Luuydinlipidien kirjo

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26774740

Acad Radiol. 2016 Mar;23(3):273-83. doi: 10.1016/j.acra.2015.11.009. Epub 2016 Jan 7.

Bone Marrow Lipid Profiles from Peripheral Skeleton as Potential Biomarkers for Osteoporosis: A 1H-MR Spectroscopy Study.

Di Pietro G¹, Capuani S², Manenti G³, Vinicola V⁴, Fusco A³, Baldi J⁵, Scimeca M⁶, Hagberg G⁷, Bozzali M⁸, Simonetti G³, Tarantino U⁵.

RESULTS:

The reproducibility was satisfactory. In femoral neck, methylene (L13), glycerol (L41, L43), and total lipid resonances were significantly lower in healthy as compared to osteoporotic subjects. On the other hand, in calcaneus, L13/glycerol significantly discriminated between osteopenic and osteoporotic subjects whereas L13/(unsaturated lipid) discriminated between healthy and osteopenic group. However, the reproducibility of both unsaturated lipid and glycerol resonances were less optimal.

CONCLUSIONS:

MRS of bone marrow lipid profiles from peripheral skeletal sites may be a promising tool for screening of large population to identify individuals with or at risk for developing osteoporosis. Moreover, it provides information about the metabolic changes occurring in bone marrow with the development of osteoporosis, which are skeletal site dependent.

Luuydinadiposyytti ja luun remodeling

Front Endocrinol (Lausanne). 2016; 7: 85.

Published online 2016 Jun 30. doi:  10.3389/fendo.2016.00085

PMCID: PMC4928601

Bone Marrow Adipose Tissue: To Be or Not To Be a Typical Adipose Tissue?

Pierre Hardouin,¹ Tareck Rharass,¹ and Stéphanie Lucas^1,*

Author information ► Article notes ► Copyright and License information ►

LÄHDE:
 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4928601/figure/F1/
 (Suomennos kuvan tekstistä)
Luuytimen adiposyytti (BMA) pystyy erittämään LEPTIINIÄ ja ADIPONEKTIINIÄ, joilla on suora stimuloiva vaikutus mesenkymaalisen kantasolun (MSC) proliferaatioon ja erilaistumiseen osteoblastiksi. BMA voi vapauttaa myös muita tekijöitä, kuten  Wnt-signaloinnin estäjää sFRP1eli  kemeriiniä (chemerin) ja ne tekijät voivat  edistää adipogeneesiä ja samalla  säädellä negatiivisesti osteoblastogeneesin.
Koska BMA on myös RANKL lähde ja TNF-alfa- lähde, se voi antaa tukensa osteoclastogeneesille.
BMA, luuydinadiposyytti, näyttää   tyydyttyneistä rasvahapoista rikastuneena voivan  triggeröidä  osteoblastien  huonon toiminnan ja apoptoosin.
 Tyydyttyneet rasvahapot  saattaisivat vaikuttaa osteoklastien erilaistumista ja elossapysymistä, mutta tästä asiasta on ristiriitaisia tuloksia.
 Luuytimen adiposyytit (BMA)  saattaisivat vapauttaa näitä erilaisia tekijöitä vasteena katekoliamineille, glukokortikoideille ja sytokiineille.



The bone marrow adipocyte as an active cell in bone remodeling. The bone marrow adipocyte (BMA) can secrete leptin and adiponectin, which directly stimulate the proliferation and the differentiation of mesenchymal stem cell (MSC) into osteoblast.
 Other factors, such as the Wnt signaling inhibitor sFRP1 or chemerin, can be released by the BMA: these factors were shown to promote adipogenesis while negatively regulating osteoblastogenesis.
As a source of RANKL and TNF-α, the BMA can also support osteoclastogenesis. The BMA appears enriched in saturated fatty acids that can trigger the dysfunction and apoptosis of osteoblasts. Saturated fatty acids could impact on osteoclast differentiation and survival but results are conflicting. The BMA could release these different factors in response to catecholamines, glucocorticoids, and cytokines.

