Die Osteozyten sind eine Art von Zellen, die sich im Knochen befinden, einem spezialisierten Bindegewebe. Sie stammen von anderen Zellen, die als Osteoblasten bekannt sind, und befinden sich größtenteils an Stellen, die als "Lücken" bezeichnet werden, innerhalb der Knochenmatrix.
Knochen besteht hauptsächlich aus drei Arten von Zellen: Osteoblasten, Osteoklasten und Osteozyten. Zusätzlich zur extrazellulären Flüssigkeit hat es eine komplexe verkalkte extrazelluläre Matrix, die für die Härte dieser Gewebe verantwortlich ist, die als strukturelle Unterstützung für den gesamten Körper dienen.
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Osteocyte
Osteozyten sind eine der am häufigsten vorkommenden Zellen im Knochen. Diese machen mehr als 90% des gesamten Zellgehalts in diesem Gewebe aus, während Osteoblasten etwa 5% und Osteoklasten etwa 1% ausmachen. Es wird gesagt, dass im Knochen eines erwachsenen Menschen zehnmal mehr Osteozyten als Osteoblasten vorhanden sind.
Seine Funktionen sind vielfältig, aber zu den wichtigsten gehört seine Beteiligung an den Signalprozessen sowohl für die Bildung als auch für die Resorption von Knochen, eine Tatsache, die auch mit einigen bekannten klinischen Pathologien zusammenhängt.
Ausbildung
Osteozyten werden von Osteoblasten, ihren Vorläuferzellen, durch einen Prozess abgeleitet, der dank der Rekrutierung von Osteoblasten zur Knochenoberfläche erfolgt, wobei bestimmte Signale die Initiierung der Differenzierung auslösen.
Diese Differenzierung bringt eine Reihe drastischer Veränderungen sowohl in der Form als auch in der Funktion der Zellen mit sich, da Osteoblasten von "quaderförmigen" Zellen, die auf die Sekretion der extrazellulären Matrix spezialisiert sind, zu langgestreckten Zellen mit kleinen Körpern werden, die mit diesen verbunden sind benachbarte Zellen durch lange zytoplasmatische Projektionen.
Die neuen differenzierten Zellen (Osteozyten), die mit in Knochen eingebetteten Zellen verbunden sind, werden später in Osteoid eingekapselt, einem nicht mineralisierten organischen Material, das hauptsächlich aus Kollagenfasern und anderen faserigen Proteinen besteht.
Wenn das Osteoid um den Osteoid-Osteozyten-Komplex (Übergangsstadium) durch Mineralisierung aushärtet, werden die Zellen innerhalb von "Lücken" in der extrazellulären Matrix eingeschlossen und immobilisiert, wo die Differenzierung gipfelt. Dieser Prozess wird als Wiedereingliederung von Zellen in ihre eigene extrazelluläre Matrix angesehen.
Die Bildung und Ausdehnung der Dendriten oder zytoplasmatischen Projektionen der Osteozyten wird durch verschiedene genetische, molekulare und hormonelle Faktoren gesteuert, von denen gezeigt wurde, dass einige Matrixmetalloproteinasen hervorstechen.
Zeichen zur Differenzierung
Viele Autoren sind sich einig, dass diese Prozesse genetisch bedingt sind; das heißt, in den verschiedenen Stadien der Differenzierung von Osteoblasten zu Osteozyten werden unterschiedliche und heterogene Muster der genetischen Expression beobachtet.
Aus morphologischer Sicht erfolgt die Umwandlung oder Differenzierung von Osteoblasten in Osteozyten während der Knochenbildung. In diesem Prozess wachsen die Projektionen einiger Osteozyten, um den Kontakt mit der darunter liegenden Osteoblastenschicht aufrechtzuerhalten und ihre Aktivität zu kontrollieren.
