Les ostéocytes sont un type de cellules présentes dans l'os, un tissu conjonctif spécialisé. Ils dérivent d'autres cellules appelées ostéoblastes et se retrouvent dans une large mesure dans des endroits appelés «lacunes», au sein de la matrice osseuse.
L'os est principalement composé de trois types de cellules: les ostéoblastes, les ostéoclastes et les ostéocytes. En plus du fluide extracellulaire, il possède une matrice extracellulaire calcifiée complexe, responsable de la dureté de ces tissus qui servent de support structurel à tout le corps.
Shahfa84
ostéocyte
Les ostéocytes sont l'une des cellules les plus abondantes de l'os. Ceux-ci représentent plus de 90% du contenu cellulaire total dans ledit tissu, tandis que les ostéoblastes représentent environ 5% et les ostéoclastes environ 1%. On dit que dans l'os d'un humain adulte, il y a 10 fois plus d'ostéocytes que d'ostéoblastes.
Ses fonctions sont diverses, mais parmi les plus importantes est sa participation aux processus de signalisation à la fois pour la formation et la résorption de l'os, fait qui est également impliqué dans certaines pathologies cliniques connues.
Formation
Les ostéocytes sont dérivés des ostéoblastes, leurs cellules progénitrices, par un processus qui se produit grâce au recrutement des ostéoblastes vers la surface osseuse, où certains signaux déclenchent l'initiation de la différenciation.
Cette différenciation entraîne une série de changements drastiques dans la forme et la fonction des cellules, puisque les ostéoblastes passent de cellules «cuboïdes» spécialisées dans la sécrétion de matrice extracellulaire à des cellules allongées avec de petits corps qui sont connectés à cellules voisines à travers de longues projections cytoplasmiques.
Les nouvelles cellules différenciées (ostéocytes), reliées à des cellules noyées dans l'os, sont ensuite encapsulées dans de l'ostéoïde, une matière organique non minéralisée composée principalement de fibres de collagène et d'autres protéines fibreuses.
Lorsque l'ostéoïde autour du complexe ostéoïde-ostéocyte (stade de transition) durcit par minéralisation, les cellules deviennent confinées et immobilisées dans des «trous» de la matrice extracellulaire, où la différenciation culmine. Ce processus est considéré comme la reclusion des cellules dans leur propre matrice extracellulaire.
La formation et l'extension des dendrites ou projections cytoplasmiques des ostéocytes sont contrôlées par divers facteurs génétiques, moléculaires et hormonaux, parmi lesquels il a été montré que certaines métalloprotéinases matricielles se démarquent.
Signes de différenciation
De nombreux auteurs conviennent que ces processus sont génétiquement déterminés; c'est-à-dire que dans les différentes étapes de la différenciation des ostéoblastes en ostéocytes, on observe des modèles d'expression génétique différents et hétérogènes.
D'un point de vue morphologique, la transformation ou la différenciation des ostéoblastes en ostéocytes se produit lors de la formation osseuse. Dans ce processus, les projections de certains ostéocytes se développent pour maintenir le contact avec la couche d'ostéoblastes sous-jacente pour contrôler leur activité.
Lorsque la croissance s'arrête et que la communication entre les ostéocytes et les ostéoblastes actifs est interrompue, des signaux sont produits qui induisent le recrutement des ostéoblastes à la surface, et c'est alors que leur destin cellulaire est compromis.
Actuellement, du point de vue moléculaire, certains effecteurs de cette transition ont déjà été identifiés. Parmi eux, on trouve des facteurs de transcription qui activent la production de protéines telles que le collagène de type I, l'ostéopontine, la sialoprotéine osseuse et l'otéocalcine.
caractéristiques
Les ostéocytes sont des cellules avec des noyaux aplatis et peu d'organites internes. Ils ont un réticulum endoplasmique et un appareil de Golgi considérablement réduits, et leur corps cellulaire est de petite taille par rapport aux autres cellules des tissus apparentés.
