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2025-06-18T08:44:43Z

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[[Datei:Osteoclast.jpg|mini|[[Transmissionselektronenmikroskop]]ische Aufnahme (TEM) eines Osteoklasten in der Bildmitte. Die Mehrkernigkeit dieses knochenabbauenden Zelltyps ist gut sichtbar.]]

'''Osteoklasten''' (von {{grcS|ὀστέον|ostéon|de=Knochen}} und {{lang|grc|κλᾰστός|klastós|de=zerbrochen}}; [[Singular]]: ''der Osteoklast'') sind [[Syncytium|mehrkernige]] Zellen, die durch Fusion von einkernigen Vorläuferzellen aus dem [[Knochenmark]] entstehen. Sie gehören zum [[Retikulohistiozytäres System#Das Mononukleäre Phagozytensystem (MPS)|mononukleär-phagozytären System]] (MPS). Ihre Hauptaufgabe ist die Resorption von [[Knochengewebe]].

Erstmals beobachtet wurden Osteoklasten von [[John Howship]] im ersten Viertel des 19. Jahrhunderts. Ihre Bedeutung erkannte 1873 [[Albert von Koelliker]].<ref>Hermann Ecke, Uwe Stöhr, Klaus Krämer: ''Unfallchirurgie.'' In: Franz Xaver Sailer, Friedrich Wilhelm Gierhake (Hrsg.): ''Chirurgie historisch gesehen. Anfang – Entwicklung – Differenzierung.'' Mit einem Geleitwort von [[Rudolf Nissen]]. Dustri-Verlag Dr. Karl Feistle, Deisenhofen bei München 1973, ISBN 3-87185-021-7, S. 204–216, hier: S. 211.</ref>

Osteoklasten entwickeln sich aus [[Hämatopoetische Stammzelle|hämatopoetischen Stammzellen]] des [[Knochenmark]]es. Sie zeigen teilweise Eigenschaften von zirkulierenden [[Monozyt]]en und Gewebs-[[Makrophage]]n.

== Regulation ==
{{Hauptartikel|Knochenumbau#Regulation|titel1=„Regulation“ im Artikel Knochenumbau}}

Folgende Faktoren können die Formation von Osteoklasten anregen und wirken somit knochenresorptiv:
* [[Dexamethason]]
* [[Calcitriol|1,25-(OH)<sub>2</sub>VitD<sub>3</sub>]]
* [[Parathormon]]
* Parathormon-related Protein (PTHrP)
* [[Peroxisom-Proliferator-aktivierter Rezeptor]]-γ (PPARγ)
* [[Prostaglandin-E2]]
* [[Triiodthyronin]] (T3)
* verschiedene [[Zytokine]]

Folgende Faktoren können die Funktion von Osteoklasten hemmen und wirken somit antiresorptiv:
* [[Bisphosphonate]]
* [[Calcitonin]]
* [[Nitroglycerin#Medizin|Nitroglycerin]]
* [[Östrogen|Estrogene]]

Diese Faktoren führen zu einer Aktivierung des PU.1-Transkriptionsfaktors, der die Umwandlung von Makrophagen in Osteoklasten verstärkt.
Osteoklasten werden außerdem über den [[RANK]]-Liganden (RANKL) aktiviert. [[Osteoprotegerin]] (OPG) ist ein Protein, das die Osteoklastendifferenzierung hemmt, indem es die RANK-Liganden bindet. Diese Liganden können ihrerseits nun nicht mehr an das RANK der Makrophagen binden und sie daher auch nicht mehr zur Differenzierung zu Osteoklasten anregen. Auf diese Weise verhindert Osteoprotegerin den Abbau von Knochen.

[[Hormon]]ell wird die Osteoklastenaktivität von [[Parathormon]] (Aktivierung, Calciumfreisetzung) und [[Calcitonin]] (Inaktivierung, Calciumspeicherung) gesteuert, der Knochen wird also als Zwischenspeicher von Calcium zur [[Calciumhomöostase#Regulation|Regulation der Calciumhomöostase]] genutzt. Dabei ist jedoch anzumerken, dass der Osteoklast selbst keine Rezeptoren für das Parathormon besitzt, sondern die Aktivierung sekundär über die [[Osteoblast]]en (RANKL) erfolgt, welche diesen Rezeptor besitzen. Für Calcitonin besitzt der Osteoklast jedoch Rezeptoren, wodurch eine direkte Hemmung der Aktivität möglich ist.

Die Resorption von Knochen ist meist eng mit einer nachfolgenden Neusynthese durch [[Osteoblast]]en verknüpft. Dieser als [[Knochenumbau|Knochengeweberemodellierung]] bekannte Prozess dient der Anpassung an Belastungen und dem Vorbeugen von Materialermüdungen.

== Histologie ==
Osteoklasten sind große Zellen mit einem Durchmesser von 50 bis 100 µm, die bis zu 10 [[Zellkern]]e enthalten können. Sie finden sich an der Knochenoberfläche in den [[Resorptionslakune]]n (Howship-Lakunen). Genauso wie die eng mit ihnen verwandten [[Makrophage]]n sind sie in der Lage, sich [[Amöbe|amöboid]] fortzubewegen.

