Osteotsüüdid

Osteotsüüdid on küpsed luurakud, mis on ümbritsetud luu maatriksi osteoblastidega.

Luu defektide korral surevad osteotsüüdid toitainete ebapiisava pakkumise tõttu ja kutsuvad sündmuskohal luid lagundavaid osteoklaste. Patoloogilised osteotsüüdid võivad olla olulised selliste haiguste korral nagu osteoporoos.

Mis on osteotsüüdid?

Inimese luu on elus. Ebaküpsed osteoblastid moodustavad nn luu maatriksi. See ebaküpsete luurakkude võrk hõlmab küpseid luurakke. Neid tuntakse ka kui osteotsüüte ja need moodustavad arvuliselt suurema osa luurakkudest.

Osteoblastid on nende eelkäijad. Osteoblastide küpsemine toimub osteogeneesi ajal. See termin tähendab uue luukoe moodustumist. Keha moodustab pidevalt uue luukoe ja taastab luukoe struktuuri või kohandab seda koormustega. Demineraliseerimine ja remineraliseerumine toimub pidevalt luudes. Osteoklastid lagundavad vana luu ainet ja vastutavad seetõttu demineraliseerumise eest.

Osteoblastid võtavad mineraliseerumise üle. Nad jäävad osteogeneesi lõksu ja muutuvad selles õõnsussüsteemis küpseteks osteotsüütideks. Niinimetatud ristmikud ühendavad osteotsüüdid üksteisega. Need on rakkudevahelised kanalid, mille eesmärk on toitainete vahetamine. Osteotsüütide funktsiooni ei ole veel lõplikult selgitatud. Arvatavasti on nad seotud luude kaotusega.

Anatoomia ja struktuur

Osteoblastid moodustavad nn luu maatriksi. See on luu põhiline orgaaniline aine, mis on endiselt mineraliseerimata. I tüüpi kollageenikiud ja mukopolüsahhariidid on luu maatriksi olulised komponendid. Need muudavad luu surve all elastseks.

Embrüonaalset sidekude nimetatakse ka mesenhüümiks. Sellest moodustuvad osteoblastid vere kapillaaride vahetus läheduses. Need ebaküpsed luurakud moodustavad pehme osteoidi. See pole veel lubjastunud luu aine. Aja jooksul rikastavad osteoblastid osteoidi kaltsiumfosfaadi hüdroksülapatiidiga. See hoius kõvastub ja stabiliseerib luu. Mõned osteoblastid on igast küljest ümbritsetud luu maatriksiga. Need osteoblastid on osteotsüüdid. Need on mononukleaarsed rakud õõnsussüsteemis koos mineraliseeritud luuainega.

Osteotsüütide lagusüsteem asub luude üksikute lamellide vahel. Igas lüngas on rakukeha. Rakupikendused asuvad peenikestes kaniilis. Rakupikendused ühendavad osteotsüüte lõheühendustega.

Funktsioon ja ülesanded

Inimese luudes toimub luude moodustumine ja lagunemine püsivalt. Iga seitsme aasta järel saab inimene nii-öelda uue luustiku. Luustik kohaneb ümberehituse kaudu uute tingimustega. Näiteks stressis olevad luud muutuvad aja jooksul paksemaks ja vastupidavamaks. Luud, mis ei liigu või mis pole stressi all, muutuvad õhemaks ja nõrgemaks.

Osteoklastid ja osteoblastid mängivad luude metabolismis suurt rolli. Osteoblastid kogunevad. Osteoklastid lõhustavad luid ja takistavad luu aine lõputut kasvu. Jaotus osteoklastide järgi on vajalik näiteks mikromurdude või luumurdude korral. Nendes nähtustes lagundavad rakud defektset luu ainet. Nad lahustavad luu kahe mehhanismi kaudu. Esiteks ekstraheeritakse luu mineraalsoolad, nii et aine muutub pehmemaks. See juhtub tänu vähendatud pH väärtusele õõnsuses luuaine ja osteoklasti vahel. Madal pH väärtus säilib prootonite aktiivse transpordi kaudu.

Pärast mineraalsoolade lahustumist vabastavad osteoklastid proteolüütilisi ensüüme. Need ensüümid lahustavad kollageense luu maatriksi ja fagotsüteerivad seejärel vabastatud kollageeni fragmendid. Osteoklastide kaks lagunemismehhanismi põhjustavad Howshipi lünki, mida tuntakse ka kui osteoklastide toitumisrada. Iga osteoklast suudab teoreetiliselt lagundada sama palju luud, mille ehitamiseks on vaja peaaegu 100 osteoblasti. Osteoklastide aktiivsust kontrollib hormonaalselt ja aktiveerib paratüreoidhormoon.

Inaktiveerimine toimub kaltsitoniini kaudu. Osteotsüütidele omistatakse nüüd ka regulatiivne funktsioon. Defektsete luude korral on tühimiku kaudu toitaineid vähe või üldse mitte. Selle tagajärjel surevad osteotsüüdid vigase luu maatriksis. Ainult siis, kui osteotsüüdid surevad, kutsutakse osteoklastid toime.

Haigused

Luu võivad mõjutada mitmesugused düsregulatsioonid. Näiteks on osteoklastide vähenenud aktiivsusel sama suur väärtus haigusel kui osteoklastide suurenenud aktiivsusel või osteoblastide vähenenud aktiivsusel.

Patoloogilised osteotsüüdid võivad mängida rolli osteoklastide aktiivsuse düsregulatsioonis. Kuna aga osteotsüütide täpne funktsioon pole veel teada, on see üsna spekulatiivne seos. Kui osteoklastide aktiivsus väheneb, vohab luu. Luuvähk võib sel viisil areneda. Vähenenud osteoklastide aktiivsus on siiski seotud ka selliste haigustega nagu geneetiline osteoporoos. Suurenenud osteoklastide aktiivsus lagundab rohkem luu kui osteoblastid võivad moodustada. See nähtus mängib rolli geneetilises osteoporoosis.

Lisaks sellele iseloomustab see nähtus selliseid haigusi nagu hüperparatüreoidism, osteodüstroofia deformans, aseptiline luu nekroos ja reumatoidartriit. Sama kehtib periodontiidi ja osteogenesis imperfecta kohta. Osteotsüütide roll mainitud haigustes on endiselt uurimise objekt. Kuna surnud osteotsüüdid kutsuvad kõigepealt kohale osteoklastid, ei saa välistada põhjuslikku seost osteotsüütide struktuuri ja mõnede nimetatud haiguste vahel.