Osteoblast

Een osteoblast (van de Griekse combinatievormen voor "bot", ὀστέο-, osteo- en βλαστός blastós, "kiem") is een cel met een enkele celkern die verantwoordelijk is voor de vorming van botweefsel tijdens botvorming, botgroei en bothermodellering. Het botweefsel wordt opgebouwd door osteoïd en mineraliserende enzymen af te scheiden in de botmatrix. Echter in het proces van botvorming functioneren osteoblasten in groepen van met elkaar verbonden cellen, een zogenoemde basis multicellulaire eenheid (BMU). Individuele cellen kunnen geen bot maken. Osteoblasten zorgen voor de verkalking van de botmatrix, de ossificatie. Daarnaast scheiden ze ook regulerende stoffen af die de osteoclast-functie controleren.

De cellen ontstaan onder invloed van de fibroblastgroeifactoren (FGF, PDGF, TGF-β en andere BMP's) uit osteoprogenitorcellen (mesenchymatische stamcellen) die in de endost en het beenvlies (periost) voorkomen. Verschillende transcriptie- en groeifactoren reguleren de differentiatie en proliferatie van osteoblasten, met name RUNX2, dat de expressie zal reguleren van genen die door osteoblasten tot expressie worden gebracht.

Osteoblasten zijn ook afhankelijk van circulerende hormonen (parathormoon, leptine). Leptine zal inwerken op de hypothalamus, de cellen van de hypothalamus scheiden een factor af die de vorming van botweefsel door osteoblasten zal remmen.^[1]. Osteoblasten maken de organische bestanddelen van de botmatrix. Ze produceren collageen type I, proteoglycanen, glycoproteïnen en in veel kleinere hoeveelheden gespecialiseerde eiwitten, waaronder osteocalcine en osteopontine.

Osteoblasten liggen tegen het oppervlak van het bot aan in aaneengesloten rijen: de osteoblastenzoom. Ze tonen alle kenmerken van een eiwit-synthetiserende cel wanneer zij botmatrixmateriaal produceren. Osteoblasten zijn de botbouwers. Feitelijk is de osteoblast een gespecialiseerde fibroblast. Op botoppervlakken waar groei optreedt, zijn de osteoblasten in een dunne aaneengesloten laag aanwezig. Hun cytoplasma is gevuld met een sterk ontwikkeld endoplasmatisch reticulum en golgicomplex. Dit duidt net als bij de fibroblasten op synthese van eiwit- en suikerketens. De osteoblasten maken amorfe matrix waarin ze vervolgens collageen afzetten. Dit materiaal wordt in bot een osteoïd genoemd. De botmatrix is een belangrijke opslagplaats van mineralen voor fysiologische homeostase, inclusief zowel zuur-basebalans als calcium- of fosfaatonderhoud.^[2][3]

Terugkoppeling van de fysieke activiteit van osteocyten handhaaft de botmassa, terwijl terugkoppeling van osteocyten de grootte van de botvormende eenheid beperkt.^[4][5][6] Een belangrijk aanvullend mechanisme is de secretie door osteocyten, begraven in de matrix, van sclerostine, een proteïne dat een reactiepad remt dat osteoblastactiviteit handhaaft. Wanneer het osteon een gelimiteerde grootte bereikt, deactiveert het dus de botsynthese.^[7]

1. ↑ Pollard, Thomas D. (Thomas Dean), 1942-, Biologie cellulaire, Elsevier, 2004 (ISBN 2-84299-571-6 et 978-2-84299-571-3, OCLC 60175264
2. ↑ Arnett T (2003). Regulation of bone cell function by acid-base balance. Proc Nutr Soc 62 (2): 511–20. PMID 14506899. DOI: 10.1079/pns2003268.
3. ↑ Blair HC, Zaidi M, Huang CL, Sun L (November 2008). The developmental basis of skeletal cell differentiation and the molecular basis of major skeletal defects. Biol Rev Camb Philos Soc 83 (4): 401–15. PMID 18710437. DOI: 10.1111/j.1469-185X.2008.00048.x.
4. ↑ Klein-Nulend J, Nijweide PJ, Burger EH (June 2003). Osteocyte and bone structure. Curr Osteoporos Rep 1 (1): 5–10. PMID 16036059. DOI: 10.1007/s11914-003-0002-y.
5. ↑ Dance, Amber (23 February 2022). Fun facts about bones: More than just scaffolding. Knowable Magazine. DOI: 10.1146/knowable-022222-1. Geraadpleegd op 8 March 2022.
6. ↑ Robling, Alexander G., Bonewald, Lynda F. (10 February 2020). The Osteocyte: New Insights. Annual Review of Physiology 82 (1): 485–506. ISSN: 0066-4278. PMID 32040934. PMC 8274561. DOI: 10.1146/annurev-physiol-021119-034332. Geraadpleegd op 8 March 2022.
7. ↑ Baron, Roland, Rawadi, Georges, Roman-Roman, Sergio (2006). Current Topics in Developmental Biology. DOI:10.1016/S0070-2153(06)76004-5, "WNT Signaling: A Key Regulator of Bone Mass", 103–127. ISBN 978-0-12-153176-8.