Die Rolle von Osteozyten beim entzündlichen Knochenschwund – Grenzen

Osteozyten, eine Zelle, die in der Substanz eines vollständig ausgebildeten Knochens liegt. Es nimmt eine kleine Kammer ein, die als Lakune bezeichnet wird und in der verkalkten Knochenmatrix enthalten ist. Osteozyten stammen von Osteoblasten oder knochenbildenden Zellen ab und sind im Wesentlichen Osteoblasten, die von den Produkten umgeben sind, die sie sekretieren. Zytoplasmatische Fortsätze der Osteozyten erstrecken sich von der Zelle weg zu anderen Osteozyten in kleinen Kanälen, die Canaliculi genannt werden. Über diese Kanälchen werden Nährstoffe und Abfallprodukte ausgetauscht, um die Lebensfähigkeit der Osteozyten zu erhalten. Osteozyten sind der am häufigsten vorkommende Zelltyp in reifem Knochengewebe. Sie sind auch langlebig und überleben so lange, wie der Knochen, den sie besetzen, existiert.

Die Osteozyten sind zur Knochenablagerung und -resorption fähig. Es ist auch am Knochenumbau beteiligt, indem es Signale an andere Osteozyten als Reaktion auf selbst geringfügige Knochendeformationen überträgt, die durch Muskelaktivität verursacht werden.

Auf diese Weise wird der Knochen stärker, wenn er zusätzlich belastet wird (zum Beispiel durch häufige Bewegung oder körperliche Anstrengung), und schwächer, wenn er entlastet wird (zum Beispiel durch Inaktivität). Die Osteozyten können bei der Kalziumentfernung aus dem Knochen helfen, wenn der Kalziumspiegel des Körpers zu niedrig ist. Der vorzeitige Tod oder die Dysfunktion von Osteozyten wird mit Krankheiten wie Osteoporose und Osteoarthritis in Verbindung gebracht.

 

Abstrakt
Dieser Übersichtsartikel beschreibt die normale Knochenanatomie und -physiologie als Einführung in die nachfolgenden Artikel in diesem Abschnitt, in denen klinische Anwendungen der Beckenkamm-Knochenbiopsie erörtert werden. Zuerst werden die normale Anatomie und die Funktionen des Skeletts besprochen, gefolgt von einer allgemeinen Beschreibung der Prozesse der Knochenmodellierung und -remodellierung. Der Knochenumbauprozess reguliert die Zunahme und Abnahme der Knochenmineraldichte im erwachsenen Skelett und beeinflusst direkt die Knochenstärke. Um den Wert und die Interpretation der Ergebnisse der Beckenkamm-Histomorphometrie beurteilen zu können, ist ein gründliches Verständnis des Knochenumbauprozesses von entscheidender Bedeutung.

Die Rekrutierung, Aktivierung und Knochenresorption von Osteoklasten wird ausführlich besprochen, gefolgt von einem Überblick über die Rekrutierung von Osteoblasten und den Prozess der Knochenneubildung. Als nächstes werden die kollagenen und nicht kollagenen Proteinkomponenten und die Funktion der extrazellulären Knochenmatrix zusammengefasst, gefolgt von einer Beschreibung des Prozesses der Mineralisierung der neu gebildeten Knochenmatrix.

Die Wirkung biomechanischer Kräfte auf den Knochen wird durch das Osteozyten-Syncytium innerhalb des Knochens über das Kanalnetz und interzelluläre Gap Junctions erfasst. Schließlich werden Konzepte in Bezug auf Knochenumbau, Osteoklasten- und Osteoblastenfunktion, extrazelluläre Matrix, Matrixmineralisierung und Osteozytenfunktion in einer Zusammenfassung der derzeit verstandenen funktionellen Determinanten der Knochenstärke synthetisiert. Diese Informationen bilden die Grundlage für das Verständnis des Nutzens und der klinischen Anwendungen der Beckenkamm-Knochenbiopsie.

Das Skelett
Das menschliche Skelett eines Erwachsenen besteht aus insgesamt 213 Knochen, ausgenommen die Sesambeine (1). Das Blinddarmskelett besteht aus 126 Knochen, das Achsenskelett aus 74 Knochen und die Gehörknöchelchen aus sechs Knochen. Jeder Knochen wird während des Lebens ständig modelliert, um ihn an sich ändernde biomechanische Kräfte anzupassen, sowie umgebaut, um alten, mikrobeschädigten Knochen zu entfernen und durch neuen, mechanisch stärkeren Knochen zu ersetzen, um die Knochenstärke zu erhalten.

