Osteoklast, kemik matriksini yok ederek kemik dokusunu ortadan kaldıran bir çeşit kemik hücresi. Bu işleme kemik rezorpsiyonu denir. Osteoklast monosit ya da monosit benzeri hücre kaynaklı çok çekirdekli fagositik hücredir. Normal kemik dokusunda osteoblast ve osteoklast denge halindedir.

Kemik Doku Hücreleri Kemik yapımı ve yıkımı temel olarak iki tip kemik hücresi ile ilişkilidir, ancak kemik dokuda yer alan hücreler dört başlık altında değerlendirilebilir. Kemik dokuda yer alan bu hücreler osteoblastlar, osteositler, yüzey (lining) hücreleri ve osteoklastlardır. Osteoklastların ortalama yaşam süresi yaklaşık 2 hafta ve osteoblastların yaşam süresi yaklaşık 3 aydır.
Osteoblastlar: Kemik yapımını sağlayan, kemik matriksi sentezleyen ve mineralizasyonu düzenleyen hücrelerdir. Temel görevleri matriks sentezi ile birlikte bölgesel kalsiyum ve fosfor dengesini ayarlamak ve hidrokiapatit kristallerinin oluşumunu sağlamaktır. Osteoblastların mezanşimal kökenli osteoprogenitör hücrelerden köken aldığı düşünülmektedir. Bununla birlikte osteoblastların köken aldığı hücreler kemik iliği kök hücresi, kondrosit kök hücresi ve adipositler olabilir. Erişkin kemikte osteoblastlar kemik mineralizasyon noktasından yaklaşık olarak 8-10 cm uzaklıkta yerleşim gösterirler. Kemik yapımındaki en önemli olay periostal ve endosteal yüzeye bitişik kemik iliğinde bulunan osteoblast öncü hücrelerinin çoğalması ve değişimlerinin düzenlenmesidir. Bu olayın düzenlenmesinde lokal ve sistemik faktörlerin etkisi vardır. Osteoblastlar kemik matriksin esas yapısı olan tip I kollojen ile birlikte kemik matriksin kollojen dışı proteinlerinin yaklaşık %40-50’sini oluşturan osteokalsin ve osteonektin gibi kemik kalitesinden sorumlu proteinlerini de sentezler. Osteoblastlarda sentezlenen diğer proteinler arasında kollojen fibrillerinin oluşumu ile ilişkili glikozaminoglikanlar (biglikan ve dekorin) ve integrin ile bağlanma faktörleri olarak görev alan osteopontin, kemik sialoproteini, fibronektin, vitronektin ve ombospontin yer almaktadır. Osteoblastlar prostaglandin E2 (PGE2) ve büyüme faktörleri gibi diğer maddeleri sentezlerler ve sekretuar hücre olarak önemli rol oynarlar. Osteoblastlar parathormon (PTH), D vitamini, PGE2, glukokortikoidler için reseptörlere sahiptirler. Ayrıca kemik mineralizasyon hızını düzenleyen alkalen fosfataz (ALP) da osteoblastların bir ürünüdür. Alkelen fosfatazın kemik mineralizasyonu üzerine etki mekanizması tam olarak bilinmemekle beraber, genetik olarak yokluğunda kemik mineralizasyonu bozulur. Osteoblastlar değişim göstererek lakuna içinde bulunan ve kemik yatağı tarafından çevrelenen, osteositlere veya yüzey hücrelerine dönüşürler. Osteositler: Kemik dokuda en çok bulunan hücre tipidir. Kemik formasyonu süresince yeni doku oluşurken, kemik yüzeyi üzerindeki osteoblastların bir kısmının sekresyon kapasitesinde azalma başlar ve yapılanarak ilerleyen kemik dokunun içinde kalırlar. Matriks içinde kalan bu osteoblastların metabolizmasında ve morfolojik özelliklerinde değişiklik meydana gelir. Bu değişen hücreler osteosit adını alır. Osteositlerde protein sentez aktivitesi azalır ve çok sayıda protoplazmik uzantılar meydana gelir. Bu uzantılar kemik dokusundaki lakünalar boyunca, osteon içindeki diğer osteositlerin uzantıları ile bağlantı oluşturur. Osteositlerin fizyolojik önemi tam olarak bilinmemekle birlikte bir sinsityum görevi gördükleri düşünülmektedir. Erişkin kemikte osteosit bağlantıları ve bu hücrelerin yüzey osteoblastları ile oluşturduğu bağlantılar bir osteosit-osteoblast ağı meydana getirir. Osteositlerin, osteoliz sürecinde yer aldıklarına dair bulgular vardır. Osteositlerde enzimatik aktivite gösterilmemiş olmakla birlikte osteoliz sürecinde morfolojik değişiklikler meydana gelmektedir. Osteositler PTH ve D vitaminine cevap verebilmektedir. Osteositlerin kalsiyum metabolizmasında ki yeri de iyi olarak bilinmemektedir. Kemikte yeniden yapılanma için en önemli uyarı kemiğin haraplanmasıdır. Bu tip harabiyet genel olarak fiziksel strese maruz kalan kemik dokusunda görülür. Harabiyet görülen bölgenin tamiri için öncelikle osteoklastların bölgeye gelmesi ve bir rezorpsiyon alanı meydana getirmeleri gerekmektedir. Osteoklastların da osteoblastlar tarafından aktive edildiği