Osteoklasten

Osteoklasten sind große Zellen mit einem Durchmesser zwischen 30 und 100 µm. Diese Riesenzellen entstehen durch Verschmelzen von bis zu 25 Vorläuferzellen, wobei deren Zellkerne erhalten bleiben. Daher enthalten die Osteoklasten bis zu 25 Zellkerne.

Die Osteoklasten können sich auf der Oberfläche der Knochen kriechend fortbewegen, ähnlich wie eine Amöbe.

Funktion

Die Hauptfunktion der Osteoklasten ist das Auflösen von Knochensubstanz. Daher kommt auch ihr Name: "ostéon" heist "Knochen", und "klastos" bedeutet so viel wie "zerbrochen".

Knochen sehen zwar auf den ersten Blick aus wie statische Gebilde, sind aber durchaus dynamisch. Die Knochen müssen sich ständig neuen Belastungen anpassen und befinden sich daher in einem permanentem Umbau ^[1]. Ein solcher Umbau ist aber auch stets mit dem Auflösen von Knochensubstanz an der einen Stelle und dem Erzeugen neuer Knochensubstanz an einer anderen Stelle verbunden. Die Osteoklasten sorgen für den Abbau der Knochensubstanz, und ihre Gegenspieler, die Osteoblasten, erzeugen neue Knochensubstanz. Beide Zelltypen befinden sich normalerweise in einem Gleichgewicht. Unter Umständen können aber die Osteoklasten Überhand nehmen, und dann kann es zur Krankheit Osteoporose kommen, die vor allem ältere Frauen betrifft.

Arbeitsweise

Die Osteoklasten können die Knochen über zwei verschiedene Wege auflösen ^[2]:

Erniedrigung des pH-Wertes: Durch aktiven Transport von Protonen nach außen wird der pH-Wert auf der Oberfläche des Knochens gesenkt, und in diesem sauren Milieu lösen sich die Calcium-Salze des Knochens langsam auf.

Auflösung der Knochenmatrix: Die Osteoklasten geben Proteasen nach außen ab, also Enzyme, die in der Lage sind, Proteine zu spalten. Dadurch wird das KollagenKollagen ist ein besonders stabiles Strukturprotein, das aus drei miteinander verbundenen Helices besteht, die durch viele H-Brücken zusammengehalten werden. der Knochen zersetzt. Kollagen ist der wesentliche Bestandteil der Knochenmatrix. Die so entstandenen Proteinbruchstücke werden dann von den Osteoklasten durch Phagocytose aufgenommen (ähnlich wie bei Amöben).

Regulation

Es gibt zwei Hormone, die die Tätigkeit der Osteoklasten regulieren, das Parathormon und das Calcitonin. Das Parathormon aktiviert die Osteoklasten, während das Calcitonin die Osteoklasten inaktiviert (also hemmt).

Eine weitere Verbindung, die die Osteoklasten aktiviert, ist der Ligand RANKL. Dieser Ligand wird von den Osteoblasten ausgeschüttet und sich in den RANK-Rezeptor in der Osteoklastenmembran. Dadurch werden die Osteoklasten aktiviert und bauen Knochensubstanz ab.

Gegenspieler

Die Gegenspieler der Osteoklasten sind die Osteoblasten. Interessanterweise schütten die Osteoblasten eine Verbindung aus, die den RANK-Liganden RANKL abfängt und wieder unschädlich macht.