Osteoblasti, formazione, caratteristiche, funzioni, patologie

IL Osteoblasti Sono uno dei tre tipi di cellule che si trovano nel tessuto connettivo specializzato nel supporto strutturale del corpo: l'osso. Queste cellule derivano da altre cellule chiamate cellule osteoprogenitrici e la loro funzione principale è quella della sintesi della matrice ossea.

L'osso è composto da una matrice extracellulare che si indurisce grazie alla deposizione di calcio, dando il tessuto di forza e rigidità e da tre principali classi di cellule: osteoblasti, osteoclasti e osteociti.

Micrografia luminosa di un osso decalcificato "spugnoso" che presenta osteoblasti attivi che sintetizzano attivamente l'osteoide (Fonte: Robert M. Hunt [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)] via Wikimedia Commons)

Gli osteoblasti sono noti come cellule che formano ossee, mentre gli osteoclasti e gli osteociti sono rispettivamente il riassorbimento e le cellule "laguna". Di questi, la classe più abbondante corrisponde agli osteociti (oltre il 90%), seguita da osteoblasti (5%) e, in misura minore, gli osteoclasti (1%).

Tradizionalmente queste cellule sono state identificate come cellule che formano ossee. Tuttavia, è attualmente noto che questi partecipano a molti altri eventi come la sintesi di paracrini e fattori autocrini come citochine, fattori di crescita, proteasi e altri.

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Formazione

Gli osteoblasti derivano da cellule precursori mesenchimali, che danno anche origine a condrociti (cellule cartilaginee), mioblasti (cellule muscolari), adipociti (cellule adipose) e cellule tendinee, a seconda dei fattori di trascrizione che regolano la loro differenziazione.

In considerazione del fatto che appartengono al sistema cellulare stromale o mesenchimale, gli osteoblasti sono associati al midollo osseo e appartengono a un lignaggio separato del sistema cellulare ematopoietico.

Tra gli elementi coinvolti nella formazione di queste cellule ci sono tre fattori di trascrizione (CBFA1, OSX e ATF4) e alcune proteine ​​con funzioni specifiche nella morfogenesi ossea.

Durante la schelerogenesi, gli osteoblasti partecipano a due forme di sviluppo osseo: l'intramembrano, che dà origine al cranio e l'endocondrale, che è formato da una "muffa" di cartilagine.

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Tuttavia, questa classe speciale di cellule ossee non è completamente differenziata, poiché possono "immergersi" nella matrice extracellulare per formare gli osteociti, il cui sistema secretorio è ridotto; Oppure, al contrario, possono soffrire di processi apoptotici (morte cellulare programmata).

Il destino cellulare degli osteoblasti, così come quello della maggior parte delle cellule di un organismo, è geneticamente determinato e gli eventi di proliferazione e differenziazione dipendono fortemente da ormoni e fattori di trascrizione.

Caratteristiche

Gli osteoblasti sono cellule secretorie multinucleate (con diversi nuclei parzialmente differenziati), all'interno dei quali gli organelli sono ordinati spazialmente in modo che il nucleo rimanga lontano dalla regione secretoria di spicco.

Secondo le micrografie elettroniche, gli osteoblasti hanno un abbondante reticolo endoplasmatico e un complesso Golgi altamente sviluppato, con numerose vescicole secretorie, che rappresentano la funzione di secrezione attiva di queste cellule.

Sono conosciuti come cellule "cuboidali" grazie alle loro caratteristiche morfologiche e stanno formando strati unicellulari aderiti alle superfici ossee.

A differenza di altre cellule correlate come gli osteociti (in cui possono differenziarsi), gli osteoblasti entrano in contatto con le loro cellule vicine per mezzo.

Entrambi gli osteoblasti e la maggior parte degli osteociti sono separati dalla matrice ossea mineralizzata grazie a una sostanza organica nella matrice ossea conosciuta come osteoide, sintetizzata dagli osteoblasti.

Nelle loro membrane cellulari gli osteoblasti hanno fattori importanti come integrine e recettori ormonali, tra cui i destinatari dell'ormone paratiroideo spiccano. Ciò stimola la secrezione del ligando dell'osteoprotegerina, necessaria per la differenziazione degli osteoclasti.

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Sono in grado di rispondere agli estrogeni, all'ormone della crescita, alla vitamina D3 e alla tiroxina, nonché ad altri fattori come citochine specifiche e fattori di trascrizione da cui dipende la sua differenziazione.

Funzioni

Le funzioni degli osteoblasti possono essere riassunte nel mantenimento dell'architettura scheletrica, poiché questi sono responsabili della sintesi dei componenti organici della matrice ossea. Tra questi includono fibre di collagene, glicoproteine ​​e alcuni proteoglicani.

Le loro funzioni sono principalmente correlate alla loro maturazione, poiché da un'origine comune possono differenziarsi nei sintetizzatori della matrice ossea, nelle cellule di rivestimento osseo e negli osteociti.

Il responsabile è anche la sintesi di alcuni enzimi e fattori specifici la cui funzione implica la rimozione dell'osteoide, contribuendo all'accesso degli osteoclasti alla superficie ossea calcificata, controllando così la sua funzione.

Insieme agli osteoclasti, gli osteoblasti partecipano ai processi di rimodellamento osseo quando si sostituiscono le regioni dell'osso riassorbito dagli osteoclasti in risposta a diversi tipi di sollecitazione meccanica applicata al tessuto osseo.

Poiché hanno la capacità di regolare l'attività degli osteoclasti, gli osteoblasti partecipano indirettamente all'omeostasi del calcio corporeo.

Partecipano non solo nella secrezione delle componenti organiche della matrice ossea, ma anche nella loro calcificazione attraverso la secrezione di enzimi come la fosfatasi alcalina, in grado di regolare la fosforilazione di altre fosfoproteine.

Inoltre, alcune delle glicoproteine ​​prodotte da queste cellule, come l'osteonectina/SPARC, il tenascino C, la fibronectina e i membri della famiglia delle proteine ​​trombospondina, sono coinvolte nella regolazione dell'adesione, della migrazione, della proliferazione e della differenziazione di altre cellule ossee.

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Patologie correlate

Molte malattie nell'uomo sono correlate alla funzione degli osteoblasti, a seguito del coinvolgimento diretto di queste cellule nella formazione di ossa.

Tra le malattie più comuni associate agli osteoblasti ci sono l'osteoporosi, la malattia di Paget (che ha a che fare con la deformazione e la fragilità delle ossa) e l'osteoartrite (usura dei tessuti protettivi che coprono le estremità delle ossa).

L'osteoporosi, ad esempio, deriva da un equilibrio negativo tra l'attività di formazione ossea degli osteoblasti e l'attività di riassorbimento ossea in cui gli osteoclasti sono specializzati.

Questo equilibrio negativo sembra riguardare le carenze nella proliferazione o nella differenziazione delle cellule osteoprogenitrici o con eventi di apoptosi eccessivi.

Riferimenti

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