Botvernieuwing

Botomzetting: belang en biologische basis

Ondanks de kenmerkende hardheid en sterkte is bot geen statisch weefsel, maar verandert het continu en herstelt het zichzelf voortdurend.Dit proces wordt "botremodellering" genoemd.

ONTHOUDEN:

Botombouw of -remodellering wordt gedefinieerd als het cyclische proces waarbij ouder bot wordt verwijderd om te worden vervangen door ander jonger weefsel.
We spreken van osteogenese om de vorming van botweefsel aan te duiden; van reabsorptie om zijn desintegratie aan te geven.
Jaarlijks wordt ongeveer 10% van onze totale botmassa vernieuwd.

Onder een fijne endocriene controle volgen de remodelleringsprocessen elkaar op door de structuur van het botweefsel aan te passen aan de verzoeken.

Verantwoordelijk voor botvernieuwing zijn twee soorten cellen, respectievelijk osteoclasten en osteoblasten genoemd. De eerstgenoemde, polynucleair en rijk aan microvilli, scheiden proteolytische zuren en enzymen af die, door de botmatrix te vernietigen, de mineralen die het bevat vrijgeven.

De erosieve werking van de osteoclast komt tot uiting door de vorming van de Howship-lacune. De osteoclast, die een eerste opening vormt, maakt zich los van de matrix en beweegt zich door amoeboïde beweging op een deel van het bot dat grenst aan het zojuist geresorbeerde bot.Hier hecht hij weer aan en vormt de zoveelste opening.

Dankzij dit proces wordt dagelijks ongeveer 500 mg calcium uit het bot verwijderd (0,05% van het totale calcium).Bovendien zijn verschillende populaties osteoclasten in staat om, indien nodig, zelfs grote delen van het bot in relatief korte tijd weer op te nemen.

Na het boterosieproces grijpen osteoblasten, cellen met diametraal tegenovergestelde functies, in. In feite garanderen ze de vorming en afzetting van de organische matrix in de holtes die worden gegenereerd door de katabole werking van de osteoclasten.

Zodra deze matrix voldoende dik is, wordt hij dankzij de tussenkomst van calcium gemakkelijk gemineraliseerd.Dit mineralisatieproces gaat maandenlang door, waarbij de dichtheid van het nieuwe bot geleidelijk toeneemt.

Osteogenese vindt daarom in twee fasen plaats:

vorming van de matrix (osteoïde);
mineralisatie van de matrix.

Waarom is botturnover belangrijk?

Voor het herstel van stress-microfracturen veroorzaakt door normale fysieke inspanning
Om botweefsel te versterken als reactie op geschikte stimuli
Om de plasmaspiegels van calcium en fosfor te reguleren

Wat reguleert de activiteit van deze cellen en bevordert osteoblastische of osteoclastische actie?

Het proces is behoorlijk complex en het grondig begrijpen ervan betekent een solide basis hebben om ziekten te leren kennen en te behandelen waarbij het evenwicht tussen osteoblastische en osteoclastische werking verloren gaat, zoals bij osteoporose en botmetastasen.

De medicijnen van de toekomst zullen de transcriptie van bepaalde genen reguleren om de activiteit van osteoblasten en de apoptose (celdood) van osteoclasten te bevorderen.

De belangrijkste regulerende factoren zijn onder meer:

a- het calciumgehalte in het bloed
b- de mechanische belasting als gevolg van de zwaartekracht en mechanische spierspanningen

Het skelet reageert op lichamelijke inspanning, spierstimulatie en zwaartekracht door zichzelf te versterken; omgekeerd verzwakt het.

Hormonale invloed en andere factoren

Hoewel de botlengte constant blijft op volwassen leeftijd, blijft bot een actieve celpopulatie herbergen, waardoor het in een staat van dynamisch evenwicht blijft. Verschillende hormonen beïnvloeden botvorming, groei en hermodellering door osteoblasten of osteoclasten te stimuleren.

Calciumhormonen: reguleren specifiek calciumhomeostase PARATORMONE vermindert de botsterkte (stimuleert osteoclastische resorptie) CALCITONIN verhoogt de botsterkte (remt osteoclastische resorptie) VITAMINE D:

nadat het in de lever en de nieren is geactiveerd, verhoogt het de opname van calcium en fosfor in de darm en vermindert het de uitscheiding ervan in de urine

Systemisch actieve hormonen: ze beïnvloeden het botmetabolisme ANDROGENEN: ze verhogen het OESTROGENEN:

ze verhogen het (daarom zijn vrouwen meer vatbaar voor osteoporose na de menopauze)

SCHILDKLIERHORMONEN

ze verhogen het, in synergie met GH, maar als ze in overmaat aanwezig zijn, verlagen ze het

GH:

het bevordert de groei van het skelet in de kindertijd en adolescentie, een overmaat in de jeugd veroorzaakt gigantisme (een dwerggroeidefect), terwijl het op volwassen leeftijd acromegalie veroorzaakt (botvergroting die vooral zichtbaar is in de ledematen en het gezicht).

IGF-1 en IGF-2

groeifactoren die, samen met insuline en in synergie met GH, de botdichtheid en lichaamsgroei verhogen

PROLACTINE:

verhoogt de synthese van actieve vitamine D, bevordert de intestinale absorptie van calcium en verhoogt zo de hoeveelheid mineraal die beschikbaar is voor de melkproductie

GLUCOCORTICOIDEN Ze vernietigen de botmatrix die osteopenie veroorzaakt

Naast signalen van endocriene oorsprong zijn botten ook gevoelig voor mechanische prikkels. De stof waaruit ze bestaan, reageert positief op de prikkels die worden veroorzaakt door belastingsactiviteiten (werk en sport die compressieve spanningen op het bot veroorzaken, zoals voetbal, dansen, hardlopen, en veel minder fietsen en zwemmen).

Integendeel, een langdurige immobilisatie (bijvoorbeeld na een breuk) gaat gepaard met een verdunning van het botweefsel. Dit verklaart waarom bepaalde sporten, waaronder dansen, het ontstaan van osteoporose bij ouderen voorkomen.

Er zijn ook lokale stimuli die worden toevertrouwd aan bepaalde boodschappers, zoals de transformerende groeifactor (TGF-ß) en de insuline-achtige groeifactoren (IGF), geproduceerd door osteoblasten en hun activiteit stimuleren.

Let op, in de afbeelding, de dikkere pijl onder de genetische factoren, wat het grotere gewicht van dit element op de andere onderstreept. De rol van genetica in de variabiliteit van botmineraalmassa (BMD) tussen individuen is kwantificeerbaar rond 60-70%.