Osteoklastid on hiidrakud, mis vastutavad luu resorptsiooni ja demineraliseerimise eest. Nende tegevust reguleerivad erinevad ained, näiteks kõrvalkilpnäärme hormoon. Liiga kõrge või liiga madal osteoklastide aktiivsus näitab tõsist mõju luustikule tervis.
Mis on osteoklastid?
Iga seitsme aasta tagant saavad inimesed täiesti uue luustiku. Inimene luud kohaneda stressidega ja on püsivalt ümber kujundatud. Neid uuendatakse pärast mikrofrakte ja luumurde. Defektne luu mass eemaldatakse ja luuakse uus luumass. Ehitustööde eest vastutavad nn osteoblastid. Need on ebaküpsed luurakud, mis hiljem küpsevad osteotsüütideks. Luu metabolismi degradatsioonitööd ei tee osteoblastid, vaid osteoklastid. Need luurakud pärinevad eellasrakkudest luuüdi ja rännata luustikusüsteemi vastavalt vajadusele. Nende töö hõlmab kahte erinevat mehhanismi: luuainete demineraliseerimine ja luu tegelik lagunemine. Osteoklastid aeglustavad oma tööga luude kasvu ja takistavad liigseid kasvuprotsesse ja vohamist. Nad suhtlevad osteoblastidega põhiaine RANKL kaudu. Nende reguleerimisel mängib lisaks sellele suhtlusele rolli hormonaalne tsükkel. Paratüreoidhormoon aktiveerib degradeerumist ja kaltsitoniin inaktiveerib osteoklastide aktiivsuse.
Anatoomia ja struktuur
Osteoklastid on mitmetuumalised rakud ja kuuluvad seega nn hiidrakkudesse. Need moodustuvad mononukleaarsete eellasrakkude sulandumisel luuüdi, tuntud ka kui vereloome tüvirakud. Nad on osa mononukleaarsest-fagotsütaarsest süsteemist. See viitab võrkkesta kõigi rakkude koguarvule sidekoe, mille osi loetakse immuunsüsteemi ning vastutavad jäätmete ja võõrkehade lagundamise ja eemaldamise eest. Osteoklastide läbimõõt on 30 kuni 100 um ja need võivad sisaldada rohkem kui 20 rakutuuma. Need asuvad luupinnal kodulakkides ja liiguvad amööboidselt. Nende ühe tipmine poolus on luu poole. Kesksel kohal on vesiikulit sisaldav tsoon, millel on õiekujuline voldik rakumembraan. See “räsitud piir” on luu resorptsiooni koht. Osteoklastide perifeeria on intensiivselt värvunud. Sealne adhesiooniaparaat võimaldab rakkudel minimaalselt 0.3 nm kaugusel luu külge kleepuda. Selle "tihendusvööndi" ümbritseb tsütoplasma, mida nimetatakse ka "selgeks tsooniks", millel on vähe rakuorganelle, kuid palju kontraktiilseid valgud.
Funktsioon ja ülesanded
Luuaine moodustumise ja lagunemise protsesse koordineerib ja kontrollib ideaalselt reguleeritud reguleerimisahel. Osteoklastide teket stimuleerivad mitmesugused tegurid. Deksametasoon, 1,25- (OH) 2VitD3, kõrvalkilpnäärme hormoon, PTHrP, prostaglandiin-E2 ja tsütokiinid omavad luule eriti resorptiivset toimet. Seevastu bisfosfonaadid, kaltsitoniin ja östrogeenid avaldavad osteoklastidele pärssivat toimet. Need tegurid reguleerivad nn PU.1 transkriptsioonifaktori aktivatsiooni. See kontrollib luuüdi makrofaagid mitmetuumalisteks osteoklastideks. Aktiveerimises osalevad ka ained RANKL ja osteoprotegeriin. Hormonaalsed reguleerimisahelad kasutavad luu reguleerimiseks teatud puhvrina kaltsium tasakaal. Näiteks vabaneb luu resorptsioonis olev parathormoon kaltsium. Kaltsitoniinteiselt poolt stimuleerib kaltsium. Sel viisil kontrollitav luuainete püsiv kogunemine ja lagunemine võimaldab luusüsteemil kohaneda stresside ja muutustega. Sel moel materjal väsimus on ära hoitud. Vahepeal arvatakse, et osteotsüüdid mängivad rolli ka osteoklastide reguleerimisel. Osteotsüüdid on lõksus olevad osteoblastid, mis on jõudnud küpsuseni. Kui luu mõjutab a luumurd või mikrolõhed, osteotsüüdid surevad toitainete puudumise tõttu ja nende vabanevad ained kutsuvad osteoklaste tööle. Osteoklastide töö koosneb kahest mehhanismist. Osteoklasti ja luu aine vahel on minimaalne ruum, milles ph-väärtust langetatakse. Selle degradeerumise tõttu on luud demineraliseeritakse. Mineraal soolad ekstraheeritakse. Selleks vajalik pH väärtus hoitakse aktiivse prootonitranspordi abil konstantsena. Kollageenset luu maatriksit eraldavad osteoklastid proteolüütiliselt ensüümide. Selle käigus toovad nad kollageen fragmendid, mis on selliselt vabanenud fagotsütoosi.
Haigused
Kui osteoklastide aktiivsus langeb või tõuseb, võib see muutus omandada patoloogilised mõõtmed. Terve luu korral on lagunemine ja rekonstruktsioon ideaalselt sobivad. Seetõttu võib vähenenud osteoklastide aktiivsus põhjustada sama palju kahjustusi kui suurenenud aktiivsus. Näiteks geneetiliselt määratud osteopetroosi korral on osteoklastide aktiivsus oluliselt vähenenud. Osteoklastide suurenenud aktiivsus on seevastu iseloomulik mitte-geneetilisele Osteoporoosi, hüperparatüreoidism, osteodüstroofia deformaanid ja aseptiline luu nekroos. Sama lugu on reumatoidiga artriit, parodontiitja osteogenees imperfecta. Suurenenud osteoklastide aktiivsusega luu mass laguneb kiiremini, kui seda saab täiendada. Mõjutatud inimesed kannatavad seetõttu luumurd-luule ja nõrk luud. sisse hüperparatüreoidism, see mõjutab luu moodustumise reguleerivat aparatuuri ennast. Epiteelirakud on ebanormaalsed ja reguleerivad seeläbi kehas kaltsiumitaset kõrvalkilpnäärme hormooni kujul. Põhjuseks on parathormooni suurenenud sekretsioon, mis on tingitud adenoomist või kõrvalkilpnäärmete suurenemisest. Kõrvalkilpnäärme hormooni suurenenud tase suurendab luude resorptsiooni. Tulemus on raske luu valu ja kaltsiumi eritumise vähenemine neer. Seega on kaltsiumi kogus vees veri suureneb jätkuvalt, põhjustades neer kivid.
Tüüpilised ja levinud luuhaigused
- osteoporoos
- Luuvalu
- Luu murd
- Paget'i tõbi
