เซลล์สร้างกระดูกเป็นหนึ่งในสามของเซลล์ชนิดที่พบในเนื้อเยื่อเกี่ยวพันความเชี่ยวชาญในการสนับสนุนโครงสร้างของร่างกาย: กระดูก เซลล์เหล่านี้ได้มาจากเซลล์อื่นที่เรียกว่าเซลล์สร้างกระดูกและหน้าที่หลักคือการสังเคราะห์เมทริกซ์กระดูก
กระดูกประกอบด้วยเมทริกซ์นอกเซลล์ที่แข็งตัวเนื่องจากการสะสมของแคลเซียมทำให้เนื้อเยื่อมีความแข็งแรงและแข็งแรงและมีเซลล์หลัก 3 ประเภท ได้แก่ เซลล์สร้างกระดูกเซลล์สร้างกระดูกและเซลล์สร้างกระดูก
บอร์ดแสงของกระดูก 'cancellous' ที่ถูกทำลายแสดงให้เห็นเซลล์สร้างกระดูกที่ใช้งานอยู่ซึ่งสังเคราะห์ osteoid อย่างแข็งขัน (ที่มา: Robert M. Hunt ผ่าน Wikimedia Commons)
เซลล์สร้างกระดูกเรียกว่าเซลล์สร้างกระดูกในขณะที่เซลล์สร้างกระดูกและเซลล์สร้างกระดูกเป็นเซลล์ที่สลายตัวและเซลล์ "ช่องว่าง" ตามลำดับ ในจำนวนนี้ชั้นที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดสอดคล้องกับเซลล์สร้างกระดูก (มากกว่า 90%) ตามด้วยเซลล์สร้างกระดูก (5%) และเซลล์สร้างกระดูกในระดับที่น้อยกว่า (1%)
เซลล์เหล่านี้มักถูกระบุว่าเป็นเซลล์สร้างกระดูก อย่างไรก็ตามปัจจุบันเป็นที่ทราบแน่ชัดแล้วว่าพวกเขามีส่วนร่วมในเหตุการณ์อื่น ๆ เช่นการสังเคราะห์พาราครีนและปัจจัยออโตครินเช่นไซโตไคน์ปัจจัยการเจริญเติบโตโปรตีเอสและอื่น ๆ
การอบรม
Osteoblasts ได้มาจากเซลล์ตั้งต้นของ mesenchymal ซึ่งก่อให้เกิด chondrocytes (เซลล์กระดูกอ่อน), myoblasts (เซลล์กล้ามเนื้อ), adipocytes (เซลล์ไขมัน) และเซลล์เอ็นขึ้นอยู่กับปัจจัยการถอดความที่ควบคุมความแตกต่าง
เนื่องจากพวกมันอยู่ในระบบเซลล์สโตรมัลหรือเมเซนไคมัลเซลล์สร้างกระดูกจึงเกี่ยวข้องกับไขกระดูกและเป็นของเชื้อสายที่แยกจากระบบเซลล์เม็ดเลือด
ในบรรดาองค์ประกอบที่เกี่ยวข้องกับการสร้างเซลล์เหล่านี้ ได้แก่ ปัจจัยการถอดความสามประการ (Cbfa1, Osx และ ATF4) และโปรตีนบางชนิดที่มีหน้าที่เฉพาะในการสร้างสัณฐานวิทยาของกระดูก
ในระหว่างการสร้างโครงกระดูกเซลล์สร้างกระดูกมีส่วนร่วมในการพัฒนากระดูกสองรูปแบบ ได้แก่ ภายในซึ่งก่อให้เกิดกะโหลกศีรษะและเอ็นโดคอนดรัลซึ่งเกิดจาก "รา" ของกระดูกอ่อน
อย่างไรก็ตามเซลล์กระดูกชั้นพิเศษนี้ไม่ได้มีความแตกต่างอย่างสิ้นเชิงเนื่องจากสามารถ "ดำน้ำ" เข้าไปในเมทริกซ์นอกเซลล์เพื่อสร้างเซลล์สร้างกระดูกซึ่งระบบการหลั่งจะลดลง หรือในทางกลับกันพวกมันสามารถผ่านกระบวนการ apoptotic (การตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้)
ชะตากรรมของเซลล์ของเซลล์สร้างกระดูกเช่นเดียวกับเซลล์ส่วนใหญ่ในสิ่งมีชีวิตนั้นถูกกำหนดโดยพันธุกรรมและการแพร่กระจายและเหตุการณ์ความแตกต่างขึ้นอยู่กับฮอร์โมนและปัจจัยการถอดความ