Wenn das Wachstum stoppt und die Kommunikation zwischen Osteozyten und aktiven Osteoblasten unterbrochen wird, werden Signale erzeugt, die die Rekrutierung von Osteoblasten an der Oberfläche induzieren, und dann wird ihr Zellschicksal beeinträchtigt.
Derzeit sind aus molekularer Sicht bereits einige Effektoren dieses Übergangs identifiziert worden. Unter diesen sind Transkriptionsfaktoren, die die Produktion von Proteinen wie Typ I-Kollagen, Osteopontin, Knochensialoprotein und Oteocalcin aktivieren.
Eigenschaften
Osteozyten sind Zellen mit abgeflachten Kernen und wenigen inneren Organellen. Sie haben ein stark reduziertes endoplasmatisches Retikulum und einen Golgi-Apparat und ihr Zellkörper ist im Vergleich zu anderen Zellen in verwandten Geweben klein.
Trotzdem sind sie sehr aktive und dynamische Zellen, da sie viele nicht kollagene Matrixproteine wie Osteopontin und Osteocalcin sowie Hyaluronsäure und einige Proteoglycane synthetisieren, alles wichtige Faktoren für die Erhaltung der Knochen.
Die Ernährung dieser Zellen hängt vom Transport durch den sogenannten perizellulären Raum (der zwischen der Wand der Höhle oder Lagune und der Plasmamembran der Osteozyten) ab, der eine kritische Stelle für den Austausch von Nährstoffen darstellt Metaboliten, Informationen und einige Stoffwechselabfälle.
Eine der herausragendsten Eigenschaften dieser Zellen ist die Bildung langer "dendritenartiger" Prozesse zytoplasmatischen Ursprungs, die sich durch kleine Tunnel in der als "canaliculi" bekannten Matrix bewegen können, um jeden Osteozyten mit seinem zu verbinden benachbarte Zellen und solche auf der Knochenoberfläche.
Diese Prozesse oder Projektionen sind durch Gap Junctions miteinander verbunden, wodurch sie den Austausch von Molekülen und die Leitung von Hormonen zu entfernten Stellen im Knochengewebe erleichtern.
Die Kommunikation von Osteozyten mit anderen Zellen hängt von diesen Projektionen ab, die aus dem Zellkörper austreten und in direkten Kontakt mit anderen Zellen kommen, obwohl auch bekannt ist, dass sie für diesen Zweck von der Sekretion einiger Hormone abhängen.
Osteozyten sind sehr langlebige Zellen und können Jahre und sogar Jahrzehnte dauern. Es wird angenommen, dass die Halbwertszeit eines Osteozyten etwa 25 Jahre beträgt, eine sehr lange Zeit, insbesondere im Vergleich zu Osteoblasten und Osteoklasten, die nur einige Wochen und sogar einige Tage dauern.
Eigenschaften
Eine der Hauptfunktionen von Osteozyten sind nicht nur wichtige strukturelle Bestandteile des Knochengewebes, sondern auch die Integration der mechanischen und chemischen Signale, die alle Prozesse beim Beginn des Knochenumbaus steuern.
Diese Zellen scheinen als "Treiber" zu wirken, die die Aktivität von Osteoklasten und Osteoblasten steuern.
Jüngste Studien haben gezeigt, dass Osteozyten regulatorische Funktionen ausüben, die weit über die Knochengrenzen hinausgehen, da sie über einige endokrine Wege am Phosphatmetaboliten beteiligt sind.
Es wurde auch angenommen, dass diese Zellen Funktionen im systemischen Metabolismus von Mineralien und ihrer Regulation haben. Diese Tatsache basiert auf dem Mineralaustauschpotential der perizellulären Flüssigkeitsräume (um die Zellen) der Osteozyten.
Da diese Zellen auf Nebenschilddrüsenhormon (PTH) reagieren können, tragen sie auch zur Regulation von Kalzium im Blut und zur permanenten Sekretion der neuen extrazellulären Knochenmatrix bei.
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