Els osteoblasts són un dels tres tipus cel·lulars que es troben en el teixit connectiu especialitzat en el sosteniment estructural de el cos: l'os. Aquestes cèl·lules deriven d'altres cèl·lules anomenades cèl·lules osteoprogenitoras i la seva funció principal és la de la síntesi de la matriu òssia.
L'os està compost per una matriu extracel·lular que s'endureix gràcies a la deposició de calci, atorgant a el teixit força i rigidesa, i per tres classes principals de cèl·lules: els osteoblasts, els osteoclasts i els osteòcits.
Micrografia lumínica d'un os descalcificat «esponjós» que presenta osteoblasts actius que sintetitzen activament osteoide (Font: Robert M. Hunt via Wikimedia Commons)
Els osteoblasts es coneixen com les cèl·lules formadores d'os, mentre que els osteoclasts i els osteòcits són les cèl·lules de reabsorció i de "llacuna", respectivament. D'aquestes, la classe més abundant correspon als osteòcits (més de l'90%), seguit dels osteoblasts (5%) i en menor proporció els osteoclasts (1%).
Tradicionalment aquestes cèl·lules s'han identificat com les cèl·lules formadores d'os. No obstant això, en l'actualitat se sap del cert que aquestes participen en molts altres esdeveniments com, per exemple, la síntesi de factors paracrins i autócrinos com citoquines, factors de creixement, proteases i altres.
formació
Els osteoblasts deriven de cèl·lules precursores mesenquimals, que també donen origen als condròcits (cèl·lules cartilaginoses), mioblasts (cèl·lules musculars), adipòcits (cèl·lules grasses) i cèl·lules de tendó, depenent dels factors de transcripció que regulen la seva diferenciació.
En vista que pertanyen a el sistema de cèl·lules estromals o mesenquimals, els osteoblasts estan associats amb la medul·la òssia, i pertanyen a un llinatge separat de sistema de cèl·lules hematopoètiques.
Entre els elements implicats en la formació d'aquestes cèl·lules es troben tres factors de transcripció (Cbfa1, OSX i ATF4) i algunes proteïnes amb funcions específiques en la morfogènesi de l'os.
Durant la esqueletogénesis, els osteoblasts participen en dues formes de desenvolupament ossi: la intramembranosa, que dóna origen a l'crani, i la endocondral, que es forma a partir d'un "motlle" de cartílag.
No obstant això, aquesta classe especial de cèl·lules òssies no està completament diferenciada, ja que poden "submergir-se" en la matriu extracel·lular per formar els osteòcits, el sistema secretor està reduït; o, per contra, poden patir processos apoptòtics (mort cel·lular programada).
El destí cel·lular dels osteoblasts, així com el de la major part de les cèl·lules d'un organisme, està determinat genèticament, i els esdeveniments de proliferació i diferenciació depenen fortament d'hormones i factors de transcripció.
Característiques
Els osteoblasts són cèl·lules secretores multinucleades (amb diversos nuclis) parcialment diferenciades, en l'interior dels orgànuls es troben espacialment ordenats de manera que el nucli roman lluny de la prominent regió secretora.
Segons micrografies electròniques, els osteoblasts presenten un abundant reticle endoplasmàtic rugós i un complex de Golgi altament desenvolupat, amb nombroses vesícules secretores, el que dóna compte de l'activa funció de secreció d'aquestes cèl·lules.
Es coneixen com a cèl·lules "cuboidales" gràcies a les seves característiques morfològiques i es troben formant capes unicel·lulars adherides a les superfícies òssies.
A diferència d'altres cèl·lules relacionades com els osteòcits (en les quals poden diferenciar-se), els osteoblasts entren en contacte amb les seves cèl·lules veïnes mitjançant curtes prolongacions i empren unes de major longitud per comunicar-se amb els osteòcits propers.
Tant els osteoblasts com la major part dels osteòcits estan separats de la matriu òssia mineralitzada gràcies a una substància orgànica en la matriu òssia coneguda com osteoide, sintetitzada pels osteoblasts.