ลักษณะเฉพาะ
Osteoblasts เป็นเซลล์หลั่งหลายนิวเคลียสที่แตกต่างกันบางส่วน (มีหลายนิวเคลียส) ซึ่งภายในออร์แกเนลล์จะได้รับคำสั่งเชิงพื้นที่เพื่อให้นิวเคลียสยังคงอยู่ห่างจากบริเวณที่หลั่งที่โดดเด่น
ตามไมโครกราฟของอิเล็กตรอนเซลล์สร้างกระดูกมีเรติคูลัมเอนโดพลาสมิกที่หยาบกร้านจำนวนมากและกอลจิคอมเพล็กซ์ที่ได้รับการพัฒนาอย่างมากโดยมีถุงสารคัดหลั่งจำนวนมากซึ่งอธิบายถึงการทำงานของสารคัดหลั่งที่ใช้งานอยู่ของเซลล์เหล่านี้
พวกมันรู้จักกันในชื่อเซลล์ "ทรงลูกบาศก์" เนื่องจากลักษณะทางสัณฐานวิทยาและพบว่ามีลักษณะเป็นชั้นเดียวที่ยึดติดกับพื้นผิวกระดูก
ไม่เหมือนกับเซลล์อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องเช่นเซลล์สร้างกระดูก (ซึ่งสามารถแยกความแตกต่างได้) เซลล์สร้างกระดูกจะสัมผัสกับเซลล์ข้างเคียงผ่านส่วนขยายสั้น ๆ และใช้เซลล์ที่ยาวกว่าเพื่อสื่อสารกับเซลล์สร้างกระดูกที่อยู่ใกล้เคียง
ทั้งเซลล์สร้างกระดูกและเซลล์สร้างกระดูกส่วนใหญ่ถูกแยกออกจากเมทริกซ์กระดูกที่มีแร่ธาตุเนื่องจากสารอินทรีย์ในเมทริกซ์กระดูกที่เรียกว่าออสตีรอยด์ซึ่งสังเคราะห์โดยเซลล์สร้างกระดูก
ในเยื่อหุ้มเซลล์เซลล์สร้างกระดูกมีปัจจัยสำคัญเช่นอินทิกรินและตัวรับฮอร์โมนซึ่งตัวรับสำหรับพาราไทรอยด์ฮอร์โมนมีความโดดเด่น สิ่งนี้ช่วยกระตุ้นการหลั่งของลิแกนด์ osteoprotegerin ซึ่งจำเป็นสำหรับการสร้างความแตกต่างของเซลล์สร้างกระดูก
พวกเขาสามารถตอบสนองต่อฮอร์โมนเอสโตรเจนฮอร์โมนการเจริญเติบโตวิตามิน D3 และ thyroxine รวมถึงปัจจัยอื่น ๆ เช่นไซโตไคน์และปัจจัยการถอดรหัสเฉพาะซึ่งขึ้นอยู่กับความแตกต่างของพวกมัน
คุณสมบัติ
หน้าที่ของเซลล์สร้างกระดูกสามารถสรุปได้ในการดูแลโครงสร้างโครงร่างเนื่องจากมีหน้าที่ในการสังเคราะห์องค์ประกอบอินทรีย์ของเมทริกซ์กระดูก ซึ่งรวมถึงเส้นใยคอลลาเจนไกลโคโปรตีนและโปรตีโอไกลแคนบางชนิด
หน้าที่ของพวกมันส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโตของพวกมันเนื่องจากจากแหล่งกำเนิดทั่วไปพวกมันสามารถแยกความแตกต่างออกไปเป็นเมทริกซ์ที่สังเคราะห์เซลล์สร้างกระดูกเซลล์เยื่อบุกระดูกและเซลล์สร้างกระดูก
นอกจากนี้ยังรับผิดชอบในการสังเคราะห์เอนไซม์บางชนิดและปัจจัยเฉพาะที่มีหน้าที่เกี่ยวข้องกับการกำจัดกระดูกออกซึ่งมีส่วนช่วยในการเข้าถึงเซลล์สร้างกระดูกไปยังพื้นผิวกระดูกที่ผ่านการเผาแล้วจึงควบคุมการทำงานของมัน
นอกจากเซลล์สร้างกระดูกแล้วเซลล์สร้างกระดูกยังมีส่วนร่วมในกระบวนการเปลี่ยนแปลงของกระดูกโดยการแทนที่บริเวณของกระดูกที่ถูกดูดซึมโดยเซลล์สร้างกระดูกเพื่อตอบสนองต่อความเครียดเชิงกลประเภทต่างๆที่ใช้กับเนื้อเยื่อกระดูก
