Skelettet er betegnelsen for alle de knogler vi har i kroppen. Knogle er et meget levende materiale, der konstant omsættes. Ja, faktisk omsættes vores skelet 100% det første leveår, således at det skelet vi fødes med er fuldstændig udskiftet. Når man er voksen omsættes ca. 10% pr. år. Hvis knoglen ikke omsættes ville resultatet være at den mistede sin smidighed.

Makroskopisk opbygning

Der findes to typer af knoglevæv kaldet trabekulær knogle og kortikal knogle. Et eksempel kan være en ryghvirvel, hvor det indre består af trabekulær knoglevæv, mens det ydre består af kortikal knoglevæv.

Trabekulær knogle er ganske tynde knoglespanger der sidder på kryds og på tværs inde i knoglen. Kortikal knogle er meget mere massiv knoglevæv. Fordelingen af henholdsvis kortikal knoglevæv og trabekulær knoglevæv kan variere meget fra knogle til knogle. Således er der forholdsvis et tyndt lag kortikal knoglevæv på ryghvirvlen, men et tykkere lag på lårbensknoglen.

60-70% af knoglen består af uorganisk materiale, mens 30-40% består af organisk materiale. Fordelen afhænger af hvor meget vægt knoglen skal bære. Den uorganiske del består 100% af hydroxyappatit der er krystaller af Ca₁₀(PO₈)₆(OH)₂. Cirka 90% af den organiske del består af kollagen – hovedsaligt type I. De resterende 10% består af mindre proteiner. Mineralerne bidrager med styrke til knoglen, mens kollagen bidrager til smidighed.

Modellering

For at knogle hos børn kan vokse sker der en proes der hedder Modellering af knogle. Modellering betyder at der finder knogleopbygning og knoglenedbrydning sted.

Hvis man skærer igennem en knogle hos et barn, vil man i vækstzonen se chondroblaster der vokser og danner brusk og sørger for længdevækst. Samtidig sker der en nedbrydning af brusken og opbygning af knoglevæv. Således vil der altså vokse knoglevæv i længden.

Væksten i diameteren af knoglen sker i to zoner. I det indre endostium sker der knoglenedbrydning, mens der i det ydre periostium sker knogleopbygning sted. Således bliver marvhulen større og knoglens diameter større.

Remodellering

Hos voksne sker væksten ved Remodellering. Remodellering sker ved forskellige celler, som indgår i noget man kalder en Bone Modelling Unit eller BMU. De celler der indgår i BMU er osteoklaster der nedbryder knoglevæv ved at opløse mineralerne og nedbryde kollagen, Reversal celler der renser overfladen og forbereder til opbygning, osteoblaster der opbygger knoglevæv ved at opbygge nyt kollagen og mineralisere knogler og osteocytter der mineraliserer knoglen og sanser skader.

Det menes at det er osteocytterne som sidder i knoglemarven der udløser at remodellering starter. Det menes at de med deres canaliculi kan tiltrække osteoklaster. Hvis man er sengeliggende kan der opstå ilt og næringsstofsmangel i knoglerne, idet osteocytterne undergår celledød. Når osteocytterne bliver apoptotiske tiltrækker og stimuleres osteoklaster, hvilket fører til knoglenedbrydning.

Med stigende alder øges frekvensen af apoptose blandt osteocytter og dette er foreslået at være hovedårsagen til at knogleremodellering påbegyndes med stigende alder.

I et Bone Modelling Unit er der en kobling via reversal celler mellem knogledannelse og knoglenedbrydning, idet der både er osteoblaster og osteoklaster som er koblet med reversal celler. Osteoklasterne laver knogleresorption, mens osteoblasterne laver knogleformation og mineralisering. Bone Modelling Unit er beskyttet af en kapsel af celler.

Osteklaster

Osteoklaster var de celler der nedbrudte knogle. Det er store multikernede celler der opstår ved fusion af enkernede præ-osteoklaster. De har ca. 5-10 kerner i kroppen, men kan in-vitro få op til 30 kerner.

