Osteoclasts אחד משלושה סוגים של תאים הנמצאים ברקמת העצם אחראים לתופעה המכונה ספיגת העצם, חיוני לשמור על מבנה זה.
שלא כמו אוסטיאובלסטים ואוסטיאוציטים, שתי קבוצות התאים האחרות שנמצאות ברקמת העצם, אוסטאוקלסטים, לאחר שמילאו את תפקודן הספיחה, עוברות תהליכי מוות תאים מתוכנתים (אפופטוזיס).
מיקרוסקופיה של אוסטאוקלסט פעיל (מקור: רוברט מ. האנט בוויקיפדיה האנגלית באמצעות ויקימדיה Commons)
פעילותה מווסתת בעיקר על ידי המסלול האנדוקריני, הנשלט באופן ספציפי על ידי שני הורמונים: הורמון פרתירואידי וקלציטונין, המיוצר על ידי בלוטת התריס ובלוטת התריס, באופן ספציפי.
שמו של תאים אלה נטבע על ידי קליקר בשנת 1873, ותפקיד ספיחת העצם יוחס תחילה לאוסטוציטים ומקרופאגים, עם זאת, כיום ידוע כי תאים אלה הם "אביזרים" למדי בזה תהליך.
הם תאים יסודיים בפיזיולוגיית השלד ופגמים בתפקודם או חריגות בתהליכים שהם אחראים עליהם מרמזים על התפתחות פתולוגיות קשות אצל בני אדם.
הַדְרָכָה
אוסטאובלסטים נגזרים מתאים מונו-גרעיניים שמקורם בחוט השדרה ובאיברים המטופויטיים אחרים, המסוגלים לנדוד לרקמות עצם דרך מסלולי כלי דם.
הם נוצרים מתא תאים שנקרא גרנולוציט-מקרופאג, שמוליד אוסטאוקלסטים ומונוציטים, אשר התפשטותם וההבדלה שלהם תלויים במולקולות רגולטוריות שונות, וביניהן ניתן לכנות ציטוקינים רבים.
לאחר הפצת תאי האב-אב באמצעות מערכת כלי הדם, הם מתבססים באזורים שונים ברקמת העצם (הפריאסטיאום, האנדוסטאום והפריכונדריום).
פגוציטים מונונוקלריים דומים מאוד לתאים טרום-אוסטיאקלסטיים, אך מיקרו-סביבת העצם היא זו שקובעת את ההבדל שלהם באמצעות גירויים שונים.
בידול תאים של אבות
התאים ההמטופואיטיים הפלוריפוטנטיים של מח העצם מקבלים אותות שמכוונים את התפתחותם לכיוון השושלת מיאלואידית, הדורשת ביטוי של מולקולות מסוימות המאפשרות לתאים אלה להגיב לגורמים אוסטאוקלסטוגניים.
כאשר "המושבה" של התא המיאלואידי מבדיל, ניתן לזהות סמנים רבים לשושלת מקרופאג ', המאופיינים בעיקר בנוכחות גורם המכונה "גורם המעורר מושבה מקרופאג".
חשיבותו של גורם זה בבידול של תאי אוסטאוקלסט-אבות הוכחה באמצעות תצפיות ניסוי שונות בבעלי חיים עם מוטציות בגנים הקשורים, המציגות חריגות קשות בהתפתחות העצם.
התקדמות "מקרופאגים" לעבר אוסטאוקלסטים
מקרופאגים שנועדו להבדיל בשושלת האוסטאוקלסטים מתקדמים לקראת פיתוח מאפיינים פנוטיפיים הטבועים בתאי עצם אלה, כמו ביטוי הקולטן לקלציטונין והיכולת לספוג מחדש עצם.
נכון לעכשיו, קבוצות מחקר רבות קבעו כי הגורם האוסטאוקלוגנוני העיקרי הוא אחד המכונה ליגנד קולטנים לפעיל NFkB ( RANKL, מהאנגלית " R eceptor A ctivator of N F k B L igand"), חלבון ממברנה שבא לידי ביטוי לאחר גירוי של הורמונים או ציטוקינים לספיגת עצם.
גורם זה פועל על ידי נתיבים רבים ועקיפים במורד הזרם אחר, ומוונון את ביטוי הגנים הנחוצים לבידול של אוסטאוקלסטים וביטויו תלוי גם בשליטה על מולקולות אחרות.
ההבדלה, אם כן, מתרחשת בהדרגה וצעד מפתח נוסף בתהליך הוא מיזוג של תאים מרובים המחויבים לשושלת האוסטאוקלסטים ליצירת "polykaryon" או תא האב-רב-המשולש.
מאפיינים
אוסטאוקלסטים הם תאי "ענק" מרובי-צמיגים (עם גרעינים רבים) בקוטר 10 עד 100 מיקרומטר, עם ציטופלזמה אסידופילית, ושיש להם מערכת קרומית פנימית מורכבת ומתמחה המתפקדת בתהליך הספיגה.
הם תאים ניידים הנעים על פני העצמות בין אתרי הכריתה. כאשר הם נצפים במצבם הפעיל, יש להם שואבים רבים ומיטוכונדריה בתוכם, המהווים שטף מטבולי גבוה.
