Samenvatting Cellulaire Communicatie
Inhoudsopgave
Thema 1: Bot en kraakbeen en de rol van hormonen bij calciumhuishouding.................................................2
1.2 (PR) Bot en kraakbeen....................................................................................................................................2
1.3 Hormonen en calcium-en fosfaathuishouding...............................................................................................6
1.4 De rol van PTHrP in botvorming.....................................................................................................................9
1.7 (PR) Groeiend bot.........................................................................................................................................11
1.9 Botziekten.....................................................................................................................................................13
1.10 Osteoblast-osteoclast interacties...............................................................................................................14
Thema 2 Receptoren en signaaltransductie..................................................................................................17
2.1 G-eiwit-gekoppelde receptoren....................................................................................................................17
2.2 Enzym gekoppelde receptoren-1..................................................................................................................19
2.3 Enzym-gekoppelde receptoren-2..................................................................................................................22
2.5 Celadhesie en migratie.................................................................................................................................23
Thema 3 Receptor-ligand interacties............................................................................................................ 26
3.1 Principes van receptor-ligand interacties.....................................................................................................26
Thema 4 Endocriene organen....................................................................................................................... 28
4.1 Vaten en endocriene organen......................................................................................................................28
1
,Samenvatting Cellulaire Communicatie
Thema 1: Bot en kraakbeen en de rol van hormonen bij
calciumhuishouding
1.2 (PR) Bot en kraakbeen
Kraakbeen
Kraakbeen is net als bot een gespecialiseerde vorm van bindweefsel. Bindweefsel bestaat
altijd uit cellen en extracellulaire matrix dat grondsubstantie en
vezels bevat.
- Cellen: chondrocyten > produceren het kraakbeen
matrix en zorgen voor de instandhouding hiervan.
Liggen in en zijn soms geclusterd in groepen: isogene
groepen (interstitiële groei!).
- Vezels: Collageen type II
- Grondsubstantie: Proteoglycanen, Multi-adhesive
proteins en heel veel GAGs
De grote hoeveelheid GAGs in de matrix zorgt ervoor dat het kraakbeen erg veel water bevat
> de negatieve lading van deze structuren zorgt namelijk voor een hoge osmotische druk en
daardoor een grote hoeveelheid water. Dit water zorgt ervoor dat kraakbeen niet goed
samendrukbaar is en daardoor een hoge druk kan weerstaan. Hierdoor komt kraakbeen vaak
voor in gewrichten die veel druk moeten dragen (bijv. kniegewricht). Op plaatsen waar
flexibiliteit en een bijzondere vorm belangrijk zijn is ook kraakbeen aanwezig (bijv. oorschelp
of strottenhoofd). Daarnaast zorgt kraakbeen voor het soepel lopen van gewrichten.
De grote hoeveelheid negatief geladen GAGs zorgt er ook voor dat kraakbeen in een H&E
kleuring paars kleurt. Negatief geladen deeltjes reageren namelijk met hematoxyline tot een
paarse kleuring.
Er bestaan drie type kraakbeen gebaseerd op hun matrix samenstelling:
Type Hyaline Elastisch vezelig
Cellen Chondrocytes Chondrocytes Chondrocytes &
fibroblasts
Matrix Collageen type II Elastische vezels Collageen Type I en
II
Perichondrium Ja Ja Nee
Voorkomen gewrichtskraakbeen, oorschelp, buitenste tussenwervelschijven,
neus, strottenhoofd, gehoorgang, buis Meniscus,
luchtpijp, uiteinden van Eustachius, schaambeen,
ribben, tijdelijk strottenhoofd aanhechting van
skelet van een (larynx), sommige ligamenten
embryo Strottenhoofdklep aan bot
(epiglottis)
functie druk en scheur naast plastisch ook weerstand tegen druk,
bestendig elastisch plastisch
2
,Samenvatting Cellulaire Communicatie
Rondom kraakbeen ligt, behalve op gewrichtsvlakken, een kapsel van dicht straf bindweefsel
genaamd het perichondrium. In het perichondrium liggen fibroblasten en chondroblasten die
kunnen differentiëren tot chondrocyten. Van het bot af gaat het perichondrium over in
losmazig bindweefsel. Alleen vezelig kraakbeen heeft geen perichondrium.
