Osteotsüüdid on küpsed luurakud, mis on ümbritsetud luu maatriksi osteoblastidega. Kui luu on defektne, surevad osteotsüüdid ebapiisava toitainevaru tõttu, mis põhjustab luu lagundavaid osteoklaste. Patoloogilised osteotsüüdid võivad olla asjakohased selliste haiguste korral nagu Osteoporoosi.
Mis on osteotsüüdid?
Inimese luu on elus. Ebaküpsed osteoblastid moodustavad selle, mida nimetatakse luu maatriksiks. See ebaküpsete luurakkude võrk hõlmab küpseid luurakke. Tuntud ka kui osteotsüüdid, nad moodustavad arvuliselt enamus luurakke. Osteoblastid on nende eelkäijad. Osteoblastide küpsemine toimub osteogeneesi ajal. See termin viitab uue luukoe moodustumisele. Keha moodustab pidevalt uut luukoe ja ümberehitab või kohandab luu struktuuri pingetega. Luudes toimub pidev demineraliseerimine ja remineraliseerimine. Osteoklastid lagundavad vana luuainet ja vastutavad seega demineraliseerimise eest. Mineraliseerimise võtavad üle osteoblastid. Nad jäävad osteogeneesi ajal lõksu ja muutuvad selles õõnesüsteemis küpseteks osteotsüütideks. Niinimetatud lõheühendused ühendavad osteotsüüte üksteisega. Need on rakkudevahelised kanalid, mis aitavad toitaineid vahetada. Osteotsüütide funktsiooni pole veel lõplikult selgitatud. Kuid nad on arvatavasti seotud luu resorptsiooniga.
Anatoomia ja struktuur
Osteoblastid moodustavad nn luu maatriksi. See on luu põhiline orgaaniline aine, mis on veel mineraliseerumata. Luu maatriksi peamised komponendid on I tüüp kollageen kiud ja mukopolüsahhariidid. Need muudavad luu tihendavalt elastseks. Embrüonaalne sidekoe nimetatakse ka mesenhüümiks. Sellest moodustuvad osteoblastid veri kapillaarid. Need ebaküpsed luurakud moodustavad pehme osteoidi. See on luu aine, mis pole veel lupjunud. Aja jooksul rikastavad osteoblastid osteoidi kaltsium fosfaat hüdroksüapatiit. See hoidis kõvastab ja stabiliseerib luu. Mõned osteoblastid on igast küljest ümbritsetud luu maatriksiga. Need osteoblastid on osteotsüüdid. Need on mononukleaarsed rakud süvendisüsteemis koos mineraliseeritud luuainega. Osteotsüütide lacuna süsteem asub üksikute luulamellide vahel. Rakukeha asub igas aukus. Rakkude kannused asuvad peenetes kanulaarsetes tuubulites. Rakupiirkonnad ühendavad osteotsüüte piluühenduste kaudu.
Funktsioon ja ülesanded
Luude moodustumine ja luude resorptsioon toimub inimesel püsivalt luud. Iga seitsme aasta tagant saavad inimesed nii-öelda uue luustiku. Skelett kohandub ümberkujundamise abil uute tingimustega. Luud mis on allutatud stressnäiteks muutuvad aja jooksul paksemaks ja vastupidavamaks. Luud mida ei liigutata ega alluta vähesele stress muutuvad õhemaks ja nõrgemaks. Osteoklastidel ja osteoblastidel on luu ainevahetuses võtmeroll. Osteoblastid moodustavad luu. Osteoklastid lõhustavad luu ja takistavad luuainete lõputut kasvu. Lagunemist osteoklastide poolt on vaja näiteks mikrofraktsioonide või luumurdude korral. Rakud lagundavad nendes nähtustes defektset luuainet. Nad lahustavad luu kahe mehhanismi abil. Esiteks mineraal soolad luust lahustatakse, nii et aine muutub pehmemaks. See toimub madalama pH kaudu luuaine ja osteoklasti vahelises õõnes. Madalat pH-d hoiab prootonite aktiivne transport. Pärast mineraali lahustamist soolad, vabastavad osteoklastid proteolüütiliselt ensüümide. Need ensüümide lahustatakse kollageenne luu maatriks ja seejärel fagotsüteeritakse kollageen niiviisi välja lastud killud. Osteoklastide kahest lagunemismehhanismist saavad alguse lacunae, mida nimetatakse ka osteoklastide toitumisrajaks. Iga osteoklast võib teoreetiliselt lagundada sama koguse luu, mille ehitamiseks on vaja ligi 100 osteoblastit. Osteoklastide aktiivsust kontrollib hormonaalselt ja aktiveerib see kõrvalkilpnäärme hormoon. Inaktiveerimine toimub läbi kaltsitoniin. Regulatiivne funktsioon omistatakse nüüd ka osteotsüütidele. Defektses luus ei toimu tühimiku ristmiku kaudu toitainetega varustatust või ei toimu seda peaaegu üldse. Selle tagajärjel luu maatriksis olevad osteotsüüdid surevad. Ainult selle osteotsüütide surma korral kutsutakse osteoklastid tegutsema.
Haigused
Luud võivad mõjutada erinevad düsregulatsioonid. Näiteks on vähenenud osteoklastide aktiivsusel sama suur haiguse väärtus kui suurenenud osteoklastide aktiivsusel või vähenenud osteoblastide aktiivsusel. Patoloogilised osteotsüüdid võivad mängida rolli osteoklastide aktiivsuse düsregulatsioonis. Kuna aga osteotsüütide täpne funktsioon pole veel teada, on see üsna spekulatiivne suhe. Kui osteoklastide aktiivsus on vähenenud, vohab luu. Luu vähk saab sel viisil areneda. Osteoklastide aktiivsuse vähenemist seostatakse aga ka selliste haigustega nagu geneetiline Osteoporoosi. Suurenenud osteoklastide aktiivsus lagundab rohkem luust kui osteoblastid võivad moodustada. See nähtus mängib rolli geneetilises Osteoporoosi. Lisaks haigused nagu hüperparatüreoidism, osteodüstroofia deformaanid, aseptiline luu nekroos ja reumatoidsed artriit iseloomustab see nähtus. Sama kehtib ka parodontiit ja osteogenees imperfecta. Millist rolli mängivad osteotsüüdid ülaltoodud haiguste korral, jääb uurimise objektiks. Kuna surnud osteotsüüdid kutsuvad esimesena osteoklaste tegutsema, ei saa välistada põhjuslikku seost osteotsüütide struktuuri ja mõnede mainitud haiguste vahel.
Tüüpilised ja levinud luuhaigused
- osteoporoos
- Luuvalu
- Luu murd
- Paget'i tõbi
