Was sind Knochenzellen?
Im Knochengewebe sind drei verschiedene Arten von Knochenzellen vorhanden, von denen jede ihre eigene entscheidende Funktion hat. Zusammen sind Osteoblasten, Osteoklasten und Osteozyten für die ordnungsgemäße Entwicklung und Aufrechterhaltung des Skeletts sowie für die Regulierung des Gehalts an Mineralien verantwortlich, die im Blutkreislauf und im gesamten Körper vorhanden sind. Zwei verwandte Zelltypen, Auskleidungszellen und osteogene Zellen, stammen von Osteoblasten, haben jedoch ihre eigenen Schlüsselfunktionen für die ordnungsgemäße Knochengesundheit.
Osteoblasten
Die Zellen, die für die Bildung von neuem Knochengewebe verantwortlich sind, sind die Osteoblasten. Sie entstehen im Knochenmark, dem weichen inneren Bereich, der die Stammzellen enthält, die auch rote und weiße Blutkörperchen produzieren. In ihrer Gesamtheit bilden Osteoblasten eine Art Knochengewebe, das als Osteoid bezeichnet wird, hauptsächlich aus Kollagen, das dann mineralisiert wird. Dies bedeutet, dass Kalzium und andere Mineralien am Gewebe haften und die Knochenzellen stark machen.
Obwohl Osteoblasten für die Knochenbildung von entscheidender Bedeutung sind, wenn sich ein Fötus im Mutterleib entwickelt und wenn ein Kind wächst, hören diese Knochenzellen auch dann nicht auf zu arbeiten, wenn eine Person das Erwachsenenalter erreicht hat. Die Knochen werden ständig abgebaut und wieder aufgebaut, wobei etwa 4% aller Knochenoberflächen jederzeit eine aktive Osteoblastenaktivität aufweisen. Dieser Vorgang wird als Umbau bezeichnet. Die regelmäßige Entwicklung von neuem Gewebe ermöglicht es den Knochen, Brüche oder andere Verletzungen zu reparieren und sich an die Bedürfnisse des Körpers anzupassen. Darüber hinaus sind die Knochen im täglichen Gebrauch Belastungen ausgesetzt und entwickeln winzige Mikrofrakturen, die ständig repariert werden.
Sobald das Knochengewebe abgebaut und wieder aufgebaut wurde, werden die meisten Osteoblasten-Knochenzellen flachgedrückt und produzieren kein neues Gewebe mehr. Sie werden zu Auskleidungszellen und dienen zum Schutz der darunter liegenden Knochenmatrix. Auskleidungszellen sind auch für die Regulierung von Mineralien wie Kalzium und Phosphat von entscheidender Bedeutung, damit diese Substanzen bei Bedarf in die Knochen gelangen und aus diesen austreten können.
Osteoklasten
Osteoklasten sind große Knochenzellen, die sich im Knochenmark bilden. Ähnlich wie die weißen Blutkörperchen sind sie für den Abbau des Knochengewebes verantwortlich, das für das Knochenwachstum und die Heilung erforderlich ist. Sie beginnen als kleinere Zellen, die als Osteoklasten-Vorläufer bezeichnet werden, fusionieren aber zu Osteoklasten mit mehreren Kernen, wenn sie Stellen am Knochen finden, die abgebaut werden müssen, ein Vorgang, der als Resorption bezeichnet wird.
Obwohl die Anzahl der Osteoklastenzellen relativ gering ist, sind sie nicht nur für die Knochenneubildung wichtig, sondern auch für die Regulierung der Mineralien im Blutkreislauf. Wenn diese Zellen Knochen abbauen, geben sie Kalzium und Phosphat an das Blut ab, wo diese Mineralien bei vielen biochemischen Prozessen eine wichtige Rolle spielen. Osteoklasten sind auch an der Entwicklung roter Blutkörperchen im Knochenmark beteiligt.
Die Forschung legt auch nahe, dass Osteoklasten Immunrezeptoren haben und dass es enge Verbindungen zwischen dem Immunsystem und dem Skelettsystem gibt. Genau wie die beiden interagieren wird noch untersucht, obwohl Studien zu Autoimmunerkrankungen wie rheumatoider Arthritis zeigen, wie das Immunsystem die Knochenresportion beeinflussen kann. Osteoklasten sind auch mit anderen Krankheiten verbunden; Wenn sie Knochen schneller abbauen, als sie wieder aufgebaut werden können, ist beispielsweise Osteoporose die Folge.
Osteozyten
Nach dem Aufbau des neuen Knochengewebes verbleiben jene Osteoblasten, die nicht zu Auskleidungszellen werden, tief in der Knochenmatrix und werden zu Osteozyten, Zellen mit langen Verzweigungen durch das Knochengewebe, die ein Netzwerk bilden. Osteozyten fungieren als Kontrollzentrum, leiten Mineralablagerungen und senden Osteoklasten, um bei Bedarf Schäden am Knochengewebe zu reparieren. Sie sind auch dafür verantwortlich, die Freisetzung von Mineralien wie Kalzium in den Blutkreislauf zu signalisieren, um die Gesundheit zu erhalten.
Osteozyten sind die am häufigsten vorkommenden Knochenzellen und können jahrzehntelang leben. Einige sind so programmiert, dass sie auf natürliche Weise sterben, aber Erkrankungen wie Arthrose und Osteoporose gehen mit einem erhöhten Zelltod einher. Mit anderen Worten, wenn eine höhere Anzahl von Osteozyten stirbt, werden die Knochen schwächer.
Vorläufer
Die meisten Knochenzellen können sich nicht teilen und nicht vermehren. Osteogene Zellen sind Knochenzellen, die in der Lage sind, neue Osteoblasten und Osteoklasten zu erzeugen. Sie befinden sich im Periost, dem Gewebe, das den Knochen und das Knochenmark umgibt. Eine Verletzung wie eine Fraktur löst die Zellproduktion durch die osteogenen Zellen aus und erzeugt neue Osteoblasten und Osteozyten, um den Schaden so schnell wie möglich zu reparieren.