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.

 

Normal Human Serum

90R-1002 Fitzgerald 10 ml 304.8 EUR

Normal Human Serum (filtered)

90-1013 Fitzgerald 100 ml 657.6 EUR

Human Bone PrimaCell: Normal Osteoblasts

2-96012 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Fat PrimaCell2: Normal Preadipocyte

2-96063 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Skin PrimaCell2: Normal Melanocytes

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Human Normal Tissue Blot II

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1526 ProSci One blot 544.2 EUR

Multi-normal human tissues array

FDA999w3 TissueArray each 266 EUR

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Normal human respiratory tract larynx

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Normal kidney and normal adjacent kidney tissue array

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Normal Goat Serum

9067 Chondrex 50 ml 120.9 EUR

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abx098263-100ml Abbexa 100 ml 309.6 EUR

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88-B9999G000-S0 Fitzgerald 10 ml 159.6 EUR

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88-NG22 Fitzgerald 500 ml 36 EUR

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Normal Mouse Serum

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88R-1014 Fitzgerald 5 ml 211.2 EUR

Normal Horse Serum

88R-1020 Fitzgerald 10 ml 218.4 EUR

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Normal Pig Serum

88R-1023 Fitzgerald 2 ml 139.2 EUR

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88R-1026 Fitzgerald 10 ml 300 EUR

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88R-1028 Fitzgerald 10 ml 301.2 EUR

Normal Bovine Serum

88R-B001 Fitzgerald 100 ml 198 EUR

Normal Donkey Serum

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Normal Donkey Serum

88R-D003 Fitzgerald 10 ml 178.8 EUR

Normal Goat Serum

88R-NG001 Fitzgerald 50 ml 140.4 EUR

Normal Pig Serum

88R-P004 Fitzgerald 1 liter 807.6 EUR

Normal Sheep Serum

88R-S002 Fitzgerald 100 ml 198 EUR

Normal Rabbit Serum

89R-RM001 Fitzgerald 20 mg 470.4 EUR

Normal Rabbit Serum

89R-RM002 Fitzgerald 5 ml 289.2 EUR

Normal Rabbit Serum

89R-RR001 Fitzgerald 20 mg 418.8 EUR

Normal Rabbit Serum

89R-RR002 Fitzgerald 5 ml 289.2 EUR

Normal prostate tissue

PR1002 TissueArray each 563 EUR

Normal male gonad

TEN1201 TissueArray each 354 EUR

Human Bladder PrimaCell2: Normal Bladder Fibroblasts

2-96008 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Brain PrimaCell1: Normal Brain Fibroblasts

2-96013 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Brain PrimaCell7: Normal Meningeal Cells

2-96019 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Brain PrimaCell8: Normal Nerve Astrocytes

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Human Brain PrimaCell9: Normal Nerve Microglia

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Human Brain PrimaCell10: Normal Neuron Cell

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Human Cartilage PrimaCell: Normal Articular Cartilage

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Human Cervix PrimaCell2: Normal Cervical Fibroblasts

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Human Embryo PrimaCell4: Normal Trophoblast Cells

2-96053 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Eye PrimaCell3: Normal Corneal Fibroblasts

2-96059 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Fat PrimaCell1: Normal Adipose Cells

2-96062 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Heart PrimaCell2: Normal Atrial Myocytes

2-96067 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Heart PrimaCell3: Normal Heart Fibroblasts

2-96068 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Heart PrimaCell5: Normal Ventricular Myocytes

2-96070 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Kidney PrimaCell4: Normal Renal Firbroblasts

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Human Kidney PrimaCell6: Normal Renal Podocytes

2-96079 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Lung PrimaCell1: Normal Lung Fibroblasts

2-96081 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Lymph PrimaCell1: Normal Endothelial Cells

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Human Lymph PrimaCell3: Normal Lymphatic Fibroblasts

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2-96090 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Ovary PrimaCell2: Normal Ovarian Firbroblasts

2-96095 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Skin PrimaCell1: Normal Epidermal Keratinocytes

2-96101 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Skin PrimaCell: Normal Skin Fibroblasts

2-96103 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Human Testis PrimaCell: Normal Sertoli Cells

2-96105 CHI Scientific 1 Kit Ask for price

Universal Protein Lysate: Human Normal Tissues

P4234565 Biochain 4x0.5 mg 483.6 EUR

Universal Protein Lysate: Human Normal Tissues

P4234565-1 Biochain 2x0.5 mg 342 EUR

Normal human tissues, 19 organs (2mm)

MNO381 Pantomics 1 228 EUR

Universal RNA from Human Normal Tissues

R4234565 Biochain 4x100 ug 753.6 EUR

Universal RNA from Human Normal Tissues

R4234565-1 Biochain 2x100 ug 468 EUR

Prostate cancer with adjacent normal tissue and normal tissue array

PR1921c TissueArray each 594 EUR

Stomach cancer with adjacent normal tissue and normal tissue array

ST2082a TissueArray each 474 EUR

Buffered Normal Goat Serum

9066 Chondrex 50 ml 197.46 EUR

Testis Tissue Slide (Normal)

11-701-10um ProSci 10 um 241.8 EUR

Testis Tissue Slide (Normal)

11-701-4um ProSci 4 um 216.6 EUR

Cervix Tissue Slide (Normal)

11-301-10um ProSci 10 um 241.8 EUR

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11-301-4um ProSci 4 um 216.6 EUR

Uterus Tissue Slide (Normal)

11-401-10um ProSci 10 um 241.8 EUR

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Kidney Tissue Lysate (Normal)

1706-02 ProSci 0.1 mg 260.7 EUR

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1706-03 ProSci 0.1 mg 260.7 EUR

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1706-05 ProSci 0.1 mg 260.7 EUR

Breast Tissue Lysate (Normal)

1710-01 ProSci 0.1 mg 260.7 EUR

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1710-03 ProSci 0.1 mg 260.7 EUR

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1710-05 ProSci 0.1 mg 260.7 EUR

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Colon Tissue Lysate (Normal)

1715-01 ProSci 0.1 mg 260.7 EUR

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1715-02 ProSci 0.1 mg 260.7 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.