bilinmektedir. Osteositler bu harabiyetten ilk ve en çok etkilenen hücreler olduğundan ve yüzey osteoblastları ile ilişkileri nedeniyle onarım mekanizmasını tetikleyen hücreler oldukları düşünülmektedir. Bu en fazla kabul gören hipotez olmakla birlikte, mekanizmayı ispatlayan yeterince bulgu yoktur. Kemiğin stres durumu, kemik yapı ve yüklenme arasındaki ilişkiyi yansıtır. Stres tüm kemikte yapılanma ve yeniden yapılanmanın kontrolü için uyarı oluşturur. Bu olayda en çok etkilenen hücre grupları osteositler ile yüzeyde yerleşim gösteren osteoblastlardır. Deneysel çalışmalarda osteositlerin bu uyarıya en erken cevap veren hücreler olduğu, stres ile ilişkili olarak osteositlerde glukoz -6-fosfat dehidrogenaz aktivitesi ve mRNA miktarının arttığı gösterilmiştir. Ortamda PGE2 ve PGI2’nin strese bağlı olarak kemik yapılanmasında mediatör rol oynayabileceği düşünülmektedir. Bu olaydaki osteositlerin ve oluşturdukları ağın rolü de tam olarak bilinmemektedir. Yüzey (lining) hücreleri: İstirahat halindeki normal kemik yüzeyi 1-2 μm kalınlığında mineralize olmamış matriks ile kaplıdır. Bu matriksin üzerinde uzun, düz yapılı yüzey hücreleri yer alır. Yüzey hücreleri osteoblast soyundan gelen hücrelerdir. Osteoblastlar kemik yapımı ile ilgili fonksiyonlarını tamamladıktan sonra yüzey hücrelerine veya osteositlere dönüşürler. Normal kemik dokusunda mineralize olmamış matrikste osteoklastlar yer almaz. Bu nedenle de kollojen matriksi oluşturan yüzey hücreleri gibi osteoblast soyundan hücreler, mineralizasyon işlemi tamamlandıktan sonra osteoklastlar kemik dokuya tutunmadan önce muhtemelen yüzeyden uzaklaşmaktadır. Osteoklast öncüsü olan hücrelerin kemiğin hangi bölgesinde tutunacağına dair sinyalin, yüzey hücreleri tarafından yollandığı düşünülmektedir. Aynı zamanda yüzey hücreleri osteosit dönüşümünü başlatır. Böylece sağlıklı kemikte uygun kemik hücreleri sadece ihtiyaç duyulan alanlarda yer almaktadır. Osteoklastlar: Erişkin osteoklastlar, çok nükleuslu, çok sayıda mitokondri, lizozom ve serbest ribozom içeren yaklaşık olarak 50-100 μm büyüklüğünde hücrelerdir. Monosit makrofaj sistemi ile hematopoetik kök hücrelerden köken alırlar. Kalsitonin reseptörü osteoklast diferansiasyonu için en iyi göstergedir ve osteoklast diferansiyasyonu sırasında kazanılırlar. Osteoklastlar kemik yüzeyi veya Howship laküna denilen boşluklarda bulunurlar. Morfolojik olarak en karakteristik özelliği kıvrımlı hücre kenarları ve parmak şeklinde membran çıkıntılarıdır, bu şekli kemik rezorpsiyon işlevini kolaylaştırır. Bu yapılar saydam bölge (clear zone) denilen özel bir alanla tamamen çevrelenmiş durumdadır. Ayrıca osteoklastların sitoplazmaları içinde aktin benzeri yapılar bulunur. Osteoklastlar bu saydam bölge ile kemik yüzeyine tutunur ve rezorpsiyon süreci başlar. Matriksin mineral içeriği osteoklastlar tarafından sağlanan asidik bir ortamda çözülür. Bu asidite Adenozin trifofat (ATP)-bağımlı bir proton pompasının çalışması ile sağlanır. ATP-bağımlı bu proton pompa sistemi, osteoklastların kıvrımlı hücre zarında yer alır. Kemik matriksin protein kısmı, esas olarak kollojen, matriks metaloproteinazları, katepsin K, B ve L enzimleriyle parçalanır. Osteoklastlar tarafından kemikten serbestleştirilen kalsiyum ve fosfat ekstraselüler sıvıya, oradan da kana karışır. Bu süreçte fosfatazlar önemli rol oynar. Osteoklastlar tarafından erozyona uğratılan yapılar ise makrofajlar tarafından fagosite edilir. Osteoklastların diğer bir özelliği de çok miktarda tartarata dirençli asit fosfataz (TRAPase) sentezleme yeteneğidir. TRAPase aktivitesi kemiklerdeki osteoklast içeriğini belirlemekte kullanılır. Genetik olarak TRAPase defekti olan farelerde orta düzeyde osteoporoz saptanmıştır. Bu osteoporozun sebebi osteoklastların rezorpsiyon yeteneğinin azalması ve gelişmekte olan kemiklerde kıkırdak mineralizasyonunun bozulmasıdır. Osteoklast aktivitesinin düzenlenmesi konusunda en çok çalışılan faktör kalsitonin olmuştur. Sitokinlerin de osteoblastlar yoluyla osteoklastları etkilediği düşünülmektedir. Ortamın kalsiyum konsantrasyonu da osteoklast aktivitesini etkilemektedir. Endotel hücrelerinden salgılanan endotelin, nitrik oksit ve reaktif oksijen radikallerin de osteoklast aktivitesini etkilediğine dair çalışmalar bulunmaktadır.