Kraakbeen is volledig avasculair; de cellen die in kraakbeen liggen hebben via diffusie
toegang tot voedingsstoffen.
Groei van kraakbeen
De groei van kraakbeen kan via twee manieren:
1. Appositionele groei (van buitenaf): fibroblast-achtige cellen uit perichondrium
differentiëren tot chondrocyten die matrix gaan produceren
2. Interstitiële groei (van binnenuit): chondrocyten delen en gaan matrix produceren. Dit
kan alleen in vroege stadia van kraakbeenvorming wanneer matrix nog zo flexibel is
dat expensie van binnenuit nog kan plaatsvinden.
Bot
Ook bot is net als kraakbeen een gespecializeerde vorm van bindweefsel. Het verschilt van
andere type bindweefsel doordat de matrix is gemineraliseerd wat zorgt voor heel hard
weefsel.
- Vezels: type I-collageen
- Grondsubstantie: proteoglycanen, GAGs, multiadhesive proteins, bot specifieke
eiwitten en groeifactoren.
De extracellulaire matrix wordt uitgescheiden door osteoblasten en wordt ook wel botmatrix
of osteoïd genoemd. Wanneer deze matrix mineraliseert ontstaat er hard botweefsel wat ook
veerkrachtig is; dit komt door de collageen vezels.
- Cellen:
1. Osteoprogenitor cells: kunnen in het endost
en periost liggen (periosteal en endosteal
cells) en kunnen differentiëren tot
osteoblasten
2. Osteoblasten: zorgen voor de vorming en
secretie van botmatrix en de verklaking
hiervan wat zorgt voor botweefsel
(bouwen). Zijn dus aanwezig op plaatsen
waar botvorming plaatsvindt.
3. Osteocyten: Ontstaan uit osteoblasten die
volledig zijn ingebed in matrix. Ze houden
botkwaliteit in de gaten en sturen
osteoblasten aan. Liggen in lacunae en
hebben lange uitlopers (die in caniculli
liggen) waarmee ze in een netwerk met elkaar verbonden zijn. In dit netwerk kan
uitwisseling plaatsvinden via gap-junctions.
4. Osteoclasten: Breken bot- en kraakbeen matrix af (kauwen). Liggen hierdoor vaak
in een gebied zonder matrix genaamd Howship lacuna
5. Bone-lining cells (grensvlak cellen): zijn cellen die het bot bekleden. Ze zijn
ontstaan door de differentiatie uit de osteoblasten die geen botmatrix meer maken.
Maar kunnen ook nog osteoprogenitor cellen zijn
Organisatie botweefsel
3
, Samenvatting Cellulaire Communicatie
Er bestaat twee type botweefsel: spongieus en compact botweefsel. Spongieus bot bestaat uit
botbalkjes (trabeculae) en ligt vaak aan de binnenkant van een bot terwijl compact bot altijd
aan de buitenkant ligt. Botten kunnen geclassificeerd worden op basis van hun vorm. Botten
die pijpvormig (lang) zijn worden pijpbeenderen genoemd en
hebben een vaste structuur:
- Epifyse: uiterste stukken
- Metafyse: overgangsstuk tussen uiterste en middelste
- Diafyse: middelste stuk
Aan de binnenkant van het bot ligt een holte met beenmerg. Hierin
liggen mesenchymale stamcellen waaruit verschillende botcellen
ontstaan.
Een laag bindweefsel bekleed zowel de buitenkant als de
binnenholte van het bod. De bindweefsel laag die de buitenkant bekleed heet het periost;
hierin liggen periosteale cellen die de mogelijkheid hebben om te differentiëren tot
oesteoblasten. De binnenkant is bekleed met endiost waarin osteoprogenitor cells die kunnen
differentiëren tot osteoblasten en bone-lining cells. Beide bindweefsellagen zijn goed
doorbloed en vanuit hier groeien er bloedvaten door de botkoker richting het kraakbreen/bot.