Several in vitro studies using notably co-culture models (109, 110) of BM MSC-derived adipocytes and osteoblasts strongly support a deleterious paracrine role of BMA. BM MSC-derived adipocytes have also been reported to secrete factors that alter osteoblastogenesis and favor adipogenesis, such as Wnt signaling inhibitors (111) and chemerin (112) (Figure ​(Figure11).

Figure 1

The bone marrow adipocyte as an active cell in bone remodeling. The bone marrow adipocyte (BMA) can secrete leptin and adiponectin, which directly stimulate the proliferation and the differentiation of mesenchymal stem cell (MSC) into osteoblast. Other ...

Luun terveys ja lipidiaineenvaihdunta . Rasvaista vai hiilihydraattista ravintoa?

Runsaasti rasvaa tai runsaasti  fruktoosia  sisältävät dieetit moduloivat eri tavoin luun kuntoa ja lipidiaineenvaihduntaa

LÄHDE
 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27832314

Calcif Tissue Int. 2017 Jan;100(1):20-28. doi: 10.1007/s00223-016-0205-8. Epub 2016 Nov 10. Diets High in Fat or Fructose Differentially Modulate Bone Health and Lipid Metabolism.

Jatkar A¹, Kurland IJ², Judex S³.

Tiivistelmän suomennosta
TAUSTA: Hyvin rqasvainen tai hiilihydraattipitoinen dieetti voi johtaa liikalihavuuteen ja diabetekseen, kahteen tilaan, jotka korreloivat toisiinsa ja liittyvät osteoporoosiin.
Tässä tutkimuksessa tahdotaan  valottaa  runsasrasvaisen (high fat)  ja  runsasfruktoosisen hiilihydraattiravinnon ( carbohydrate)   vaikutuksia   tavalliseen ravintoon ( regular chow)  verrattuna   luuston morfologiaan,  rasvapitoisuuteen ja aineenvaihdunnalliseen tasapainoon  hiirillä 15 viikon aikana. 13 viikon aikana ei havaittu  eroja kehon painoissa , vasta 2 viimeisenä viikkona hieman eroja. Korkearasvainen dieetti oli  haitallista  luulle: Distaalisen femurluun trabekulaarisen luun tilavuus oli  matalampi ja kortikaalinen luu oli ohuempaa kuin kontrolleilla. Näitä luustomuutoksia seurasi paralleelisti   abdominaalisen  rasvan  kaksi kertaa suurempi määrä ja plasmassa neljä kertaa suurempi leptiinipitoisuus. Korkearasvainen dieetti aiheutti vähenemää de novo- lipidisynteesissä maksassa,  munuaisessa , valkoisessa ja ruskeassa rasvakudoksessa. Runsasfruktoosinen dieetti päinvastoin ei aiheuttanut merkitsevää vaikutusta  luun määrään tai arkkitehtuuriin. Fruktoosin käyttö ei myöskään merkitsevästi  muuntanut leptiinipitoisuuksia tai lipidien de novo synteesiä mutat vähensi epididymaalista rasvakudosta ja lisäsi ruskeaa rasvakudosta. Kortikaalinen jäykkyys oli  vähempää  hiirien hiilihydraattidieetillä kuin runsasrasvaisella dieetillä . Glukoosin ja isnuliinin pitoisuuksissa ei ollut eroja ryhmien kesken. Yhteenvetona: Runsasrasvaisella dieetillä on negatiivista vaikutusta luun struktuuriin,  rasvakudoksen  asettumisiin ja lipidisynteesiin- näitä vaiktuksia  voitiin enimmäkseen  välttää fruktoosipitoisella hiilihydraattidieetillä.