เนื่องจากพวกมันมีความสามารถในการควบคุมการทำงานของเซลล์สร้างกระดูกเซลล์สร้างกระดูกจึงมีส่วนร่วมในสภาวะสมดุลของแคลเซียมในร่างกายโดยทางอ้อม
พวกเขามีส่วนร่วมไม่เพียง แต่ในการหลั่งส่วนประกอบอินทรีย์ของเมทริกซ์กระดูกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการกลายเป็นปูนโดยการหลั่งของเอนไซม์เช่นอัลคาไลน์ฟอสฟาเทสซึ่งสามารถควบคุมการฟอสโฟรีเลชันของฟอสโฟโปรตีนอื่น ๆ
นอกจากนี้ไกลโคโปรตีนบางชนิดที่ผลิตโดยเซลล์เหล่านี้เช่น osteonectin / SPARC, tenascin C, fibronectin และสมาชิกของโปรตีนในตระกูล thrombospondin มีส่วนเกี่ยวข้องกับการควบคุมการยึดเกาะการย้ายถิ่นการแพร่กระจายและการแตกต่างจากโปรตีนอื่น ๆ เซลล์กระดูก
โรคที่เกี่ยวข้อง
หลายโรคในมนุษย์เกี่ยวข้องกับการทำงานของเซลล์สร้างกระดูกอันเป็นผลมาจากการมีส่วนร่วมโดยตรงของเซลล์เหล่านี้ในการสร้างกระดูก
ในบรรดาโรคที่พบบ่อยที่สุดที่เกี่ยวข้องกับโรคกระดูกพรุน ได้แก่ โรคกระดูกพรุนโรค Paget (ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเสียรูปและความเปราะบางของกระดูก) และโรคข้อเข่าเสื่อม (การสึกหรอของเนื้อเยื่อป้องกันที่อยู่บริเวณปลายกระดูก)
ตัวอย่างเช่นโรคกระดูกพรุนเกิดจากความสมดุลเชิงลบระหว่างกิจกรรมการสร้างกระดูกของเซลล์สร้างกระดูกและกิจกรรมการสลายกระดูกที่ผู้เชี่ยวชาญด้านการสร้างกระดูก
ความสมดุลที่เป็นลบนี้ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับข้อบกพร่องในการเพิ่มจำนวนหรือการแตกต่างของเซลล์ osteoprogenitor หรือเหตุการณ์การตายของเซลล์มากเกินไป
อ้างอิง
- Caetano-López, J. , Canhao, H. , & Fonseca, J. (2007). เซลล์สร้างกระดูกและการสร้างกระดูก Acta Reum Prot, 32, 103–110
- Gartner, L. และ Hiatt, J. (2002). Text Atlas of Histology (2nd ed.) เม็กซิโก DF: McGraw-Hill Interamericana Editores
- จอห์นสัน, K. (1991). จุลชีววิทยาและชีววิทยาของเซลล์ (2nd ed.). บัลติมอร์แมริแลนด์: ชุดการแพทย์แห่งชาติสำหรับการศึกษาอิสระ
- Mackie, EJ (2003). Osteoblasts: บทบาทใหม่ในการจัดโครงสร้างโครงสร้างโครงร่าง International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 35, 1301-1305
- Martin, TJ, Fundlay, DM, Heath, JK, & Ng, KW (1993) Osteoblasts: ความแตกต่างและหน้าที่ สาขาสรีรวิทยาและเภสัชวิทยาของกระดูก. Springer-Verlag Berlin Heidelberg
- Tenenbaum, HC, & Heersche, JNM (1982) ความแตกต่างของ Osteoblasts และการสร้างกระดูกแร่ในหลอดทดลอง แคลเซียม เนื้อเยื่อ. Int., 34, 76–79