Osteoklast

Osteoklast (grč. ὀστέον – osteon = kost + κλαστός – klastos = slomljen) je tip koštane ćelije koja razlaže koštano tkivo. Ova funkcija je ključna u održavanju, popravci i remodeliranju kostiju kičmenjačkih skeleta. Osteoklasti rastavlja i vare kompozitne hidratisane proteine i minerale na molekulskom nivou putem lučenja kiseline i kolagenaze, u procesu koji je poznat kao resorpcija kosti. Ovaj proces takođe pomaže u regulaciji nivoa kalcijuma u krvi.^[1][2][3]

Osteoklast (Osteoclastus)
Mikrografija osteoblasta pod svetlosnim mikroskopom ukazuje ne tipske osobenosti za prepoznavanje: velike ćelije sa multiplim jedrima i penasti citosol.
Pokazatelji
Kod	ТХ H2.00.03.7.00005
TH	H2.00.03.7.00005
FMA	66781
Anatomska terminologija

Morfologija

Fosfataza otporna na tartarat pozitivnih osteoklasta u kulturi ćelija

Illustacija poprečnog preseka aktiviranog osteoklasta

Osteoklaste je otkrio Koliker, 1873. Osteoklast je velika višejedarna ćelija, a osteoklasti kostiju čoveka obično imaju pet jedara i u prečniku oko 150-200 μm. Veliki višejedarni osteoklasti mogu se javiti i kod nekih bolesti, uključujući i Pagetovu bolest i bisfosfonatnu toksičnost. Kada se koriste citokini, izazivaju pretvaranje makrofaga u osteoklaste, vrlo velike ćelije koje mogu dostići prečnik i do 100 μm. Takve ćelije mogu imati desetke jedara i obično ispoljavaju velike osteoklastne proteine, ali imaju značajne međućelijske razlike u odnosu na žive ćelije, zbog neprirodne podloge. Veličina multijedarnih formiranih osteoklasta omogućava da se usredsreden na jonski transport, sekreciju proteina i vezikulski transport, kao i transportne sposobnosti mnogih makrofaga na lokaliziranom području kosti.^[4][5][6]

U kostima, osteoklasti se nalaze u jamama na površini, koje se nazivaju resorpcijskim uvalama, ili Houšipove praznine. Osteoklasti se odlikuju homogenom citoplazmom, "penušavog" izgleda. Do toga dolazi zbog visoke koncentracije vezikula i vakuola. Ove vakuole uključuju lizosome, koji su ispunjeni kiselom fosfatazom. Ovo omogućava karakterizaciju osteoklasta, bojenjem visoke proteinske ekspresije fosfataze koja je otporna na tartarat (TRAP) i katepsin K. Osteoklastni hrapavi endoplazmatski retikulum je oskudan, a Golgijev kompleks je velik.

Fiziologija osteoklasta

Tokom 1980-ih i 90-ih godina, detaljno je proučavana fiziologija tipskih osteoklasta. Uz izolaciju naborane granice, jonski transport preko njega je istraživan direktno u biohemijskim putem. Potvrđen je energetsko zavisni transport kiselina i postulitano je pročišćavanje preko protonske pumpe. Uz uspješno uspostavljanje kulture osteoklasta, postalo je jasno da se organizuju da podrže masivni transport protona za zakišeljavanje resorpcijskog prostora i rastvaranje koštanih minerala. To uključuje naboranu granicu Cl^– propusnu za kontrolu membranskog potencijala i bazolateralnu Cl^–/HCO₃^– razmenu za održavanje citosolne pH u fiziološki prihvatljivim rasponima.^[7][8]

Efikasnost njihove jonske sekrecije zavisi od osteoklastnog formiranja efikasne obloge oko resorpcijske pregrade. Čini se da je pozicioniranje ove zone posrednik za ispoljavanje integrina E na površini prema zoni dodira, gde se multijedarni osteoklast reorganizuje. Razvoj visoko udubljenih naboranih membrana, omogućuje formiranje suprotnog resorpcijskog odeljka i masivnu sekrecijsku aktivnost. Osim toga, to dopušta vezikulsku transcitozu minerala i razlaže kolagena iz graničnog područja do slobodne ćelijske membrane i otpušta ih u vanćelijski prostor. Ova aktivnost završava resorpcijom kosti, a obe komponente, mineralna i fragmenti kolagena su pušteni u opštu cirkulaciju.^{[9][10][11][12]}