 Abstract

Diets high in fat or carbohydrates can lead to obesity and diabetes, two interrelated conditions that have been associated with osteoporosis. Here, we contrasted the effects of a high fat (HF) versus fructose-enriched carbohydrate (CH) versus regular chow (SC) diet on bone morphology, fat content and metabolic balance in BALB/cByJ mice over a 15-week period. For 13 weeks, there were no differences in body mass between groups with small differences in the last 2 weeks. Even without the potentially confounding factor of altered body mass and levels of load bearing, HF consumption was detrimental to bone in the distal femur with lower trabecular bone volume fraction and thinner cortices than controls. These differences in bone were accompanied by twofold greater abdominal fat content and fourfold greater plasma leptin concentrations. High-fat feeding caused a decrease in de-novo lipid synthesis in the liver, kidney, white adipose and brown adipose tissue. In contrast to HF, the fructose diet did not significantly impact bone quantity or architecture. Fructose consumption also did not significantly alter leptin levels or de-novo lipid synthesis but reduced epididymal adipose tissue and increased brown adipose tissue. Cortical stiffness was lower in the CH than in HF mice. There were no differences in glucose or insulin levels between groups. Together, a diet high in fat had a negative influence on bone structure, adipose tissue deposition and lipid synthesis, changes that were largely avoided with a fructose-enriched diet.

KEYWORDS:

Cortical bone; Fructose ( hedelmäsokeri) ; High-fat diet; Lipid synthesis; Trabecular bone

Rasvaisen dieetin vaikutus luun muodostukseen

Lihavuudessa  lisääntyy luuytimen  rasvaisuus ja tulehduksellisten sytokiinien erittyminen aktivoi RANK/RANKL/OPG systeemin, mikä johtaa lisääntyneeseen luun resorptiooon.
 Tässä  alla olevassa tutkimuksessa on tutkittu  koe-eläimiltä rasvaisen ravinnon merkitystä luun muodostukseen  in utero ajalta ja laktaation jälkeen.  Seurattiin V. lannenikamaa, TNF- alfa ja IL-6 arvot määritettiin seerumista ja TNF-alfa myös luuytimestä.  Koe-eläimen syömä tyydytetty rasva aiheutti  korkeimmat  kolesteroli- ja  TG- pitoisuuksia. Matalin trabekulaarinen luutilavuus, matalin  trabekkelimäärä ja  suurin trabekkeli erkautuminen havaittiin niillä, jotka saivat  korkearasvaista rehua  ja joita imetti  rnormaalirehua saava emo.  Niillä oli myös korkein TNF-alfa- värjäytyminen ytimessä ja TNF- alfapitoisuus seerumissa, mikä viittaisi proinflammatoristen sytokiinien osallistuvan luun aineenvaihduntaan, mahdollisesti stimuloimalla resorptiota, mikä johtaa epäasianmukaiseen trabekulaariseen luun kehitykseen ja V- lumbaalinikaman muovautumiseen.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27577321

Acta Histochem. 2016 Sep;118(7):711-721. doi: 10.1016/j.acthis.2016.08.002. Epub 2016 Aug 28.

High-fat diet induced changes in lumbar vertebra of the male rat offsprings.

Peric Kacarevic Z¹, Snajder D², Maric A³, Bijelic N⁴, Cvijanovic O⁵, Domitrovic R⁶, Radic R⁷.

Author information

Abstract

In obesity, bone marrow adiposity increases and proinflammatory cytokines excretion activates RANK/RANKL/OPG system, which leads to increased bone resorption.
 The aim of this study was to analyze trabecular and cortical bone parameters in animals exposed to the high-fat diet in utero and after lactation. Skeletal organ of interest was the fifth lumbar vertebra, which is not exposed to biomechanical loading in rats. Further aims were to determine TNF-α and IL-6 serum concentrations, and the intensity of the TNF-α immunohistochemical staining in the bone marrow.
 Ten female Sprague Dawley rats, nine weeks old, were randomly divided in two groups and fed either standard laboratory chow or food rich in saturated fatty acids during five weeks, and then mated with genetically similar male subjects.
After birth and lactation male offsprings from both groups were divided in four subgroups depending on the diet they were fed until twenty-two weeks of age.
 The highest cholesterol and triglyceride concentration were found in both groups of offsprings fed with high-fat diet.
The lowest trabecular bone volume, lowest trabecular number and highest trabecular separation were found in offsprings fed with high-fat diet of mothers on standard laboratory chow.
 The same group of offsprings was also characterized by the highest intensity of TNF-α immunostaining in the bone marrow and the highest TNF-α serum concentration, which suggest that this proinflammatory cytokine has interfered with bone metabolism, possibly by stimulation of bone resorption, which led to inadequate trabecular bone development and bone modeling of the fifth lumbar vertebra.

