Knoglecellerne

Skelettet er et dynamisk organ, som kontinuerligt bliver omsat. Der foregår således til stadighed både knogleresorption og -formation i en proces, som kaldes knogleremodelering.

De celler, som er ansvarlige for knogleresorptionen og -formation er henholdsvis osteoklaster og osteoblaster.

Osteoblaster er de celler, der er ansvarlige for knogleformationen. Osteoblastcellelinien omfatter osteoprogenitorceller, præosteoblaster, osteoblaster, lining cells og osteocytter. Modne osteoblaster har kubisk form og er beliggende lagvis. Deres aktivitet er velkoordineret, og de producerer den lamellære knoglestruktur ved at secernere knoglematrix og efterfølgende mineralisere denne ved hjælp af alkalisk fosfatase.

Osteoblasterne er ansvarlige for produktionen af en lang række andre proteiner involveret i knoglenydannelsen, samt receptor aktivator af nuklear faktor-B ligand (RANKL) og osteoprotegerin (OPG), hvor RANKL og OPG er betydende for dannelsen og reguleringen af osteoklastdannelsen og -aktiviteten.

Osteoblaster kan danne ca. 0.5 μM matrix pr. dag og den formative del af knogleremodeleringscyklus tager ca. 90 dage, dog med store variationer. Under remodeleringsprocessen bliver en del af osteoblasterne indlejret i den mineraliserede matrix og omdannes til osteocytter, mens andre bliver udfladede celler, som dækker den hvilende knogleoverflade, også kaldet lining cells. Osteocytterne er de celler, der forekommer i størst antal i knoglerne, og danner et udstrakt netværk gennem såvel trabekulær som kompakt knogle som beskrevet under kapitlet om knoglernes opbygning.

Osteoklaster er de celler, som er ansvarlige for knogleresorptionen. Osteoklaster er store multinukleære celler, og deres morfologi er højt specialiseret med henblik på knogleresorption. Den aktivt resorberende osteoklast er polariseret, således at den har et specialiseret område, den såkaldte ruffled border, som vender mod knogleoverfladen. Cytoplasmaet indeholder talrige mitokondrier, flere store golgikomplekser og en stor mængde vakuoler og transportvesikler fyldt med lysosomale enzymer.

Knogleresorption starter oftest efter aktivering af osteoklasterne med signaler fra osteoblaster/lining cells. Biologien af disse signaler er endnu ikke komplet belyst, men blandt andet RANKL er nøglefaktor, som er ansvarlig for differentiering af mononukleære forstadier til modne osteoklaster. Omvendt reguleres effekten af RANKL af OPG. Disse medfører, at mononukleære forstadier fusionerer og adhærerer til knogleoverfladerne. Vitronektin, som er et integrin, binder osteoklaster tæt til knoglen via en celle-matrix interaktion, og der skabes en nærmest forseglet spalte mellem osteoklastens ruffled border og knogleoverfladen. Ved hjælp af protonpumper pumpes syre ind i denne spalte, hvilket fører til opløsning af kalciumkrystallerne i knogleoverfladen. Herefter er knoglematrix tilgængelig for nedbrydning via de store mængder lysosomale enzymer, som osteoklasten har oplagret i vesikler i cytoplasmaet. Knoglenedbrydningen resulterer i dannelsen af den såkaldte resorptionspit. På et givent signal fra osteoblaster stopper osteoklastaktiviteten og osteoklasterne migrerer til andre steder, hvor knogleresorption skal foregå, eller de undergår apoptose/celledød.

Hovedreference: DKMS – baggrundsartikel – dec. 2009: Knoglevævets opbygning og funktion