Celluláris elem csont
Szerint meglévő fogalmak, az eredeti sejt, mint a sejt alkotnak csont és porc szövetek pluripotens mezenchimális őssejtek (MSC).
A eredete osteoclastok társítva hematopoietikus őssejt és származó cellájában mielopoézis elődje. Az utóbbi határozza meg a számát sejtvonalak, és különösen, monocita vonal.
Morfológiája a főbb csontsejtek
Oszteogén progenitor sejtek preosteoblasts. Osteogén prekurzor sejtek - eredetű mesenchymalis stroma őssejtek (MSC) a csontvelő. Ezek az ősei többféle progenitor sejtek preosteoblast. Az ilyen sejtek elkövetett csak kialakulásának osteoblastok. A folyamat során a további átalakítása preosteoblast számos tényező befolyásolja oszteoblasztokká, amelyek között :. alkalikus foszfatáz, a csont morfogenetikus protein (BMP), stb tartása proliferációs képességét, preosteoblasts kezdenek szintetizálni a csont mátrix komponensek.
Egy felnőtt humán csont preosteoblasts olyan csatornák a belső réteg a csonthártya (csonthártya) és endosteum sejtek közötti (endostealis sejtek). Úgy véljük, hogy más forrásból preosteoblast érrendszeri pericitáktól. Egy különösen nagy számú preosteoblast észlelt magzati fejlődés során a csontok a csontváz.
Osteoblasts. Osteoblasts - a képző sejtek, amelyek építik a csontokat és fenntartani jó állapotban.
SM Sejteti oszteoblasztok például a nagy (20- 40 m) a kocka vagy henger alakú sejtek excentrikusan elhelyezkedő nucleus, bazofil citoplazma hisztokémiai reakciók észlelésekor nagyszámú RNS. A legjellemzőbb struktúrák által feltárt TEM, jelentése HPP (csatornák és tartályok belsejében tonkofibrillyarnoy anyag) és a fejlett Golgi komplex vacuolumok töltött melkogranulyarnym amorf anyag. A osteoblastok is leírt nagy mitokondrium és számos vezikulumok közel a sejtmembrán, a lizoszómák (primer és szekunder) és mikroszálak.
Osteoblasts - heterogén populációt. Ezek különböznek a ultraszerkezetében, bioszintetikus aktivitással, a lokalizáció a fejlődő és csont kapcsolat a mátrix a csont. Ezek használata, NV Rodionova azonosított négy fő típusú sejtek, amelyek között vannak olyan közbenső formák.
Osteoblasts I. típusú - fiatal sejtek, a szerkezet közel a preosteoblast. Hisztokémiai mutatók nagy aktivitását alkalikus foszfatáz bennük, valamint a képesség, hogy bele jelölt H3-uridin, H3 - glicin, S35. Az utóbbi azt jelzi, az intenzív termelés a kollagén és osteoblastok szulfatált GAG-ok.
Az oszteoblasztok III típusú - hipertrófiás sejtek, amelyek nagy és tartalmazhatnak csomókat heterokromatin a sejtmagban. Ezen jellegzetes sejt, amely kiterjesztett HPP csatornák alkotják a nagy részét a citoplazmában. HPP ezekben oszteoblasztok egy olyan rendszer, ha a nagy tankokat töltött termék szintézise - (- „depó kollagén” így egyik nevük) kollagén. Osteoblasts III típusú - az utolsó szakaszban a fejlesztés számos osteoblastikus sejtek eredményét a pusztítás és a halál. sejtpusztulás megelőzi a kiadás tartalmát HPP tartályok az extracelluláris térben. Úgy tartják, hogy az oszteoblasztok III típusú alkalmazott nem csak bioszintézisét szerves anyag, mint a kiürítést a felhalmozódott termék a sejten kívül.
Találhatók külön szekciókban csont, amely elhalványult osteogeneticheskih feldolgozza oszteoblasztok IV típusú (nyugvó sejtekben). Jellemzőjük a hosszúkás alakú, kevésbé fejlett HPP, bőséges lizoszómákban. Osteoblasts ilyen található a közvetlen közelében az első meszesedés. Hisztokémiai számadatok is jelzik alacsonyabb szinten szekréciós folyamatok oszteoblasztok IV típusú képest oszteoblasztok I, II, III típusú.
Oszteocitáknak. Osteocyták - egy erősen differenciálódott sejtek - a fő típusa a csontsejtek. Szerkezet HPP és a riboszómák jelzi funkcionális aktivitását a sejtek.
