Osteoklast

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Osteoklasten (Singular der Osteoklast) sind mehrkernige Zellen, die durch Fusion von mononukleären Vorläuferzellen aus dem Knochenmark entstehen. Sie gehören zum mononukleär-phagozytären System (MPS). Ihre Hauptaufgabe ist die Resorption der Knochensubstanz.

Osteoklasten entwickeln sich aus Stammzellen des Knochenmarkes (CFU-GM). Sie zeigen teilweise Eigenschaften von zirkulierenden Monozyten und Gewebs-Makrophagen.

Inhaltsverzeichnis 1 Regulation 2 Histologie 3 Physiologie 4 Krankheiten 4.1 Verminderte Osteoklastentätigkeit 4.2 Vermehrte Osteoklastentätigkeit 5 Literatur 6 Weblinks

[Bearbeiten] Regulation

Folgende Faktoren können die Formation von Osteoklasten anregen:

• Dexamethason
• 1, 25-dihydroxyvitamin D3

Diese Faktoren führen zu einer Aktivierung des PU.1 Transkriptions Faktors, der die Umwandlung von Makrophagen in Osteoklasten verstärkt. Osteoklasten werden außerdem über den RANK/RANK liganden (RANKL) aktiviert. Osteoprotegerin (OPG) ist ein weiteres Protein , welches bei der Osteoklastenaktivierung beteiligt ist.

[Bearbeiten] Histologie

Osteoklasten sind große Zellen mit einem Durchmesser von 50 bis 100 µm, die bis zu 10 Zellkerne enthalten können. Sie finden sich an der Knochenoberfläche in den Resorptionslakunen (Howship-Lakunen). Genauso wie die eng mit Ihnen verwandten Makrophagen sind sie in der Lage, sich amöboid fortzubewegen.

Der apikale Pol eines Osteoklasten ist dem Knochen zugewandt. Hier lassen sich verschiedene Bereiche unterscheiden:

• Zentral findet sich eine helle, streifige und vesikelreiche Zone, in der die Zellmembran in Form eines Bürstensaums stark gefaltet ist. Sie wird als "ruffled border" bezeichnet und ist der eigentliche Ort der Knochenresorption. Lichtmikroskopisch stellt sie sich hell-gestreift dar.

• In der Peripherie zeigt sich lichtmikroskopisch eine intensive Anfärbung. Dort haftet der Osteoklast mit seinem Adhäsionsapparat (Integrine) an der Knochensubstanz. Es besteht ein sehr enger Kontakt zwischen Osteoklast und Knochen, mit einem Abstand von nur 0,3-0,5 nm. Man nennt diesen Bereich deshalb auch treffend "sealing zone".

• Das Zytoplasma, das die "sealing zone" umgibt, wird als "clear zone" bezeichnet, da es fast keine Zellorganellen aufweist. Dafür findet sich hier eine große Menge kontraktiler Proteine.

[Bearbeiten] Physiologie

Osteoklasten geben proteolytische Enzyme ab, die die kollagene Knochenmatrix auflösen. Die dabei freigesetzten Kollagenfragmente werden phagozytiert. Dabei entstehen die Howship-Lakunen, die man auch als "Fressspur" der Osteoklasten bezeichnen kann. Ihre Kapazität ist beachtlich: Ein Osteoklast kann die gleiche Menge Knochen abbauen, die 100 Osteoblasten in dieser Zeit aufbauen.

[Bearbeiten] Krankheiten

[Bearbeiten] Verminderte Osteoklastentätigkeit

Bei der genetisch bedingten Krankheitsgruppe der Osteopetrose ist die Osteoklastentätigkeit stark vermindert.

[Bearbeiten] Vermehrte Osteoklastentätigkeit

Eine vermehrte Osteoklastentätigkeit findet sich bei folgenden Krankheiten

• Osteoporose
• Hyperparathyreoidismus
• Morbus Paget
• Aseptische Knochennekrose
• Rheumatoide Arthritis
• Periodontitis
• Osteogenesis imperfecta
• Brustkrebs

[Bearbeiten] Literatur

• Bellido, T., and seven others. 1995. Regulation of interleukin-6, osteoclastogenesis, and bone mass by androgens. The role of the androgen receptor. J Clin. Invest. 95: 2886-2895.
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• Jilka, R. L., and eight others. 1992. Increased osteoclast development after estrogen loss: Mediation by interleukin-6. Science 257: 88-91.
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• Tondravi, M. M., McKercher, S. R., Anderson, K., Erdmann, J. M., Quiroz, M., Maki, R. and Teitelbaum, S. L. 1997. Osteopetrosis in mice lacking haematopoietic transcription factor PU.1. Nature 386: 81-84.
• Tsukii, K. and ten others. 1998. Osteoclast differentiation factor mediates an essential signal for bone resorption induced by 1 alpha,25-dihydroxyvitamin D3, prostaglandin E2, or parathyroid hormone in the microenvironment of bone. Biochem Biophys Res Commun. 246: 337-341.

[Bearbeiten] Weblinks

• www.osteoporose.de - Wissenschaftliche Infos zu "Knochen" und "Knochenschwund"
• Abbildung der Osteoklastentätigkeit