OSTÉOCLASTES: FORMATION, CARACTÉRISTIQUES, FONCTIONS, MALADIES - LA BIOLOGIE - 2025

Les ostéoclastes sont l'un des trois types de cellules présentes dans le tissu osseux et sont responsables d'un phénomène connu sous le nom de résorption osseuse, essentiel pour maintenir la structure de celui-ci.

Contrairement aux ostéoblastes et aux ostéocytes, les deux autres groupes cellulaires présents dans le tissu osseux, les ostéoclastes, une fois qu'ils ont rempli leur fonction de résorption, passent par des processus complexes de mort cellulaire programmée (apoptose).

Microscopie d'un ostéoclaste actif (Source: Robert M. Hunt sur Wikipedia anglais via Wikimedia Commons)

Son activité est régulée principalement par la voie endocrinienne, spécifiquement contrôlée par deux hormones: l'hormone parathyroïdienne et la calcitonine, produite par la parathyroïde et la glande thyroïde, en particulier.

Le nom de ces cellules a été inventé par Kölliker en 1873, et le rôle de la résorption osseuse a été initialement attribué aux ostéocytes et aux macrophages, cependant, aujourd'hui, on sait que ces cellules sont plutôt «accessoires» dans ledit processus.

Ce sont des cellules élémentaires de la physiologie squelettique et des défauts de leur fonction ou des anomalies dans les processus dont elles sont en charge impliquent le développement de pathologies sévères chez l'homme.

Formation

Les ostéoblastes sont dérivés de cellules mononucléées provenant de la moelle épinière et d'autres organes hématopoïétiques, qui sont capables de migrer vers les tissus osseux par des voies vasculaires.

Ils sont formés à partir d'une cellule progénitrice appelée granulocyte-macrophage, qui donne naissance à des ostéoclastes et des monocytes, dont la prolifération et la différenciation dépendent de différentes molécules régulatrices, parmi lesquelles de nombreuses cytokines peuvent être nommées.

Une fois que les cellules progénitrices ont été disséminées dans le système vasculaire, elles sont établies dans différentes zones du tissu osseux (le périoste, l'endoste et le périchondre).

Les phagocytes mononucléaires sont très similaires aux cellules pré-ostéoclastiques, mais c'est le microenvironnement osseux qui détermine leur différenciation par différents stimuli.

Différenciation des cellules progénitrices

Les cellules hématopoïétiques pluripotentes de la moelle osseuse reçoivent des signaux qui orientent leur développement vers la lignée myéloïde, ce qui nécessite l'expression de certaines molécules permettant à ces cellules de répondre à des facteurs ostéoclastogènes.

Au fur et à mesure que la "colonie" de cellules myéloïdes se différencie, de nombreux marqueurs de la lignée des macrophages peuvent être identifiés, caractérisés notamment par la présence d'un facteur connu sous le nom de "facteur de stimulation des colonies de macrophages".

L'importance de ce facteur dans la différenciation des cellules progénitrices ostéoclastes a été démontrée par diverses observations expérimentales chez des animaux présentant des mutations dans les gènes apparentés, qui présentent des anomalies sévères du développement osseux.

Progression des «macrophages» vers les ostéoclastes

Les macrophages destinés à se différencier dans la lignée des ostéoclastes progressent vers le développement de caractéristiques phénotypiques inhérentes à ces cellules osseuses, telles que l'expression du récepteur de la calcitonine et la capacité à réabsorber l'os.

À l'heure actuelle, plusieurs groupes de recherche ont déterminé que le principal facteur ostéoclastogène est celui connu sous le nom de récepteur d'activation du ligand NFκB (RANKL, de l'anglais « R eceptor A ctivator of N F k B L igand»), une protéine membranaire exprimée après la stimulation d'hormones ou de cytokines d'absorption osseuse.

Ce facteur agit par de nombreuses voies indirectes en aval différentes, modulant l'expression des gènes nécessaires à la différenciation des ostéoclastes et son expression dépend également du contrôle d'autres molécules.

La différenciation se produit alors progressivement et une autre étape clé du processus est la fusion de plusieurs cellules engagées dans la lignée des ostéoclastes pour former la cellule progénitrice «polycaryon» ou multinucléée.

caractéristiques

Les ostéoclastes sont des cellules «géantes» multinucléées (avec de nombreux noyaux) entre 10 et 100 µm de diamètre, avec un cytoplasme acidophile et qui ont un système membraneux interne complexe et spécialisé qui fonctionne dans le processus de résorption.

Ce sont des cellules mobiles qui se déplacent à la surface des os entre les sites de résorption. Lorsqu'ils sont vus dans leur état actif, ils contiennent de nombreuses vacuoles et mitochondries, ce qui explique un flux métabolique élevé.

Ces cellules occupent des emplacements spécifiques connus sous le nom de «lagunes de Howship», qui sont des dépressions creuses caractéristiques des régions où se produit la résorption osseuse.

Coupe transversale d'un ostéoclaste actif (Source: Cellpath via Wikimedia Commons)

Ce sont des cellules polarisées, de sorte que les organites à l'intérieur se retrouvent dans certaines zones: la zone basale, la zone «bord bouclé» ou «bord de brosse», la zone claire et la zone vésiculaire.

Les zones claires et les bords des brosses ont des structures de résorption spécialisées qui les caractérisent, qui sont observées comme un réseau de plis membraneux sous lesquels se produisent les processus de résorption, puisqu'ils sont en contact direct avec l'os.

La zone basale (la plus éloignée des lagunes) est celle qui contient la plus grande quantité d'organites: les noyaux et tous les systèmes associés, tandis que la zone vésiculaire est constituée de nombreuses vésicules transporteurs qui collaborent à la résorption et sont situées entre la zone basale. et le bord de la brosse.

Caractéristiques

En conjonction avec les autres cellules du tissu osseux, ainsi que de concert avec certains facteurs régulateurs locaux et certaines hormones, les ostéoclastes jouent un rôle important dans le maintien structurel et le remodelage des os, pendant et après l'ostéogenèse.

En ce sens, les ostéoclastes participent au processus couplé de résorption et de formation, qui consiste en une résorption médiée par les ostéoclastes et une formation dirigée par les ostéoblastes.

D'une manière générale, les mécanismes de résorption osseuse médiés par les ostéoclastes impliquent la sécrétion d'hydrolases de leurs lysosomes et d'ions qui désintègrent les os.

Comme les autres cellules du tissu conjonctif, les ostéoclastes participent au maintien de l'homéostasie calcique dans le sérum.

Maladies

Différentes maladies sont liées à la fonction des ostéoclastes, parmi lesquelles:

- Ostéoporose: c'est une condition caractérisée par un déséquilibre entre la résorption et la formation osseuse, où il y a une résorption exacerbée, qui produit une fragilité et des fractures squelettiques continues. Il survient fréquemment chez les personnes âgées et âgées.

- Ostéopétrose: il s'agit d'une maladie génétique caractérisée par une augmentation de la masse osseuse due à des défauts de développement des bords bouclés des ostéoclastes provoqués par des mutations spécifiques, qui se traduisent par une diminution de leur capacité de résorption.

- Maladie de Paget: elle est détectée chez les patients âgés sous forme de résorption et de formation osseuses incontrôlées apparemment d'origine virale.

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