Osteoclasten zijn reuzencellen die verantwoordelijk zijn voor botresorptie en demineralisatie. Hun activiteit wordt gereguleerd door verschillende stoffen, zoals hormoon van de bijschildklieren​ Een te hoge of te lage osteoclastactiviteit vertoont ernstige effecten op het skelet volksgezondheid.
Wat zijn osteoclasten?
Elke zeven jaar krijgen mensen een geheel nieuw skelet. Mens botten passen zich aan spanningen aan en worden permanent verbouwd. Ze worden vernieuwd na microfracturen en breuken. Het defecte bot massa wordt verwijderd en nieuwe botmassa wordt opgebouwd. De zogenaamde osteoblasten zijn verantwoordelijk voor het opbouwwerk. Dit zijn onrijpe botcellen die later uitgroeien tot osteocyten. Het afbraakwerk in het botmetabolisme wordt niet uitgevoerd door osteoblasten, maar door osteoclasten. Deze botcellen ontstaan ​​uit voorlopercellen uit de beenmerg en indien nodig naar het skeletstelsel migreren. Hun werk omvat twee verschillende mechanismen: de demineralisatie van botstof en de daadwerkelijke afbraak van bot. Osteoclasten vertragen door hun werk de botgroei en voorkomen overmatige groeiprocessen en proliferatie. Ze communiceren met osteoblasten via de belangrijkste stof RANKL. Voor hun regulering speelt naast deze communicatie de hormonale cyclus een rol. Hormoon van de bijschildklieren activeert afbraak en calcitonine inactiveert osteoclastactiviteit.
Anatomie en structuur
Osteoclasten zijn meerkernige cellen en behoren dus tot de zogenaamde reuzencellen. Ze worden gevormd door de fusie van mononucleaire voorlopercellen in de beenmerg, ook bekend als hematopoëtische stamcellen. Ze maken deel uit van het mononucleaire fagocytische systeem. Dit verwijst naar de totaliteit van alle cellen van de reticulaire bindweefsel, waarvan delen worden beschouwd als onderdeel van de immuunsysteem en zijn verantwoordelijk voor de afbraak en verwijdering van afval en vreemde deeltjes. Osteoclasten hebben een diameter van 30 tot 100 µm en kunnen meer dan 20 celkernen bevatten. Ze bevinden zich op het botoppervlak in de howship lacunes en bewegen amoeboid. Hun apicale pool van één is gericht op het bot. Centraal is er een blaasje-bevattende zone met een bloemvormig gevouwen celmembraan​ Deze "gegolfde grens" is de plaats van botresorptie. De periferie van de osteoclasten is intens gekleurd. Het adhesie-apparaat daar zorgt ervoor dat de cellen zich aan het bot hechten met een minimale afstand van 0.3 nm. Deze 'afdichtingszone' wordt omsloten door cytoplasma, ook wel de 'heldere zone' genoemd, die weinig celorganellen heeft, maar veel samentrekkende eiwitten.
Functie en taken
De processen van vorming en afbraak van botsubstantie worden idealiter gecoördineerd en gecontroleerd door een nauwkeurig gereguleerd regelcircuit. Osteoclasten worden gestimuleerd om te vormen door verschillende factoren. Dexamethason, 1,25- (OH) 2VitD3, het hormoon van de bijschildklieren, PTHrP, prostaglandine-E2 en cytokinen hebben een bijzonder resorptief effect op bot. In tegenstelling tot, bisfosfonaten, calcitonine en oestrogenen hebben een remmend effect op osteoclasten. Deze factoren regelen de activering van de zogenaamde PU.1-transcriptiefactor. Het regelt de conversie van beenmerg macrofagen in meerkernige osteoclasten. De stoffen RANKL en osteoprotegerin zijn ook betrokken bij activering. De hormonale regulerende circuits gebruiken bot als een soort buffer om te reguleren calcium evenwicht​ Het botresorptieve bijschildklierhormoon komt bijvoorbeeld vrij calcium. calcitoninestimuleert daarentegen de opslag van calcium​ De permanente opbouw en afbraak van botstof die op deze manier wordt gecontroleerd, stelt het skelet in staat zich aan te passen aan spanningen en veranderingen. Op deze manier materiaal 피로 is verhinderd. Ondertussen wordt aangenomen dat osteocyten ook een rol spelen bij de regulatie van osteoclasten. Osteocyten zijn ingesloten osteoblasten die volwassen zijn geworden. Wanneer een bot wordt aangetast door een breuk of microfractuur, de osteocyten sterven door een gebrek aan voedingsstoffen, en de stoffen die ze afgeven roepen de osteoclasten in werking. Het werk van osteoclasten bestaat uit twee mechanismen. Tussen een osteoclast en de botsubstantie is er een minimale ruimte waarin de ph-waarde wordt verlaagd. Vanwege deze degradatie kan de botten worden gedemineraliseerd. Mineraal zouten worden gewonnen. De hiervoor benodigde pH-waarde wordt constant gehouden door actief protonentransport. De collagene botmatrix wordt door osteoclasten proteolytisch losgemaakt enzymenTijdens het proces brengen ze de collageen fragmenten die aldus worden vrijgegeven voor fagocytose.
Ziekten
Wanneer de osteoclastactiviteit daalt of toeneemt, kan deze verandering pathologische proporties aannemen. Bij gezond bot zijn afbraak en reconstructie ideaal op elkaar afgestemd. Daarom kan een verminderde osteoclastactiviteit evenveel schade aanrichten als een verhoogde activiteit. Bij genetisch bepaalde osteopetrose is er bijvoorbeeld een sterk verminderde osteoclastactiviteit. Anderzijds is een verhoogde osteoclastactiviteit kenmerkend voor niet-genetisch materiaal osteoporose, hyperparathyroïdieosteodystrophia deformans, en aseptische botnecrose​ Hetzelfde geldt voor reumatoïde artritis, parodontitis en osteogenese imperfecta​ Met verhoogde osteoclastactiviteit, bot massa wordt sneller afgebroken dan het kan worden aangevuld. Getroffen individuen hebben er daarom last van breuk-gevoelig en zwak botten. in hyperparathyroïdiewordt het regulerende apparaat van botvorming zelf aangetast. De epitheelcellen zijn abnormaal en reguleren daardoor het calciumniveau in het lichaam in de vorm van het bijschildklierhormoon. De oorzaak is de verhoogde afscheiding van parathormoon, die het gevolg is van een adenoom of een vergroting van de bijschildklieren. Het verhoogde niveau van het bijschildklierhormoon verhoogt de botresorptie. Het resultaat is ernstig bot pijn en verminderde calciumuitscheiding in de nier​ Zo is de hoeveelheid calcium in de bloed blijft toenemen, waardoor nier stenen.
Typische en veel voorkomende botziekten
- osteoporose
- Botpijn
- Bot fractuur
- de ziekte van Paget
