osteosit - Osteocyte
| osteosit | |
|---|---|
 Bir kemiğin enine kesiti
| |
 Tek bir osteosit gösteren çizim
| |
| Ayrıntılar | |
| yer | Kemik |
| tanımlayıcılar | |
| Latince | osteosit |
| ağ | D010011 |
| TH | H2.00.03.7.00003 |
| FMA | 66779 |
|
Mikroanatominin anatomik terimleri | |
Dendritik süreçlere sahip oblate şekilli bir kemik hücresi türü olan bir osteosit , olgun kemik dokusunda en sık bulunan hücredir ve organizmanın kendisi kadar yaşayabilir. Yetişkin insan vücudunda bunlardan yaklaşık 42 milyar bulunur. Osteositler bölünmez ve ortalama yarı ömrü 25 yıldır. Bazıları aktif osteoblastlara farklılaşan osteoprogenitör hücrelerden türetilirler (ki bunlar ayrıca osteositlere farklılaşabilir). Mezenşimde osteoblastlar/osteositler gelişir .
Olgun kemiklerde, osteositler ve süreçleri , sırasıyla lacunae ( bir çukur için Latince ) ve kanalikül adı verilen boşlukların içinde bulunur . Osteositler, salgıladıkları matriste sıkışıp kalmış osteoblastlardır. Kanalikül adı verilen ve boşluk kavşakları yoluyla besin ve atık alışverişi için kullanılan küçük kanalları işgal eden uzun sitoplazmik uzantılar aracılığıyla birbirlerine ağlar halindedirler .
Osteositler sentetik aktiviteyi azaltmış ve (osteoblastlar gibi) mitotik bölünme yeteneğine sahip olmasalar da, çeşitli mekanik-duyusal mekanizmalar yoluyla kemik matrisinin rutin döngüsünde aktif olarak yer alırlar. Osteositik osteoliz adı verilen hızlı, geçici ( osteoklastlara göre ) bir mekanizma yoluyla kemiği yok ederler . Hidroksiapatit , kalsiyum karbonat ve kalsiyum fosfat hücre etrafında yatırılır.
yapı
Osteositler, yaklaşık 7 mikrometre derinliğinde ve genişliğinde ve 15 mikrometre uzunluğunda yıldız şeklinde bir şekle sahiptir. Hücre gövdesi, çap olarak 5-20 mikrometre arasında değişir ve hücre başına 20-30 mikrometre arasında bir hücre mesafesi ile hücre başına 40-60 hücre işlemi içerir. Olgun bir osteosit, vasküler tarafa doğru yerleştirilmiş ve bir veya iki nükleol ve bir zara sahip tek bir çekirdek içerir. Hücre ayrıca küçültülmüş bir endoplazmik retikulum, Golgi aygıtı ve mitokondri ve büyük ölçüde çevresel lameller içindeki kemik yüzeylerine doğru ya da eşmerkezli lameller kemikteki osteonlara özgü bir havers kanalı ve dış çimento hattına doğru yayılan hücre süreçleri sergiler. Osteositler, mineralize kollajen tip I matrisi içinde, hücre gövdeleri lakuna içinde yer alan ve kanalikül adı verilen kanallar içinde hücre/dendritik süreçlerle birlikte geniş bir lakünokanaliküler ağ oluşturur.
geliştirme
Fosil kayıtları, 400 ila 250 milyon yıl önce çenesiz balıkların kemiklerinde osteositlerin bulunduğunu göstermektedir. Osteosit boyutu gösterilmiştir covary genom boyutu; ve bu ilişki paleogenomik araştırmalarda kullanılmıştır.
Kemik oluşumu sırasında, bir osteoblast geride bırakılır ve genişletilmiş hücresel süreçler yoluyla diğer osteoblastlarla teması koruyan bir "osteoid osteosit" olarak kemik matrisine gömülür. Osteositogenez süreci büyük ölçüde bilinmemektedir, ancak aşağıdaki moleküllerin sağlıklı osteositlerin üretiminde ya doğru sayılarda ya da spesifik dağılımlarda çok önemli bir rol oynadığı gösterilmiştir: matris metalloproteinazlar (MMP'ler), dentin matris protein 1 (DMP-1) , osteoblast/osteosit faktörü 45 (OF45), Klotho , TGF-beta indüklenebilir faktör (TIEG), lizofosfatidik asit (LPA), E11 antijeni ve oksijen. Osteoblastların %10-20'si osteositlere farklılaşır. Osteositler olarak gömülmeye mahkum olan kemik yüzeyindeki bu osteoblastlar, matris üretimini yavaşlatır ve aktif olarak matris üretmeye devam eden komşu osteoblastlar tarafından gömülür.