Malgré cela, ce sont des cellules très actives et dynamiques, car elles synthétisent de nombreuses protéines matricielles non collagéniques telles que l'ostéopontine et l'ostéocalcine, ainsi que l'acide hyaluronique et certains protéoglycanes, tous des facteurs importants pour la préservation des os.
La nutrition de ces cellules dépend du transport à travers ce que l'on appelle l'espace péri-cellulaire (celui entre la paroi de la cavité ou de la lagune et la membrane plasmique de l'ostéocyte), qui constitue un site critique pour l'échange de nutriments et métabolites, informations et certains déchets métaboliques.
L'une des caractéristiques les plus remarquables de ces cellules est la formation de longs processus «de type dendrite» d'origine cytoplasmique capables de traverser de petits tunnels dans la matrice connue sous le nom de «canalicules», afin de relier chaque ostéocyte à son cellules voisines et celles de la surface osseuse.
Ces processus ou projections sont reliés entre eux par des jonctions lacunaires, qui leur permettent de faciliter l'échange de molécules et la conduction d'hormones vers des sites distants dans le tissu osseux.
La communication des ostéocytes avec d'autres cellules dépend de ces projections qui émergent du corps cellulaire et entrent en contact direct avec d'autres cellules, bien que l'on sache également qu'elles dépendent de la sécrétion de certaines hormones à cet effet.
Les ostéocytes sont des cellules à très longue durée de vie et peuvent durer des années, voire des décennies. On pense que la demi-vie d'un ostéocyte est d'environ 25 ans, une durée très longue surtout par rapport aux ostéoblastes et ostéoclastes qui ne durent que quelques semaines, voire quelques jours.
Caractéristiques
En plus d'être des composants structurels importants du tissu osseux, l'une des principales fonctions des ostéocytes consiste en l'intégration des signaux mécaniques et chimiques qui régissent tous les processus de démarrage du remodelage osseux.
Ces cellules semblent agir comme des «conducteurs» qui dirigent l'activité des ostéoclastes et des ostéoblastes.
Des études récentes ont montré que les ostéocytes exercent des fonctions de régulation qui vont bien au-delà des limites osseuses, puisqu'ils participent, par certaines voies endocriniennes, au métabolite phosphate.
Ces cellules ont également été considérées comme ayant des fonctions dans le métabolisme systémique des minéraux et leur régulation. Ce fait est basé sur le potentiel d'échange minéral des espaces péri-cellulaires fluides (autour des cellules) des ostéocytes.
Comme ces cellules ont la capacité de répondre à l'hormone parathyroïdienne (PTH), elles contribuent également à la régulation du calcium dans le sang et à la sécrétion permanente de la nouvelle matrice osseuse extracellulaire.
Références
- Aarden, EM, Burger, EH, Nijweide, PJ, Biology, C. et Leiden, AA (1994). Fonction des ostéocytes dans les os. Journal of Cellular Biochemistry, 55, 287-299.
- Bonewald, L. (2007). Les ostéocytes en tant que multifonctionnels dynamiques. Ann. NY Acad. Sei., 1116, 281-290.
- Cheung, MBSW, Majeska, R. et Kennedy, O. (2014). Ostéocytes: maîtres orchestrateurs de l'os. Calcif Tissue Int, 94, 5–24.
- Franz-odendaal, TA, Hall, BK et Witten, PE (2006). Buried Alive: Comment les ostéoblastes deviennent des ostéocytes. Developmental Dynamics, 235, 176-190.
- Gartner, L. et Hiatt, J. (2002). Text Atlas of Histology (2e éd.). Mexique DF: McGraw-Hill Interamericana Editores.
- Johnson, K. (1991). Histologie et biologie cellulaire (2e éd.). Baltimore, Marylnand: La série médicale nationale pour une étude indépendante.
- Kuehnel, W. (2003). Atlas des couleurs de cytologie, histologie et anatomie microscopique (4e éd.). New York: Thieme.