Osteoclast

Er vindt in het menselijk lichaam voortdurend ombouw plaats van botweefsel. Cellen met de naam osteoclasten^[1] (van het Oudgriekse ὀστέον (osteon) 'bot' en κλαστός (clastos) 'gebroken') breken bot af (osteoclasie), de osteoblasten bouwen bot op. Osteoclasten worden gekenmerkt door een cytoplasma met een homogeen, "schuimig" uiterlijk. Dit uiterlijk is te danken aan een hoge concentratie blaasjes en vacuolen. Deze vacuolen omvatten lysosomen gevuld met zure fosfatase. Dit maakt karakterisering van osteoclasten mogelijk door hun kleuring voor hoge expressie van tartraatresistente zure fosfatase (TRAP) en cathepsine K. Het ruw endoplasmatisch reticulum van osteoclasten is schaars en ze hebben een uitgebreid golgicomplex.^[2][3][4] Osteoclasten ontstaan uit de fusie van monocyten, dit leidt tot de vormig van grote, meerkernige cellen. Menselijke osteoclasten hebben doorgaans vier celkernen^[5] en hebben een diameter van 150–200 μm. Osteoclasten werden in 1873 ontdekt door Albert von Kölliker.^[6]

De periode dat de osteoclasten het bot oplossen, wordt osteolyse genoemd. Bij de opbouw van het bot, hebben de osteoblasten calcium nodig. Dit calcium wordt uit het bloed gehaald, door het kanaal van Havers.

Bij osteoporose ligt het evenwicht te ver naar de osteoclasten. Onder meer in de jeugd hebben de osteoblasten de overhand.

De osteoclast breekt af en verteert de samenstelling van gehydrateerde eiwitten en mineralen op moleculair niveau door zuur en collageenase af te scheiden, een proces dat bekendstaat als botresorptie. Dit proces helpt ook bij het reguleren van het calciumgehalte in het bloed.

Osteoclasten worden aangetroffen op die oppervlakken van bot die resorptie ondergaan. Op dergelijke oppervlakken bevinden de osteoclasten zich in ondiepe depressies die resorptie uithollingen worden genoemd (lacunae van Howship). De resorptie uithollingen worden gevormd door de erosieve werking van osteoclasten op het onderliggende bot. De rand van het onderste deel van een osteoclast vertoont vingerachtige uitsteeksels vanwege de aanwezigheid van diepe instulpingen van het celmembraan; deze rand wordt de gerafelde rand genoemd. De gerafelde rand maakt contact met het botoppervlak binnen een resorptie uitholling. De periferie van de gerafelde rand is omgeven door een ringvormige zone van cytoplasma die geen organellen bevat, maar rijk is aan actinefilamenten. Deze zone wordt heldere zone of afdichtingszone genoemd. De actinefilamenten zorgen ervoor dat het celmembraan rondom de afdichtingszone stevig verankerd wordt aan de benige wand van de lacune van Howship. Op deze manier wordt een gesloten subosteoclastisch compartiment gecreëerd tussen de gerafelde rand en het bot dat resorptie ondergaat. De osteoclasten scheiden waterstofionen, collageenase, cathepsine K en hydrolytische enzymen af in dit compartiment. Resorptie van botmatrix door de osteoclasten omvat twee stappen:

• oplossen van anorganische componenten (mineralen) en
• vertering van organische componenten van de botmatrix.

De osteoclasten pompen waterstofionen in het subosteoclastische compartiment en creëren zo een zure micro-omgeving, die de oplosbaarheid van botmineralen vergroot, wat resulteert in de afgifte en herintreding van botmineralen in het cytoplasma van osteoclasten om te worden afgeleverd aan nabijgelegen haarvaten. Na verwijdering van mineralen worden collageenase en gelatinase afgescheiden in het subosteoclastische compartiment. Deze enzymen verteren en breken collageen en andere organische componenten van de ontkalkte botmatrix af. De afbraakproducten worden door osteoclasten gefagocyteerd aan de ingestulpte rand. Vanwege hun fagocytische eigenschappen worden osteoclasten beschouwd als een component van het mononucleaire fagocytensysteem(MPS). Het MPS is een onderdeel van het immuunsysteem dat bestaat uit de fagocytische cellen[1] die zich in het reticulair bindweefsel bevinden. De activiteit van osteoclasten wordt gecontroleerd door hormonen en cytokinen. Calcitonine, een hormoon van de schildklier, onderdrukt de osteoclastische activiteit. De osteoclasten hebben geen receptoren voor het parathyroïdhormoon (PTH). PTH stimuleert de osteoblasten echter om het cytokine osteoclaststimulerende factor af te scheiden, wat een krachtige stimulator is van de osteoclastische activiteit.^[7]

Een odontoclast is een osteoclast die geassocieerd wordt met de absorptie van de wortels van melktanden.^[8][9][10]

1. ↑ Everdingen, J.J.E. van, Eerenbeemt, A.M.M. van den (2012). Pinkhof Geneeskundig woordenboek (12de druk). Houten: Bohn Stafleu Van Loghum.
2. ↑ Gray's Anatomy, 39th. Elsevier (2005).
3. ↑ Holtrop ME, King GJ (1977). The ultrastructure of the osteoclast and its functional implications. Clinical Orthopaedics and Related Research 123 (123): 177–96. PMID 856515. DOI: 10.1097/00003086-197703000-00062. Gearchiveerd van origineel op Mar 25, 2024.
4. ↑ Väänänen HK, Zhao H, Mulari M, Halleen JM (February 2000). The cell biology of osteoclast function. Journal of Cell Science 113 (3): 377–81. PMID 10639325. DOI: 10.1242/jcs.113.3.377.
5. ↑ Piper K, Boyde A, Jones SJ (1992). The relationship between the number of nuclei of an osteoclast and its resorptive capability in vitro. Anatomy and Embryology 186 (4): 291–9. PMID 1416078. DOI: 10.1007/BF00185977.
6. ↑ Nijweide PJ, Burger EH, Feyen JH (October 1986). Cells of bone: proliferation, differentiation, and hormonal regulation. Physiological Reviews 66 (4): 855–86. PMID 3532144. DOI: 10.1152/physrev.1986.66.4.855.
7. ↑ Medical Histology by Laiq Hussain Siddiqui (6th Edition)
8. ↑ Odontoclast. Farlex, The Free Dictionary (2007). Geraadpleegd op 6 november 2013.
9. ↑ Wang Z, McCauley LK (March 2011). Osteoclasts and odontoclasts: signaling pathways to development and disease. Oral Diseases 17 (2): 129–42. PMID 20659257. DOI: 10.1111/j.1601-0825.2010.01718.x.
10. ↑ Chatterjee K (1 december 2006). Essentials of Oral Histology. Jaypee Brothers Publishers, p. 155. ISBN 978-81-8061-865-9.^{[dode link]}