Osteoblasti

Osteoblasti pārsvarā tiek sauktas par kaulus veidojošām šūnām, bet osteoklasti - par kaulus šķeļošām šūnām. Šis uzskats noteikti ir pārāk tuvredzīgs. Divu šūnu tipu jēgpilna mijiedarbība ir priekšnoteikums līdzsvara saglabāšanai kaulu metabolismā.

Kas ir osteoblasti?

Dzīvs kauls tiek pastāvīgi pārveidots, un tam nepieciešama šūnu darbība, kas sadalās un atjaunojas. Kaula vielas izšķīšanas un atjaunošanās līdzsvars ir ārkārtīgi svarīgs, lai kaula struktūru pielāgotu vielmaiņas aktivitātei un stresam.

Šajā kontekstā osteoblasti uzņemas kaulu struktūras daļu, tie veido kaulu vielas (matricas) sastāvdaļas. No otras puses, tie arī regulē osteoklastu darbību, kavējot vai stimulējot. Rezultātā abu šūnu tipu sadarbība ir lieliski koordinēta, un darbība tiek pielāgota prasībām.

Pastāvīgā sabrukšanas un uzkrāšanās procesā mainās arī paši osteoblasti. Tie tiek pārnesti no aktīvās formas uz neaktīvo - osteocītiem. Tad tie ir svarīga kaulu vielas sastāvdaļa, bet vairs nepiedalās reģenerācijas procesā. Tajā pašā laikā pastāvīgi tiek reproducēti jauni aktīvi osteoblasti, lai arī turpmāk būtu pieejams pietiekams skaits uzkrājošo šūnu.

Anatomija un struktūra

Kamēr osteoklasti pieder makrofāgu (milzu tīrīšanas šūnu) grupai, osteoblasti veidojas no kaulu saistaudu nediferencētām cilmes šūnām. Tās ir mazas, pupiņu formas šūnas un parāda ļoti metaboliski aktīvo šūnu tipisko struktūru.

No vienas puses, iekšpusē var redzēt daudzas mitohondrijas - spēkstacijas, kas nodrošina enerģiju paaugstinātai darba slodzei. Neapstrādāts endoplazmatisks retikulums ir arī daudz. Tur tiek sintezēti 3 svarīgi proteīni, kas nepieciešami kaulu vielas struktūrai. I tipa kolagēns ir svarīgs kaulu elastībai. Osteokalcīns un osteonektīns ir olbaltumvielas, kas ir atbildīgas par kaula mineralizāciju.

Izteiksmīgais Golgi aparāts ar tā membrānas kaudzīti pārņem sintezēto vielu transportēšanu uz šūnu membrānu, no kurienes tās izdalās uz ārpusi, starpšūnu telpā un tiek nogādātas galamērķī.

Aprakstīto vielu uzbūvei izšķiroša nozīme ir 3 vitamīnu klātbūtnei. Kolagēna ražošanā C vitamīns ir nepieciešams kolagēna fibrilu savstarpējai sasaistīšanai, kas ir olbaltumvielu funkcionalitātes priekšnoteikums. K vitamīns ir nepieciešams kalcija iekļaušanai.

Visbeidzot, D vitamīns nodrošina pietiekamu kalcija absorbciju asinīs caur zarnu un ir pieejams osteokalcīnam. D vitamīnam ir nepieciešams saules gaisma, lai tas veidotos ādā. Kalcijs ir nepieciešams mineralizācijai, t.i., kaula stiprināšanai.

Funkcija un uzdevumi

Dzīvajos kaulos pastāvīgi notiek remodelēšanas procesi. Sports, vingrinājumi un svara slodze padara kaulus biezākus un stiprākus; ja šo stimulu nav, kauli kļūst plānāki un vājāki. Defekti ir jānovērš. Šo procesu vadības centrs ir osteoblasti. Viņi pielāgo savu un osteoklastu aktivitātes līmeni prasībām.

Pat normāla stresa gadījumā nepareiza slodze vai nepareiza kustība rada mikrotraumas, kas izraisa nelielas plaisas kaulā. Šie mini lūzumi ir jālabo, un tas ir process, kas pastāvīgi notiek kaulā. Dziedināšanas procesam vienmēr ir tāda pati secība. Vispirms sāk darboties osteoklasti. Viņi novērš bojātos audus kopā ar veselīgu šūnu materiālu. Tiek izveidots brūces dobums (sprauga), kas ir lielāks par faktisko defektu. Šīs procedūras mērķis ir nodrošināt, ka viss iznīcinātais materiāls tiek faktiski noņemts un ka faktiski var parādīties jauni, neskarti kaulu audi.

Pēc tam osteoblasti sāk aizvērt un nostiprināt spraugu, veidojot kaulu audus. Izbūve prasa daudz ilgāku laiku nekā iepriekšējā demontāža.

Ja kauli tiek intensīvāk pakļauti darbam vai sportam, rodas spiediens vai sasprindzinājums vai abi. Paaugstināta saspiešana rodas no svariem, palielinās spriedze no cīpslas vilkšanas pārnešanas uz kaulu.

Kā jau minēts, osteoblasti darbojas kā šī procesa kontroles piemērs, tāpēc uzkrāšanās un sabrukšanas procesi vienmēr ir līdzsvarā. Viņi spēj palēnināt vai veicināt osteoklastu darbību. Viņi izdala vielas (ranga ligands), kas var piestāt pie osteoklastu receptoriem un tās aktivizēt. Atbrīvojot citu molekulu (osteoprogesterīnu), šo procesu var pārtraukt un apturēt osteoklastu darbību.

Slimības

Vairākas kaulu slimības var izsekot līdz faktam, ka līdzsvars starp veidošanos un kaulu metabolisma procesu sadalīšanos tiek traucēts, parasti vairāk tāpēc, ka tiek traucēta osteoblastu darbība.

Smarža rodas nepietiekamas C vitamīna piegādes dēļ. Parasti par to ir atbildīgs nepietiekams uzturs, tāpēc šī slimība galvenokārt notiek mazāk attīstītās valstīs. C vitamīna trūkums nozīmē, ka osteoblasti nevar radīt vajadzīgās krusteniskās saites starp kolagēna ķēdēm. Tiek izveidots bojāts kolagēns, kas vairs nespēj veikt savus uzdevumus.

Bērnu raķetes, kuras pieaugušajiem sauc par osteomalāciju, izraisa D vitamīna trūkums samazinātas uzsūkšanās un pārāk īsas saules iedarbības rezultātā. Rezultāts ir tāds, ka caur zarnu netiek absorbēts pietiekami daudz kalcija, un osteoblasti ir pieejami tā pievienošanai kauliem. Tā rezultātā viņiem trūkst izturības, tie paliek vai kļūst mīksti un deformējas, it īpaši, ja tie ir pakļauti spiedienam (priekšgala kājas).

Osteoporozes gadījumā kaulu metabolisma līdzsvars iziet no rokām. Vai nu tiek samazināta osteoblastu konstruktīvā aktivitāte, vai arī to kontroles funkcija tiek samazināta līdz osteoklastu aktivitātei. Abos gadījumos palielinās kaulu vielas sadalīšanās, samazinās kaulu blīvums. Papildus citiem simptomiem, palielināta tendence sadalīties ar skeleta deformācijām ir tipiska šīs slimības pazīme.

Tipiskas un izplatītas kaulu slimības

• osteoporoze
• Kaulu sāpes
• Salauzts kauls
• Pedžeta slimība