- การอบรม
- ความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิด
- ความก้าวหน้าของ "มาโครฟาจ" ต่อเซลล์สร้างกระดูก
- ลักษณะเฉพาะ
- คุณสมบัติ
- โรค
- อ้างอิง
osteoclastsเป็นหนึ่งในสามประเภทของเซลล์ที่พบในเนื้อเยื่อกระดูกและมีความรับผิดชอบในปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการสลายกระดูกจำเป็นเพื่อรักษาโครงสร้างของนี้
ซึ่งแตกต่างจากเซลล์สร้างกระดูกและเซลล์สร้างกระดูกกลุ่มเซลล์อีกสองกลุ่มที่มีอยู่ในเนื้อเยื่อกระดูกคือเซลล์สร้างกระดูกเมื่อพวกมันทำหน้าที่ในการสลายตัวได้สำเร็จแล้วจะต้องผ่านกระบวนการที่ซับซ้อนของการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ (apoptosis)
กล้องจุลทรรศน์ของ osteoclast ที่ใช้งานอยู่ (ที่มา: Robert M. Hunt ที่ English Wikipedia ผ่าน Wikimedia Commons)
กิจกรรมของมันถูกควบคุมโดยวิถีของต่อมไร้ท่อโดยเฉพาะซึ่งควบคุมโดยฮอร์โมนสองชนิดคือพาราไทรอยด์ฮอร์โมนและแคลซิโทนินที่ผลิตโดยพาราไทรอยด์และต่อมไทรอยด์โดยเฉพาะ
ชื่อของเซลล์เหล่านี้ได้รับการประกาศเกียรติคุณโดยKöllikerในปีพ. ศ. 2416 และในตอนแรกบทบาทของการสลายกระดูกเกิดจากเซลล์สร้างกระดูกและมาโครฟาจอย่างไรก็ตามในปัจจุบันเป็นที่ทราบกันดีว่าเซลล์เหล่านี้เป็น "อุปกรณ์เสริม" กระบวนการ.
เซลล์เหล่านี้เป็นเซลล์พื้นฐานในสรีรวิทยาโครงร่างและข้อบกพร่องในการทำงานหรือความผิดปกติในกระบวนการที่พวกเขารับผิดชอบบ่งบอกถึงพัฒนาการของพยาธิสภาพที่รุนแรงในมนุษย์
การอบรม
Osteoblasts มาจากเซลล์ mononucleated ที่เกิดจากไขสันหลังและอวัยวะสร้างเม็ดเลือดอื่น ๆ ซึ่งสามารถเคลื่อนย้ายไปยังเนื้อเยื่อกระดูกผ่านทางเดินของหลอดเลือด
พวกมันถูกสร้างขึ้นจากเซลล์ต้นกำเนิดที่เรียกว่าแกรนูโลไซต์ - แมคโครฟาจซึ่งก่อให้เกิดเซลล์สร้างกระดูกและโมโนไซต์ซึ่งการแพร่กระจายและความแตกต่างขึ้นอยู่กับโมเลกุลของกฎระเบียบที่แตกต่างกันซึ่งสามารถตั้งชื่อไซโตไคน์ได้หลายชนิด
หลังจากเซลล์ต้นกำเนิดแพร่กระจายผ่านระบบหลอดเลือดแล้วเซลล์เหล่านี้จะถูกสร้างขึ้นในบริเวณต่างๆของเนื้อเยื่อกระดูก (เยื่อบุช่องท้อง, เยื่อบุโพรงมดลูกและเยื่อบุช่องท้อง)
โมโนนิวเคลียร์ฟาโกไซต์มีความคล้ายคลึงกับเซลล์ก่อนสร้างกระดูก แต่เป็นสภาพแวดล้อมจุลภาคของกระดูกที่กำหนดความแตกต่างของพวกมันผ่านสิ่งเร้าที่แตกต่างกัน
ความแตกต่างของเซลล์ต้นกำเนิด
เซลล์เม็ดเลือดของไขกระดูกจะได้รับสัญญาณที่นำการพัฒนาไปสู่สายเลือดไมอิลอยด์ซึ่งต้องมีการแสดงออกของโมเลกุลบางชนิดที่อนุญาตให้เซลล์เหล่านี้ตอบสนองต่อปัจจัยสร้างกระดูก
ในฐานะที่เป็นเซลล์ไมอีลอยด์ "โคโลนี" ที่แตกต่างกันจึงสามารถระบุเครื่องหมายจำนวนมากสำหรับเชื้อสายของแมคโครฟาจได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีปัจจัยที่เรียกว่า "ปัจจัยกระตุ้นอาณานิคมมาโครฟาจ"