Copyright © 2016 Elsevier GmbH. All rights reserved.

KEYWORDS:

Bone histomorphometry; Lumbar spine; Maternal obesity; Saturated fatty acids; TNF-α

PMID:

27577321

DOI:

10.1016/j.acthis.2016.08.002

Luun ttiheys ja luuydinrasva

On havaittu korrelaatiota luudyinrasvan (BMAT) ja luumassan kesken.  Luuydinrasvan massa on mitattavissa kvantitatiivisesti ja kvalitatiivisesti. 1H-magneettiresonansitutkimuksella noninvasiivisesti. Tutkijaryhmä halusi mitata nämä seikat ja luun mineraalitiheyden (BMD) ja niiden korrelaation  terveiltä normaalipainoisilta. Vapaaehtoisia oli 21 miestä ja 30 naista. BMD mitattiin lannenikamasta. Lipidifraktiot määritettiin. BMI arvot olivat ryhmissä samanlaisia , samoin BMD- arvot.  Iällä oli käänteinen korrelaatio  BMD- ja  BMAT- arvoihin. . kesken.  Korrelaatio oli vahvempi  tyydyttyneiden rasvojen suhteen, verrattuna tyydyttämättömiin rasvoihin. naisilla oli suuremmat  osuudet tyydyttämättömiä lipidejä.  Tutkimus osoitta, että saman BMD:n  ( luun tiheyden) ja BMI:n ( kehon painoindeksin)  omaavilla naisilla ja miehillä  on silmiinpistäviä eroja luuytimen  lipidien koostumuksessa., siis naisilla on enemmän tyydyttämättömiä  rasva-aineita. Tutkijat ovat sitä mieltä, että tästä tutkimuksesta saadaan uusia oivalluksia  luuytimen rasva-aineiden monimutkaisesta verkostosta ja muista tekijöistä, jotka vaikuttavat luun integriteettiin.

 

LÄHDE:

J Clin Densitom. 2016 Sep 13. pii: S1094-6950(16)30103-2. doi: 10.1016/j.jocd.2016.08.002. [Epub ahead of print]

Marrow Fat Quality Differences by Sex in Healthy Adults.

Maciel JG¹, de Araújo IM², Carvalho AL², Simão MN², Bastos CM², Troncon LE², Salmon CE³, de Paula FJ², Nogueira-Barbosa MH².

Abstract

Several studies have demonstrated the relationship between bone marrow adiposity (BMAT) and bone mass. ¹H magnetic resonance spectroscopy is a noninvasive technique able to assess both BMAT quantity and quality. The aim of our study was to perform quantitative and qualitative analyses of BMAT and to investigate its association with bone mineral density (BMD) in healthy nonobese volunteers. Fifty-one healthy volunteers, 21 men and 30 women, underwent 1.5 T ¹H magnetic resonance spectroscopy of the lumbar spine. BMD was determined by dual-energy X-ray absorptiometry of the lumbar spine. Correlation analysis was performed to evaluate association among lipids fractions, BMD, and age. The female and male volunteers had similar body mass index and BMD (p > 0.05). Our data demonstrated an inverse correlation of BMD and BMAT with age, with a stronger correlation of saturated lipids (r = 0.701; p < 0.0001) compared with unsaturated lipids (UL) (r = 0.278; p = 0.004). Importantly, female subjects had the highest amount of UL (confidence interval: 0.685%-1.722%; p < 0.001). Our study reports that men and women with similar BMD and body mass index have striking differences in bone marrow lipids composition, namely women have higher UL than men. In addition, we believe that our study brings new insights to the complex network involving BMAT and other factors that influence bone integrity.

