po aktivaci osteoklastů přesunout do oblasti mikrotrhlinu v kostní tím, chemotaxe. Osteoklasty leží v malých dutinách nazývaných howship ‚ s lacunae, tvořené trávením základní kosti. Těsnicí zóna je připojení plazmatické membrány osteoklastu k podkladové kosti. Těsnicí zóny jsou ohraničeny pásy specializovaných adhezních struktur nazývaných podosomy. Upevnění na kostní matrix je usnadněno integrinu receptory, jako jsou avß3, přes konkrétní aminokyseliny motiv Arg-Gly-Asp v kostní matrix proteinů, jako je například osteopontin., Na osteoklastů uvolňuje vodíkové ionty působením karboanhydrázy (H2O + CO2 → HCO3− + H+) přes rozcuchané hranice do resorpční dutiny, acidifikujících a napomáhání rozpuštění mineralizované kostní matrix do Ca2+, H3PO4, H2CO3, vody a dalších látek. Dysfunkce karboanhydrázy byla zdokumentována, aby způsobila některé formy osteopetrózy. Vodíkové ionty jsou čerpány proti vysokému koncentračnímu gradientu protonovými čerpadly, konkrétně jedinečnou vakuolárně-Atpázou. Tento enzym byl zaměřen na prevenci osteoporózy., Kromě toho, několik hydrolytických enzymů, jako jsou členové cathepsin a matice metalloprotease (MMP) skupin, jsou uvolněny stravitelné organické složky matrix. Tyto enzymy se uvolňují do oddělení lysosomy. Z těchto hydrolytických enzymů má katepsin k největší význam.
Cathepsin K a další cathepsinsEdit
Cathepsin K je collagenolytic, papain-like, cystein proteáz, že je hlavně vyjádřena v osteoklasty, a je vylučován do resorpční jámy., Katepsin K je hlavní proteáza podílející se na degradaci kolagenu typu I a dalších nekolagenózních proteinů. Mutace v cathepsin K genu jsou spojeny s pycnodysostosis, dědičné osteopetrotic onemocnění, které se vyznačuje nedostatečnou funkční cathepsin K vyjádření. Knockout studie cathepsin K u myší vést k osteopetrotic fenotyp, který je částečně kompenzován zvýšenou expresi proteáz jiné, že cathepsin K a rozšířené osteoclastogenesis.
katepsin K má optimální enzymatickou aktivitu v kyselých podmínkách., Je syntetizován jako proenzym s molekulovou hmotností 37kDa, a na autokatalytická aktivace štěpení, je přeměněna na zralý, aktivní forma s molekulovou hmotností ~27kDa.
Na polarizaci osteoklastů nad místem resorpce, cathepsin K je vylučován z nabíranou hranice do resorpční jámy. Katepsin K transmigrates přes rozcuchané hranice mezibuněčných váčků a je pak uvolněn funkční sekreční domény., V těchto mezibuněčných váčcích katepsin K spolu s reaktivními druhy kyslíku generovanými pasti dále degraduje kostní extracelulární matrici.
Několik dalších cathepsins jsou vyjádřeny v osteoklasty včetně cathepsins B, C, D, E, G, a L. funkce těchto cystein a kyselina aspartová, proteázy je obecně známo, v kosti, a jsou vyjádřeny na mnohem nižší úrovni než cathepsin K.,
Studie na cathepsin L knockout myší byly smíšené, se zprávou o snížení trabekulární kosti v homozygotní a heterozygotní cathepsin L knockout myší ve srovnání s wild-type a další zpráva najít žádné kosterní abnormality.
matrix metalloproteinasesEdit
matricové metaloproteinázy (MMP) tvoří rodinu více než 20 endopeptidáz závislých na zinku., Roli matrix metaloproteinázy (Mmp) v osteoklastů biologie je špatně definován, ale v jiné tkáně byly spojeny s nádorem na podporu činnosti, jako je aktivace růstových faktorů a jsou nutné pro nádor metastáz a angiogeneze.
MMP9 je spojeno s mikroprostředím kostí. Je vyjádřen osteoklasty a je známo, že je vyžadován pro migraci osteoklastů a je silnou želatinázou. Transgenní myši postrádající MMP-9 vyvíjejí defekty ve vývoji kostí, intraosseózní angiogenezi a opravu zlomenin.,
MMP-13 se předpokládá, že se podílí na resorpci kostí a na diferenciaci osteoklastů, protože vyřazené myši odhalily snížené počty osteoklastů, osteopetrózu a sníženou resorpci kostí.
MMP vyjádřené osteoklastem zahrnují MMP-9, -10, -12 a -14. kromě MMP-9 je málo známo o jejich významu pro osteoklast, avšak v těsnící zóně se nacházejí vysoké hladiny MMP-14.
osteoklastická fyziologiedit
v 80.a 90. letech byla podrobně studována fyziologie typických osteoklastů., S izolací zvlněné hranice byl transport iontů přes něj studován přímo v biochemických detailech. Transport kyseliny závislé na energii byl ověřen a postulovaná protonová pumpa byla vyčištěna. S úspěšným kultury osteoklastů, bylo zřejmé, že jsou organizovány na podporu masivní transport protonů na acidifikaci resorpci prostoru a solubilizace kostní minerální. To zahrnuje nabíranou hranice Cl− propustnost pro kontrolu membránového potenciálu a bazolaterální Cl−/HCO3− výměna udržovat pH v cytosolu fyziologicky přijatelné rozsahy.,>
účinnost svých ion sekrece závisí na osteoklastů formování efektivní těsnění kolem resorpce prostoru. Umístění této „těsnicí zóny“ se zdá být zprostředkováno integriny vyjádřenými na povrchu osteoklastu. S těsnicí zónou na místě se mnohojaderný osteoklast reorganizuje. Vývoj vysoce invaginované zvlněné membrány, která spojuje resorpční prostor, umožňuje masivní sekreční aktivitu., Kromě toho, že umožňuje vezikulární transcytosis minerální a degradován kolagen z nabíranou hranice volného buněčnou membránou, a jeho uvolnění do extracelulárního prostoru. Tato aktivita dokončí resorpci kostí a jak minerální složky, tak fragmenty kolagenu se uvolňují do celkového oběhu.
RegulationEdit
Osteoklasty jsou regulovány několika hormonů, včetně parathormonu (PTH) z příštítných tělísek, kalcitonin ze štítné žlázy a růstový faktor, interleukin 6 (IL-6)., Tento poslední hormon, IL-6, je jedním z faktorů osteoporózy onemocnění, což je nerovnováha mezi resorpcí kostí a tvorbou kostí. Aktivita osteoklastů je také zprostředkována interakcí dvou molekul produkovaných osteoblasty, jmenovitě osteoprotegerinem a RANK ligandem. Všimněte si, že tyto molekuly také regulují diferenciaci osteoklastu.