Biology of Bone Tissue: Structure, Function, and Factors That Influence Bone Cells

Abstract

Bone tissue is continuously remodeled through the concerted actions of bone cells, which include bone resorption by osteoclasts and bone formation by osteoblasts, whereas osteocytes act as mechanosensors and orchestrators of the bone remodeling process. This process is under the control of local (e.g., growth factors and cytokines) and systemic (e.g., calcitonin and estrogens) factors that all together contribute for bone homeostasis. An imbalance between bone resorption and formation can result in bone diseases including osteoporosis. Recently, it has been recognized that, during bone remodeling, there are an intricate communication among bone cells. For instance, the coupling from bone resorption to bone formation is achieved by interaction between osteoclasts and osteoblasts. Moreover, osteocytes produce factors that influence osteoblast and osteoclast activities, whereas osteocyte apoptosis is followed by osteoclastic bone resorption. The increasing knowledge about the structure and functions of bone cells contributed to a better understanding of bone biology. It has been suggested that there is a complex communication between bone cells and other organs, indicating the dynamic nature of bone tissue. In this review, we discuss the current data about the structure and functions of bone cells and the factors that influence bone remodeling.

Efeito da desmineralização óssea superficial na consolidação de enxertos ósseos autógenos: estudo histomorfométrico e imunohistoquímico em calvária de ratos

“…A fosfatase ácida tartarato-resistente (TRAP) é uma enzima encontrada em células osteoclásticas e eritrócitos liberada durante a reabsorção, promovendo degradação da matriz orgânica, sendo considerada importante marcador da atividade osteoclástica (TEITELBAUM, 2000;FLORENCIO-SILVA et al, 2015). A osteocalcina (OCN) é uma proteína não colágena, sintetizada predominantemente por osteoblastos e também está presente na matriz óssea extracelular e relacionada à mineralização da matriz osteoide, melhor representando o processo de formação óssea (BRONCKERS et al, 1985;SARAIVA;LAZARETTI-CASTRO, 2002;FLORENCIO-SILVA et al, 2015). Está associada também ao fenômeno do turnover , ou seja, quando a reabsorção e a formação ósseas estão ocorrendo simultaneamente (DUCY et al, 1996).…”

“…A primeira forma possui alta afinidade pelos cristais de hidroxiapatita permanecendo na matriz óssea durante a mineralização, porém a forma subcarboxilada possui menor afinidade aos minerais e é transportada para outros órgãos através da corrente sanguínea, demonstrando possuir efeitos no pâncreas, tecido adiposo e sistema nervoso (FLORENCIO-SILVA et al, 2015). …”

Mecanismos intracelulares induzidos por leucotrienos durante a diferenciação osteogênica

“…Constituem produtos do metabolismo do ácido araquidônico (AA) liberados após ativação celular por toxinas (HERSCHMAN, 1996), complexos imunes (MORI et al, 1992) (FLORENCIO-SILVA et al, 2015;NAKAMICHI et al, 2017).…”

“…Outras proteínas não colágenas como osteocalcina (OC), glicoproteínas, proteoglicanos, proteínas morfogenéticas ósseas (BMPs) e fatores de crescimento estão presentes em menores quantidades (HLAING, COMPSTON, 2014). Os elementos da matriz inorgânica são capazes de mineralizar a matriz orgânica por meio do cálcio e do fosfato que formam cristais na forma de hidroxiapatita (DATTA et al, 2008;FLORENCIO-SILVA et al, 2015).…”

“…Essas bombas liberam na lacuna de Howship prótons H + e disponibilizam íons Cl -gerados intracelularmente pela ação da enzima anidrase carbônica II, promovendo a formação de HCI e a diminuição do pH (CHARLES, ALIPRANTIS, 2014;FLORENCIO-SILVA et al, 2015).…”