Volwassen/lamellair (compact) bot bestaat uit ronde structuren genaamd osteonen. Osteonen
bestaan uit een kanaal van Havers waarin bloedvaten lopen en uit Haverse/concentrische
lamella van botweefsel die met de jaren gevormd
worden. Osteonen ontstaan doordat (1) osteoclasten
als het ware een kanaal vormen in het botweefsel (2)
waarna osteoblasten osteoïd beginnen uit te scheiden
(3) waarna er mineralisatie optreedt (vorming
botweefsel). (4) Naar verloop van tijd komen
osteoblasten ingebed te liggen in gemineraliseerd
matrix en differentieren ze tot osteocyten. Deze
osteocyten houden contact met elkaar via
gapjunctions in hun uitlopers die in caniculli liggen.
(5) Vervolgens ontstaat er een nieuwe laag
osteoblasten en herhaalt dit proces zich waardoor er
ringen van lamelle ontstaan van buiten naar binnen.
Om de zoveel tijd worden alle osteonen vervangen
waardoor er interstitiële lamellen kunnen ontstaan. Vanuit de osteoblasten in het periost
ontstaan er ook lamellen die circumferentiële lamelle heetten. Loodrecht op de Kanalen van
Haver liggen de Kanalen van Volkmann die het bloed van periost en Haver kanaal naar
Haverkanaal vervoert. De voedingsstoffen uit het bloed gaan via caniculli naar osteocyten die
het ook via gap-junctions aan elkaar door kunnen geven.
Het eerste bot wat wordt gevormd is immatuur bot zonder duidelijke lamellaire structuur. Dit
bot wordt door middel van remodeling ververangen door matuur bot (zie 1.7).
Groei van botten
De groei van botten kan via twee manieren plaatsvinden:
1. Desmale verbening:
Mesenchymale stamcellen clusteren samen en vormen ossificatie center waarna de stamcellen
differentiëren tot osteoprogenitor cellen > osteblasten. Deze osteoblasten gaan matrix
4
Inhoudsopgave
Thema 1: Bot en kraakbeen en de rol van hormonen bij calciumhuishouding.................................................2
1.2 (PR) Bot en kraakbeen....................................................................................................................................2
1.3 Hormonen en calcium-en fosfaathuishouding...............................................................................................6
1.4 De rol van PTHrP in botvorming.....................................................................................................................9
1.7 (PR) Groeiend bot.........................................................................................................................................11
1.9 Botziekten.....................................................................................................................................................13
1.10 Osteoblast-osteoclast interacties...............................................................................................................14
Thema 2 Receptoren en signaaltransductie..................................................................................................17
2.1 G-eiwit-gekoppelde receptoren....................................................................................................................17
2.2 Enzym gekoppelde receptoren-1..................................................................................................................19
2.3 Enzym-gekoppelde receptoren-2..................................................................................................................22
2.5 Celadhesie en migratie.................................................................................................................................23
Thema 3 Receptor-ligand interacties............................................................................................................ 26
3.1 Principes van receptor-ligand interacties.....................................................................................................26
Thema 4 Endocriene organen....................................................................................................................... 28
4.1 Vaten en endocriene organen......................................................................................................................28
1
,Samenvatting Cellulaire Communicatie
Thema 1: Bot en kraakbeen en de rol van hormonen bij
calciumhuishouding
1.2 (PR) Bot en kraakbeen
Kraakbeen
Kraakbeen is net als bot een gespecialiseerde vorm van bindweefsel. Bindweefsel bestaat
altijd uit cellen en extracellulaire matrix dat grondsubstantie en
vezels bevat.
- Cellen: chondrocyten > produceren het kraakbeen
matrix en zorgen voor de instandhouding hiervan.
Liggen in en zijn soms geclusterd in groepen: isogene
groepen (interstitiële groei!).
