OSTEOCLASTI: FORMAZIONE, CARATTERISTICHE, FUNZIONI, MALATTIE - BIOLOGIA - 2025

Gli osteoclasti sono uno dei tre tipi di cellule presenti nel tessuto osseo e sono responsabili di un fenomeno noto come riassorbimento osseo, essenziale per mantenere la struttura di questo.

A differenza degli osteoblasti e degli osteociti, gli altri due gruppi cellulari presenti nel tessuto osseo, gli osteoclasti, una volta adempiuta la loro funzione di riassorbimento, attraversano complessi processi di morte cellulare programmata (apoptosi).

Microscopia di un osteoclasto attivo (Fonte: Robert M. Hunt su Wikipedia in inglese tramite Wikimedia Commons)

La sua attività è regolata principalmente dalla via endocrina, specificamente controllata da due ormoni: l'ormone paratiroideo e la calcitonina, prodotti dalla paratiroide e dalla tiroide, nello specifico.

Il nome di queste cellule fu coniato da Kölliker nel 1873, e il ruolo del riassorbimento osseo fu inizialmente attribuito ad osteociti e macrofagi, tuttavia oggi è noto che queste cellule sono piuttosto "accessorie" in questo processi.

Sono cellule elementari nella fisiologia scheletrica e difetti nella loro funzione o anomalie nei processi di cui sono responsabili implicano lo sviluppo di gravi patologie nell'uomo.

Formazione

Gli osteoblasti derivano da cellule mononucleate provenienti dal midollo spinale e da altri organi ematopoietici, in grado di migrare verso i tessuti ossei attraverso vie vascolari.

Sono formati da una cellula progenitrice chiamata granulociti-macrofagi, che dà origine a osteoclasti e monociti, la cui proliferazione e differenziazione dipende da diverse molecole regolatrici, tra le quali si possono citare molte citochine.

Dopo che le cellule progenitrici sono state disseminate attraverso il sistema vascolare, si stabiliscono in diverse aree del tessuto osseo (il periostio, l'endostio e il pericondrio).

I fagociti mononucleari sono molto simili alle cellule pre-osteoclastiche, ma è il microambiente osseo che determina la loro differenziazione attraverso stimoli differenti.

Differenziazione delle cellule progenitrici

Le cellule ematopoietiche pluripotenti del midollo osseo ricevono segnali che dirigono il loro sviluppo verso la linea mieloide, che richiede l'espressione di alcune molecole che consentono a queste cellule di rispondere a fattori osteoclastogenici.

Man mano che la "colonia" di cellule mieloidi si differenzia, si possono identificare numerosi marcatori per la stirpe dei macrofagi, caratterizzati soprattutto dalla presenza di un fattore noto come "fattore stimolante le colonie di macrofagi".

L'importanza di questo fattore nella differenziazione delle cellule progenitrici degli osteoclasti è stata dimostrata attraverso varie osservazioni sperimentali in animali con mutazioni nei geni correlati, che presentano gravi anomalie nello sviluppo osseo.

Progressione dei "macrofagi" verso gli osteoclasti

I macrofagi destinati a differenziarsi nel lignaggio degli osteoclasti progrediscono verso lo sviluppo di caratteristiche fenotipiche inerenti a queste cellule ossee, come l'espressione del recettore per la calcitonina e la capacità di riassorbire l'osso.

Allo stato attuale, più gruppi di ricerca hanno stabilito che il principale fattore osteoclastogenico è quello noto come recettore attivante del ligando NFκB (RANKL, dall'inglese " R eceptor A ctivator of N F k B L igand"), una proteina di membrana espressa dopo la stimolazione degli ormoni o delle citochine di assorbimento osseo.

Questo fattore agisce per molte e diverse vie indirette a valle, modulando l'espressione dei geni necessari per la differenziazione degli osteoclasti e la sua espressione dipende anche dal controllo di altre molecole.

La differenziazione poi avviene progressivamente e un altro passo chiave nel processo è la fusione di più cellule impegnate nella linea degli osteoclasti per formare il "poliarione" o cellula progenitrice multinucleata.

caratteristiche

Gli osteoclasti sono cellule "giganti" multinucleate (con molti nuclei) di diametro compreso tra 10 e 100 µm, con citoplasma acidofilo e dotate di un sistema membranoso interno complesso e specializzato che funziona nel processo di riassorbimento.

Sono cellule mobili che si muovono sulla superficie delle ossa tra i siti di riassorbimento. Quando sono visti nel loro stato attivo, hanno molti vacuoli e mitocondri al loro interno, che rappresentano un alto flusso metabolico.

Queste cellule occupano posizioni specifiche note come "lagune di Howship", che sono depressioni cave caratteristiche delle regioni in cui si verifica il riassorbimento osseo.

Sezione trasversale di un osteoclasto attivo (Fonte: Cellpath tramite Wikimedia Commons)

Sono cellule polarizzate, in modo che gli organelli all'interno si trovino in determinate aree: l'area basale, l'area del "bordo riccio" o "bordo del pennello", l'area chiara e l'area vescicolare.

Le aree chiare ed i bordi del pennello presentano strutture di riassorbimento specializzate che le caratterizzano, che si osservano come un reticolo di pieghe membranose sotto le quali avvengono i processi di riassorbimento, poiché sono a diretto contatto con l'osso.

La zona basale (la più lontana dalle lagune) è quella che contiene la maggior quantità di organelli: i nuclei e tutti i sistemi correlati, mentre la zona vescicolare è costituita da molte vescicole trasportatrici che collaborano al riassorbimento e si trovano tra la zona basale. e il bordo del pennello.

Caratteristiche

In combinazione con le altre cellule del tessuto osseo, oltre che in concerto con alcuni fattori regolatori locali e alcuni ormoni, gli osteoclasti svolgono un ruolo importante nel mantenimento strutturale e nel rimodellamento delle ossa, durante e dopo l'osteogenesi.

In questo senso, gli osteoclasti partecipano al processo di riassorbimento e formazione accoppiato, che consiste nel riassorbimento mediato dagli osteoclasti e nella formazione diretta dagli osteoblasti.

In generale, i meccanismi di riassorbimento osseo mediati dagli osteoclasti implicano la secrezione di idrolasi dai loro lisosomi e di ioni che disintegrano le ossa.

Come altre cellule del tessuto connettivo, gli osteoclasti partecipano al mantenimento dell'omeostasi del calcio nel siero.

Malattie

Diverse malattie sono legate alla funzione degli osteoclasti, tra cui:

- Osteoporosi : è una condizione caratterizzata da uno squilibrio tra riassorbimento osseo e formazione, dove si verifica un riassorbimento esacerbato, che produce fragilità e fratture scheletriche continue. Si verifica comunemente negli anziani e negli anziani.

- Osteopetrosi : è una condizione genetica caratterizzata da un aumento della massa ossea dovuto a difetti nello sviluppo dei bordi ricci degli osteoclasti causati da specifiche mutazioni, che si traduce in una diminuzione della loro capacità di riassorbimento.

- Morbo di Paget: viene rilevato nei pazienti anziani come riassorbimento osseo incontrollato e formazione che apparentemente ha un'origine virale.

Riferimenti

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