Ontwikkeling, fysiologie en celactiviteit van bot

Fallback Image
Botten zijn cruciaal voor het menselijk lichaam en hebben een skelet-, een beenmerg- en een metabole functie. Pijpbeenderen ontwikkelen zich door endochondrale ossificatie. Platte beenderen ontstaan door endesmale osteogenese. Botweefsel bestaat voornamelijk uit hydroxylapatiet en verschillende extracellulaire eiwitten die een matrix vormen. Twee biologische mechanismen die de sterkte van bot bepalen zijn modellering en remodellering. Modellering kan de vorm en grootte van bot veranderen door vorming van bot op bepaalde plaatsen via osteoblasten en afbraak van bot op andere plaatsen via osteoclasten. Remodellering zorgt voor de ombouw van bot, ook via osteoclasten en osteoblasten. De processen van modellering en remodellering worden aangestuurd door de belasting die op het bot wordt uitgeoefend, waarbij spieren voor de grootste belasting zorgen. Osteoblasten ontwikkelen zich uit mesenchymale stamcellen. Er zijn veel stoffen bekend die dit proces reguleren. Rijpe osteoblasten kunnen botmatrix vormen en differentiren daarna tot osteocyten. Osteocyten hebben als taak de architectuur an het bot in stand te houden en ervoor te zorgen dat bot zich kan aanpassen aan mechanische en chemische invloeden. Osteoclasten komen voort uit hematopotische stamcellen. Er zijn veel stoffen bekend die de vorming en functie van osteoclasten reguleren. Ten slotte bestaat er nog een ingewikkeld interactiemechanisme tussen osteoclasten en osteoblasten. Afbraak van bot begint met hechting van osteoclasten aan het botoppervlak. Hierna ondergaan de osteoclasten specifieke morfologische veranderingen. Het afbraakproces begint met het afbreken van hydroxylapatiet. Daarna beginnen de osteoclasten met de afbraak van de organische matrix.
Read English abstract

Development, physiology, and cell-activity of bone

Bones are of crucial importance for the human body, providing skeletal support, serving as a home for the formation of haematopoietic cells, and reservoiring calcium and phosphate. Long bones develop by endochondral ossification. Flat bones develop by intramembranous ossification. Bone tissue contains hydroxyapatite and various extracellular proteins, producing bone matrix. Two biological mechanisms, determining the strength of bone, are modelling and remodelling. Modelling can change bone shape and size through bone formation by osteoblasts at some sites and through bone destruction by osteoclasts at other sites. Remodelling is bone turnover, also performed by osteoclasts and osteoblasts. The processes of modelling and remodelling are induced by mechanical loads, predominantly muscle loads. Osteoblasts develop from mesenchymal stem cells. Many stimulating factors are known to activate the differentiation. Mature osteoblasts synthesize bone matrix and may further differentiate into osteocytes. Osteocytes maintain structural bone integrity and allow bone to adapt to any mechanical and chemical stimulus. Osteoclasts derive from haematopoietic stem cells. A number of transcription and growth factors have been identified essential for osteoclast differentiation and function. Finally, there is a complex interaction between osteoblasts and osteoclasts. Bone destruction starts by attachment of osteoclasts to the bone surface. Following this, osteoclasts undergo specific morphological changes. The process of bone destruction starts by acid dissolution of hydroxyapatite. After that osteoclasts start to destruct the organic matrix.