Copyright © 2016 International Society for Clinical Densitometry. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

KEYWORDS:

Bone marrow adiposity; MR spectroscopy; bone mineral density; unsaturated lipids

Luuytimen rasvapitoisuus- ikämuutoksia

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3191309/

 Sekä ihmisillä että eläimillä luuydinrasva lisääntyy iän myötä . korreloiden rasvan lisääntymiseen väheni  hematopoieettiset kantasolut , IGF-1,  stromafaktori SDF-1. sensijaan interleukiinilla  IL-6  ei ollut korrelaatiota rasvan määrän muutokseen. Jatkoselvittelyä vaatii , jos halutaqan tietää,  onko  adiposyyttisoluilla jotain osuutta kantasolujen säätelyssä?

Changes in human bone marrow fat content associated with changes in hematopoietic stem cell numbers and cytokine levels with aging

Sonal R Tuljapurkar,^1,* Timothy R McGuire,^2,* Susan K Brusnahan,^1,3 John D Jackson,⁴ Kevin L Garvin,⁵ Margaret A Kessinger,⁶ Judy T Lane,⁷ Barbara J O' Kane,¹ and John G Sharp¹

Author information ► Article notes ► Copyright and License information ►

Abstract

Hematological deficiencies increase with aging, including anemias, reduced responses to hematopoietic stress and myelodysplasias. This investigation tested the hypothesis that increased bone marrow (BM) fat content in humans with age was associated with decreased numbers of side population (SP) hematopoietic stem cells, and this decrease correlated with changes in cytokine levels. BM was obtained from the femoral head and trochanteric region of the femur removed at surgery for total hip replacement (N = 100 subjects). In addition, BM from cadavers (N = 36), with no evidence of hip disease, was evaluated for fat content. Whole trabecular marrow samples were ground in a sterile mortar and pestle, and cellularity and lipid content determined. Marrow cells were stained with Hoechst dye and SP profiles were acquired. Plasma levels of insulin-like growth factor (IGF)-1, stromal-derived factor (SDF)-1 and interleukin (IL)-6 were measured using ELISA. Fat content in the BM of human subjects and cadavers increased with age. The numbers of SP stem cells in BM as well as plasma IGF-1 and SDF-1 levels decreased in correlation with increased BM fat. IL-6 had no relationship to changes in marrow fat. These data suggest that increased BM fat may be associated with a decreased number of SP stem cells and IGF-1 and SDF-1 levels with aging. These data further raise a more general question as to the role of adipose cells in the regulation of tissue stem cells.

Keywords: adipocytes, aging, bone marrow, cytokines, stem cells

Non- union aiheesta kertausta

Luun biologiasta

Tri Per Bosemarkin väitöskirja pureutuu ongelmaan, minkä takia kaikki murtumat eivät parane, ja miten saisi parantumattoman murtumankin paranemaan.

Hän on ortopedian tohtori vuodesta 2014 väiteltyään työstä

Enhancing bone health through concurrent anabolic- and anti-catabolic pharmacological treatment.

ISBN 978-91-7619-033-3. ISSN 1652-8220 Lundin yliopisto.

Koska tämä on mielenkiintoinen aihe ja monessa seikassa voi myös potilaskunta olla luunsa paranemisen myötä- tai vasta-vaikuttaja, niin suomennan Bosemarkin ajattelutavasta ja kirjasta muutamia lähdetietoja:

Ensinnä (1) luun biologista ja solutyypeistä .

Sitten (2) non-union- murtumasta.

Luun biologiasta (väitöskirjan sivuilta 19-21) suomennosta

LUUKUDOS

LUU optimoi mekaanista vahvuuttaan ja minimoi massaansa. Tämän takia sillä on massansa verraten korkea murtumaa vastustava kyky. Luu ei ole inerttiä, vaan se on dynaaminen kudos, joka vastaa miljöön stimuluksiin. Luulla on ainutlaatuinen kyky parantua jättämättä arpea ja uudelleen muovautua koko elämän iän.

