Osteocyten

Osteocyten zijn rijpe botcellen omsloten door osteoblasten van de botmatrix.

In het geval van botdefecten sterven osteocyten door onvoldoende toevoer van voedingsstoffen en roepen zo de botafbrekende osteoclasten op het toneel. Pathologische osteocyten kunnen relevant zijn voor ziekten zoals osteoporose.

Wat zijn osteocyten?

Het menselijk bot leeft. Onrijpe osteoblasten vormen de zogenaamde botmatrix. Dit netwerk van onrijpe botcellen omvat de rijpe botcellen. Ze staan ook bekend als osteocyten en vormen numeriek de meerderheid van de botcellen.

De osteoblasten zijn hun voorganger. De rijping van de osteoblasten vindt plaats tijdens osteogenese. Deze term betekent de vorming van nieuw botweefsel. Het lichaam vormt voortdurend nieuw botweefsel en bouwt de botstructuur weer op of past deze aan de belasting aan. In de botten vinden voortdurend demineralisatie en remineralisatie plaats. Osteoclasten breken oude botstof af en zijn daarom verantwoordelijk voor demineralisatie.

Osteoblasten nemen de mineralisatie over. Ze raken verstrikt in osteogenese en worden volwassen osteocyten in dit holtesysteem. Zogenaamde gap junctions verbinden de osteocyten met elkaar. Dit zijn cel-naar-cel kanalen die dienen om voedingsstoffen uit te wisselen. De functie van de osteocyten is nog niet definitief opgehelderd. Vermoedelijk zijn ze betrokken bij botverlies.

Anatomie en structuur

Osteoblasten vormen de zogenaamde botmatrix. Dit is de organische basissubstantie van het bot die nog niet is gemineraliseerd. Type I collageenvezels en mucopolysacchariden zijn belangrijke componenten van de botmatrix. Ze maken het bot elastisch onder druk.

Het embryonale bindweefsel wordt ook wel mesenchym genoemd. Hieruit vormen de osteoblasten zich in de onmiddellijke nabijheid van de bloedcapillairen. Deze onrijpe botcellen vormen zachte osteoïden. Dit is nog geen verkalkte botstof. Na verloop van tijd verrijken de osteoblasten het osteoïd met het calciumfosfaat hydroxylapatiet. Deze afzetting verhardt en stabiliseert het bot. Sommige osteoblasten zijn aan alle kanten omgeven door botmatrix. Deze osteoblasten zijn de osteocyten. Dit zijn mononucleaire cellen in een holtesysteem met gemineraliseerde botstof.

Het lacunes-systeem van de osteocyten ligt tussen de afzonderlijke lamellen van de botten. In elke lacune is er een cellichaam. De celextensies bevinden zich in de fijne caniculi. De celextensies verbinden de osteocyten door middel van gap junctions.

Functie en taken

In menselijke botten vindt botvorming en botafbraak permanent plaats. Om de zeven jaar krijgt de mens als het ware een nieuw skelet. Door de ombouw past het skelet zich aan nieuwe omstandigheden aan. Gestreste botten worden bijvoorbeeld na verloop van tijd dikker en veerkrachtiger. Botten die niet bewegen of die niet onder druk staan, worden dunner en zwakker.

Osteoclasten en osteoblasten spelen een belangrijke rol bij het botmetabolisme. Osteoblasten bouwen zich op. Osteoclasten breken botten af en voorkomen de eindeloze groei van botsubstantie. De afbraak door de osteoclasten is bijvoorbeeld vereist in het geval van microbreuken of breuken. Bij deze verschijnselen breken de cellen defecte botstof af. Ze lossen het bot op via twee mechanismen. Eerst worden de minerale zouten van het bot geëxtraheerd zodat de substantie zachter wordt. Dit gebeurt door een verlaagde pH-waarde in de holte tussen de botstof en een osteoclast. De lage pH-waarde wordt behouden door actief transport van protonen.

Nadat de minerale zouten zijn opgelost, geven de osteoclasten proteolytische enzymen af. Deze enzymen lossen de collagene botmatrix op en fagocyteren vervolgens de vrijgekomen collageenfragmenten. De twee afbraakmechanismen van de osteoclasten leiden tot Howship-lacunes, ook wel bekend als het voedingsspoor van de osteoclasten. Elke osteoclast kan theoretisch dezelfde hoeveelheid bot afbreken, waarvoor bijna 100 osteoblasten nodig zijn om te bouwen. De osteoclastactiviteit wordt hormonaal gecontroleerd en geactiveerd door bijschildklierhormoon.

Inactivering vindt plaats door middel van calcitonine. Osteocyten krijgen nu ook een regulerende functie. Bij defecte botten is er weinig of geen toevoer van voedingsstoffen via de gap junction. Als gevolg daarvan sterven de osteocyten af in de defecte botmatrix. De osteoclasten worden pas ingeschakeld als de osteocyten afsterven.

Ziekten

Het bot kan worden aangetast door verschillende ontregeling. Een verminderde activiteit van de osteoclasten heeft bijvoorbeeld evenveel ziektekosten als een verhoogde activiteit van de osteoclasten of een verminderde activiteit van de osteoblasten.

Pathologische osteocyten kunnen een rol spelen bij ontregeling van osteoclastactiviteit. Aangezien de exacte functie van de osteocyten echter nog niet bekend is, is dit een nogal speculatieve relatie. Wanneer de activiteit van de osteoclasten wordt verminderd, prolifereert het bot. Op deze manier kan botkanker ontstaan. Een verminderde osteoclastactiviteit wordt echter ook in verband gebracht met ziekten zoals genetische osteoporose. Verhoogde activiteit van de osteoclasten breekt meer bot af dan de osteoblasten kunnen vormen. Dit fenomeen speelt een rol bij genetische osteoporose.

Bovendien worden ziekten zoals hyperparathyreoïdie, osteodystrofie deformans, aseptische botnecrose en reumatoïde artritis gekenmerkt door dit fenomeen. Hetzelfde geldt voor parodontitis en osteogenesis imperfecta. De rol van osteocyten bij de genoemde ziekten blijft onderwerp van onderzoek. Aangezien dode osteocyten eerst de osteoclasten op het toneel roepen, kan een oorzakelijk verband tussen de structuur van de osteocyten en enkele van de genoemde ziekten niet worden uitgesloten.