У остеобластів є одним з трьох типів клітин , виявлених в спеціалізованій сполучної тканини в структурної підтримки тіла: кістки. Ці клітини походять від інших клітин, званих остеопрогеніторними клітинами, і їх основна функція полягає в синтезі кісткового матриксу.
Кістка складається з позаклітинного матриксу, який твердне завдяки відкладанню кальцію, надаючи тканині міцність і жорсткість, і з трьох основних класів клітин: остеобластів, остеокластів і остеоцитів.
Легка мікрофотографія декальцинованої кісткової тканини, що демонструє активні остеобласти, які активно синтезують остеоїд (Джерело: Роберт М. Хант через Wikimedia Commons)
Остеобласти відомі як клітини, що утворюють кістки, а остеокласти та остеоцити - це клітини резорбції та «розриву» відповідно. З них найбільш поширений клас відповідає остеоцитам (понад 90%), за ними йдуть остеобласти (5%) та меншою мірою остеокласти (1%).
Ці клітини традиційно ідентифікуються як клітини, що утворюють кістки. Однак наразі точно відомо, що вони беруть участь у багатьох інших заходах, таких як синтез паракринних та аутокринних факторів, таких як цитокіни, фактори росту, протеази та інші.
Навчання
Остеобласти отримують із клітин мезенхімальних попередників, які також породжують хондроцити (клітини хряща), міобласти (клітини м'язів), адипоцити (жирові клітини) та сухожильні клітини, залежно від факторів транскрипції, що регулюють їх диференціювання.
Зважаючи на належність їх до стромальної або мезенхімальної клітинної системи, остеобласти пов'язані з кістковим мозком, і вони належать до окремої лінії від клітинної системи кровотворення.
Серед елементів, що беруть участь в утворенні цих клітин, є три фактори транскрипції (Cbfa1, Osx і ATF4) та деякі білки зі специфічними функціями в морфогенезі кісток.
Під час скелетнегенезу остеобласти беруть участь у двох формах розвитку кісток: внутрішньомембранозному, що породжує череп, і ендохондральному, який утворюється з "цвілі" хряща.
Однак цей особливий клас кісткових клітин не є повністю диференційованим, оскільки вони можуть «зануритися» у позаклітинний матрикс для утворення остеоцитів, секреторна система яких знижена; або, навпаки, вони можуть зазнавати апоптотичні процеси (запрограмована загибель клітин).
Клітинна доля остеобластів, як і більшості клітин в організмі, визначається генетично, а події проліферації та диференціації сильно залежать від гормонів та факторів транскрипції.
характеристики
Остеобласти - це частково диференційовані багатоядерні секреторні клітини (з декількома ядрами), усередині яких органели просторово упорядковані так, що ядро залишається подалі від видатної секреторної області.
За даними електронних мікрофотографій, остеобласти мають рясний шорсткий ендоплазматичний ретикулум і високорозвинений комплекс Гольджі з численними секреторними везикулами, що обумовлює активну секреторну функцію цих клітин.
Вони відомі як «кубоїдні» клітини завдяки їх морфологічним характеристикам і виявляються, що утворюють одноклітинні шари, прикріплені до кісткових поверхонь.
На відміну від інших споріднених клітин, таких як остеоцити (в яких вони можуть диференціюватися), остеобласти контактують із сусідніми клітинами через короткі розширення і використовують довші для спілкування з остеоцитами, що знаходяться поблизу.
І остеобласти, і більшість остеоцитів відокремлюються від мінералізованої кісткової матриці завдяки органічній речовині в кістковому матриці, відомому як остеоїд, синтезованому остеобластами.
У своїх клітинних мембранах остеобласти мають такі важливі фактори, як інтегрини та рецептори гормону, серед яких виділяються рецептори паратиреоїдного гормону. Це стимулює секрецію остеопротегеринового ліганду, необхідного для диференціювання остеокластів.
Вони здатні реагувати на естроген, гормон росту, вітамін D3 та тироксин, а також на інші фактори, такі як специфічні цитокіни та фактори транскрипції, від яких залежить їх диференціація.
Особливості
Функції остеобластів можна узагальнити в підтримці скелетної архітектури, оскільки вони відповідають за синтез органічних компонентів кісткового матриксу. До них відносяться колагенові волокна, глікопротеїни та деякі протеоглікани.
Їх функції в основному пов'язані з їх дозріванням, оскільки за загальним походженням вони можуть диференціюватися в кісткову матрицю, що синтезує остеобласти, клітини кісткової оболонки та остеоцити.
Він також відповідає за синтез певних ферментів та специфічних факторів, функція яких передбачає видалення остеоїду, сприяючи доступу остеокластів до кальцифікованої поверхні кісток, контролюючи тим самим її функцію.
Поряд з остеокластами, остеобласти беруть участь у процесах реконструкції кісток шляхом заміни ділянок кісток, реабсорбованих остеокластами, у відповідь на різні типи механічного напруги, що впливає на кісткову тканину.
Оскільки вони мають здатність регулювати активність остеокластів, остеобласти опосередковано беруть участь у гомеостазі кальцію в організмі.
Вони беруть участь не тільки в секреції органічних компонентів кісткового матриксу, але і в його кальцифікації через секрецію ферментів, таких як лужна фосфатаза, здатних регулювати фосфорилювання інших фосфопротеїнів.
Крім того, деякі глікопротеїни, що виробляються цими клітинами, такі як остеонектин / SPARC, тенасцин С, фібронектин та члени білків сімейства тромбоспондинів, беруть участь у регуляції адгезії, міграції, проліферації та диференціації від інших. кісткові клітини.
Супутні патології
Багато захворювань у людини пов’язані з функцією остеобластів, як наслідок безпосередньої участі цих клітин у формуванні кісток.
Серед найпоширеніших захворювань, пов’язаних з остеобластами, - остеопороз, хвороба Педжета (яка пов'язана з деформацією та крихкістю кісток) та остеоартрит (знос захисних тканин, які вирівнюють кінці кісток).
Наприклад, остеопороз виникає внаслідок негативного балансу між кісткоутворюючою активністю остеобластів і резорбційною активністю кістки, в якій спеціалізуються остеокласти.
Цей негативний баланс, здається, пов'язаний з недостатністю в проліферації або диференціюванні остеопрогеніторних клітин або з надмірними подіями апоптозу.
Список літератури
- Caetano-López, J., Canhao, H., & Fonseca, J. (2007). Остеобласти та формування кісток. Acta Reum Prot, 32, 103–110.
- Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Текстовий атлас гістології (2-е видання). Мексика DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
- Джонсон, К. (1991). Гістологія та клітинна біологія (2-е видання). Балтімор, штат Меріленд: Національна медична серія незалежного дослідження.
- Mackie, EJ (2003). Остеобласти: нові ролі в оркеструванні скелетної архітектури. Міжнародний журнал біохімії та клітинної біології, 35, 1301-1305.
- Martin, TJ, Fundlay, DM, Heath, JK, & Ng, KW (1993). Остеобласти: диференціація та функції. У галузі фізіології та фармакології кісток. Спрингер-Верлаг Берлін Гейдельберг.
- Tenenbaum, HC, & Heersche, JNM (1982). Диференціація остеобластів та утворення мінералізованої кістки у пробірці. Кальциф. Тканина. Міжнар., 34, 76–79.