ความสำคัญของปัจจัยนี้ในการสร้างความแตกต่างของเซลล์ osteoclast-progenitor ได้แสดงให้เห็นผ่านการสังเกตการทดลองต่างๆในสัตว์ที่มีการกลายพันธุ์ของยีนที่เกี่ยวข้องซึ่งมีความผิดปกติอย่างรุนแรงในการพัฒนากระดูก
ความก้าวหน้าของ "มาโครฟาจ" ต่อเซลล์สร้างกระดูก
แมคโครฟาจที่ถูกกำหนดให้แยกความแตกต่างในความก้าวหน้าของสายเลือดของเซลล์สร้างกระดูกไปสู่การพัฒนาลักษณะฟีโนไทป์ที่มีอยู่ในเซลล์กระดูกเหล่านี้เช่นการแสดงออกของตัวรับแคลซิโทนินและความสามารถในการดูดกลับกระดูก
ในปัจจุบันกลุ่มวิจัยหลายกลุ่มได้ระบุว่าปัจจัยสร้างกระดูกที่สำคัญคือปัจจัยที่เรียกว่าตัวรับการกระตุ้นของลิแกนด์NFκB (RANKL จากภาษาอังกฤษ“ R eceptor A ctivator ของN F k B L igand”) ซึ่งเป็นโปรตีนเมมเบรนที่แสดงหลัง การกระตุ้นของฮอร์โมนหรือไซโตไคน์การดูดซึมของกระดูก
ปัจจัยนี้ทำหน้าที่โดยทางปลายน้ำทางอ้อมที่แตกต่างกันการปรับเปลี่ยนการแสดงออกของยีนที่จำเป็นสำหรับความแตกต่างของเซลล์สร้างกระดูกและการแสดงออกของมันยังขึ้นอยู่กับการควบคุมของโมเลกุลอื่น ๆ
จากนั้นการสร้างความแตกต่างจะเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและขั้นตอนสำคัญอีกขั้นตอนหนึ่งในกระบวนการนี้คือการหลอมรวมของเซลล์หลายเซลล์ที่เชื่อมต่อกับสายเลือดของเซลล์สร้างกระดูกเพื่อสร้างเซลล์ต้นกำเนิด "polykaryon" หรือ multinucleated progenitor
ลักษณะเฉพาะ
Osteoclasts เป็นเซลล์ "ยักษ์" หลายนิวเคลียส (มีหลายนิวเคลียส) มีเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 10 ถึง 100 µm มีไซโทพลาซึมที่เป็นกรดและมีระบบเยื่อหุ้มภายในที่ซับซ้อนและมีความเชี่ยวชาญซึ่งทำหน้าที่ในกระบวนการดูดซับ
เซลล์เหล่านี้เป็นเซลล์เคลื่อนที่ที่เคลื่อนที่บนผิวกระดูกระหว่างบริเวณที่มีการสลายตัว เมื่อดูในสถานะที่ใช้งานได้พวกมันมีแวคิวโอลและไมโทคอนเดรียจำนวนมากอยู่ภายในซึ่งมีการเผาผลาญที่สูง
เซลล์เหล่านี้ครอบครองตำแหน่งเฉพาะที่เรียกว่า "Howship Lagoons" ซึ่งเป็นลักษณะการกดทับของโพรงในบริเวณที่เกิดการสลายของกระดูก
ภาพตัดขวางของ osteoclast ที่ใช้งานอยู่ (ที่มา: Cellpath ผ่าน Wikimedia Commons)
เซลล์เหล่านี้เป็นเซลล์ที่มีโพลาไรซ์เพื่อให้พบออร์แกเนลล์ภายในในบางพื้นที่: บริเวณฐาน, บริเวณ "ขอบหยัก" หรือ "ขอบแปรง", พื้นที่แสงและบริเวณเวสคิวลาร์
บริเวณที่ชัดเจนและขอบแปรงมีโครงสร้างการสลายเฉพาะที่เป็นลักษณะเฉพาะซึ่งสังเกตได้ว่าเป็นเครือข่ายของรอยพับของเยื่อที่เกิดกระบวนการสลายเนื่องจากพวกมันสัมผัสโดยตรงกับกระดูก
เขตฐานราก (ห่างจากทะเลสาบมากที่สุด) คือบริเวณที่มีออร์แกเนลล์มากที่สุด: นิวเคลียสและระบบที่เกี่ยวข้องทั้งหมดในขณะที่โซนถุงน้ำประกอบด้วยถุงขนถ่ายจำนวนมากที่ทำงานร่วมกับการดูดซับและตั้งอยู่ระหว่างโซนฐาน และขอบแปรง
คุณสมบัติ
