De osteoblaster er en av de tre celletyper som finnes i spesialisert bindevev i strukturell støtte av kroppen: benet. Disse cellene er avledet fra andre celler som kalles osteoprogenitorceller, og deres viktigste funksjon er å syntetisere beinmatrisen.
Bone er sammensatt av en ekstracellulær matrise som herder takket være avsetning av kalsium, noe som gir vevets styrke og stivhet, og av tre hovedklasser av celler: osteoblaster, osteoclaster og osteocytter.
Lett mikrograf av avkalket 'cancellous' bein som viser aktive osteoblaster som aktivt syntetiserer osteoid (Kilde: Robert M. Hunt via Wikimedia Commons)
Osteoblaster er kjent som de beindannende celler, mens osteoklaster og osteocytter er henholdsvis resorpsjon og "gap". Av disse tilsvarer den mest forekommende klassen osteocytter (mer enn 90%), etterfulgt av osteoblaster (5%) og, i mindre grad, osteoklaster (1%).
Disse cellene er tradisjonelt blitt identifisert som bendannende celler. Imidlertid er det foreløpig kjent med sikkerhet at de deltar i mange andre hendelser som for eksempel syntesen av paracrine og autokrine faktorer som cytokiner, vekstfaktorer, proteaser og andre.
Opplæring
Osteoblaster er avledet fra mesenkymale forløperceller, som også gir opphav til kondrocytter (bruskceller), myoblaster (muskelceller), adipocytter (fettceller) og seneceller, avhengig av transkripsjonsfaktorer som regulerer deres differensiering.
Siden de tilhører det stromale eller mesenkymale cellesystemet, er osteoblaster assosiert med benmargen, og de tilhører en egen avstamning fra det hematopoietiske cellesystemet.
Blant elementene som er involvert i dannelsen av disse cellene, er tre transkripsjonsfaktorer (Cbfa1, Osx og ATF4) og noen proteiner med spesifikke funksjoner i benmorfogenesen.
Under skjeletongenesen deltar osteoblaster i to former for beinutvikling: intramembranøs, som gir opphav til skallen, og endokondral, som er dannet av en "mugg" av brusk.
Imidlertid er denne spesielle klassen av benceller ikke helt differensiert, siden de kan "stupe" inn i den ekstracellulære matrisen for å danne osteocytter, hvis sekretoriske system er redusert; eller tvert imot, de kan gjennomgå apoptotiske prosesser (programmert celledød).
Osteoblastens celle skjebne, så vel som hos de fleste celler i en organisme, er genetisk bestemt, og spredning og differensieringshendelser er sterkt avhengig av hormoner og transkripsjonsfaktorer.
kjennetegn
Osteoblaster er delvis differensierte multinucleated sekretoriske celler (med flere kjerner), der organellene er rommelig organisert slik at kjernen forblir borte fra den fremtredende sekretoriske regionen.
I følge elektronmikrografier har osteoblaster et rikelig grovt endoplasmatisk retikulum og et høyt utviklet Golgi-kompleks med mange sekretoriske vesikler, som står for den aktive sekretoriske funksjonen til disse cellene.
De er kjent som "kuboidale" celler på grunn av deres morfologiske egenskaper og blir funnet å danne encellede lag festet til beinoverflater.
I motsetning til andre relaterte celler som osteocytter (hvor de kan differensiere), kommer osteoblaster i kontakt med sine nærliggende celler gjennom korte utvidelser og bruker lengre celler til å kommunisere med nærliggende osteocytter.
Både osteoblastene og de fleste osteocytter separeres fra den mineraliserte beinmatrisen takket være et organisk stoff i benmatrisen kjent som osteoid, syntetisert av osteoblastene.
I cellemembranene har osteoblaster viktige faktorer som integriner og hormonreseptorer, der reseptorene for parathyreoideahormon skiller seg ut. Dette stimulerer utskillelsen av osteoprotegerin-liganden, nødvendig for differensiering av osteoklaster.
De er i stand til å svare på østrogen, veksthormon, vitamin D3 og tyroksin, så vel som andre faktorer som cytokiner og spesifikke transkripsjonsfaktorer som deres differensiering avhenger av.
Egenskaper
Funksjonene til osteoblaster kan oppsummeres i vedlikehold av skjelettarkitektur, siden de er ansvarlige for syntesen av de organiske bestanddelene i beinmatrisen. Disse inkluderer kollagenfibre, glykoproteiner og noen proteoglykaner.
Deres funksjoner er hovedsakelig relatert til deres modning, siden de fra vanlig opprinnelse kan differensiere til beinmatrise som syntetiserer osteoblaster, beinforingsceller og osteocytter.
Det er også ansvarlig for syntesen av visse enzymer og spesifikke faktorer hvis funksjon involverer fjerning av osteoid, og bidrar til at osteoklastene får tilgang til den forkalkede beinoverflaten, og dermed kontrollerer dens funksjon.
Sammen med osteoklaster deltar osteoblaster i benrenoveringsprosesser ved å erstatte regioner av bein som er resorbert av osteoklaster som respons på forskjellige typer mekanisk belastning påført beinvev.
Siden de har muligheten til å regulere osteoklastaktivitet, deltar osteoblaster indirekte i kroppens kalsiumhomeostase.
De deltar ikke bare i utskillelsen av de organiske komponentene i beinmatrisen, men også i dens forkalkning gjennom sekresjon av enzymer som alkalisk fosfatase, som er i stand til å regulere fosforylering av andre fosfoproteiner.
I tillegg er noen av glykoproteinene produsert av disse cellene, så som osteonectin / SPARC, tenascin C, fibronectin og medlemmer av trombospondin-familien av proteiner, involvert i reguleringen av vedheft, migrasjon, spredning og differensiering fra andre. beinceller.
Beslektede patologier
Mange sykdommer hos mennesker er relatert til funksjonen til osteoblaster, som en konsekvens av direkte involvering av disse cellene i dannelsen av bein.
Blant de vanligste sykdommene assosiert med osteoblaster er osteoporose, Pagets sykdom (som har å gjøre med deformasjonen og skjørheten i beinene) og slitasjegikt (slitasje av det beskyttende vevet som linjer endene av beinene).
Osteoporose oppstår for eksempel fra en negativ balanse mellom den beindannende aktiviteten til osteoblaster og beinresorpsjonsaktiviteten der osteoklaster spesialiserer seg.
Denne negative balansen ser ut til å være relatert til mangler i spredning eller differensiering av osteoprogenitorceller eller overdreven apoptosehendelser.
referanser
- Caetano-López, J., Canhao, H., & Fonseca, J. (2007). Osteoblaster og beinformasjon. Acta Reum Prot, 32, 103–110.
- Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Tekst Atlas of Histology (2. utg.). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
- Johnson, K. (1991). Histologi og cellebiologi (2. utg.). Baltimore, Maryland: National Medical-serien for uavhengig studie.
- Mackie, EJ (2003). Osteoblaster: romanroller i orkestrering av skjelettarkitektur. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 35, 1301-1305.
- Martin, TJ, Fundlay, DM, Heath, JK, & Ng, KW (1993). Osteoblaster: Differensiering og funksjon. I fysiologi og farmakologi av bein. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
- Tenenbaum, HC, & Heersche, JNM (1982). Differensiering av osteoblaster og dannelse av mineralisert bein in vitro. Calif. Vev. Int., 34, 76–79.