Palumbo et al. (1990), osteoblasttan olgun osteosite kadar üç hücre tipini ayırt eder: tip I preosteosit (osteoblastik osteosit), tip II preosteosit (osteoid osteosit) ve tip III preosteosit (kısmen mineral matriks ile çevrili). Gömülü "osteoid-osteosit" aynı anda iki işlevi yerine getirmelidir: mineralizasyonu düzenler ve kolajen ve diğer matris moleküllerinin bölünmesini gerektiren bağlayıcı dendritik süreçleri oluşturur. Hareketli osteoblasttan kapana kısılmış osteosite dönüşüm yaklaşık üç gün sürer ve bu süre zarfında hücre, kendi hücresel hacminin üç katı bir hacimde hücre dışı matris üretir, bu da olgun osteosit hücre gövdesinde orijinaline kıyasla %70 hacim azalmasına neden olur. osteoblast hacmi. Hücre, çokgen bir şekilden, dendritleri mineralizasyon cephesine doğru uzanan bir hücreye, ardından vasküler boşluğa veya kemik yüzeyine uzanan dendritlere dramatik bir dönüşüm geçirir. Osteoblast bir osteosite geçiş yaparken, alkalen fosfataz azalır ve kazein kinaz II yükselir, osteokalsin gibi .
Osteositler, gömülü konumları ve kısıtlı oksijen kaynağı nedeniyle ortaya çıkan hipoksiye dirençli proteinler açısından zengin görünmektedir. Oksijen gerilimi, osteoblastların osteositlere farklılaşmasını düzenleyebilir ve osteosit hipoksisi, kullanılmayan aracılı kemik rezorpsiyonunda rol oynayabilir.
fonksiyon
Osteositler nispeten inert hücreler olmasına rağmen, sinir sistemine benzer bir şekilde moleküler sentez ve modifikasyonun yanı sıra sinyallerin uzun mesafelerde iletilmesi yeteneğine sahiptirler. Bunlar kemikte en yaygın hücre tipidir (sığır kemiğinde milimetre küp başına 31.900, sıçan kemiğinde milimetre küp başına 93.200). Kemik fonksiyonunda önemli rol oynayan reseptör aktivitelerinin çoğu matür osteositte mevcuttur. Osteositler, kemik kırılmasından sonra sinir büyüme faktörleri üreten ve bir algılama ve bilgi aktarım sisteminin kanıtını sağlayan glutamat taşıyıcıları içerir. Osteositler deneysel olarak yok edildiğinde, kemikler kemik rezorbsiyonunda önemli bir artış, kemik oluşumunda azalma, trabeküler kemik kaybı ve boşaltmaya tepki kaybı gösterdi.
Osteositlerin, kemiğin yeniden şekillenmesinin meydana geldiği geçici bir anatomik yapı olan temel bir çok hücreli birim (BMU) içindeki osteoblastların ve osteoklastların aktivitesini kontrol eden mekanosensör hücreler olduğu düşünülmektedir . Osteositler, kemik oluşumunu sağlamak için işe alım için hücre süreçlerinden osteoblastlara geçen bir inhibitör sinyal üretir.
Örneğin sklerostin olarak osteosit spesifik proteinler mineral metabolizması işlevi, hem de bu gibi diğer moleküllere gösterilmiştir Phex , DMP-1 , Mepe ve FGF-23 yüksek osteositler tarafından ifade edilir ve fosfat ve Biyomineralizasyon regüle edilir.
Osteosit, kemik kütlesinin önemli bir düzenleyicisi ve fosfat metabolizmasının önemli bir endokrin düzenleyicisidir.
sklerostin
Osteositler , LRP5/LRP6 koreseptörlerine bağlanarak ve Wnt sinyalini körelterek kemik oluşumunu engelleyen salgılanan bir protein olan sklerostini sentezler . SOST geninin ürünü olan sklerostin , kemiğin yeniden şekillenmesi için kritik olan osteositler, kemik oluşturan osteoblastlar ve kemik emen osteoklastlar arasındaki iletişimin ilk aracısıdır . Sadece osteositler, kemik oluşumunu engellemek için parakrin bir şekilde hareket eden sklerostini eksprese eder. Sklerostin, paratiroid hormonu (PTH) ve mekanik yükleme tarafından inhibe edilir. Sklerostin, kemik ve kıkırdak oluşumunu indükleyen bir sitokin olan BMP'nin (kemik morfogenetik proteini) aktivitesini antagonize eder.
