Chapter 20: Musculoskeletal System

Back to chapter

20.4:

Hermodelleren van bot

JoVE Core
Biologie

Un abonnement à JoVE est nécessaire pour voir ce contenu. Connectez-vous ou commencez votre essai gratuit.

JoVE Core Biologie

Bone Remodeling

Vidéo précédente
20.3: Joints

Vidéo suivante
20.5: Skeletal Muscle Anatomy

Langues

Diviser

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

– [Instructeur] Zelfs in het volwassen skelet zijn botten actieve weefsels die voortdurend veranderingen in hun architectuur ondergaan. Dit proces, dat botremodellering wordt genoemd, bestaat uit gelijke fasen van botresorptie, de verwijdering ervan, en het aanbrengen van nieuw weefsel. Wanneer rijpe botcellen, osteocyten, mechanische stress voelen, signaleren ze cellen naar de plaats van het bot, bijvoorbeeld de uiteinden van het dijbeen, die om de zes maanden worden vervangen. Tijdens de resorptie, houdt één celtype, de osteoclasten, zich vast aan het oppervlak. Door het afscheiden van lysosomale enzymen en waterstofprotonen, kunnen ze de organische componenten afbreken, waardoor erosieholtes ontstaan terwijl ze de oude of beschadigde matrix verteren. Calcium wordt ook afgegeven aan het bloed en speelt een rol in de hormonale feedback loops. Zodra het materiaal is opgelost, vernietigt de osteoclast zichzelf door middel van apoptose, wat verdere vernietiging van het bot voorkomt. Om de omkering te starten, verschijnen mononucleaire cellen op het oppervlak in voorbereiding op de volgende stap. In de vormingsfase, bewegen de osteoblasten zich in de holte en deponeren nieuw botweefsel via de ossificatie van de organische matrix die bekend staat als osteoïde. Dit deel bevat collageenvezels die bijdragen aan de structuur en flexibiliteit. Na de matrixsynthese kunnen de osteoblasten zich differentiëren in afgeplatte botbekledende cellen of als osteocyten in het bot begraven worden.

20.4:

Hermodelleren van bot

Het hermodelleren van botten is een uitgebalanceerd proces van botresorptie door osteoclasten en botvorming door osteoblasten dat continu plaatsvindt. Bij volwassenen helpt het de botmassa en calciumhomeostase in stand te houden. Hoewel mechanische stress hermodellering kan stimuleren als onderdeel van het normale onderhouds- en herstelproces, zijn er ook verschillende hormonen die de hermodellering van het bot controleren.

Hormonale controle van het hermodelleren van bot

Het bijschildklierhormoon (PTH) handhaaft de homeostatische controle van de calciumspiegels in het bloed door de botresorptie te reguleren. PTH komt vrij uit de bijschildklieren als reactie op lage calciumspiegels in het bloed. Het stimuleert osteoblasten om immuunmoleculen te produceren die de differentiatie van precursorcellen tot osteoclasten bevorderen. De activering van osteoclasten bevordert de botresorptie, waardoor de gemineraliseerde botmatrix wordt afgebroken en calcium in het bloed vrijkomt. Zodra de calciumwaarden in het bloed hersteld zijn, voorkomt negatieve feedback verdere afgifte van PTH.

Osteoporose

Osteoporose is een ziekte waarbij botresorptie groter is dan de botvorming, wat een verminderde botdichtheid tot gevolg heeft. Osteoporose komt vaker voor bij vrouwen, vooral na de menopauze. Dit komt door de cruciale rol die het vrouwelijke geslachtshormoon – oestrogeen – speelt bij het hermodelleren van botten. Oestrogeen beperkt de vorming van osteoclasten en bevordert hun afbraak via apoptose. Dit zorgt ervoor dat de botvorming hoger is dan de botresorptie. De oestrogeenspiegels nemen echter ernstig af bij vrouwen in de menopauze. Daarom is de botresorptie hoger dan de botvorming, wat leidt tot een verlies van botsterkte en een verhoogd risico op fracturen.

Suggested Reading

Crockett, Julie C., Michael J. Rogers, Fraser P. Coxon, Lynne J. Hocking, and Miep H. Helfrich. “Bone Remodelling at a Glance.” J Cell Sci 124, no. 7 (April 1, 2011): 991–98. [Source]

Fierro, F. A., J. A. Nolta, and I. E. Adamopoulos. “Concise Review: Stem Cells in Osteoimmunology.” Stem Cells (Dayton, Ohio) 35, no. 6 (June 2017): 1461–67. [Source]