Role of osteoblasts and osteocytes in bone remodeling

Bone remodeling is an integrated process of resorption and osteogenesis. Such processes are performed on cyclical basis, as regulated by specifi c bone cells, including osteoclasts, osteoblasts and osteocytes. Not long ago it was claimed that bone remodeling involves only osteoclasts, conditioning bone resorption and osteoblasts, responsible for osteogenesis. Recent studies have shown however, that the major regulatory part in bone remodeling is taken by osteocytes. Such cells regulate the activity of osteoclasts and osteoblasts, infl uencing the RANK/RANKL/OPG pathway as well as the signalling canonical pathway Wint/-catenine. The role of osteocytes in regulation of RANK/RANKL/OPG pathway is basically associated with regulation of RANKL secretion by osteoblasts, while in regulation of Wnt/ /-catenine, with secretion of sclerostin, which inhibits osteogenesis by blocking activation, proliferation and diff erentiation of osteoblasts from the mesenchymal stem cells and slows down Wnt/-catenine signalling.

Aktywność metaboliczna szkieletu związana jest z ciągłą przebudową tkanki kostnej. Mechanizm ten jest niezbędny do przystosowania szkieletu do warunków zewnętrznych i obciążeń mechanicznych oraz zapewnia równowagę mineralną. Prawidłowy przebieg procesu przebudowy kości zależy od aktywności komórek kostnych, do których należą osteoblasty, osteoklasty i osteocyty. Osteoblasty uczestniczą w kościotworzeniu oraz resorpcji kości. Wydzielają cytokiny i czynniki wzrostu, dzięki czemu pełnią rolę regulacyjną procesu osteoklastogenezy i resorpcji kości przez wpływ na szlak regulacyjny RANK/RANKL/OPG. Osteocyty z kolei regulują osteoblastogenezę, proces apoptozy osteoblastów oraz funkcję szlaku RANK/RANKL/OPG przez wpływ na kanoniczny szlak sygnalizacyjny Wnt/-katenina. Osteocyty wydzielają również sklerostynę, działającą antagonistycznie w stosunku do szlaku kanonicznego WNT/–katenina. Sklerostyna hamuje proces kościotworzenia. Szlak Wnt/–katenina może być potencjalnym celem terapii, prowadzącym do zwiększenia masy kostnej, natomiast sklerostyna – jako inhibitor tego szlaku – stanowi nowy obiecujący cel w badaniach nad terapią anaboliczną schorzeń tkanki kostnej.