Osteoklasti ir milzu šūnas, kas ir atbildīgas par kaulu sadalīšanos un demineralizāciju. Viņu darbību regulē dažādas vielas, piemēram, paratīroidhormons. Pārāk liela vai pārāk maza osteoklastu aktivitāte nopietni ietekmē skeleta veselību.
Kas ir osteoklasti?
Katru septiņu gadu laikā cilvēks saņem pilnīgi jaunu skeletu. Cilvēka kauli pielāgojas slodzēm un tiek pastāvīgi pārveidoti. Tos atjauno pēc mikrofrakcijām un lūzumiem. Bojātā kaulu masa tiek noņemta un tiek uzkrāta jauna kaulu masa.
Par celtniecības darbiem ir atbildīgi tā sauktie osteoblasti. Tās ir nenobriedušas kaulu šūnas, kas vēlāk nobriest osteocītos. Sadalīšanas darbu kaulu metabolismā veic nevis osteoblasti, bet gan osteoklasti. Šīs kaulu šūnas rodas no kaulu smadzeņu prekursoru šūnām un pēc vajadzības migrē skeleta sistēmā. Viņu darbs ietver divus dažādus mehānismus: kaula vielas demineralizāciju un kaula faktisko sadalīšanos.
Ar savu darbu osteoklasti palēnina kaulu augšanu un novērš pārmērīgus augšanas procesus un izaugumus. Viņi sazinās ar osteoblastiem, izmantojot galveno vielu RANKL. Papildus šai komunikācijai hormonālais cikls spēlē lomu viņu regulējumā. Paratheidīta hormons aktivizē sadalīšanos un kalcitonīns inaktivē osteoklastu darbību.
Anatomija un struktūra
Osteoklasti ir daudzkodolu šūnas un tāpēc pieder pie tā saucamajām milzu šūnām. Tos rada mononukleāro prekursoru šūnu saplūšana kaulu smadzenēs, kas pazīstamas arī kā asins cilmes šūnas.
Tie ir daļa no mononukleārās fagocītiskās sistēmas. Tas nozīmē visu retikulāro saistaudu šūnu kopumu, dažas no tām ir imūnsistēmas daļa un ir atbildīgas par atkritumu un svešo daļiņu sadalīšanos un noņemšanu. Osteoklastu diametrs ir no 30 līdz 100 µm, un tie var saturēt vairāk nekā 20 šūnu kodolu. Viņi sēž uz kaula virsmas Howship spraugās un pārvietojas amoeboid. Tavs apikālais pols norāda uz kaulu. Centrā atrodas zona, kurā atrodas pūslīši ar šūnu membrānu, kas salocīta kā zieds. Šī "saboztā robeža" ir vieta kaula rezorbcijai.
Osteoklastu perifērija ir intensīvi iekrāsota. Tur esošais adhēzijas aparāts ļauj šūnām pieķerties kaulam ar minimālu attālumu 0,3 nm. Šo "blīvējuma zonu" norobežo citoplazma, ko mēdz dēvēt arī par "dzidro zonu", un tajā ir tikai daži šūnu organeli, bet daudzi kontraktilie proteīni.
Funkcija un uzdevumi
Kaulu vielas uzkrāšanās un sadalīšanās procesi ir ideāli koordinēti, un tos kontrolē precīzi regulēta vadības shēma. Osteoklastu veidošanos stimulē dažādi faktori. Pirmkārt, deksametazonam, 1,25- (OH) 2VitD3, paratheidīta hormonam, PTHrP, prostaglandīnam-E2 un citokīniem ir kaulu rezorbcijas efekts. Turpretī bisfosfonātiem, kalcitonīnam un estrogēniem ir kavējoša iedarbība uz osteoklastiem.
Šie faktori regulē tā dēvētā PU.1 transkripcijas faktora aktivizēšanu. Tas kontrolē kaulu smadzeņu makrofāgu pārvēršanu daudzkodolu osteoklastos. Aktivēšanā ir iesaistītas arī vielas RANKL un osteoprotegerin. Hormonālās kontroles shēmas kaulus izmanto kā sava veida buferi, lai regulētu kalcija līdzsvaru. Piemēram, kaulu rezorbcijas paratheidīts izdala kalciju. Kalcitonīns, no otras puses, stimulē kalcija uzkrāšanos. Šādā veidā kontrolēta kaulu vielas pastāvīga uzkrāšanās un sadalīšanās nozīmē, ka skeleta sistēma pielāgojas slodzēm un izmaiņām. Tādā veidā tiek novērsts materiālais nogurums. Pa to laiku osteocītiem ir piešķirta arī loma osteoklastu regulēšanā.
Osteocīti ir ieslodzīti osteoblasti, kas nobrieduši. Ja kaulu ietekmē lūzums vai mikrofrakcija, osteocīti mirst barības vielu trūkuma dēļ un caur atbrīvotajām vielām izsauc uz vietas esošos osteoklastus. Osteoklastu darbs sastāv no diviem mehānismiem. Starp osteoklastu un kaulu vielu, kurā pH vērtība ir samazināta, ir minimāla atstarpe. Ar šo noārdīšanos kauli tiek demineralizēti. Minerālsāļus ekstrahē. Tam nepieciešamo pH vērtību uztur nemainīgu ar aktīvu protonu transportēšanu. Osteoklasti, izmantojot proteolītiskos enzīmus, noņem kolagēna kaulu matricu. To darot, viņi fagocitē atbrīvotos kolagēna fragmentus.
Slimības
Kad osteoklastu aktivitāte samazinās vai palielinās, šīs izmaiņas var kļūt patoloģiskas. Sadalīšanās un rekonstrukcija ir ideāli koordinēta veselos kaulos.
Tādēļ samazināta osteoklastu aktivitāte var radīt tikpat lielu kaitējumu kā palielināta aktivitāte. Piemēram, ģenētiskās osteopetrozes gadījumā ir ievērojami samazināta osteoklastu aktivitāte. No otras puses, paaugstināta osteoklastu aktivitāte ir raksturīga neģenētiskai osteoporozei, hiperparatireoidismam, osteodystrophia deformans un aseptiskai kaula nekrozei. Tas pats attiecas uz reimatoīdo artrītu, periodontītu un osteogenesis imperfecta. Kad osteoklasti ir aktīvāki, kaulu masa tiek sadalīta ātrāk, nekā to var pavairot.
Tāpēc skartie cieš no trausliem un vājiem kauliem. Hiperparatireoidismā tiek ietekmēts pats kaulu veidošanās regulēšanas aparāts. Epitēlija šūnas ir patoloģiskas, tāpēc paratheidīta hormona veidā deregulē kalcija līmeni organismā. Iemesls tam ir palielināta parathormona sekrēcija, ko var izsekot līdz adenomai vai epitēlijķermenīšu palielinājumam. Paaugstināts epitēlijķermenīšu līmenis palielina kaulu zudumu. Rezultāts ir stipras sāpes kaulos un samazināta kalcija izdalīšanās nierēs. Palielinās kalcija daudzums asinīs un izraisa nierakmeņu veidošanos.
Tipiskas un izplatītas kaulu slimības
- osteoporoze
- Kaulu sāpes
- Salauzts kauls
- Pedžeta slimība