เมื่อใช้ร่วมกับเซลล์อื่น ๆ ของเนื้อเยื่อกระดูกเช่นเดียวกับปัจจัยด้านกฎข้อบังคับในท้องถิ่นและฮอร์โมนบางชนิดเซลล์สร้างกระดูกมีบทบาทสำคัญในการบำรุงรักษาโครงสร้างและการเปลี่ยนแปลงของกระดูกในระหว่างและหลังการสร้างกระดูก
ในแง่นี้เซลล์สร้างกระดูกมีส่วนร่วมในกระบวนการสลายและการสร้างแบบคู่ซึ่งประกอบด้วยการสลายตัวที่เป็นสื่อกลางของเซลล์สร้างกระดูกและการก่อตัวของเซลล์สร้างกระดูก
โดยทั่วไปกลไกของการสลายกระดูกที่เป็นสื่อกลางโดยเซลล์สร้างกระดูกเกี่ยวข้องกับการหลั่งไฮโดรเลสจากไลโซโซมและไอออนที่ทำให้กระดูกสลายตัว
เช่นเดียวกับเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันอื่น ๆ เซลล์สร้างกระดูกมีส่วนร่วมในการบำรุงรักษาสภาวะสมดุลของแคลเซียมในซีรั่ม
โรค
โรคที่แตกต่างกันมีความเกี่ยวข้องกับการทำงานของเซลล์สร้างกระดูก ได้แก่ :
- โรคกระดูกพรุน : เป็นภาวะที่มีความไม่สมดุลระหว่างการสลายและการสร้างกระดูกซึ่งมีการสลายตัวที่รุนแรงขึ้นซึ่งก่อให้เกิดความเปราะบางและการแตกหักของโครงกระดูกอย่างต่อเนื่อง มักเกิดในผู้สูงอายุและผู้สูงอายุ
- โรคกระดูกพรุน : เป็นภาวะทางพันธุกรรมที่มีลักษณะเพิ่มขึ้นของมวลกระดูกเนื่องจากข้อบกพร่องในการพัฒนาขอบหยักของเซลล์สร้างกระดูกที่เกิดจากการกลายพันธุ์ที่เฉพาะเจาะจงซึ่งส่งผลให้ความสามารถในการดูดซับลดลง
- โรค Paget:ตรวจพบในผู้ป่วยสูงอายุเนื่องจากการสลายและการสร้างกระดูกที่ไม่สามารถควบคุมได้ซึ่งดูเหมือนว่ามีต้นกำเนิดจากเชื้อไวรัส
อ้างอิง
- Bronner, F. , Farach-Carson, M. , Rubin, J. , & Greenfield, EM (2005) Osteoclast: กำเนิดและความแตกต่าง ในการสลายกระดูก (หน้า 23) ลอนดอน: Springer
- Chen, X. , Wang, Z. , Duan, N. , Zhu, G. , Schwarz, EM, & Xie, C. (2018). Osteoblast - ปฏิสัมพันธ์ของ osteoclast การวิจัยเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน, 59 (2), 99-107.
- Frame, B. , & Marel, M. (1981). โรคพาเก็ท: การทบทวนความรู้ในปัจจุบัน รังสีวินิจฉัย, 141, 21–24
- 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
- Kuehnel, W. (2546). สมุดแผนที่สีของเซลล์วิทยาจุลและกายวิภาคศาสตร์ด้วยกล้องจุลทรรศน์ (ฉบับที่ 4) นิวยอร์ก: Thieme
- Pierce, A. , Lindskog, S. , & Hammarstrom, L. (1991). Osteoclasts: โครงสร้างและหน้าที่ ไมโครอิเล็กตรอน ทบทวน, 4, 1–45
- Sobacchi, C. , Schulz, A. , Fraser, P. , Villa, A. , & Helfrich, MH (2013) Osteopetrosis: พันธุกรรมการรักษาและข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับการสร้าง osteoclast Nature Reviews Endocrinology, 1–15.
- Vaes, G. (1987). ชีววิทยาของเซลล์และกลไกทางชีวเคมีของการสลายกระดูก. คลินิกศัลยกรรมกระดูกและงานวิจัยที่เกี่ยวข้อง, 231, 239–271