Luu muodostuu extrasellulaarisesta matriksista (solunulkoisesta matrixista ECM) ja soluista .

ECM on koostumus mineraaleista, proteiineista, vedestä, suoloista, lipideistä, glykoproteiineista ja proteoglykaaneista

Osteoblastit tuottavat ECM ainesta.

Kypsässä luussa on 60-70% ECM -materiaalista mineralisoitunut kalsiumfosfaatilla ja hydroksyapatiitilla.

Matrixin oprgaaninen osa (20-25 %) on pääasiassa tyypin 1 kollageenia. Lopputilavuus on vettä.

Mineralisoituneeseen matrixiin asettuu kasvutekijöitä: BMP-perheen proteiineja, TGF-beta, IGF, IL-1, IL-6.

BMP = Bone Morphogenetic Protein

TGF-beta = Transforming Growth factor-beta

IGF = Insulin-like Growth Factor

IL-1, IL-6 = interleukins -1 , -6

Osteosyytit, osteoblastit, osteoklastit ja luuta reunustavat solut ( Bone Lining Cells) ovat luumatrixissa ja sen pinnalla ja vastaavat luun synteesistä ja hajoituksesta.

Luun sisässä ja lähistössä on useita muita solutyyppejä.

Eräät luuytimen strooman solut ovat osteoprogeniittorisoluja, jotka voivat erilaistua osteoblasteiksi

OPG = osteoprogenitor cell.

Luuytimessä on hematopoieettisia soluja, jotka ovat osteoklastien edeltäjiä.

LUUN SOLUTYYPIT (Luulukio!)

Osteoblastit ovat peräisin mesenkymaalisista kantasoluista, joita luuytimessä on.

Näiden luuydinstroomasolujen nimi engl. on Marrow Stromal Cells

niistä syntyy erilaisia mesenkymaalisia soluja osteoblastit, fibroblastit, kondrosyytit, adiposyytit ja myosyytit ja sen takia niitä soluja sanotaan mesenkymaalisiksi kantasoluiksi MSC

MSC= Mesenchymal Stem Cells

Arvellaan että BMP on tärkeä osteoblastien erilaistumiseen vaikuttava kasvutekijä.

Sellainen solu, joka passitetaan osteoblastiseen erilaistumistiehen, on osteoprogeniittorisolu (OPG). Jatkoerilaistuminen tapahtuu erilaisten kasvutekijöiden paimennuksessa ja tuloksena on kypsä osteoblasti, joka pystyy tuottamaan osteoidia matrixia.

Erilaistumisprosessin aikana solut vaihtavat sijaintiaan (kuten ns. aineluokkakoulussa!). Epäkypsät stroomasolut , joita ytimessä on, migroituvat kohti luupintaa erilaistuessaan kypsiksi osteoblasteiksi. Erilaistumisen kuluessa solujen proliferaatiokyky vähenee ja kypsä osteoblasti ei jakaudu. Kypsä osteoblasti alkaa tuottaa osteoidia vastaten erilaisiin hormoneihin ja mekaanisiin tekijöihin ja sillä on puoliintumisaika, joka on noin 100 päivää. Aktiivikautensa jälkeen ne voivat transformoitua luun rajasoluiksi ja pysytellä luun pinnalla tai ne voivat sijoittautua extrasellulaarimatriksin (ECM) sisään osteosyytteinä. Mutta ne voivat myös kadota apoptoosissa.

Luun rajasolut ( Bone lining cells).Jotkut osteoblastit kehittyvät myös näiksi pintasoluiksi.