A legfontosabb szerepe az, hogy oszteocitáknak megfelelő működésének biztosítása érdekében a csontszövet.
Között a plazma membrán és a fal a csontsejtek hézag van hely hívott periosteotsitarnym. Ez a hely tele van az interstitialis folyadék. Teljes terület periosteotsitarnyh terek emberben a becslések 1000 és 50.000 négyzetméter. m, és a teljes mennyiség a szövetközi folyadék 1-1,5 liter.
Oszteoklasztokkal. Az osteoclastok - nagyon nagy mozgatható sokmagvú sejtek akár 20-100 mikron.
A jelenléte a membránok ezen sejtek makrofág specifikus receptorok jelzik azok származási makrofág eredetű sejtekkei. Az oszteoklasztok vannak kialakítva a torkolatánál több sorozat a monocita sejtekben. Úgy véljük, hogy az osteoclastok kialakulását magok száma nőttek, beleértve rovására rosszul differenciált mononukleáris sejtek azonos eredetű. A mechanizmus ami a többmagvú óriás osteoclastok továbbra is ismeretlen.
Számának növelésével és / vagy aktivitását oszteoklasztok hatása alatt különböző tényezők számos kapcsolatos betegségek megnövekedett helyi vagy általános csontreszorpciót. Ezek között a betegségek a leggyakoribb a csontritkulás.
Néhány biokémiai paramétereit csontsejtek
Osteoblasts. Osteoblast úgynevezett fejlett és bonyolult, fibroblasztok. „Szövődménye” egyértelműen kimutatta a molekuláris szinten. Ha összehasonlítjuk (segítségével komplementer DNS microarray-ok) gén expresszálódását tenyésztett, humán oszteoblasztok és fibroblasztok találtuk, hogy a 7,5 ezer. 95% -a a vizsgált gének expresszálódnak körülbelül azonos intenzitással, de 5% az azonosított gének különbségeket. A oszteoblasztok feltárta lényegesen intenzívebb, mint a fibroblasztokban, expressziója a 15 fehérjék az extracelluláris mátrix; Csak egy fehérje a csoport aktívabban által kifejezett fibroblasztok. Az oszteoblasztok is kitűnnek nagy aktivitását kódoló gének citoszkeleton fehérjéket, amelyek szükségesek a csomagolási és szállítási szekretált mátrix makromolekulák, és részt vevő proteinek apoptózist (programozott sejthalál).
A legjelentősebb genetikai szabályozó oszteoblaszt differenciálódás CBFal kódoló gén specifikus osteoblastok Cbfal transzkripciós faktor (más néven - RUNX2). Cbfal szüksége van, és érett osteoblastok, hogy fenntartsák a fenotípus.
Egy másik ismert gén követnie kell a normál bioszintetikus aktivitásának osteoblastok - egy LRP5 gént. Null mutációja a gén egerekben csökkenését okozza a csont tömegének gátlása révén osteoblast proliferáció és aktivitását; Ez a hatás független a kifejezés Cbfal. Ezen túlmenően, a szabályozás a bioszintetikus aktivitás az érett osteoblast szereplővel, különösen, c-Src-gén és Mitf transzkripciós faktor.
A fő funkciói osteoblast lehet, a legtöbb védőburkolattal ellát készítmény, definíció szerint a szekréciós: differenciált osteoblast, miután elvesztette a képességét, hogy a mitózis, összpontosít a szintézise és szekréciója a makromolekuláris komponensek az extracelluláris mátrix a csontszövet. Biokémiai tulajdonságok oszteoblaszt fenotípus áll ki specifikus makromolekulák. A lista az ilyen makromolekuláris komponenseket tartalmaz egy fő csont kollagén - nagy fibrilláris kollagén I. típusú, amelyet az jellemez, mineralizált szövetekben bizonyos szerkezeti jellemzői nagyon fontos funkcionális szempontból. Ez a lista tartalmazza a nem-kollagén fehérjékből (glikoproteinek), oszteokalcin, oszteonektin, oszteopontin, mátrix Gla-protein, csont sialoglikoprotein specifikus citokinek és növekedési faktorok, és a membránhoz kötött enzim az oszteoblaszt alkalikus foszfatáz. Mindezen elemek együttesen minősülnek markerek oszteoblaszt fenotípus.
Kialakulását a fenotípus (vagy az osteoblast-differenciálódást) - olyan folyamat, amely időt igényel. A marker expressziója kezd szétválni osteoblastikus sejtek differenciálódását befejeződött. Oszteokalcin egy marker jelzi a befejezése oszteoblasztikus sejtdifferenciálódás, ha van egy végleges átalakítás osteoblast osteocyta.
