Osteoklastid

Osteoklastid on hiiglaslikud rakud, mis vastutavad luude lagunemise ja demineraliseerumise eest. Nende aktiivsust reguleerivad mitmesugused ained, näiteks paratüreoidhormoon. Liiga palju või liiga vähe osteoklastide aktiivsust mõjutab tõsiselt luustiku tervist.

Mis on osteoklastid?

Iga seitsme aasta tagant saab inimene täiesti uue luustiku. Inimese luud kohanevad koormustega ja neid uuendatakse pidevalt. Neid uuendatakse pärast mikromurrud ja luumurrud. Defektne luumass eemaldatakse ja kogutakse uus luumass.

Ehitustööde eest vastutavad nn osteoblastid. Need on ebaküpsed luurakud, mis hiljem küpsevad osteotsüütideks. Jaotustööd luu ainevahetuses ei tee mitte osteoblastid, vaid osteoklastid. Need luurakud tekivad luuüdi eellasrakkudest ja rändavad vastavalt vajadusele skeleti süsteemi. Nende töö hõlmab kahte erinevat mehhanismi: luu aine demineraliseerumine ja luu tegelik lagunemine.

Oma tööga aeglustavad osteoklastid luude kasvu ja takistavad liigseid kasvuprotsesse ja kasvu. Nad suhtlevad osteoblastidega võtmeaine RANKL kaudu. Lisaks sellele teabevahetusele mängib nende regulatsioonis rolli ka hormonaalne tsükkel. Paratüreoidhormoon aktiveerib lagunemise ja kaltsitoniin inaktiveerib osteoklastide aktiivsuse.

Anatoomia ja struktuur

Osteoklastid on mitmetuumalised rakud ja kuuluvad seetõttu nn hiiglasrakkudesse. Need tekivad luuüdis mononukleaarsete eellasrakkude, mida tuntakse ka vere tüvirakkudena, sulandumisel.

Need on osa mononukleaarsest fagotsüütide süsteemist. See tähendab võrkkesta sidekoe kõigi rakkude tervikut, millest mõned on osa immuunsüsteemist ja vastutavad jäätmete ja võõraste osakeste lagunemise ja eemaldamise eest. Osteoklastide läbimõõt on 30 kuni 100 um ja need võivad sisaldada üle 20 raku tuuma. Nad istuvad Howshipi lünkades luu pinnal ja liiguvad amoeboidselt. Teie ühe tipuga tipus on luu. Keskel asub vesiiklite tsoon, mille rakumembraan on volditud kujuga. See "ruffled border" on koht luu resorptsiooniks.

Osteoklastide perifeeria on intensiivselt värvunud. Sealne adhesiooniseade võimaldab rakkudel luu külge kinnituda minimaalse vahemaaga 0,3 nm. See "sulguv tsoon" on ümbritsetud tsütoplasmaga, mida nimetatakse ka "selgeks tsooniks" ja milles on ainult mõned rakuorgaanid, kuid palju kontraktiilset valku.

Funktsioon ja ülesanded

Luuaine kogunemis- ja lagunemisprotsessid on ideaalselt koordineeritud ja neid juhitakse täpselt reguleeritud juhtahela abil. Osteoklastide stimuleerimist soodustavad mitmesugused tegurid. Ennekõike on deksametasoonil, 1,25- (OH) 2VitD3, paratüreoidhormoonil, PTHrP, prostaglandiin-E2 ja tsütokiinidel luu resorptiivne toime. Seevastu bisfosfonaatidel, kaltsitoniinil ja östrogeenidel on osteoklastidele pärssiv toime.

Need tegurid reguleerivad niinimetatud PU.1 transkriptsioonifaktori aktiveerimist. See kontrollib luuüdi makrofaagide muundamist mitmetuumalisteks osteoklastideks. Aktiveerimisel osalevad ka ained RANKL ja osteoprotegeriin. Hormonaalsed kontrollringid kasutavad luid omalaadse puhvrina kaltsiumi tasakaalu reguleerimiseks. Luu resorptiivne kõrvalkilpnäärmehormoon vabastab näiteks kaltsiumi. Kaltsitoniin seevastu stimuleerib kaltsiumi ladustamist. Sel viisil kontrollitud luu aine püsiv kogunemine ja lagunemine tähendab, et luustik kohaneb koormuste ja muutustega. Sel viisil välditakse materjali väsimust. Vahepeal omistatakse osteotsüütidele ka roll osteoklastide regulatsioonis.

Osteotsüüdid on lõksus küpsenud osteoblastid. Kui luu mõjutab luumurd või mikromurd, surevad osteotsüüdid toitainete puuduse tõttu ja vabanenud ained kutsuvad osteoklastid toime. Osteoklastide töö koosneb kahest mehhanismist. Osteoklastide ja luu aine vahel, mille pH väärtus on madalam, on minimaalne vahe. Selle lagunemise kaudu muutuvad luud demineraliseerituks. Mineraalsoolad ekstraheeritakse. Selle jaoks vajalikku pH väärtust hoitakse konstantsena aktiivse prootonitranspordi abil. Osteoklastid eraldavad kollageense luu maatriksi, kasutades proteolüütilisi ensüüme. Seejuures põhjustavad nad vabastatud kollageeni fragmentide fagotsüteerimise.

Haigused

Kui osteoklastide aktiivsus langeb või suureneb, võib see muutus muutuda patoloogiliseks. Lagunemine ja rekonstrueerimine on ideaalselt kooskõlas tervete luudega.

Vähenenud osteoklastide aktiivsus võib seetõttu põhjustada sama palju kahju kui suurenenud aktiivsus. Näiteks geneetilise osteopetroosi korral on osteoklastide aktiivsus oluliselt vähenenud. Teisest küljest on suurenenud osteoklastide aktiivsus iseloomulik mittegeneetilisele osteoporoosile, hüperparatüreoidismile, osteodüstroofia deformantidele ja aseptilisele luu nekroosile. Sama kehtib reumatoidartriidi, periodontiidi ja osteogenesis imperfecta kohta. Kui osteoklastid muutuvad aktiivsemaks, laguneb luumass kiiremini kui seda saab taastoota.

Seetõttu kannatavad kannatanud habraste ja nõrkade luude all. Hüperparatüreoidismi korral mõjutavad luude moodustumist regulatiivsed seadmed ise. Epiteelirakud on ebanormaalsed ja reguleerivad seega kehas paratüreoidhormooni vormis kaltsiumi taset. Selle põhjuseks on paratüreoidhormooni suurenenud sekretsioon, mida saab jälgida adenoomiga või paratüreoidsete näärmete suurenemisega. Kõrgenenud paratüreoidhormooni tase suurendab luude hõrenemist. Tulemuseks on tugev luuvalu ja vähenenud kaltsiumi eritumine neerudesse. Kaltsiumi sisaldus veres suureneb ja põhjustab neerukive.

Tüüpilised ja tavalised luuhaigused

• osteoporoos
• Luuvalu
• Murtud luu
• Paget'i tõbi