Alati koko luun pintaa peittää kauttaaltaan solut. Luun metabolisesta tilasta riippuu, mitä solutyyppiä pintasolut ovat. Useimmat luupinnat eivät ole metabolisesti aktiiveja ja niitä peittää lepäävät luupinnan rajasolut. Mutta aktiivin luunmuodostuksen alueessa on osteoblasteja vieri vieressä pinnalla. ( Niissä kohdissa missä tapahtuu luun resorptiota, osteoklastit rajaavat luun pintaa).

Luunpintaa rajaavat solut ovat litteitä ja niistä on kadonut kaikki niiden osteoblastisten edeltäien aineenvaihdunnallinen aktiivisuus. Niiden funktiota ei tunneta, mutta arvellaan, että niillä olisi kyky reaktivoitua taas osteoblastifunktioon. Ne saattaisivat myös estää osteoklastien tekemää resorptiota katatmalla fysikaalisesti luun pinnan. Remodeling- vaiheen aikana niillä saattaa olla osaa osteoklastisten kuoppien siivoajana niin, että uutta luuta voi asettua paikalle. (Miller et al. 2007).

Osteosyytit. Noin kolmasosa osteoblasteista lopulta asettuu mineralisoituvaan matriksiin osteosyytteinä. Ne ovat luun lukuisin solu. Ne pysyvät elossa vuosikymmeniä ja niitä on havaittavissa mineralisoituneen matriksin lakunaarisissa tiloissa sekä trabekulaarisessa luussa että kortikaalisessa luussa. Päinvastoin kuin osteoblastit, osteosyytit eivät ole vahvasti metabolisesti aktiiveja,vaan tuottavat pieniä määriä matrixproteiineja Osteosyyttien solusoma on pienempi kuin osteoblastin ja siitä lähtee runsaasti pieniä solu-ulokkeitta, jotka kulkevat luun läpi pienissä kanavissa. Nämä ulokkeet muistuttavat hermojen dendriittejä. Osteosyytit ovat keskenään yhteydessä ja signaloivat näiden ulokkeiden avulla. Täten jokainen osteosyytti on yhteydessä naapurisolujensa verkostoon. Tähän taidokkaaseen infrastruktuuriin kuuluu myös luunpintasolut ja osteoblastit sekä luun pinnalla että luuytimessä olevat solut. Osteosyyttien toimintaa ei tunneta täysin, mutta tiedetään niillä olevan osaa mekanosensorisessa aistimisessa (Miller et al. 2007; Nakamura 2007) kommunikoivalla, kanavissa risteilevällä verkostollaan, mikä soveltuu hyvin mekaanisen rasituksen monitoroimiseen ja matrixvaurioon vastaamiseen.

Osteoklastit välittävät luun resorption ja ne ovat lähisukua makrofageille, joita hematopoieettisista edeltäjistä syntyy. Osteoklasti kehittyy järjestelmällisen erilaistumisprosessin kautta. Niitä havaitaan luun pinnalla resorboimassa mineralisoitunutta luuta.

Edeltäjäsolut ovat peräisin joko itse luuytimestä tai niitä tulee verenkierrosta luuydinkapillaarien kautta. Mononukleaariset ( yksitumaiset) pre-osteoklastit sulautuvat yhteen siten, että muodostuu kypsä monitumainen osteoklasti. Ne ovat hyvin isoja soluja, joissa voi olla jopa 20 tumaa. Niiden sytoplasmassa on monia mitokondrioita ja lysosomeja hajoittavine entsyymeineen. Solupinnallaan osteoklastit esittävät NF-kappa Beta:n reseptoriaktivaattoria (RANK) ja sillä on tärkeä osa osteoklastien aktivoimisessa (Nakamura 2007, Peroff, Römer 2009).