- Vezels: Collageen type II
- Grondsubstantie: Proteoglycanen, Multi-adhesive
proteins en heel veel GAGs
De grote hoeveelheid GAGs in de matrix zorgt ervoor dat het kraakbeen erg veel water bevat
> de negatieve lading van deze structuren zorgt namelijk voor een hoge osmotische druk en
daardoor een grote hoeveelheid water. Dit water zorgt ervoor dat kraakbeen niet goed
samendrukbaar is en daardoor een hoge druk kan weerstaan. Hierdoor komt kraakbeen vaak
voor in gewrichten die veel druk moeten dragen (bijv. kniegewricht). Op plaatsen waar
flexibiliteit en een bijzondere vorm belangrijk zijn is ook kraakbeen aanwezig (bijv. oorschelp
of strottenhoofd). Daarnaast zorgt kraakbeen voor het soepel lopen van gewrichten.
De grote hoeveelheid negatief geladen GAGs zorgt er ook voor dat kraakbeen in een H&E
kleuring paars kleurt. Negatief geladen deeltjes reageren namelijk met hematoxyline tot een
paarse kleuring.
Er bestaan drie type kraakbeen gebaseerd op hun matrix samenstelling:
Type Hyaline Elastisch vezelig
Cellen Chondrocytes Chondrocytes Chondrocytes &
fibroblasts
Matrix Collageen type II Elastische vezels Collageen Type I en
II
Perichondrium Ja Ja Nee
Voorkomen gewrichtskraakbeen, oorschelp, buitenste tussenwervelschijven,
neus, strottenhoofd, gehoorgang, buis Meniscus,
luchtpijp, uiteinden van Eustachius, schaambeen,
ribben, tijdelijk strottenhoofd aanhechting van
skelet van een (larynx), sommige ligamenten
embryo Strottenhoofdklep aan bot
(epiglottis)
functie druk en scheur naast plastisch ook weerstand tegen druk,
bestendig elastisch plastisch
2
,Samenvatting Cellulaire Communicatie
Rondom kraakbeen ligt, behalve op gewrichtsvlakken, een kapsel van dicht straf bindweefsel
genaamd het perichondrium. In het perichondrium liggen fibroblasten en chondroblasten die
kunnen differentiëren tot chondrocyten. Van het bot af gaat het perichondrium over in
losmazig bindweefsel. Alleen vezelig kraakbeen heeft geen perichondrium.
Kraakbeen is volledig avasculair; de cellen die in kraakbeen liggen hebben via diffusie
toegang tot voedingsstoffen.
Groei van kraakbeen
De groei van kraakbeen kan via twee manieren:
1. Appositionele groei (van buitenaf): fibroblast-achtige cellen uit perichondrium
differentiëren tot chondrocyten die matrix gaan produceren
2. Interstitiële groei (van binnenuit): chondrocyten delen en gaan matrix produceren. Dit
kan alleen in vroege stadia van kraakbeenvorming wanneer matrix nog zo flexibel is
dat expensie van binnenuit nog kan plaatsvinden.
Bot
Ook bot is net als kraakbeen een gespecializeerde vorm van bindweefsel. Het verschilt van
andere type bindweefsel doordat de matrix is gemineraliseerd wat zorgt voor heel hard
weefsel.
- Vezels: type I-collageen
- Grondsubstantie: proteoglycanen, GAGs, multiadhesive proteins, bot specifieke
eiwitten en groeifactoren.
De extracellulaire matrix wordt uitgescheiden door osteoblasten en wordt ook wel botmatrix
of osteoïd genoemd. Wanneer deze matrix mineraliseert ontstaat er hard botweefsel wat ook
veerkrachtig is; dit komt door de collageen vezels.
- Cellen:
1. Osteoprogenitor cells: kunnen in het endost
en periost liggen (periosteal en endosteal
cells) en kunnen differentiëren tot
osteoblasten
2. Osteoblasten: zorgen voor de vorming en
secretie van botmatrix en de verklaking
hiervan wat zorgt voor botweefsel
(bouwen). Zijn dus aanwezig op plaatsen
waar botvorming plaatsvindt.
