Osteoklasty

Osteoklasty jsou obří buňky, které jsou zodpovědné za odbourávání kostí a demineralizaci. Jejich aktivita je regulována různými látkami, jako je parathormon. Příliš mnoho nebo příliš nízká aktivita osteoklastů má vážné účinky na zdraví koster.

Co jsou osteoklasty?

Každých sedm let dostává lidská bytost zcela novou kostru. Lidské kosti se přizpůsobují zátěži a neustále se mění. Obnovují se po mikrofrakturách a zlomeninách. Vadná kostní hmota se odstraní a vytvoří se nová kostní hmota.

Za stavební práce jsou zodpovědné tzv. Osteoblasty. Jedná se o nezralé kostní buňky, které později zrají na osteocyty. Rozklad v kostním metabolismu neprovádí osteoblasty, ale osteoklasty. Tyto kostní buňky pocházejí z prekurzorových buněk z kostní dřeně a podle potřeby migrují do kosterního systému. Jejich práce zahrnuje dva různé mechanismy: demineralizaci kostní hmoty a skutečné zhroucení kosti.

Osteoklasty svou prací zpomalují růst kostí a zabraňují nadměrným růstovým procesům a růstům. Komunikují s osteoblasty prostřednictvím klíčové látky RANKL. Kromě této komunikace hraje hormonální cyklus také roli v jejich regulaci. Parathormon hormon aktivuje rozklad a kalcitonin inaktivuje aktivitu osteoklastů.

Anatomie a struktura

Osteoklasty jsou multinukleované buňky, a proto patří do tzv. Obřích buněk. Jsou vytvářeny fúzí mononukleárních prekurzorových buněk v kostní dřeni, známých také jako kmenové buňky krve.

Jsou součástí mononukleárního fagocytárního systému. To znamená, že všechny buňky retikulární pojivové tkáně, z nichž některé jsou součástí imunitního systému, jsou zodpovědné za rozklad a odstranění odpadu a cizích částic. Osteoklasty mají průměr 30 až 100 um a mohou obsahovat více než 20 buněčných jader. Sedí na povrchu kosti v Howship lacunae a pohybují se amoeboidem. Váš apikální pól jednoho ukazuje na kost. Uprostřed leží zóna obsahující vezikuly s buněčnou membránou složenou jako květ. Tato „zvlněná hranice“ je místem pro resorpci kosti.

Okraj osteoklastů je intenzivně zbarven. Adhezivní aparát umožňuje buňkám ulpívat na kosti s minimální vzdáleností 0,3 nm. Tato „uzavírací zóna“ je uzavřena cytoplazmou, která se také nazývá „čistá zóna“ a má pouze několik buněčných organel, ale mnoho kontraktilních proteinů.

Funkce a úkoly

Procesy vytváření a rozkladu kostní hmoty jsou ideálně koordinovány a jsou řízeny jemně regulovaným regulačním obvodem. Osteoklasty jsou stimulovány k tvorbě různými faktory. Především dexamethason, 1,25- (OH) 2VitD3, parathormony, PTHrP, prostaglandin-E2 a cytokiny mají kostní resorpční účinek. Naopak bisfosfonáty, kalcitonin a estrogeny mají inhibiční účinek na osteoklasty.

Tyto faktory regulují aktivaci tzv. Transkripčního faktoru PU.1. Řídí přeměnu makrofágů kostní dřeně na multinukleované osteoklasty. Aktivace se účastní také látky RANKL a osteoprotegerin. Hormonální regulační obvody používají kosti jako druh pufru k regulaci rovnováhy vápníku. Například kostní resorpční parathormony uvolňují například vápník. Kalcitonin na druhé straně stimuluje ukládání vápníku. Trvalé hromadění a rozpad kostní hmoty takto kontrolované znamená, že se kosterní systém přizpůsobuje zatížení a změnám. Tímto způsobem je zabráněno únavě materiálu. Mezitím byly osteocyty také přiřazeny roli v regulaci osteoklastů.

Osteocyty jsou uvězněné osteoblasty, které vyzrály. Pokud je kost ovlivněna zlomeninou nebo mikrofrakturou, osteocyty odumírají kvůli nedostatku živin a vyvolávají osteoklasty na scéně prostřednictvím uvolněných látek. Práce osteoklastů se skládá ze dvou mechanismů. Mezi osteoklastem a kostní látkou je minimální mezera, ve které je snížena hodnota pH. Díky této degradaci se kosti demineralizují. Extrahují se minerální soli. Hodnota pH potřebná k tomu se udržuje konstantní aktivním transportem protonů. Osteoklasty odstraňují kolagenní kostní matrici pomocí proteolytických enzymů. Přitom fagocytují uvolněné kolagenové fragmenty.

Nemoci

Když aktivita osteoklastů poklesne nebo se zvýší, může se tato změna stát patologickou. Rozklad a rekonstrukce jsou ideálně koordinovány ve zdravých kostech.

Snížená aktivita osteoklastů může proto způsobit stejně velké poškození jako zvýšená aktivita. Například u genetické osteopetrózy je výrazně snížena aktivita osteoklastů. Na druhé straně je zvýšená aktivita osteoklastů charakteristická pro genetickou osteoporózu, hyperparathyroidismus, osteodystrofii deformans a aseptickou kostní nekrózu. Totéž platí pro revmatoidní artritidu, parodontitidu a osteogenezní imperfecta. Když jsou osteoklasty aktivnější, rozkládá se kostní hmota rychleji, než se může reprodukovat.

Postižení proto trpí křehkými a slabými kostmi. U hyperparatyreózy je ovlivněn regulační aparát tvorby kosti sám. Epitelové buňky jsou abnormální, a tak narušují hladinu vápníku v těle ve formě parathormonu. Důvodem je zvýšená sekrece hormonu příštítných tělísek, která se dá vysledovat až k adenomu nebo rozšíření příštítných tělísek. Zvýšená hladina parathormonu zvyšuje úbytek kostní hmoty. Výsledkem je silná bolest kostí a snížené vylučování vápníku v ledvinách. Množství vápníku v krvi se zvyšuje a způsobuje ledvinové kameny.

Typická a běžná onemocnění kostí

• osteoporóza
• Bolest kostí
• Zlomená kost
• Pagetova nemoc