Die vier allgemeinen Kategorien von Knochen sind lange Knochen, kurze Knochen, flache Knochen und unregelmäßige Knochen. Zu den langen Knochen gehören die Schlüsselbeine, Oberarmknochen, Speichen, Ellen, Mittelhandknochen, Oberschenkelknochen, Schienbeine, Wadenbeine, Mittelfußknochen und Phalangen.

Zu den kurzen Knochen gehören die Handwurzel- und Fußwurzelknochen, Kniescheiben und Sesambeine.

Zu den flachen Knochen gehören der Schädel, der Unterkiefer, die Schulterblätter, das Brustbein und die Rippen. Unregelmäßige Knochen umfassen die Wirbel, das Kreuzbein, das Steißbein und das Zungenbein. Flache Knochen bilden sich durch membranöse Knochenbildung, während lange Knochen durch eine Kombination aus enchondraler und membranöser Knochenbildung gebildet werden.

Das Skelett erfüllt eine Vielzahl von Funktionen. Die Knochen des Skeletts bieten strukturelle Unterstützung für den Rest des Körpers, ermöglichen Bewegung und Fortbewegung, indem sie Hebel für die Muskeln bereitstellen, schützen lebenswichtige innere Organe und Strukturen, sorgen für die Aufrechterhaltung der Mineralhomöostase und des Säure-Basen-Gleichgewichts und dienen als Wachstumsreservoir Faktoren und Zytokine und bilden die Umgebung für die Hämatopoese innerhalb der Markräume (2).

Die langen Knochen bestehen aus einem Hohlschaft oder einer Diaphyse; aufgeweitete, kegelförmige Metaphysen unterhalb der Wachstumsfugen; und abgerundete Epiphysen über den Wachstumsfugen. Die Diaphyse besteht hauptsächlich aus dichtem kortikalen Knochen, während die Metaphyse und die Epiphyse aus trabekulärem Maschenwerkknochen bestehen, der von einer relativ dünnen Hülle aus dichtem kortikalen Knochen umgeben ist.

 

Human Bone PrimaCell: Normal Osteoblasts

2-96012 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Bone PrimaCell: Normal Osteoblasts Growth Medium

9-46012 CHI Scientific 5 x 100 ml Ask for price

Human Bone Tissue Preparation Buffer: Normal Osteoblasts

9-80012 CHI Scientific 1 x 100 ml Ask for price

Rat Bone PrimaCell: Normal Osteoblasts

2-82510 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Mouse Bone PrimaCell: Normal Osteoblasts

2-82009 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Normal bone tissue array with osteosarcoma tissue

BO244g TissueArray each 78 EUR

Rat Bone PrimaCell: Normal Osteoblasts Growth Medium

9-25010 CHI Scientific 5 x 100 ml Ask for price

Mouse Bone PrimaCell: Normal Osteoblasts Growth Medium

9-32009 CHI Scientific 5 x 100 ml Ask for price

Rat Bone Tissue Preparation Buffer: Normal Osteoblasts

9-80217 CHI Scientific 1 x 100 ml Ask for price

Mouse Bone Tissue Preparation Buffer: Normal Osteoblasts

9-80123 CHI Scientific 1 x 100 ml Ask for price

Human Bone PrimaCell: Normal Osteoblasts Growth Supplements with Serum (for 500 ml medium)

9-47012 CHI Scientific 1 Set Ask for price

Normal Human Serum

90R-1002 Fitzgerald 10 ml 304.8 EUR

Immortalized Mouse Osteocytic Cells-Conditionally (IDG-SW3)

T0231 ABM 1x106 cells / 1.0 ml 825.6 EUR

Normal human exosome RNA

P240 101Bio - Ask for price

Normal Human Serum (filtered)

90-1013 Fitzgerald 100 ml 657.6 EUR

Rat Bone PrimaCell: Normal Osteoblasts Growth Supplements with Serum (for 500 ml medium)

