OSTEOCLAST

Van het Grieks osteon = "been" + klastos = "gebroken".

Osteoclasten zijn grote, polynucleaire cellen, die beendermateriaal resorberen. Zij onstaan door versmelting van mononucleaire osteoclasten, die zelf ontstaan zijn uit hematopoëtische stamcellen.

Het cytoplasma van de osteoclasten heeft een schuimachtig uitzicht. Dit is te wijten aan de grote hoeveelheden blaasjes en vacuolen.

R.E.M opname van een osteoclast		Ingekleurde opname van een osteoclast (oranje); de talrijke kernen zijn duidelijk zichtbaar

De botafbraak door osteoclasten begint met de hechting aan het bot met behulp van diverse receptoren. Na de hechting ondergaan de osteoclasten specifieke morfologische veranderingen. In de osteoclasten ontstaan drie membraanzones met elk een eigen functie. Het eerste is de verzegelingzone (‘sealing zone’) die veel filamenteus actine bevat en zorgt voor een stevige interactie tussen de cellen en de matrix, waardoor het botoppervlak als het ware wordt afgesloten van zijn omgeving. De tweede membraanzone staat in contact met de omgeving en is het ‘lichaam’ van de osteoclast. De functioneel belangrijkste zone is de ruwe randzone (‘ruffled zone’), het afbrekende deel van de osteoclast. Deze zone heeft uitstulpingen die in de botmatrix doordringen.

Hechtingszones van de osteoclast

Na de morfologische veranderingen begint het afbraakproces, waarbij de eerste stap het afbreken van hydroxylapatiet [Ca₅(PO₄)₃(OH)] is. Dit begint met de productie van protonen (H⁺) en bicarbonaat (HCO3^- ) uit koolstofdioxide en water . Deze reactie vindt plaats onder invloed van het enzym carbonaatanhydrase II. De ontstane protonen komen door een speciaal pompsysteem in de ruwe randzone terecht, waardoor deze zone een hoge zuurgraad krijgt. Dit pompsysteem bestaat uit een adenosinetrifosfatase-kanaal. Het ‘pompen’ van de protonen in de ruwe randzone is een actief proces en kost dus energie. Deze energie wordt geleverd door het vrijmaken van fosfaat (Pi) uit adenosinetrifosfaat. Adenosinetrifosfaat wordt hierbij gereduceerd tot adenosinedifosfaat. Het zuur zorgt voor de afbraak van de mineralen in het bot.

Het door carbonaatanhydrase II ontstane bicarbonaat wordt via een speciaal transport uitgewisseld tegen chloride, waardoor bicarbonaat wordt afgegeven aan de omgeving. De hierdoor ontstane overmaat intracellulair chloride wordt weer afgegeven aan de ruwe randzone. Dit is een passief proces en kost dus geen energie. Door deze mechanismen kunnen osteoclasten een hoge zuurgraad handhaven en zuren uitscheiden waardoor de anorganische matrix kan worden afgebroken

Mechanisme van de botafbraak door osteoclast

Na de afbraak van hydroxylapatiet beginnen de osteoclasten met de afbraak van de organische matrix, die voor ongeveer 90% uit collageen bestaat. Hoe dit deel van de botafbraak precies werkt, is nog niet geheel duidelijk, maar in ieder geval zijn er proteolytische activiteiten noodzakelijk.

Regulering

Osteoclasten worden gereguleerd door diverse hormonen, waaronder het bijschildklierhormoon en calcitonine geproduceerd door de schildklier.

Er bestaat een nauwe samenwerking tussen osteoblasten, osteoclasten en osteocyten, waardoor er een evenwicht is tussen botopbouw en botafbraak.

[HOME] [CONTACT]