Periodontitis ve romatoid artrit gibi kronik enflamatuvar durumlarda, kemik kaybı, komşu dokularda enflamasyon sonucu patolojik osteoklastogeneze yol açmaktadır. Kemik modellemesi, osteoklast adı verilen kemik rezorpsiyonunda görevli hücreler ile osteoblast adı verilen birikmesinde görevli hücrelerin doğru bir denge halinde olmasıyla oluşan bir çeşit aktif ve dinamik prosedürdür.
Örneğin osteoporoz adı verilen hastalıkta artmış osteoklast fonksiyonu ve azalmış osteoblast fonksiyonu gözlemlenmektedir. Osteoklastlar kemik matriksini bozarlar, ve osteoblastların ise osteogenik fonksiyonları bulunmaktadır. Osteositler ise osteoblastlardan köken alan ve modelleme prosedüründe mekano-duyusal işlevleri olan hücrelerdir.
Aktivasyon Fazı:
Mikrofraktürler, osteositler tarafından algılanan mekanik yüklenme değişikliği veya insülin büyüme faktörü-I (IGF-I), tümör nekroz faktörü-α (TNF-α), paratiroid dahil olmak üzere kemik mikroçevresinde serbest bırakılan bazı faktörler gibi farklı inputlar hormon (PTH) ve interlökin-6 (IL-6), hücreleri aktive eder. Sonuç olarak, aktive olan hücreler, öncül (pre)-osteoklastlar tarafından ifade edilen, reseptörü RANK’ı (Nükleer reseptör Aktivatörü) ile etkileşime giren RANKL’ın (Nükleer κB Ligand Reseptör Aktivatörü) kendi yüzey ekspresyonunu arttırır. RANKL / RANK etkileşimi, osteoklast öncesi füzyon ve çok çekirdekli osteoklastlara farklılaşmayı tetikler.
Rezorpsiyon Fazı:
Farklılaştırıldığında osteoklastlar polarize olur, kemik yüzeyine yapışır ve kemikte çözünmeye başlar. Bu fonksiyon iki aşamayı gerektirir: i) inorganik bileşeni çözmek için kemik matrisinin asitleştirilmesi ve ii) MMP9 gibi lizozom enzimlerinin salınımının kemiğin organik bileşeninin parçalanmasından sorumludur. İşlevlerini yerine getirdikten sonra osteoklastlar apoptozise uğrar. Bu, aşırı kemik rezorpsiyonunu önlemek için gereken fizyolojik bir sonuçtur.
Ters Faz:
Rolü henüz tam olarak netleşmemiş olan ters hücreler bu aşamayı gerçekleştirir. Aslında, bunların matris bozunması sırasında ortaya çıkan debrisin uzaklaştırılması ihtimali olan makrofaj benzeri hücreler oldukları bilinmektedir.
Formasyon Fazı:
Kemik matriks rezorpsiyonu, kemik morfogenetik proteinleri (BMP’ler), fibroblast büyüme faktörleri (FGF’ler) ve transformasyon büyüme faktörü TGF-B dahil olmak üzere burada depolanan birkaç büyüme faktörünün salınmasına yol açar. Osteoblastlar, başlangıçta kalsifiye edilmemiş (osteoid) yeni kemik matriksi üretir ve daha sonra mineralizasyonunu arttırır, böylece kemik yeniden şekillendirme işlemini tamamlar. Rezorpsiyon ve formasyon fazları arasındaki dengesizlik yanlış bir kemik şeklini değiştirir ve bu da kemik kitlesini etkiler ve sonuçta patolojik bir duruma yol açar.
Kaynaklar:
Hadjidakis, D. J., & Androulakis, I. I. (2006). Bone remodeling. Annals of the New York Academy of Sciences, 1092(1), 385-396.