Tieto osteoblasty sú jedným z troch typov buniek nájdených v odborných spojivového tkaniva v štrukturálnu podporu tele: kosti. Tieto bunky sú odvodené od iných buniek nazývaných osteoprogenitorové bunky a ich hlavnou funkciou je syntetizovať kostnú matricu.
Kosť sa skladá z extracelulárnej matrice, ktorá stvrdne vďaka ukladaniu vápnika, čo dodáva tkanivu pevnosť a rigiditu, a z troch hlavných tried buniek: osteoblasty, osteoklasty a osteocyty.
Svetelný mikrograf dekalcifikovanej „spongióznej“ kosti ukazujúci aktívne osteoblasty aktívne syntetizujúce osteoid (Zdroj: Robert M. Hunt cez Wikimedia Commons)
Osteoblasty sú známe ako bunky tvoriace kosti, zatiaľ čo osteoklasty a osteocyty sú resorpčné a „medzerové“ bunky. Z nich najhojnejšia trieda zodpovedá osteocytom (viac ako 90%), ďalej osteoblastom (5%) a v menšej miere osteoklastom (1%).
Tieto bunky boli tradične identifikované ako bunky tvoriace kosti. V súčasnosti je však isté, že sa zúčastňujú na mnohých ďalších udalostiach, napríklad na syntéze parakrinných a autokrinných faktorov, ako sú napríklad cytokíny, rastové faktory, proteázy a iné.
výcvik
Osteoblasty sú odvodené od mezenchymálnych prekurzorových buniek, ktoré tiež vedú k vzniku chondrocytov (chrupavkových buniek), myoblastov (svalových buniek), adipocytov (tukových buniek) a šľachových buniek v závislosti od transkripčných faktorov, ktoré regulujú ich diferenciáciu.
Pretože patria do stromálneho alebo mezenchymálneho bunkového systému, sú osteoblasty spojené s kostnou dreňou a patria do samostatnej línie od hematopoetického bunkového systému.
Medzi elementy podieľajúce sa na tvorbe týchto buniek patria tri transkripčné faktory (Cbfa1, Osx a ATF4) a niektoré proteíny so špecifickými funkciami v morfogenéze kostí.
Počas kostenogenézy sa osteoblasty podieľajú na dvoch formách vývoja kostí: intramembranózne, ktoré spôsobujú lebku, a endochondrálne, ktoré sa tvoria z „plesne“ chrupavky.
Táto špeciálna trieda kostných buniek však nie je úplne diferencovaná, pretože sa môžu „ponoriť“ do extracelulárnej matrice za vzniku osteocytov, ktorých sekrečný systém je znížený; alebo naopak, môžu podstúpiť apoptotické procesy (programovaná bunková smrť).
Bunkový osud osteoblastov, ako aj osud väčšiny buniek v organizme, je geneticky určený a proliferácia a diferenciácia sú silne závislé od hormónov a transkripčných faktorov.
vlastnosti
Osteoblasty sú čiastočne diferencované viacjadrové sekrečné bunky (s niekoľkými jadrami), v ktorých sú organely priestorovo usporiadané, takže jadro zostáva mimo prominentnej sekrečnej oblasti.
Podľa elektrónových mikrografov majú osteoblasty bohaté drsné endoplazmatické retikulum a vysoko rozvinutý Golgiho komplex s početnými sekrečnými vezikulami, čo predstavuje aktívnu sekrečnú funkciu týchto buniek.
Sú známe ako „kvádrové“ bunky vďaka svojim morfologickým vlastnostiam a zistilo sa, že tvoria jednobunkové vrstvy prilepené na kostných povrchoch.
Na rozdiel od iných príbuzných buniek, ako sú osteocyty (v ktorých sa môžu diferencovať), osteoblasty prichádzajú do styku so svojimi susednými bunkami prostredníctvom krátkych rozšírení a dlhšie používajú na komunikáciu so susednými osteocytmi.
Osteoblasty a väčšina osteocytov sú oddelené od mineralizovanej kostnej matrice vďaka organickej látke v kostnej matrici známej ako osteoid, ktorá je syntetizovaná osteoblastami.
