Tkanka kostna - elementy morfotyczne

Kość jest najtwardszą i bardzo zróżnicowaną tkanka oporową, zawiera dużą ilość substancji międzykomórkowej.
Tkanka kostna występuje u kręgowców i buduje szkielet.

Skład kości

W skład tkanki kostnej wchodzi tzw. sucha masa (SM), czyli ok. 95% masy kości i komórki kostne stanowiące 5% masy kości. Są to osteoblasty, osteocyty i osteoklasty. Znaczącym składnikiem kośćca są jony Ca2+, dla których tkanka ta jest swoistym magazynem.

Osteoblasty

Są to komórki kościotwórcze. Powstają z komórek osteogennych (komórek macierzystych kości), w procesie ich różnicowania. 

Oto kilka informacji na temat ich budowy:

• występują najczęściej na powierzchni kości w okolicy okostnej,
• są okrągłymi lub owalnymi komórkami o średnicy 20-30 μm,
• mają pojedyncze, okrągłe jądro ułożone ekscentrycznie,
• posiadają silnie zasadochłonną cytoplazmę,
• znajduje się w nich dobrze rozwinięta siateczka śródplazmatyczna szorstka,
• mają budowę biegunową. W części skierowanej do tworzonego przez nie obszaru w kości umiejscowione są: aparat Golgiego, liczne pęcherzyki wydzielnicze oraz siateczka śródplazmatyczna szorstka, 
• tworzą wypustki cytoplazmatyczne, które łącza się ze sobą i osteocytami,
• w wypustkach tych znajdują się liczne połączenia jonowo-metaboliczne typu nexus, służące sygnalingowi międzykomórkowemu,
• otoczone są substancją międzykomórkową, tzw. hydroksyapatytem.

Ze względu na funkcje, osteoblasty:

• są komórkami produkującymi SM kości, składniki organicznej macierzy międzykomórkowej, 
• syntezują i wydzielają m.in.:
  - kolagen,
  - białka niekolagenowe,
  - proteoglikany,
  - prostaglandynę, która łączy się z proteoglikanami RANKL umiejscowionymi na powierzchni komórki. Pozwala to na kontakt osteoblast-osteoklast,
  - osteonektyny,
  - osteokalcyny,
  - białka rozpoczynające i kontrolujące proces mineralizacji kości. w tym hydrolazy, np. kolagenazy,
  - osteoprotegerynę,
  - PGE2.
• ochraniają kości przed działaniem komórek kościogubnych,
• ich czynność stymulowana jest przez hormon wzrostu, parathormon i witaminę D3,
• kortykosteroidy, w tym kortyzol, hamują aktywność tych komórek.

Osteocyty

Osteocyty to tzw. dojrzałe komórki kostne. Są kolejnym etapem różnicowania osteoblastów, powstające w wyniku procesu ich mineralizacji. 

Cechy budowy osteocytów:

• osiągają one rozmiar ok. 20-50 μm, mają podłużny kształt, a dojrzałe są płaskie,
• nie mają budowy biegunowej,
• ich jądro komórkowe jest duże i owalne, o zbitej chromatynie,
• posiadają słabo zasadochłonną cytoplazmę,
• ich organella: siateczka śródplazmatyczna szorstka, aparat Golgiego i pęcherzyki wydzielnicze.są słabo rozwinięte,
• leżą one w otoczeniu zmineralizowanych częścią kości, leżą bowiem w jamkach kostnych,
• poprzez kanaliki kostne, którymi przebiegają ich wypustki cytoplazmatyczne, zawierające liczne połączenia typu neksus, kontaktują się z innymi osteocytami.

Funkcje osteocytów:

• zajmują się one wymianą związków odżywczych i metabolitów w tkance kostnej,
• utrzymują homeostazę wapniową w kośćcu,
• połączenia osteocytów, zapewnione dzięki ich wypustkom cytoplazmatycznym, pozwalają na utworzenie siatki sygnalingowej, która dociera do naczyń krwionośnych. Najczęściej połączenie takie angażuje ok. 15 osteocytów.

Osteoklasty

Osteoklasty to grupa komórek kościogubnych. Pochodzą one ze szpiku kostnego, a powstają z monocytów. Osteoklasty ogromne znaczenie wobec prawidłowego kształtowania się kości, po złamaniach ze względu na swój udział w procesach zrostowych, ale także w chorobach kośćca, np. osteoporozie. 

Cechy budowy osteoklastów:

• obecne są na powierzchni resorbowanej kości w zatokach erozyjnych,
• są to duże, zwykle owalne komórki, osiągają rozmiar od 20 do 100 μm,
• stanowią one polikariocyty, czyli komórki wielojądrzaste, ponieważ mogą zawierać ok. 5-10 jąder,
• ich cytoplazma jest kwasochłonna,
• cechuje je biegunowość. Błona komórkowa zwrócona w kierunku resorbowanej kości jest silnie pofałdowana i tworzy tzw. rąbek koronkowy.
• posiadają w swoim wnętrzu liczne mitochondria, polirybosomy i lizosomy, 
• ich błona komórkowa usłana jest wypustkami cytoplazmatycznymi, których zadaniem jest zwiększanie powierzchnię styku z macierzą międzykomórkową kośćca,
• wyróżniono 4 strefy osteoklastów:
  - powierzchniową – zaopatrzoną w rąbek koronkowy, zwróconą w kierunku resorbowanej kości. Obszar ten zawiera anhydrazę węglanową i uczestniczy w procesie rozkładu kości.
  - gładką – jasny obszar cytoplazmy, prawie niezawierający organelli komórkowych. Błona komórkowa pokrywająca ten obszar jest gładka i nie zawiera wypustek.
  - ziarnistą – obszar cytoplazmy leżący nad rąbkiem koronkowym, który zawiera liczne pęcherzyki i ziarnistości.
  - podstawową – jest to cytoplazma komórek położona na biegunie przeciwstawnym do rąbka. Zawiera ona mitochondria, jądra komórkowe, siateczkę śródplazmatyczną, aparat Golgiego i lizosomy.

Funkcje osteoklastów:

• resorbują zarówno minerały, jak i macierz organiczną kości,
• syntetyzują i uwalniają liczne enzymy lizosomalne, enzymy hydrolityczne (poza kolagenazą przypisaną osteoblastom), 
• aktywacja osteoklastów jest regulowana przez hormony i czynniki działające lokalnie (parakrynowo),
• fagocytują one tkankę kostną, a nasilenie tego procesu wynika z wpływu cytokin wydzielanych przez limfocyty T,
• bezpośrednie działanie hamujące ma na nie kalcytonina i estrogeny,
• parathormon i metabolity witaminy D3 działają na nie pośrednio poprzez osteoblasty.

Photos Selected by freepik