Остеобласти в основному називають клітинами, що будують кістки, а остеокласти - клітинами, що руйнують кістки. Цей погляд, безумовно, занадто недалекий. Швидше, змістовна взаємодія двох типів клітин є необхідною умовою балансу в кістковому обміні.
Що таке остеобласти?
Жива кістка постійно переробляється і вимагає активності клітин, які руйнуються та відновлюються. Баланс між розчиненням та відновленням кісткової речовини є надзвичайно важливим для адаптації структури кістки до метаболічної активності та стресу.
У цьому контексті остеобласти беруть на себе частину кісткової структури, вони утворюють компоненти кісткової речовини (матриця). З іншого боку, вони також регулюють активність остеокластів за допомогою гальмування чи стимуляції. Як результат, співпраця між двома типами клітин ідеально координується, а діяльність адаптується до потреб.
У процесі постійного розбиття та нарощування змінюються і самі остеобласти. Вони переносяться зі своєї активної форми в неактивну, остеоцити. Потім вони є важливим компонентом кісткової речовини, але більше не беруть участі в процесі регенерації. У той же час постійно відтворюються нові активні остеобласти, щоб надалі була доступна достатня кількість накопичувальних клітин.
Анатомія та структура
Хоча остеокласти належать до макрофагів (гігантських клітин, що відлякують), остеобласти розвиваються з недиференційованих стовбурових клітин кісткової сполучної тканини. Вони є маленькими клітинами у формі бобів і демонструють типову структуру дуже метаболічно активних клітин.
З одного боку, багато мітохондрій можна побачити всередині, електростанції, які забезпечують енергію для збільшення навантаження. Грубі ендоплазматичні ретикулуми також численні. Там синтезуються 3 важливі білки, необхідні для структури кісткової речовини. Колаген першого типу важливий для гнучкості кісток. Остеокальцин і остеонектин - це білки, які відповідають за мінералізацію кістки.
Яскраво виражений апарат Гольджі з його мембранним стеком переносить транспортування синтезованих речовин до клітинної мембрани, звідки вони вивільняються назовні у міжклітинний простір і передаються до місця призначення.
Наявність 3 вітамінів має вирішальне значення для структури описаних речовин. При виробництві колагену вітамін С необхідний для зшивання колагенових фібрил, необхідної умови для функціональності білка. Вітамін К необхідний для включення кальцію.
Нарешті, вітамін D гарантує, що достатня кількість кальцію всмоктується в кров через кишечник і є доступним для остеокальцину. Вітамін D потребує сонячного світла, щоб потрапити в шкіру. Кальцій необхідний для мінералізації, тобто для зміцнення кістки.
Функція та завдання
Процеси ремоделювання постійно відбуваються в живих кістках. Заняття спортом, фізичними вправами та вагою роблять кістки товщими та міцнішими; якщо ці подразники відсутні, кістки стають тоншими та слабкішими. Дефекти повинні бути відремонтовані. Центром контролю цих процесів є остеобласти. Вони адаптують свій рівень активності та рівень остеокластів до потреб.
Навіть при звичайному навантаженні неправильні навантаження або неправильні рухи призводять до мікротравм, що викликають невеликі тріщини в кістці. Ці міні-переломи потрібно відремонтувати - процес, який постійно відбувається в кістці. Процес загоєння завжди має однакову послідовність. Спочатку вступають в дію остеокласти. Вони усувають дефектну тканину разом зі здоровим клітинним матеріалом. Створюється ранова порожнина (лакуна), яка більша за фактичний дефект. Ця процедура призначена для того, щоб фактично видалити весь знищений матеріал і реально виникнути нова, неушкоджена кісткова тканина.
Потім остеобласти починають знову закриватися і зміцнювати лакуну, утворюючи кісткову тканину. Конструкція займає набагато більше часу, ніж попередній демонтаж.
Якщо кістка напружується інтенсивніше роботою чи спортом, виникає тиск або напруга або те і інше. Підвищене стиснення є результатом ваги, посилене напруження від передачі тяги сухожилля до кістки.
Як вже було сказано, остеобласти виступають в якості контрольного примірника цього процесу, так що процеси нарощування та розбиття завжди знаходяться в рівновазі. Вони здатні уповільнити або сприяти активності остеокластів. Вони виділяють речовини (ранговий ліганд), які можуть стикатися на рецепторах остеокласту та активувати їх. Вивільнення іншої молекули (остеопрогестерину) може перервати цей процес і зупинити активність остеокластів.
Хвороби
Кілька захворювань кісток можна простежити до того, що рівновага між процесами нарощування та руйнування метаболізму в кістках порушується, як правило, через порушення функції остеобластів.
Шквар викликаний недостатньою кількістю вітаміну С. Як правило, за це відповідає неправильне харчування, саме тому зараз хвороба переважно виникає в слаборозвинених країнах. Нестача вітаміну С означає, що остеобласти не можуть створити необхідні перехресні зв’язки між колагеновими ланцюгами. Створений дефектний колаген, який більше не може виконувати свої завдання.
Рахіт у дітей, відомий як остеомаляція у дорослих, викликається нестачею вітаміну D внаслідок зниження абсорбції та короткого перебування на сонці. Результат полягає в тому, що недостатня кількість кальцію всмоктується через кишечник і доступна остеобластам для включення в кістки. В результаті їм не вистачає сили, вони залишаються або стають м'якими і деформуються, особливо там, де вони піддаються тиску (носові ноги).
При остеопорозі баланс кісткового обміну виходить з рук. Або конструктивна активність остеобластів знижується, або їх контрольна функція зводиться до активності остеокластів. В обох випадках спостерігається посилене розщеплення кісткової речовини, зменшується щільність кісток. Крім інших симптомів, підвищена схильність до розриву скелетних деформацій є типовою ознакою цього захворювання.
Типові та поширені захворювання кісток
- остеопороз
- Біль у кістках
- Зламана кістка
- Хвороба Педжета