Egy korábbi szakaszában az oszteoblaszt differenciálódás, ahol expressziója a sejt-specifikus transzkripciós faktor Cbfal már világosan kifejezni, és a reakció oszteokalcin továbbra is negatív, osteoblast specifikus marker egy szekréciós fehérje osteokrin. Ez a kis fehérje mol. m. 11,4 kDa megtalálható kizárólag a csontszövet, ahol az expressziója maximumot ér el röviddel a születés után, majd fokozatosan csökken a korral. A tenyésztett oszteoblaszt expressziós osteokrina egybeesik intenzív képződése extracelluláris mátrix.
A fő funkciója a osteoblast - ökológiai termelését és szekrécióját az extracelluláris mátrix a csontszövet. Ezen túlmenően, az oszteoblaszt, minden valószínűség szerint szintén részt vesz a folyamatban a mineralizáció, és szabályozza az építési szupramolekuláris építészeti mátrix, úgy, hogy a meghatározás a két osteoblast csontképző sejtek, vagy a „csontváz a építész,” nem túlzás. Az osteoblastok, és hozzon létre a csont.
Az osteoblastok extracelluláris mátrix kölcsönhatásban segítségével transzmembrán glikoproteinek - integrin. Set integrin kifejezte osteoblastok, eredeti. A génexpresszió szabályozásában fontos hatása osteoblast mátrix.
Kölcsönhatás során osteoblastok egy mátrix szintén részt vesz található a citoplazma membránon (mentes de ellentétben integrinek transzmembrán domént) specifikus oszteoblasztok fehérje - az oszteoblaszt-specifikus faktor-2 (OSF-2), vagy a periostin. A funkció ezt fehérje, amely 811 aminosav-maradékok, úgy tekintik, mint ragasztóval.
Oszteocitáknak. Osteocyták - ez befejezte a fejlesztési ciklus, oszteoblasztok, immured a vastagsága a mineralizált csont mátrix, nem teljesen passzív a metabolikus kapcsolatban. Ezek receptorai hormonok (paratiroid hormon, az androgén és ösztrogén hormonok), és ezért, hogy reagálni tudjon a hormonális impulzusok. Csontsejtek, oszteoblasztok és hasonlók (és aktívabb) fehérjét expresszálni (phosphoglycoprotein) extracelluláris mátrix, ismert, mint oszteoblasztos / osteocyta 45 faktor (45) vagy AS. Lehetséges, hogy ez a faktor azonos a másik tényező - sklerostinu által kódolt sost gén, amelynek aktivitása magas oszteocitáknak; szerepét, nyilván, hogy korlátozza a tevékenységét osteoblastok és csontok növekedését.
A funkció jelenléte a csontsejtek hajtások (átlagosan minden sejt mintegy 60 folyamatok) összekötő sejtek egymással keresztül a cső alakú hálózaton áthatoló mineralizált mátrix. Ennek része a szerkezeti elemek ezen folyamatok tartalmaznak specializált fehérjék intercelluláris kapcsolatok - connexinek. Így, oszteociták nem izolált sejteket, és osteocyta szerveződnek hálózata kommunikáló is felületén vannak elhelyezve, a csont oszteoblasztok. Ez a hálózat tekinthető egy információs rendszer, amelyben osteocyták, képes érzékelni a mechanikai impulzusokat tartozik szenzoros szerepet. Mechanikus csont deformáció terhelés alatt deformálódását okozza, és változások a konformációjában szenzor fehérje receptornak a sejtmembrán oszteociták. Azt is megfontoltuk, hogy fokozott áramlását kalciumionok a sejtekbe. Ezek a változások a transzmembrán receptor-szinten befolyásolja a rokon receptor fehérjéket, ami viszont megváltoztatja a konformációját fehérjék a citoszkeleton, beleértve aktinin, majd - fehérjék nucleoskeleton oszteociták. Mivel a mechanikai impulzusokat továbbítunk a genetikai berendezés oszteociták. Ez az áramkör nevezik mechanotransduction jeleket.
