceğinden daha hızlı parçalanır.
Bu nedenle etkilenenler kırılgan ve zayıf kemiklerden muzdariptir. Hiperparatiroidizmde, kemik oluşumunun düzenleyici aparatının kendisi etkilenir. Epitel hücreleri anormaldir ve bu nedenle vücuttaki kalsiyum seviyesini paratiroid hormonu şeklinde düzensizleştirir. Bunun nedeni, bir adenoma veya paratiroid bezlerinin genişlemesine kadar izlenebilen paratiroid hormonunun artan salgılanmasıdır. Artan paratiroid hormonu seviyesi kemik kaybını artırır. Sonuç, şiddetli kemik ağrısı ve böbreklerde azalmış kalsiyum atılımıdır. Kandaki kalsiyum miktarı artar ve böbrek taşlarına neden olur.
Tipik ve yaygın kemik hastalıkları
- osteoporoz
- Kemik ağrısı
- Kırık kemik
- Paget hastalığı