patofizyoloji
Osteonekroz, hücre ölümü ve karmaşık osteogenez ve kemik rezorpsiyonu süreçlerinin klasik paternini ifade eder. Osteosit nekrozu (ON), interstisyel ilik ödemi ile birlikte hematopoietik ve adipositik hücresel nekroz ile başlar. AÇIK, yaklaşık 2 ila 3 saatlik anoksiden sonra gerçekleşir; osteositik nekrozun histolojik belirtileri hipoksiden yaklaşık 24 ila 72 saat sonra ortaya çıkmaz. ON, önce çekirdeklerin piknozu, ardından içi boş osteosit boşlukları ile karakterize edilir. Kapiller revaskülarizasyon ve reaktif hiperemi, nekroz bölgesinin periferinde hafifçe yer alır, bunu hem kemik rezorpsiyonu hem de ölü kemikle canlı kemiği tam olarak değiştirmeyen üretimi birleştiren bir onarım süreci takip eder. Nouveau kemik, ölü kemiğin parçalı rezorpsiyonuyla birlikte ölü trabeküllerin üzerine biner. Kemik rezorpsiyonu, kemiğin net bir şekilde çıkarılması, subkondral trabeküllerin yapısal bütünlüğünün bozulması, eklem uyumsuzluğu ve subkondral kırık ile sonuçlanan oluşumdan daha iyi performans gösterir.
Klinik önemi
İnsan CD34 + kök hücrelerinin osteositik potansiyeli için jel bazlı in vitro 3D modelin klinik olarak önemli araştırması tarif edilmiştir. Sonuçlar, insan CD34+ kök hücrelerinin benzersiz osteojenik farklılaşma potansiyeline sahip olduğunu ve yaralı kemiğin erken rejenerasyonunda kullanılabileceğini doğrulamaktadır. Osteositler, yaşlanma , dejenerasyon/nekroz, apoptoz (programlanmış hücre ölümü) ve/veya osteoklastik yutmanın bir sonucu olarak ölür . Kemikteki ölü osteositlerin yüzdesi yaşla birlikte doğumda %1'den az iken 80 yaşından sonra %75'e yükselir. Osteosit apoptozunun, muhtemelen osteoporoz gelişimine yol açan azalmış mekanik transdüksiyonla ilişkili olduğu düşünülmektedir . Apoptotik osteositler, osteoklastları toplamak için RANKL eksprese eden apoptotik cisimleri serbest bırakır.
Mekanik yükleme , in vitro osteosit canlılığını arttırır ve oksijen ve besin alışverişini ve osteositlere difüzyonu artıran kemikteki lakuno-kanaliküler sistem boyunca çözünen taşınmasına katkıda bulunur. İskelet yükünün in vivo olarak osteosit hipoksisini indüklediği gösterilmiştir , bu, osteositlerin apoptoza girdiği ve kemiği rezorbe etmek için osteoklastları topladığı zamandır. Kemikte mikro hasar, tekrarlayan döngüsel yükleme olaylarının bir sonucu olarak meydana gelir ve apoptoz yoluyla osteosit ölümüyle ilişkili gibi görünmektedir; bu, hasarlı bir bölgede yeniden şekillenmeyi gerçekleştirmek için osteoklastları hedefleyen bir sinyal salgılıyor gibi görünmektedir. Normal koşullar altında, osteositler yüksek miktarlarda TGF-β eksprese eder ve bu nedenle kemik rezorpsiyonunu baskılar, ancak kemik yaşlandıkça TGF-β ekspresyon seviyeleri azalır ve RANKL ve M-CSF gibi osteoklast uyarıcı faktörlerin ekspresyonu artar. , kemik rezorpsiyonu daha sonra artar ve net kemik kaybına yol açar.
Osteositlerin mekanik stimülasyonu, kemik oluşumu ve rezorbsiyon arasındaki dengenin korunmasında çok önemli bir rol oynayan diğer biyokimyasal sinyal moleküllerinin yanı sıra PGE2 ve ATP'yi serbest bırakmak için hemikanalların açılmasıyla sonuçlanır. Osteoporoz ve osteoartrit gibi patolojik durumlarla ilişkili olarak osteosit hücre ölümü meydana gelebilir , bu da mikro hasarı algılama ve/veya sinyal onarımına bağlı olarak artan iskelet kırılganlığına yol açar. İmmobilizasyon (yatak istirahati), glukokortikoid tedavisi ve oksijenin geri çekilmesi sonucu oluşan oksijen yoksunluğunun hepsinin osteosit apoptozunu teşvik ettiği gösterilmiştir. Artık osteositlerin implant biyomateryallerinin varlığına çeşitli şekillerde tepki verdiği kabul edilmektedir.
Ayrıca bakınız
Referanslar
Dış bağlantılar
- Histoloji görüntüsü: 02003loa – Boston Üniversitesi'nde Histoloji Öğrenme Sistemi – "Kıkırdak ve Kemik ve Kemik Histogenezi: hücreleri* Histoloji görüntüsü: 02705loa – Boston Üniversitesi'nde Histoloji Öğrenme Sistemi – "Kıkırdak ve Kemik ve Kemik Histogenezi: kompakt kemik"* =D Histoloji ou.edu'da