9-26010 CHI Scientific 1 Set Ask for price

Mouse Bone PrimaCell: Normal Osteoblasts Growth Supplements with Serum (for 500 ml medium)

9-33009 CHI Scientific 1 Set Ask for price

Normal human respiratory tract larynx

RS321 TissueArray each 306 EUR

Normal human tissues, 19 organs (2mm)

MNO381 Pantomics 1 228 EUR

Human Normal Tissue Blot II

1522 ProSci One blot 544.2 EUR

Human Normal Tissue Blot VI

1526 ProSci One blot 544.2 EUR

Normal human tissues, FDA, 33 organs (1.5mm)

MNO341 Pantomics 1 154.8 EUR

Universal RNA - Human Normal Tissues

R4234565 Biochain 4x100 ug 766 EUR

Universal RNA - Human Normal Tissues

R4234565-1 Biochain 2x100 ug 450 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Lung

C1234152 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Skin

C1234218 Biochain 40 reactions 385 EUR

Human Normal Peripheral Blood Basophils

PBB-F03M 101Bio 0.3 million 1228.8 EUR

Normal Human Plasma, charcoal stripped (steroid free)

NHPCS-10 Alpha Diagnostics 10 ml 196.8 EUR

Normal Human Plasma, charcoal stripped (steroid free)

NHPCS-100 Alpha Diagnostics 100 ml 489.6 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Brain

C1234035 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Colon

C1234090 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Heart

C1234122 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Liver

C1234149 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Ovary

C1234183 Biochain 40 reactions 1049 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Theca

C1234261-10 Biochain 10 reactions 215 EUR

Human Fat PrimaCell2: Normal Preadipocyte

2-96063 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Skin PrimaCell2: Normal Melanocytes

2-96102 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Breast

C1234086 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Kidney

C1234142 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Rectum

C1234206 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Spleen

C1234246 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Testis

C1234260 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Throat

C1234263-10 Biochain 10 reactions 215 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Thymus

C1234264 Biochain 40 reactions 1049 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Tongue

C1234267-10 Biochain 10 reactions 215 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Tonsil

C1234268-10 Biochain 10 reactions 215 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Uterus

C1234274 Biochain 40 reactions 385 EUR

Human Normal Peripheral Blood Eosinophils

PBE-F1M 101Bio 1 million 1210.8 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Adipose

C1234003-10 Biochain 10 reactions 215 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Adrenal

C1234004 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Bladder

C1234010 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Trachea

C1234160-10 Biochain 10 reactions 215 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Stomach

C1234248 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Thyroid

C1234265 Biochain 40 reactions 385 EUR

Human Lung Slide (Normal) (5 slides/pk)

HTS-10101 Alpha Diagnostics 1 pk 343.2 EUR

Normal Human Peripheral Blood Mononuclear Cells, Frozen

79059-1 BPS Bioscience 30 million cells 220 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Pancreas

C1234188 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Placenta

C1234200 Biochain 40 reactions 385 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Prostate

C1234201 Biochain 40 reactions 385 EUR

Human Normal Peripheral Blood Leuko Pak

FP-001-1 101Bio Quarter Pak (1/4 bag) 2158.8 EUR

Human Normal Peripheral Blood Leuko Pak

FP-001-2 101Bio Half Pak (1/2 bag) 2347.2 EUR

Human Normal Peripheral Blood Leuko Pak

FP-001-3 101Bio Full Pak (1 bag) 3478.8 EUR

Human Liver Slide (Normal) (5 slides/pk)

HTS-10201 Alpha Diagnostics 1 pk 343.2 EUR

Human Brain Slide (Normal) (5 slides/pk)

HTS-10301 Alpha Diagnostics 1 pk 343.2 EUR

Human Heart Slide (Normal) (5 slides/pk)

HTS-10501 Alpha Diagnostics 1 pk 343.2 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Esophagus

C1234106 Biochain 40 reactions 385 EUR

Human Breast Slide (Normal) (5 slides/pk)

HTS-10001 Alpha Diagnostics 1 pk 343.2 EUR

Human Kidney Slide (Normal) (5 slides/pk)

HTS-10401 Alpha Diagnostics 1 pk 343.2 EUR

Human Cervix Slide (Normal) (5 slides/pk)