תאים אלה תופסים מיקומים ספציפיים המכונים "Howship Lagoons", שהם שקעים חלולים האופייניים לאזורים בהם מתרחשת ספיגת עצם.
חתך רוחב של אוסטאוקלסט פעיל (מקור: Cellpath דרך Wikimedia Commons)
מדובר בתאים מקוטבים, כך שהאברונים שבתוכם נמצאים באזורים מסוימים: אזור הבסיס, אזור "הקצה המתולתל" או "הקצה המברשת", אזור האור והאזור שלפוחית.
באזורים הברורים ובקצוות המברשת יש מבני ספיגה מיוחדים המאפיינים אותם, הנצפים כרשת של קפלים ממברניים שמתחתם מתרחשים תהליכי הספיגה, מכיוון שהם במגע ישיר עם העצם.
אזור הבסיס (הרחוק ביותר מהלגונות) הוא זה המכיל את הכמות הגדולה ביותר של האברונים: הגרעינים וכל המערכות הקשורות אליו, ואילו אזור הכיסית מורכב מכדורי טרנספורטר רבים שמשתפים פעולה עם הספיגה ונמצאים בין אזור הבסיס. וקצה המברשת.
מאפיינים
בשילוב עם התאים האחרים של רקמת העצם, כמו גם בשילוב עם גורמים רגולטוריים מקומיים והורמונים מסוימים, אוסטאוקלסטים ממלאים תפקיד חשוב בתחזוקה מבנית ועיצוב מחדש של העצמות, במהלך אוסטאוגנזה ואחריה.
במובן זה, אוסטאוקלסטים משתתפים בתהליך החיזור וההיווצרות המשולבים, המורכב מכוח ספיחה בתיווך אוסטאוקלסט ומיווצרות מכוונת אוסטאובלסט.
באופן כללי, מנגנוני ספיגת עצם בתיווך אוסטאוקלסט כוללים הפרשת הידרולאזים מהליזוזומים שלהם ושל יונים המפוררים עצמות.
כמו תאי רקמות חיבור אחרות, אוסטאוקלסטים משתתפים בשמירה על הומאוסטזיס של סידן בסרום.
מחלות
מחלות שונות קשורות לתפקוד האוסטיאוקלאסטים, ביניהן:
- אוסטאופורוזיס : זהו מצב המאופיין בחוסר איזון בין ספיגת עצם להיווצרות, שם יש ספיגה מחמירה, המייצרת שבריריות ושברים בשלד מתמשך. זה מופיע לרוב אצל קשישים וקשישים.
- אוסטאופטרוזיס : זהו מצב גנטי המאופיין בעלייה במסת העצם כתוצאה מפגמים בהתפתחות הקצוות המתולתלים של האוסטאוקלסטים הנגרמים על ידי מוטציות ספציפיות, מה שמביא לירידה בכושר הספיגה שלהם.
- מחלת פאג'ט: היא מתגלה בחולים קשישים ככריתת עצם בלתי מבוקרת וכיוצא לה, ככל הנראה, ממקור ויראלי.
הפניות
- ברונר, פ., פארח-קרסון, מ., רובין, ג', וגרינפילד, א.מ. (2005). אוסטאוקלסט: מקור ובידול. בספיחת עצם (עמ '23). לונדון: שפרינגר.
- חן, X., Wang, Z., Duan, N., Zhu, G., Schwarz, EM, and Xie, C. (2018). Osteoblast - אינטראקציות עם אוסטאוקלסט. מחקר רקמות חיבוריות, 59 (2), 99-107.
- פריים, B., & Marel, M. (1981). מחלת פאג'ט: סקירה של הידע הנוכחי. רדיולוגיה אבחנתית, 141, 21–24.
- גרטנר, ל., והייט, ג'. (2002). טקסט אטלס של היסטולוגיה (מהדורה שנייה). מקסיקו DF: מקגרו-היל אינטרמריקנה עורך.
- Johnson, K. (1991). היסטולוגיה וביולוגיה של התא (מהדורה שנייה). בולטימור, מרילנד: הסדרה הרפואית הלאומית למחקר עצמאי.
- Kuehnel, W. (2003). אטלס צבעוני של ציטולוגיה, היסטולוגיה ואנטומיה מיקרוסקופית (מהדורה רביעית). ניו יורק: תיאמה.
- פירס, א., לינדסקוג, ש., והמרסטרום, ל. (1991). אוסטאוקלסטים: מבנה ותפקוד. אלקטרונים מיקרוסופט. הכומר 4, 1–45.
- Sobacchi, C., Schulz, A., Fraser, P., Villa, A., and Helfrich, MH (2013). אוסטיאופטרוזיס: גנטיקה, טיפול ותובנות חדשות לגבי היווצרות אוסטאוקלסטים. חוות דעת על טבע אנדוקרינולוגיה, 1-15.
- Vaes, G. (1987). ביולוגיה סלולרית ומנגנון ביוכימי של ספיגת עצם. אורתופדיה קלינית ומחקרים קשורים, 231, 239–271.