V ich bunkových membránach majú osteoblasty dôležité faktory, ako sú integríny a hormónové receptory, medzi ktorými vynikajú receptory pre paratyroidný hormón. Toto stimuluje sekréciu ligandu osteoprotegerínu, potrebného na diferenciáciu osteoklastov.
Sú schopné reagovať na estrogén, rastový hormón, vitamín D3 a tyroxín, ako aj na ďalšie faktory, ako sú cytokíny a špecifické transkripčné faktory, od ktorých závisí ich diferenciácia.
Vlastnosti
Funkcie osteoblastov možno zhrnúť v udržiavaní kostrovej architektúry, pretože sú zodpovedné za syntézu organických zložiek kostnej matrice. Patria sem kolagénové vlákna, glykoproteíny a niektoré proteoglykány.
Ich funkcie súvisia hlavne s ich dozrievaním, pretože od bežného pôvodu sa môžu diferencovať na syntézu osteoblastov v kostnej matrici, buniek obloženia kostí a osteocytov.
Zodpovedá tiež za syntézu určitých enzýmov a špecifických faktorov, ktorých funkciou je odstránenie osteoidu, prispieva k prístupu osteoklastov k povrchu kalcifikovaného kosti, čím sa kontroluje jeho funkcia.
Spolu s osteoklastmi sa osteoblasty zúčastňujú na procesoch remodelácie kostí nahradením oblastí kostí reabsorbovaných osteoklastami v reakcii na rôzne typy mechanického stresu aplikovaného na kostné tkanivo.
Pretože majú schopnosť regulovať aktivitu osteoklastov, osteoblasty sa nepriamo podieľajú na homeostáze vápnika v tele.
Zúčastňujú sa nielen na vylučovaní organických zložiek kostnej matrice, ale aj na jej kalcifikácii prostredníctvom vylučovania enzýmov, ako je alkalická fosfatáza, schopná regulovať fosforyláciu iných fosfoproteínov.
Okrem toho niektoré z glykoproteínov produkovaných týmito bunkami, ako je osteonektín / SPARC, tenascín C, fibronektín a členovia proteínov rodiny trombospondínov, sú zapojené do regulácie adhézie, migrácie, proliferácie a diferenciácie od ostatných. kostné bunky.
Súvisiace patológie
Mnoho chorôb u človeka súvisí s funkciou osteoblastov v dôsledku priameho zapojenia týchto buniek do tvorby kostí.
Medzi najbežnejšie ochorenia spojené s osteoblastami patrí osteoporóza, Pagetova choroba (ktorá súvisí s deformáciou a krehkosťou kostí) a osteoartritída (opotrebenie ochranných tkanív, ktoré lemujú konce kostí).
Osteoporóza napríklad vzniká negatívnou rovnováhou medzi kostnou tvorbou osteoblastov a kostnou resorpciou, na ktorú sa osteoklasty špecializujú.
Zdá sa, že táto negatívna rovnováha súvisí s nedostatkami v proliferácii alebo diferenciácii osteoprogenitorových buniek alebo s nadmernými príhodami apoptózy.
Referencie
- Caetano-López, J., Canhao, H., & Fonseca, J. (2007). Osteoblasty a tvorba kostí. Acta Reum Prot, 32, 103 - 110.
- Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Textový atlas histológie (2. vydanie). Mexico DF: McGraw-Hill Interamericana Editors.
- Johnson, K. (1991). Histológia a bunková biológia (2. vydanie). Baltimore, Maryland: Národná lekárska séria pre nezávislé štúdium.
- Mackie, EJ (2003). Osteoblasty: nové úlohy v orchestrácii skeletovej architektúry. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 35, 1301 - 1305.
- Martin, TJ, Fundlay, DM, Heath, JK, & Ng, KW (1993). Osteoblasty: diferenciácia a funkcia. Vo fyziológii a farmakológii kosti. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
- Tenenbaum, HC, a Heersche, JNM (1982). Diferenciácia osteoblastov a tvorba mineralizovanej kosti in vitro. Calcif. Tkanivo. Int., 34, 76 - 79.