Osteoblastai, osteoklastai, osteocitai

Kaulų ląstelės ir kaulų atsinaujinimas

Nepaisant būdingos mineralizacijos, kaulas toli gražu nėra negyvas audinys. Priešingai, tai yra „intensyvios ląstelių veiklos vieta, tiek, kad kiekvienais metais apie 10% mūsų kaulų masės atsinaujina dėl fiziologinių neo formavimosi ir rezorbcijos mechanizmų. Tai reiškia, kad:

kas 10 metų skeletas visiškai atnaujinamas.

Visa tai apima struktūrinius pokyčius, kuriuos galima aptikti tik mikroskopiškai ir kurie neapima makroskopinių jo formos pokyčių (bent jau suaugus).

Kaulų ląstelės didaktiškai skirstomos į keturias kategorijas: osteocitai, osteoblastai, osteoklastai ir jų pirmtakai. Gera nuo pat pradžių prisiminti, kad:

osteoblastai yra atsakingi už kaulų matricos susidarymą
osteoklastai yra atsakingi už kaulų matricos skilimą

Taigi sutelkime dėmesį į šiuos du ląstelių tipus. Kalbant apie osteoprogenitorines ląsteles (dar vadinamas preosteoblastais), pakanka žinoti, kad jos sukelia kitų tipų ląsteles ir kad jų yra dideliais kiekiais kaulų endostealiniuose ir periostealiniuose paviršiuose.

Osteoblastai

Osteoblastai yra ląstelės, kurios specializuojasi kaulinio audinio gamyboje.

Jie turi globostinę arba daugiakampę formą, monostratifikuoti; jie linkę gretinti vienas kitą, apimdami mažus kaulų matricos plotus, sudarydami vadinamąjį mineralizacijos frontą.

Osteoblastai sintezuoja įvairius audinio komponentus, tiek pluoštinius, tiek amorfinius, dalyvauja formuojant osteoidą ir reguliuojant jo mineralizacijos procesus.

Osteoidą suteikia kolageno skaidulų atrama, sudaryta iš organinės matricos, ant kurios yra surišti hidroksipatito kristalai ir kiti mineraliniai komponentai. Kolageno skaidulos yra išdėstytos pagal lengvatines jėgos linijas taip, kad būtų suteiktas kaulas atsparumo mechaniniam poveikiui savybės.

Be I tipo kolageno, kuris ekstraląstelinėse erdvėse yra surenkamas į fibrilius ir veikia kaip mineralizacijos palaikytojas, osteoblastai gamina kai kuriuos baltymus, tokius kaip osteokalcinas ir osteonektinas, kurie atlieka „palaikomąjį poveikį matricos nusodinimo procese.

Taip pat manoma, kad osteoblastai atlieka svarbų vaidmenį ankstyvosiose rezorbcijos proceso stadijose, apdorodami specifines proteazes ir osteoklastų aktyvacijos faktorius.

Osteoblastai yra mezenchiminės kilmės ląstelės (mezenchimas yra embrioninis jungiamasis audinys, dėl kurio vėlesniuose vystymosi etapuose susidaro suaugusiųjų jungiamasis audinys).

Osteoklastai

Osteoklastai yra didelės ląstelės, kurių skersmuo svyruoja nuo 20 iki 100 mikronų, daug branduolių, mobilių ir specializuojasi kaulinio audinio rezorbcijoje.

Daugelio mikrovilių dėka osteoklastai kaip čiulptukai prisitvirtina prie kaulų matricos dalies; jie paprastai priimami mažomis spragomis, vadinamomis „Howship's“. Čia jie išskiria proteolitines rūgštis ir fermentus, virškindami tiek palaikantį kolageną, tiek neorganinę matricą ir tirpindami joje esančius mineralus.

Osteoklastų valdomas kaulinio audinio rezorbcija vaidina svarbų vaidmenį kaulinio audinio regeneracijos ir pertvarkymo procese, bet ne tik. Šios ląstelės iš tikrųjų yra svarbios reguliuojant kalcio ir fosforo koncentraciją serume.

Osteocitai

Osteoblastų sekrecija vyksta pagal labai tikslią orientaciją: iš pradžių ji yra poliarizuota jau esamo kaulo paviršiaus link, bet reguliariais laiko tarpais pasisuka ir kitomis kryptimis; tokiu būdu osteoblastai tolsta vienas nuo kito ir lieka įkalinti mineralizuojamoje matricoje. „Sienos“ iš esmės sulėtina medžiagų apykaitą ir tampa osteocitu.

Kai osteoblastai išnaudoja savo funkciją, jie patenka į ramybės būseną *arba virsta mažiau aktyviomis ląstelėmis, vadinamomis osteocitais, kurios lieka įstrigusios kalcifikuotoje kaulų matricoje. Apskritai jie sudarys apie 90% kaulų ląstelių atsargų **.

Atrodo, kad osteocitų funkcija yra dalyvauti kaulų pertvarkyme reaguojant į įvairių rūšių dirgiklius. Veikiami kalcitonino ir prieskydinių liaukų hormonų, jie taip pat dalyvauja reguliuojant kalcio ir fosforo kiekį kraujyje, kontroliuojant tiek osteoklastų, tiek osteoblastų veiklą.

(*) Kai baigiasi naujo kaulo formavimo procesas, kai kurie osteoblastai nutraukia savo veiklą, sumažina jų organelius ir virsta suplotų ląstelių membrana (kaulų gleivinės ląstelės).

Šios ląstelės yra išdėstytos taip, kad padengtų kaulų paviršių, kai tai yra ramybės fazėje; jiems priskiriamas vaidmuo tarpininkaujant kraujagyslių ir osteocitų mainams.

(**) Osteoprogenitorinės ląstelės, osteoblastai ir osteocitai yra nuoseklios to paties ląstelių tipo funkcinės fazės. Kita vertus, osteoklastai atsiranda iš pirmtakų, migravusių į kaulinį audinį iš kraujo, vadinamųjų preosteoklastų, kurie savo ruožtu skiriasi nuo kraujodaros kaulų čiulpų kamieninių ląstelių.