A növekedés a mechanikai terhelés oszteocitáknak reagál bizonyos funkcionális és biokémiai megnyilvánulásait. Látnak nemcsak érintés, hanem az effektor funkciót. Mechanikai hatással a csont alakítjuk egy sor biokémiai reakciók. Állítsa be bizonyos gének, amelynek expresszióját fokozza az ilyen kitettség. Ezek a gének úgynevezett géneket, érzékeny a mechanikai igénybevételnek. Amikor a mechanikai terhelést a csont osteocyták észlelt megnövekedett expresszióját egyik extracelluláris mátrix glikoproteinek - tenascin-C Így stimulált csontátépülési, amely biomechanikai alkalmazkodás a csontszerkezet alá őket, hogy a mechanikai stressz. Ilyen a modern megértéséhez a hatásmechanizmusa a törvény megfelel Wolf makrostruktúráját csont biomechanikai üzemfeltételeket.
Oszteoklasztokkal. Ami oszteoklasztok, majd ihdifferentsiatsii vérből monocitákat van szükség, legalább két tényező. Először is, ez az egyik olyan tényező, rosta- cirkuláló fehérje faktor, amely serkenti az makrofág telepek (M-CSF). Másodszor, ez a természete egy szekretált faktor protein jelen van a plazmamembrán oszteoblasztok és a csontvelő kötőszöveti sejtek és az aktivált T-limfociták. Jön tőle a jel stimulálja az oszteoklasztok differenciálódását és a növekvő funkcionális aktivitását.
További oszteoklaszt differenciálódási folyamat által ellenőrzött gén c-fms-és M-CSF, amelyek különösen aktívak a kezdeti szakaszban a differenciálás. Később, aktívan kifejezett gének kódoló transzkripciós faktorok C-fos, PU-1, NF-kV-os, RANK, Fra-1.
Helyi faktorok serkentik osteoclastok aktivitását még nem teljesen tisztázottak. A folyamat során a oszteoklaszt képződését és aktivitását is befolyásolja az interleukinok.
osteoclastok funkció pontosan az ellenkezője osteoblastok azok felszívódni a csont. Kezdve felszívódást oszteoklasztindukciót polarizált; annak membrán felé néző a csont felületén válik bolyhos szerkezetű. A membrán bélbolyhok megnövekedett számú csatornák klórionok és fokozott aktivitása szállítására hidrogénionok V-típusú ATPáz. Ez a membrán képez egy zárt teret a felszín közelében a csont, amelybe sejtkivonatok klór ionok savanyító a közeg 4,5 pH-. Ebben a környezetben, a hidroxiapatit kristályokat feloldjuk, és a szerves mátrix csontszövet, különösen a kollagén fehérjék és elérhetővé válik az intézkedés a proteolitikus enzimek; aktivál egy nagy és összetett a lizoszómális hidrolázok osteoclastok; a legfontosabb ezek közül a hidroláz katepszin K
A folyamatban lévő oszteoklasztikus csontpusztulás van szó, és az enzim-tartarát-rezisztens sav foszfatáz (TRAP), tagja a család lizoszomális savas foszfatázok. TRAP esik vérszérumban. Meghatározása annak aktivitás a szérumban használják a klinikai gyakorlatban számszerűsíteni csontpusztulás. Savas foszfatáz is használják, mint egy érzékeny címkéket hisztokémiai azonosítására osteoclastok.
A bomlástermékeket a csont által elnyelt osteoclast-közvetített endocitózissal és szállítják intracelluláris vezikulumokat (buborékok) a szemközti (szabad) a sejt felületére. Ezen a módon a felszabadult aminosavakat előállításához használt új fehérje, makromolekulák, de specifikus csont I. típusú kollagén fragmentumok makromolekulák, amelyben a lokalizált kialakított poszttranszlációs lépés keresztkötések fibrillogenezis, nem lehet újrahasznosítani ismételten. Esnek a keringő vér és a vizelettel választódik ki. Azok kiválasztását tükrözi intenzitását csontanyagcsere.
A rendelet az osteoclastok funkció jelentős szerepet játszik, amellett, hogy a fenti két tényező - sialoglikoproteinu foszforilált oszteopontin és egyéb glikoprotein - oszteoprotegerint. Az oszteopontin szintetizálódik elsősorban oszteoblasztok és elősegíti a mellékletet az oszteoklasztok a csont felületén. Kísérletek off osteopontin gén egerekben kimutatták, hogy az oszteopontin-hiány okoz citoszkeletális változások és az elégtelen oszteoklaszt expressziója transzmembrán receptorok, kíséretében megsértése sejtmozgás. Egymással ellentétes irányú hatása az osteoclast funkció oszteoprotegerin. Úgy viselkedik, mint egy hamis receptora RANKL. Összekapcsolása RANKL oszteoprotegerint blokkok oszteoklasztogenezist, ami a lassú csontreszorpciót.