Poreklo

Od njihovog otkrića 1873. godine došlo je do značajnih rasprava o njihovom poreklu. Dominirale su tri teorije: od 1949. do 1970. godine popularno je bilo poreklo iz vezivnog tkiva, u kojem se navodi da su osteoklasti i osteoblasti iste loze, a osteoblasti osigurač zajedničkog formiranja osteoklasta. Nakon godina kontroverze sada je jasno da ove ćelije razvijaju fuzijom makrofaga.^[13] Početkom 1980-tih je monocitni fagocitni sistem prepoznat kao prekurzor osteoklasta.^[4] Formiranje osteoklasta zahteva prisustvo RANKL (receptorni aktivator jedarnog faktora κβ liganda) i makrofaga stimulacije stvaranja ćelijskih kolonija. Ovi membranski proteini vezani su proizvodom susednih ćelija strome i osteoblasta, tako da se ostvaruje neposredan kontakt između ovih ćelija i prekurzora osteoklasta.

Reference

1. Sofradžija A., Šoljan D., Hadžiselimović R. (2003): Biologija 1, Svjetlost, Sarajevo, 9958-10-592-6.
2. Bajrović K, Jevrić-Čaušević A., Hadžiselimović R., Ed. (2005): Uvod u genetičko inženjerstvo i biotehnologiju. Institut za genetičko inženjerstvo i biotehnologiju (INGEB), Sarajevo, 9958-9344-1-8.
3. Međedović S., Maslić E., Hadžiselimović R. (2000): Biologija 2. Svjetlost, Sarajevo, 9958-10-222-6.
4. Nijweidi Peter J.; Feyen, Jean H. M. (1986), „Cells of Bone: Proliferation, Differentiation, and Hormonal Regulation”, Physiological Reviews, 66 (4): 855—886, PMID 3532144
5. Basle MF, Mazaud P, Malkani K, Chretien MF, Moreau MF, Rebel A (1988). „Isolation of osteoclasts from Pagetic bone tissue: morphometry and cytochemistry on isolated cells”. Bone. 9 (1): 1—6. PMID 2837260. doi:10.1016/8756-3282(88)90020-8.
6. Jain N, Weinstein RS (2009). „Giant osteoclasts after long-term bisphosphonate therapy: diagnostic challenges”. Nat Rev Rheumatol. 5 (6): 341—6. PMID 19491914. doi:10.1038/nrrheum.2009.87.
7. Blair, H.C., Harry; Teitelbaum, S.L.; Ghiselli, R.; Gluck, S. (1989). „Osteoclastic bone resorption by a polarized vacuolar proton pump.”. Science. 245: 855—857. doi:10.1126/science.2528207.
8. Mattsson, Jan; P. H. Schlesinger; D. J. Keeling; S. L. Teitelbaum; D. K. Stone; X.-S. Xie (1994). „Isolation and Reconstitution of a Vacuolar-type Proton Pump of Osteoclast Membranes.”. J. Biol. Chem. 269: 24979—24982.
9. Teti, A., Ana; Blair, H.C.; Teitelbaum, S.L.; Kahn, A.J.; Koziol, C.; Konsek, J.; Zambonin-Zallone, A.; Schlesinger, P.H. (1989). „Cytoplasmic pH regulation and chloride/bicarbonate exchange in avian osteoclasts.”. J. Clin. Invest. 83: 227—233. doi:10.1172/jci113863.
10. {{cite journal|last=Blair|first=Harry|coauthors=Teitelbaum, S.L. Tan, H.L., Koziol, C.M., Schlesinger, P.H.|title=Passive chloride permeability charge coupled to H⁺-{ATP}ase of avian osteoclast ruffled membrane|journal=Am J. Physiology|year=1991|volume=260|pages=C1315-C1324}}
11. Schlesinger, Paul; lair, H.C.; Teitelbaum, S.L.; Edwards, J.C. (1997). „The chloride channel of osteoclast ruffled borders: Molecular characterization and role in bone resorption.”. J. Biol. Chem. 272: 18636—18643. doi:10.1074/jbc.272.30.18636.
12. Vaananen, H.K.; H. Zhao; M. Mulari; J.M. Halleen (2000). „The cell biology of osteoclast function”. J. Cell Science. 113: 377—381. PMID 10639325.
13. S. L. Teitelbaum (2000), „Bone Resorption by Osteoclasts”, Science, 289: 1504—1508, PMID 10968780, doi:10.1126/science.289.5484.1504

Spoljašnje veze

• http://www.medterms.com/script/main/art.asp?articlekey=11794 Архивирано на сајту (25. мај 2013) MedicineNet]
• Osteoclasts на ()
• http://www.youtube.com/watch?v=6Cn4uusbGk8 The Life of Osteoclast]
• https://web.archive.org/web/20160511173018/http://random42.com/bone-biology-osteoblasts-and-osteoclasts-animation Animation by Random42 Scientific Communication on the role of osteoclasts in bone remodeling]