Differentiering af fusion sker ved et protein kaldet RANKL der primært produceres af præ-osteoblaster og osteocytter. Fusionen af præ-osteoklaster til osteoklaster sker udelukkende på knogleoverfladen – ikke i knoglemarven (i hvert fald hos raske personer).

Osteoklaster dannes ved differentiering af monocytter (en myeloid celle). Cytokinet Makrophage Colony Stimulating Factor (MCSF) er vigtig i forbindelse med differentieringen fra monocytter. Dette får monocytterne til at differentiere videre til præ-osteoklaster. Dette fører bl.a. til at der udtrykkes en receptor kaldet RANK receptor. Til denne receptor kan RANK ligand (RANKL) binde til, som også er et cytokin. Dette får den til at differentiere yderligere i retningen mod en præ-osteoklast og der udtrykkes nu nye proteiner – en af dem er proteinet DC-STAMP der er kendt for at være en masterregulator inden for osteoklast-differentiering. Differenteringen fortsætter så præ-osteoklaster fusionerer til osteoklaster.

Osteoklasten opløser mineral med saltsyre der dannes ved kulsyre udfra kuldioxid og vand og chloridioner. Osteoklasten opløser kalken og optager det over den apikale membran. Osteoklasten nedbryder også kollagen ved proteaser, hovedsaligt Cathepsin K. Kollagenfragmenterne endocytteres, nedbrydes videre i vesikler og frigives til blodet som små fragmenter. Disse Kollagen type I fragmenter kan man faktisk måle i blodet (CTX) eller i urinen (NTX). Det er altså biomarkører for knoglenedbrydning.

Osteoblaster

Osteoblaster er mononukleære celler der primært producerer mineral og kollagen. Den er udviklet fra en stamcelle af mesenchymal oprindelse, der udover osteoblaster også kan differentiere til chondroblaster og adipocytter.

Man ved faktisk endnu ikke hvor præ-osteoblaster kommer fra. De fleste mener de findes i knoglemarven.

En stamcelle differentierer til disse præ-osteoblaster og videre til osteoblaster ved påvirkninger af mange substanser, herunder østrogen, Wnt, BMP, TGFbeta, VitD3, PTH og testosteron.

Når en osteoblast er færdig går den igang med at lave knogle. Når den er færdig kan den differentiere til andre ting, herunder bone-lining celler der beskytter overfladen, osteocytter eller undergår apoptose.

Osteoblasten producerer udover kollagen også en lang række andre proteiner, herunder Fibronectin, Osteopontin, Osteocalcin, Osteonectin, Bone Sialoprotein, Thrombospondin, Vitronectin, BMP, TGFbeta og IGF. De sidste tre er vækstfaktorer og differentierer, som osteoblasten altså selv producerer og lægger ned i knoglen.

Osteocytter

Osteocytten er den celle der ligger inde i knoglen. Den opstår udfra præ-osteocytter der er differentierer sig fra osteoblaster der altså indkapsler sig selv inde i knoglen. Her kan den sidde i mange år – halveringstiden er ca. 25 år. Inde i knoglen danner de et tæt netværk af celler inde i knoglen.

Osteocytterne står i kontakt med hinanden via utallige canaliculi der er udposninger på cellemembranen. Der er ca. 40-60 stk. pr. celle. De spreder sig inde i hele den kortikale og trabekulære knogle. De fungerer som sensorer for skader og kan sanse iltniveauet inde i knoglen – det er altså vigtig for at kunne bevare en sund knogle.

Ved bevægelse af knoglen transporteres der væske gennem disse canaliculi sammen med næringsstoffer og ilt. Denne bevægelse af knogler og derved gennemstrømning af næringsstoffer sørger for at osteocytterne overlever og fører også til at knogleopbygning stimuleres.

Osteocytter kan også danne RANKL og VEGF – to faktorer der begge fører til dannelse af osteoklaster. De kan også danne Sclerostin (SOST) der hæmmer remodellering og knogledannelse.

Sidst opdateret 19. maj 2023