Der [[Anatomische Lage- und Richtungsbezeichnungen|apikale]] Pol eines Osteoklasten ist dem Knochen zugewandt. Hier lassen sich verschiedene Bereiche unterscheiden:

* Zentral findet sich eine helle, streifige und [[Vesikel (Biologie)|vesikelreiche]] Zone, in der die [[Zellmembran]] in Form eines [[Bürstensaum]]s stark gefaltet ist. Sie wird als ''ruffled border'' bezeichnet und ist der eigentliche Ort der [[Knochenresorption]]. Lichtmikroskopisch stellt sie sich hell-gestreift dar.
* In der Peripherie zeigt sich lichtmikroskopisch eine intensive Anfärbung. Dort haftet der Osteoklast mit seinem Adhäsionsapparat ([[Integrin]]e) an der Knochensubstanz. Der Adhäsionsapparat besteht zumeist aus so genannten [[Podosom]]en. Es besteht ein sehr enger Kontakt zwischen Osteoklast und Knochen, mit einem Abstand von nur 0,3–0,5 nm. Man nennt diesen Bereich deshalb auch ''[[sealing zone]]''.
* Das Zytoplasma, das die ''sealing zone'' umgibt, wird als ''clear zone'' bezeichnet, da es fast keine [[Zellorganell]]en aufweist. Dafür findet sich hier eine große Menge [[Aktin|kontraktiler Proteine]].

== Physiologie ==
Im Zwischenraum von Osteoklast und Knochensubstanz herrscht ein deutlich erniedrigter [[pH-Wert]] (ca. 4,5), der durch aktiven [[Proton (Chemie)|Protonen]]<nowiki />transport aufrechterhalten wird und dem Abbau der mineralisierten Matrixkomponenten dient. Daneben geben Osteoklasten [[proteolytisch]]e Enzyme ab, die die kollagene [[Knochenmatrix]] auflösen. Die dabei freigesetzten [[Kollagen]]fragmente werden [[Phagozytose|phagozytiert]]. Dabei entstehen die Howship-Lakunen, die man auch als „Fressspur“ der Osteoklasten bezeichnen kann.
Ihre Kapazität ist beachtlich: Ein Osteoklast kann die gleiche Menge Knochen abbauen, die 100 [[Osteoblast]]en in dieser Zeit aufbauen.

== Krankheiten ==
=== Verminderte Osteoklastentätigkeit ===
* Bei der genetisch bedingten Krankheitsgruppe der [[Osteopetrose]] und ihrer Unterform der [[Pyknodysostose]] ist die Osteoklastentätigkeit stark vermindert.
* PLOSL (polyzystische lipomembranöse Osteodysplasie mit sklerotischer [[Leukenzephalopathie]], [[Nasu-Hakola-Krankheit]])

=== Vermehrte Osteoklastentätigkeit ===
Eine vermehrte Osteoklastentätigkeit findet sich bei folgenden Krankheiten
* [[Osteoporose]]
* [[Hyperparathyreoidismus]]
* [[Osteodystrophia deformans]] (Morbus Paget)
* Aseptische Knochennekrose
* [[Rheumatoide Arthritis]]
* [[Osteogenesis imperfecta]]
* [[Brustkrebs]]
* [[Riesenzelltumor]]
* [[Gorham-Stout-Syndrom]]

==== Siehe auch ====
* [[Kieferaufbau#Ursachen des Knochenabbaus|Ursachen des Knochenabbaus des Kieferknochens]]

== Literatur ==
* T. Bellido u. a.: ''Regulation of interleukin-6, osteoclastogenesis, and bone mass by androgens. The role of the androgen receptor.'' In: ''J Clin. Invest.'' 95, 1995, S. 2886–2895.
* G. Girasole, R. L. Jilka, G. Passeri, S. Boswell, G. Boder, D. C. Williams, S. C. Manolanas: ''17-Estradiol inhibits interleukin-6 production by bone marrow derived stromal cells and osteoblasts in vitro: A potential mechanism for the anti-osteoporotic effect of estrogens.'' In: ''J. Clin. Invest.'' 89, 1992, S. 883–891.
* G. Hattersley, J. A. Kirby, T. J. Chambers: ''Identification of osteoclast precursors in multilineage hematopoietic colonies.'' In: ''Endocrinology.'' 128, 1991, S. 259–262.
* R. L. Jilka u. a.: ''Increased osteoclast development after estrogen loss: Mediation by interleukin-6.'' In: ''[[Science]].'' 257, 1992, S. 88–91.
* N. Kurihara, C. Chenu, M. Miller, C. Civin, G. D. Roodman: ''Identification of committed mononuclear precursors for osteoclast-like cells in long term human marrow cultures.'' In: ''Endocrinology.'' 126, 1990, S. 2733–2741.
* K. Matsuzaki u. a.: ''Osteoclast differentiation factor (ODF) induces osteoclast-like cell formation in human peripheral blood mononuclear cell cultures.'' In: ''[[Biochem Biophys Res Commun]].'' 246, 1998, S. 199–204.
* N. K. Shevde, A. C. Bendixen, K. M. Dienger, J. W. Pike: ''Estrogens suppress RANK ligand-induced osteoclast differentiation via a stromal cell independent mechanism involving c-Jun repression.'' In: ''[[Proc Natl Acad Sci USA]].'' 97, 2000, S. 7829–7834.
* M. M. Tondravi, S. R. McKercher, K. Anderson, J. M. Erdmann, M. Quiroz, R. Maki, S. L. Teitelbaum: ''Osteopetrosis in mice lacking haematopoietic transcription factor PU.1.'' In: ''[[Nature]].'' 386, 1997, S. 81–84.
* K. Tsukii u. a.: ''Osteoclast differentiation factor mediates an essential signal for bone resorption induced by 1 alpha,25-dihydroxyvitamin D3, prostaglandin E2, or parathyroid hormone in the microenvironment of bone.'' In: ''Biochem Biophys Res Commun.'' 246, 1998, S. 337–341.

== Weblinks ==
* [http://www.nature.com/nrg/journal/v4/n8/slideshow/nrg1122_F2.html Abbildung der Osteoklastentätigkeit]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Zelltyp]]
[[Kategorie:Histologie der Binde- und Stützgewebe]]

Osteoklast - Versionsgeschichte

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