3. Osteocyten: Ontstaan uit osteoblasten die
volledig zijn ingebed in matrix. Ze houden
botkwaliteit in de gaten en sturen
osteoblasten aan. Liggen in lacunae en
hebben lange uitlopers (die in caniculli
liggen) waarmee ze in een netwerk met elkaar verbonden zijn. In dit netwerk kan
uitwisseling plaatsvinden via gap-junctions.
4. Osteoclasten: Breken bot- en kraakbeen matrix af (kauwen). Liggen hierdoor vaak
in een gebied zonder matrix genaamd Howship lacuna
5. Bone-lining cells (grensvlak cellen): zijn cellen die het bot bekleden. Ze zijn
ontstaan door de differentiatie uit de osteoblasten die geen botmatrix meer maken.
Maar kunnen ook nog osteoprogenitor cellen zijn
Organisatie botweefsel
3
, Samenvatting Cellulaire Communicatie
Er bestaat twee type botweefsel: spongieus en compact botweefsel. Spongieus bot bestaat uit
botbalkjes (trabeculae) en ligt vaak aan de binnenkant van een bot terwijl compact bot altijd
aan de buitenkant ligt. Botten kunnen geclassificeerd worden op basis van hun vorm. Botten
die pijpvormig (lang) zijn worden pijpbeenderen genoemd en
hebben een vaste structuur:
- Epifyse: uiterste stukken
- Metafyse: overgangsstuk tussen uiterste en middelste
- Diafyse: middelste stuk
Aan de binnenkant van het bot ligt een holte met beenmerg. Hierin
liggen mesenchymale stamcellen waaruit verschillende botcellen
ontstaan.
Een laag bindweefsel bekleed zowel de buitenkant als de
binnenholte van het bod. De bindweefsel laag die de buitenkant bekleed heet het periost;
hierin liggen periosteale cellen die de mogelijkheid hebben om te differentiëren tot
oesteoblasten. De binnenkant is bekleed met endiost waarin osteoprogenitor cells die kunnen
differentiëren tot osteoblasten en bone-lining cells. Beide bindweefsellagen zijn goed
doorbloed en vanuit hier groeien er bloedvaten door de botkoker richting het kraakbreen/bot.
Volwassen/lamellair (compact) bot bestaat uit ronde structuren genaamd osteonen. Osteonen
bestaan uit een kanaal van Havers waarin bloedvaten lopen en uit Haverse/concentrische
lamella van botweefsel die met de jaren gevormd
worden. Osteonen ontstaan doordat (1) osteoclasten
als het ware een kanaal vormen in het botweefsel (2)
waarna osteoblasten osteoïd beginnen uit te scheiden
(3) waarna er mineralisatie optreedt (vorming
botweefsel). (4) Naar verloop van tijd komen
osteoblasten ingebed te liggen in gemineraliseerd
matrix en differentieren ze tot osteocyten. Deze
osteocyten houden contact met elkaar via
gapjunctions in hun uitlopers die in caniculli liggen.
(5) Vervolgens ontstaat er een nieuwe laag
osteoblasten en herhaalt dit proces zich waardoor er
ringen van lamelle ontstaan van buiten naar binnen.
Om de zoveel tijd worden alle osteonen vervangen
waardoor er interstitiële lamellen kunnen ontstaan. Vanuit de osteoblasten in het periost
ontstaan er ook lamellen die circumferentiële lamelle heetten. Loodrecht op de Kanalen van
Haver liggen de Kanalen van Volkmann die het bloed van periost en Haver kanaal naar
Haverkanaal vervoert. De voedingsstoffen uit het bloed gaan via caniculli naar osteocyten die
het ook via gap-junctions aan elkaar door kunnen geven.
Het eerste bot wat wordt gevormd is immatuur bot zonder duidelijke lamellaire structuur. Dit
bot wordt door middel van remodeling ververangen door matuur bot (zie 1.7).
Groei van botten
De groei van botten kan via twee manieren plaatsvinden:
1. Desmale verbening:
Mesenchymale stamcellen clusteren samen en vormen ossificatie center waarna de stamcellen
differentiëren tot osteoprogenitor cellen > osteblasten. Deze osteoblasten gaan matrix
4
