odată activate, osteoclastele se deplasează în zone de microfractură din os prin chemotaxie. Osteoclastele se află în cavități mici numite lacune Howship, formate din digestia osului subiacent. Zona de etanșare este atașarea membranei plasmatice a osteoclastului la osul subiacent. Zonele de etanșare sunt delimitate de centuri de structuri de adeziune specializate numite podozomi. Atașarea la matricea osoasă este facilitată de receptorii de integrină, cum ar fi avß3, prin motivul specific de aminoacizi Arg-Gly-Asp în proteinele matricei osoase, cum ar fi osteopontina., La osteoclastelor elibereaza ioni de hidrogen prin acțiunea anhidrazei carbonice (H2O + CO2 → HCO3− + H+) prin ciufulit de frontieră în resorbtiv cavitate, acidifiere și complicitate dizolvarea matricei osoase mineralizate în Ca2+, H3PO4, H2CO3, apă și alte substanțe. Disfuncția anhidrazei carbonice a fost documentată pentru a provoca unele forme de osteopetroză. Ionii de hidrogen sunt pompați împotriva unui gradient de concentrație ridicat de pompe de protoni, în special o vacuolar-ATPază unică. Această enzimă a fost vizată în prevenirea osteoporozei., În plus, mai multe enzime hidrolitice, cum ar fi membrii grupărilor catepsină și metaloprotează matrice (MMP), sunt eliberate pentru a digera componentele organice ale matricei. Aceste enzime sunt eliberate în compartiment de lizozomi. Dintre aceste enzime hidrolitice, catepsina K are cea mai mare importanță.catepsina K este o protează colagenolitică, asemănătoare papainei, care este exprimată în principal în osteoclaste și este secretată în groapa resorbtivă., Catepsina K este proteaza majoră implicată în degradarea colagenului de tip I și a altor proteine necolagene. Mutații în catepsin K gene sunt asociate cu pycnodysostosis, un ereditare osteopetrotic boală, caracterizată printr-o lipsă de funcționale catepsin K exprimare. Knock-out studii de catepsin K la șoareci duce la o osteopetrotic fenotip, care este parțial compensată de creșterea expresiei de alte proteaze care catepsin K și îmbunătățită osteoclastogenezei.catepsina K are o activitate enzimatică optimă în condiții acide., Acesta este sintetizat ca un proenzyme cu o greutate moleculară de 37kDa, și la activarea prin autocatalitice clivaj, este transformat într mature, formă activă cu o greutate moleculară de ~27kDa.
la polarizarea osteoclastului peste locul resorbției, catepsina K este secretată de la marginea îndoită în groapa resorbtivă. Catepsina K transmigră de-a lungul graniței rupte prin vezicule intercelulare și este apoi eliberată de domeniul secretor funcțional., În aceste vezicule intercelulare, catepsina K, împreună cu speciile reactive de oxigen generate de capcană, degradează în continuare matricea extracelulară osoasă.
mai Multe alte cathepsins sunt exprimate în osteoclaste inclusiv cathepsins B, C, D, E, G, și L. În funcție de aceste cisteină și aspartic proteaze este, în general, necunoscut în os, și ele sunt exprimate la niveluri mult mai scăzute decât catepsin K.,
Studii pe catepsin L knock-out șoareci au fost amestecate, cu un raport redus de os trabecular în homozigoți și heterozigoți catepsin L knock-out soareci, comparativ cu tipul sălbatic și un alt raport de constatare nr. anomalii scheletice.
Matrice metalloproteinasesEdit
matrix metaloproteinazelor (Mmp) cuprinde o familie de mai mult de 20 de zinc-dependente endopeptidases., Rolul metaloproteinazelor matriciale (MMPs) în biologia osteoclastelor este prost definit, dar în alte țesuturi au fost legate de activități de promovare a tumorii, cum ar fi activarea factorilor de creștere și sunt necesare pentru metastazarea tumorii și angiogeneza.MMP9 este asociat cu micromediul osos. Este exprimată prin osteoclaste și este cunoscută a fi necesară pentru migrarea osteoclastelor și este o gelatinază puternică. Șoarecii transgenici lipsiți de MMP-9 dezvoltă defecte în dezvoltarea osoasă, angiogeneza intraosoasă și repararea fracturilor.,se crede că MMP-13 este implicat în resorbția osoasă și în diferențierea osteoclastelor, deoarece șoarecii eliminați au evidențiat scăderea numărului de osteoclaste, osteopetroză și scăderea resorbției osoase.mmp-urile exprimate de osteoclast includ MMP-9, -10, -12 și -14. în afară de MMP-9, se știe puțin despre relevanța lor pentru osteoclast, cu toate acestea, niveluri ridicate de MMP-14 se găsesc în zona de etanșare.
fiziologia Osteoclasteloredit
în anii 1980 și 90 fiziologia osteoclastelor tipice a fost studiată în detaliu., Odată cu izolarea frontierei rupte, transportul ionilor peste ea a fost studiat direct în detaliu biochimic. Transportul acid dependent de energie a fost verificat și pompa de protoni postulată purificată. Odată cu cultura reușită a osteoclastelor, a devenit evident că acestea sunt organizate pentru a susține transportul masiv de protoni pentru acidificarea compartimentului de resorbție și solubilizarea mineralelor osoase. Aceasta include permeabilitatea CL-limită îndoită pentru a controla potențialul membranei și schimbul bazolateral Cl−/HCO3 pentru a menține pH− ul citosolic în intervale acceptabile din punct de vedere fiziologic.,>
eficacitatea secreției sale de ioni depinde de osteoclastul care formează un sigiliu eficient în jurul compartimentului de resorbție. Poziționarea acestei „zone de etanșare” pare a fi mediată de integrinele exprimate pe suprafața osteoclastelor. Cu zona de etanșare în loc, osteoclastul multinucleat se reorganizează. Dezvoltarea membranei ciufulite puternic invaginate care anexeaza compartimentul de resorbtie permite o activitate secretorie masiva., În plus, permite transcitoza veziculară a colagenului mineral și degradat de la granița ruptă până la membrana liberă a celulei și eliberarea acesteia în compartimentul extracelular. Această activitate completează resorbția osoasă și atât componentele minerale, cât și fragmentele de colagen sunt eliberate în circulația generală.osteoclastele sunt reglate de mai mulți hormoni, inclusiv hormonul paratiroidian (PTH) din glanda paratiroidiană, calcitonina din glanda tiroidă și factorul de creștere interleukina 6 (IL-6)., Acest ultim hormon, IL-6, este unul dintre factorii în osteoporoza bolii, care este un dezechilibru între resorbția osoasă și formarea osoasă. Activitatea osteoclastelor este, de asemenea, mediată de interacțiunea a două molecule produse de osteoblaste, și anume osteoprotegerina și ligandul de rang. Rețineți că aceste molecule reglează, de asemenea, diferențierea osteoclastei.