HTS-11301 Alpha Diagnostics 1 pk 343.2 EUR

Human Fat PrimaCell1: Normal Adipose Cells

2-96062 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Bladder Slide (Normal) (5 slides/pk)

HTS-12601 Alpha Diagnostics 1 pk 343.2 EUR

Human Brain PrimaCell10: Normal Neuron Cell

2-96022 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Normal human tissues, FDA, 33 organs in duplicates (1.5mm)

MNO661 Pantomics 1 265.2 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Whole Eye

C1234108-10 Biochain 10 reactions 468 EUR

Total RNA - Human Adult Normal Tissue: Lung

R1234152-50 Biochain 50 ug 170 EUR

Total RNA - Human Adult Normal Tissue: Skin

R1234218-50 Biochain 50 ug 284 EUR

Normal kidney and normal adjacent kidney tissue array

KDN241a TissueArray each 138 EUR

Human Testis PrimaCell: Normal Sertoli Cells

2-96105 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Normal human tissues, FDA, 35 organs in triplicates (1.5mm)

MNO1021 Pantomics 1 318 EUR

Normal human tissues, FDA, 35 organs in triplicates (1.5mm)

MNO961 Pantomics 1 300 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Brain: Pons

C1234071-10 Biochain 10 reactions 215 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Eye: Retina

C1234110-10 Biochain 10 reactions 468 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Lymph Node

C1234161-10 Biochain 10 reactions 215 EUR

Total RNA - Human Adult Normal Tissue: Brain

R1234035-50 Biochain 50 ug 170 EUR

Total RNA - Human Adult Normal Tissue: Cecum

R1234089-10 Biochain 10 ug 183 EUR

Total RNA - Human Adult Normal Tissue: Colon

R1234090-50 Biochain 50 ug 170 EUR

Total RNA - Human Adult Normal Tissue: Heart

R1234122-50 Biochain 50 ug 170 EUR

Total RNA - Human Adult Normal Tissue: Liver

R1234149-50 Biochain 50 ug 170 EUR

Total RNA - Human Adult Normal Tissue: Ovary

R1234183-10 Biochain 10 ug 643 EUR

Total RNA - Human Adult Normal Tissue: Penis

R1234194-50 Biochain 50 ug 170 EUR

Human Skin PrimaCell: Normal Skin Fibroblasts

2-96103 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Normal Peripheral Blood CD14+ Monocytes

PBCD14P-C20M 101Bio 20 million 1114.8 EUR

Human Normal Peripheral Blood CD14+ Monocytes

PBCD14P-C40M 101Bio 40 million 1614 EUR

Human Normal Peripheral Blood CD14+ Monocytes

PBCD14P-F20M 101Bio 20 million 1402.8 EUR

Human Normal Peripheral Blood CD14+ Monocytes

PBCD14P-F40M 101Bio 40 million 1678.8 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Bone Marrow

C1234024-10 Biochain 10 reactions 215 EUR

cDNA - Human Adult Normal Tissue: Spinal Cord

C1234234 Biochain 40 reactions 385 EUR

Human Adult Eye whole (Normal) tissue lysate

HAL-1385 Alpha Diagnostics 100 ug 285.6 EUR

Human Colorectal Slide (Normal) (5 slides/pk)

HTS-10701 Alpha Diagnostics 1 pk 343.2 EUR

Total RNA - Human Adult Normal Tissue: Breast

R1234086-50 Biochain 50 ug 284 EUR

Das menschliche Skelett eines Erwachsenen besteht insgesamt zu 80 % aus kortikalem Knochen und zu 20 % aus trabekulärem Knochen (3). Verschiedene Knochen und Skelettstellen innerhalb von Knochen weisen unterschiedliche Verhältnisse von kortikalem zu trabekulärem Knochen auf. Der Wirbel besteht aus kortikalem zu trabekulärem Knochen in einem Verhältnis von 25:75. Dieses Verhältnis beträgt 50:50 im Femurkopf und 95:5 in der radialen Diaphyse.

Der kortikale Knochen ist dicht und fest und umgibt den Markraum, während der trabekuläre Knochen aus einem wabenartigen Netzwerk von trabekulären Platten und Stäbchen besteht, die in das Knochenmarkfach eingestreut sind. Sowohl der kortikale als auch der trabekuläre Knochen bestehen aus Osteonen.