Osteoklastit ovat polarisoituneita soluja ja niillä on (basaalisesti) poimuinen reuna (kuin nakertava hammas!) luupintaa päin ja peräpäässä (apikaalisesti) toiminnallinen sekretorinen alue. Luun resorption aikana osteoklasti takertuu luupintaan (kuin iilimato) eräänlaisella sinetöivällä vyöhykkeellä tämän poimuisen alueen ympäriltä ja sitten alkaa erittää basaalikerroksen läpi tälle rajatulle alueelle hiilihappoa ja hajoittavia entsyymeitä. Poimuinen raja lisää sitä pintaa, missä basaalikalvo saa kontaktia luuhun tehostaen täten resorptiota. Luun resorptiosta vapautuu matrixtähteitä ja kalsium- sekä fosfaattijoneja resorptiotilavuuteen, mistä ne jatkossa kuljetetaan basaalikalvon läpi endosyytoosilla. Ne hajoitetaan edelleen solun sisällä lysosomeilla tai kuljetetaan apikaaliseen solukalvoon päin, josta niitä vapautuu extrasellulaaritilaan. Osteoklastien elinikä on noin 10 päivää ( Miller 2007, Nakamura 2007).

Non-union - epäonnistunut murtuman paraneminen

Lopulta valeniveleen johtava pitkittynyt, epäonnistunut luun paraneminen

Noin 5-10 % kaikista pitkien luitten murtumista kehittää valenivelen, non-union. FDA määrittelee non-union tilan murtumana, joka on yli 9 kk vanha eikä osoita radiografisia merkkejä luun paranemisen edistymisestä seuraavina 3 kuukautena. Non-union on vakava komplikaatio, joka usein johtaa raajan alentuneeseen toimintakykyyn sekundaarisesti nivelten jäykistymisen, lihasten riutumisen ja käytön puutteesta johtuvan osteopenian takia. Erityisen vaikea ongelma on infektoitunut non-union.

On useita riskitekijöitä non-union tilanteen kehittymiselle. Ne voidaan jakaa murtumiseen tai potilaaseen korreloiviin. Murtumaan korreloiviin riskitekijöihin sisällytetään korkealla energialla kehittynyt avomurtuma, periostin liuskoittuminen irti ja luun menetys , segmentaaliset murtumat, laajat kirurgiset lähestymistavat, syvä infektio ja kehno tai riittämätön kiinnitys. Potilaaseen korreloivia riskitekijöitä ovat korkea ikä, kehno ravitsemustila, tupakanpoltto, alkoholin käyttö, diabetes, krooninen tauti ja tietyt lääkkeet kuten NSAID ja kortikosteroidit. Usein non-union on multifaktorinen ja pitää puuttua moniin seikkoihin, jotta saa murtumalinjojen luutumisen aikaan.

Klassisesti radiografisiin löytöihin perustaen non-union jaotellaan atrofisiin ja hypertrofisiin non-unioneihin. Tämä on yksinomaan kuvaava luokitus eikä viittaa tausta syihin. Lisäksi näiden kahden kombinaatioitakin esiintyy.

Atrofinen non-union johtuu kehnosta luun biologiasta ja callus puuttuu radiografiassa.

Hypertrofinen non-union: Murtumakohdassa on ollut liikaa liikkumista ja radiografia osoittaa suurta callus-määrää, mutta callus ei tee murtumakohtaan siltaa.

Atrofinen non-union hoidetaan tyypillisesti ABG:llä (autologous bone graft) eli potilaan omasta kehosta saadaan luusiirrännäistä.

Hypertrofinen non-union-murtumissa ei ole stabiliteettiä ja tyypillistä on ,että ne stabiloidaan jäykäksi sisäisellä fixaatiolla, joka muodostaa puristusta (compression) murtuneitten osien kautta, jos mahdollista.

Non-union voidaan myös katsoa epäjärjestykselliseksi häiriöksi luun normaalissa paranemisessa esiintyvässä anabolian ja katabolian tasapainossa. Tämä paradigma tekee luun paranemisen lääkkeellisen modulaation kiinnostavaksi. Anabolisia lääkkeitä voidaan käyttää vahvistaman kehnoa sisäistä anaboliaa ja anti-katabolisia lääkkeitä voidaan käyttää vastavaikuttamaan epätoivottuun kataboliaan. (Little et al. 2005, 2007, Doi et al. 2011).