Osteoblastid, osteoklastid, osteotsüüdid

Luurakud ja luude uuenemine

Vaatamata iseloomulikule mineraliseerumisele pole luu kaugeltki surnud kude. Vastupidi, see on "intensiivse rakulise aktiivsuse koht, nii et igal aastal uueneb umbes 10% meie luumassist neo-moodustumise ja resorptsiooni füsioloogiliste mehhanismide kaudu. See tähendab, et:

iga 10 aasta tagant uuendatakse luustikku täielikult.

Kõik see hõlmab ainult mikroskoopiliselt tuvastatavaid struktuurimuutusi, mis ei too kaasa makroskoopilisi muutusi (vähemalt täiskasvanueas).

Luurakud on didaktiliselt jagatud nelja kategooriasse: osteotsüüdid, osteoblastid, osteoklastid ja nende lähteained. Algusest peale on hea meeles pidada, et:

osteoblastid vastutavad luu maatriksi moodustumise eest
osteoklastid vastutavad luu maatriksi lagunemise eest

Nii et keskendume neile kahele rakutüübile. Mis puutub osteoprogenitoorrakkudesse (neid nimetatakse ka preosteoblastideks), siis piisab teadmisest, et need tekitavad teisi rakutüüpe ja et neid leidub suurtes kogustes luu endosteaalsetes ja periosteaalsetes pindades.

Osteoblastid

Osteoblastid on rakud, mis on spetsialiseerunud luukoe tootmisele.

Neil on globosiline või polühedriline kuju, monostratifitseeritud; nad kipuvad üksteist kõrvutama, hõlmates luukoe maatriksi väikseid alasid, moodustades nn mineraliseerumisrinde.

Osteoblastid sünteesivad erinevaid koekomponente, nii kiulisi kui ka amorfseid, osaledes osteoidi moodustamises ja selle mineraliseerumisprotsesside reguleerimises.

Osteoidi annab kollageenikiudude tugi, mis on joondatud orgaanilise maatriksi moodustamiseks, millele on seotud hüdroksüpatiidi kristallid ja muud mineraalsed komponendid. Kollageenkiud on paigutatud vastavalt eelistatud jõujoontele selliselt, et luu mehaanilisele koormusele vastupidavuse omadused.

Lisaks I tüüpi kollageenile, mis on rakuvälistes ruumides fibrillideks kokku pandud ja toetab mineraliseerumist, toodavad osteoblastid mõningaid valke, näiteks osteokaltsiini ja osteonektiini, millel on maatriksi ladestumisprotsessis toetav toime.

Arvatakse, et osteoblastid mängivad rolli ka resorptsiooniprotsessi varases staadiumis, töödeldes spetsiifilisi proteaase ja osteoklastide aktiveerimisfaktoreid.

Osteoblastid on mesenhümaalse päritoluga rakud (mesenhüüm on embrüonaalne sidekoe, mis tekitab järgnevates arenguetappides täiskasvanud sidekoe).

Osteoklastid

Osteoklastid on suured rakud, läbimõõduga vahemikus 20 kuni 100 mikronit, varustatud paljude tuumadega, liikuvad ja spetsialiseerunud luukoe resorptsioonile.

Tänu arvukatele mikrovillidele kinnituvad osteoklastid end nagu imejad luu maatriksi lõigule; neid aktsepteeritakse üldiselt väikeste lünkadena, mida tuntakse nimega Howship's. Siin eritavad nad proteolüütilisi happeid ja ensüüme, seedides nii toetavat kollageeni kui ka anorgaanilist maatriksit ja lahustades selles sisalduvaid mineraale.

Osteoklastide opereeritud luukoe resorptsioonil on oluline roll luukoe regenereerimisel ja ümberkujundamisel, kuid mitte ainult. Need rakud on tegelikult olulised seerumi kaltsiumi ja fosfori kontsentratsiooni reguleerimiseks.

Osteotsüüdid

Osteoblastide sekretsioon toimub väga täpse orientatsiooni järgi: esialgu polariseerub see juba olemasoleva luupinna suunas, kuid korrapäraste ajavahemike järel pöördub see ka teistesse suundadesse; sel viisil eemalduvad osteoblastid üksteisest ja jäävad mineraliseeruva maatriksi vangi. Kui see on "müüritud", aeglustab see oluliselt ainevahetust ja muutub osteotsüüdiks.

Kui osteoblastid on oma funktsiooni ammendanud, lähevad nad vaiksesse olekusse *või muunduvad vähemaktiivseteks rakkudeks, mida nimetatakse osteotsüütideks ja mis jäävad kaltsineeritud luu maatriksisse kinni. Kokkuvõttes moodustavad need umbes 90% luurakkude varudest **.

Tundub, et osteotsüütide ülesanne on osaleda luude ümberkujundamises vastuseks mitmesugustele stiimulitele. Kaltsitoniini ja kõrvalkilpnäärmehormooni stiimuli all osalevad nad ka kaltsiumi ja fosfori taseme reguleerimises veres, kontrollides nii osteoklastide kui ka osteoblastide aktiivsust.

(*) Kui uue luu moodustumise protsess on ammendunud, lõpetavad mõned osteoblastid oma tegevuse, vähendavad nende organelle ja muutuvad lamestatud rakkude membraaniks (luu vooderdavad rakud).

Need rakud on paigutatud katma luupinda, kui see on rahunemisfaasis; neile omistatakse roll veresoonte ja osteotsüütide vahelise vahetuse vahendamisel.

(**) Osteoprogenitorrakud, osteoblastid ja osteotsüüdid on sama rakutüübi järjestikused funktsionaalsed faasid. Seevastu osteoklastid pärinevad verest luukoesse rännanud prekursoritest, nn preosteoklastidest, mis omakorda eristuvad vereloome luuüdi tüvirakkudest.