En les seves membranes cel·lulars dels osteoblasts posseeixen factors importants com integrines i receptors hormonals, entre els quals destaquen els receptors per a l'hormona paratiroïdal. Aquesta estimula la secreció de l'lligant de osteoprotegerina, necessari per a la diferenciació dels osteoclasts.
Són capaços de respondre a l'estrogen, a l'hormona de creixement, a la vitamina D3 ia la tiroxina, així com a altres factors com les citoquines i factors de transcripció específics dels que depèn la seva diferenciació.
funcions
Les funcions dels osteoblasts poden resumir-se en el manteniment de l'arquitectura esquelètica, ja que aquests s'encarreguen de la síntesi dels constituents orgànics de la matriu òssia. Entre ells s'inclouen fibres de col·lagen, glicoproteïnes i alguns proteoglicans.
Les seves funcions es relacionen principalment amb la seva maduració, ja que a partir d'un origen comú poden diferenciar-se en osteoblasts sintetitzadors de matriu òssia, en cèl·lules de revestiment de l'os i en els osteòcits.
Al seu càrrec està també la síntesi de determinats enzims i factors específics la funció implica la remoció de l'osteoide, contribuint amb l'accés dels osteoclasts a la superfície òssia calcificada, controlant així la seva funció.
Juntament amb els osteoclasts, els osteoblasts participen en els processos de remodelació òssia a l'reemplaçar les regions de l'os reabsorbides pels osteoclasts en resposta a diferents tipus d'estrès mecànic aplicats sobre el teixit ossi.
Ja que tenen la capacitat de regular l'activitat dels osteoclasts, els osteoblasts participen indirectament en l'homeòstasi de l'calci corporal.
Hi participen no només en la secreció dels components orgànics de la matriu òssia, sinó també en la seva calcificació mitjançant la secreció d'enzims com la fosfatasa alcalina, capaços de regular la fosforilació d'altres fosfoproteïnes.
A més, algunes de les glicoproteïnes produïdes per aquestes cèl·lules, com ara la osteonectina / SPARC, la tenascina C, la fibronectina i membres de la família de proteïnes trombospondina, estan involucrades en la regulació de l'adhesió, migració, proliferació i diferenciació de les altres cèl·lules òssies.
patologies relacionades
Moltes malalties en l'home es relacionen amb la funció dels osteoblasts, com a conseqüència de la implicació directa d'aquestes cèl·lules en la formació dels ossos.
Entre les malalties més comunes associades amb els osteoblasts estan l'osteoporosi, la malaltia de Paget (que té a veure amb la deformació i fragilitat dels ossos) i la osteoartritis (desgast dels teixits protectors que recobreixen els extrems dels ossos).
L'osteoporosi, per exemple, sorgeix d'un balanç negatiu entre l'activitat formadora d'os dels osteoblasts i de l'activitat de reabsorció òssia en la que s'especialitzen els osteoclasts.
Aquest balanç negatiu sembla relacionar-se amb deficiències en la proliferació o diferenciació de les cèl·lules osteoprogenitoras o amb esdeveniments excessius d'apoptosi.
referències
- Caetano-López, J., Canhao, H., & Fonseca, J. (2007). Osteoblasts and Bone Formation. Acta Reum Prot, 32, 103-110.
- Gartner, L., & Hiatt, J. (2002). Text Atles d'Histologia (2nd ed.). Mèxic DF: McGraw-Hill Interamericana Editors.
- Johnson, K. (1991). Histology and Cell Biology (2nd ed.). Baltimore, Maryland: The National medical sèries for independent study.
- Mackie, EJ (2003). Osteoblasts: novell rols in Orchestration of skeletal architecture. The International Journal of Biochemistry & Cell Biology, 35, 1301-1305.
- Martin, TJ, Fundlay, DM, Heath, JK, & Ng, KW (1993). Osteoblasts: Differentiation and Function. In Physiology and Pharmacology of Bone. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
- Tenenbaum, HC, & Heersche, JNM (1982). Differentiation of Osteoblasts and Formation of Mineralized Bone in vitro. Calcif. Tissue. Int., 34, 76-79.