Wie zerstören Osteoklasten Knochen?

1. Zelladhäsion und Versiegelungszonenbildung:

- Osteoklasten haften an der Knochenoberfläche und bilden eine spezielle Bindungsstruktur, die sogenannte Versiegelungszone .

- Die Versiegelungszone verhindert das Austreten von Enzymen und Säure in das umliegende Gewebe.

2. Säuresekretion:

- Osteoklasten sezernieren Salzsäure (HCl) und Protonen (H+) in den versiegelten Raum zwischen der Zelle und der Knochenoberfläche.

- Dieses saure Milieu senkt den pH-Wert und löst den mineralischen Bestandteil des Knochens, vor allem Hydroxylapatit, auf.

3. Proteolytische Enzymsekretion:

- Osteoklasten setzen proteolytische Enzyme wie Cathepsin K, Matrix-Metallopeptidasen (MMPs) und Kollagenasen frei.

- Diese Enzyme bauen die organischen Bestandteile des Knochens ab, darunter Kollagen, Proteoglykane und nicht-kollagene Proteine.

4. Phagozytose und Abbau:

- Die gelösten Mineralien und die abgebaute organische Matrix werden durch Phagozytose von den Osteoklasten aufgenommen.

- Phagosomen, die Knochentrümmer enthalten, verschmelzen mit Lysosomen und bilden Phagolysosomen, in denen ein weiterer Abbau stattfindet.

5. Knochenresorption:

- Durch Säuresekretion, Enzymaktivität und Phagozytose wird die mineralisierte Knochenmatrix nach und nach resorbiert, wodurch Hohlräume oder Resorptionsgruben auf der Knochenoberfläche entstehen.

- Die von den Osteoklasten entfernten Knochenfragmente werden in den extrazellulären Raum abgegeben.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Aktivität der Osteoklasten für den Knochenumbau unerlässlich ist und streng reguliert wird, um das Knochengleichgewicht aufrechtzuerhalten. Hormonelle Faktoren (wie Parathormon und Calcitonin), Zytokine und Wachstumsfaktoren steuern die osteoklastische Aktivität. Eine Fehlregulation der osteoklastischen Resorption kann zu Knochenerkrankungen wie Osteoporose, bei der eine übermäßige Knochenresorption auftritt, oder Osteopetrose, bei der die Knochenbildung die Knochenresorption übersteigt, führen.