Hormoner er muligens de mest avgjørende modulatorene av beindannelse. Det er godt etablert at østrogen Lindsay, R., Forebygging Og behandling av osteoporose. Lancet, 1993. 341 (8848): s.801-5.
. parathyroidhormon Lepper, P., vitamin d fysiologi. Prog Biophys Mol Biol, 2006. 92 (1): s. 4-8
. og i mindre grad testosteron direkte eller indirekte via konvertering til østrogen Seeman, E., strukturelle grunnlaget for ben skjørhet hos menn. Bone, 1999. 25 (1): s. 143-7.Van Pottelbergh, I., et al., Forstyrret sexsteroidstatus hos menn med idiopatisk osteoporose og deres sønner. J Clin Endocrinol Metab, 2004. 89 (10): s. 4949-53.
. er avgjørende for optimal beinutvikling og vedlikehold. Av disse antas østrogen nå å ha den mest direkte effekten på beinceller, interagerer med spesifikke proteiner eller reseptorer, på overflaten av osteoblaster Og osteoklaster Zallon, A., Direkte Og indirekte østrogenvirkninger på osteoblaster og osteoklaster. Ann N Y Acad Sci, 2006. 1068: s. 173-9
.

denne interaksjonen setter av en kompleks kjede av hendelser i cellene, økende osteoblastaktivitet samtidig som det forstyrrer osteoblast-osteoklastkommunikasjon – en av ironiene ved benremodellering er at osteoblastene frigjør faktorer som stimulerer osteoklaster og driver benresorpsjon, som vi skal se nedenfor.

Østrogeneffekter medieres gjennom en bestemt type celleoverflatereseptor kalt østrogenreseptoren alfa (ERa), som binder og transporterer hormonet inn i kjernen av cellen hvor reseptor-hormonkomplekset fungerer som en bryter for å slå på bestemte gener. ERa-reseptorer finnes på overflaten av osteoblaster, og det samme er østrogenreseptor-relatert reseptor alfa (erra), som kan spille en tilleggsrolle ved regulering av beinceller Bonnelye, E. og J. E. Aubin, Østrogenreseptor-relatert reseptor alfa: en mediator for østrogenrespons i bein. J Clin Endocrinol Metab, 2005. 90 (5): s. 3115-21.
. Nylige studier tyder også på at kjønnshormonbindende globulin (SHBG), som letter innføring av østrogen i celler, også kan spille En støttende rolle Goderie-Plomp, Hw, et al., Endogene kjønnshormoner, kjønnshormonbindende globulin og risikoen for innfallende vertebrale frakturer hos eldre menn og kvinner: Rotterdam-Studien. J Clin Endocrinol Metab, 2004. 89 (7): s. 3261-9.
.

Østrogen blir selvfølgelig laget og utskilt i blodet litt avstand fra bein, og det har også dype effekter på andre vev, som livmor og bryst. Men det er andre, lokalt produserte signalmolekyler som har dype effekter på beinfysiologi.

Figure taken from Ferrari & Roux, 2019 Pocket Reference to Osteoporosis, S. Ferrari, Roux, C., Editor 2019, Springer International Publishing.
.

Prostaglandins, particularly prostaglandin E2 (PGE2), stimulate both resorption and formation of bone Pilbeam, C.C., J.R. Harrison, and L.G. Raisz, Chapter 54 – Prostaglandins and Bone Metabolism, in Principles of Bone Biology (Second Edition), J.P. Bilezikian, L.G. Raisz, and G.A. Rodan, Editors. 2002, Academic Press: San Diego. p. 979-994
. PGE2 er et lipid som dannes i forskjellige beinceller fra en forløper kalt arakidonsyre. DET første trinnet PÅ pge2-syntese utføres av et enzym kalt cyklooksygenase 2 (COX2) og hemmere av dette enzymet kan forhindre beindannelse som respons på mekanisk stress hos dyr Fortre, M. R., Induserbar cyklooksygenase (COX-2) medierer induksjon av beindannelse ved mekanisk belastning in vivo. J Bone Miner Res, 1996. 11 (11): s. 1688-93.
. PGE2 kan være nødvendig for treningsindusert bendannelse.

Det er tegn på at bruddrisiko øker hos personer som tar ikke-steroide antiinflammatoriske legemidler som hemmer COX-2 Carbone, L. D., et al., Assosiasjon mellom bein mineral tetthet og bruk av ikke-steroide antiinflammatoriske stoffer og aspirin: påvirkning av cyklooksygenase selektivitet. J Bone Miner Res, 2003. 18 (10): s. 1795-802
kan også øke. Et annet sett med lipidmolekyler som ser ut til å regulere benremodellering er leukotrienene. Også avledet fra arakidonsyre, har disse blitt funnet å redusere bein tetthet i mus Traianedes, K., et al. 5-Lipoksygenasemetabolitter hemmer bendannelse in vitro. Endokrinologi, 1998. 139 (7): s. 3178-84.
.Hvordan noen av disse hormonene påvirker beinremodellering avhenger av hvordan de endrer osteoklaster og / eller osteoblast aktivitet. Spesifikke celleoverflatereseptorer bidrar til å overføre signaler fra utenfor beinceller inn i cellekjernen, hvor forskjellige gener som regulerer celleaktivitet, kan slås på eller av. Disse inkluderer reseptorer for benmorfogenetiske proteiner (Bmp), en familie av proteiner som er potente induktorer av bendannelse.

BMP-reseptorer har blitt funnet på overflaten av osteoblaster forløperceller Mbalaviele, G., et al. Beta-catenin og BMP-2 synergiserer for å fremme osteoblast differensiering og ny beindannelse. J Celle Biochem, 2005. 94 (2): s. 403-18.
. En annen celleoverflatereseptor kalt low-density lipoprotein (LDL)-relatert protein 5-reseptor (LRP5), En Wnt-reseptor, kan også være viktig for beindannelse fordi tap AV LRP5 hos dyr fører til alvorlig osteoporose Gong, Y., et al. LDL-reseptor-relatert protein 5 (LRP5) påvirker beinopptjening og øyeutvikling. Celle, 2001. 107 (4): s. 513-23.
. BMP-reseptorer og LRP5 kan samarbeide for å stimulere osteoblaster til handling, men nøyaktig hvordan dette kan skje har ikke blitt avklart.

Sclerostin, produkt AV sost-genet og uttrykt av osteocyttene, binder SEG TIL LRP5 / 6-reseptor på osteoblaster og hemmer Wnt-signaleringen, noe som fører til en reduksjon I bendannelse Bonewald, Lf, den fantastiske osteocyten. J Bone Miner Res, 2011. 26 (2): s. 229-38.Li, X., et al., Sclerostin binder SEG TIL LRP5 / 6 og motvirker kanonisk wnt-signalering. J Biol Chem, 2005. 280 (20): s. 19883-7.
. Parathyroidhormon (PTH) og mekanisk belastning reduserer sekresjonen av sclerostin av oesteocytes Bellido, T., et al., Kronisk forhøyning av parathyroidhormon hos mus reduserer ekspresjon av sklerostin ved osteocytter: en ny mekanisme for hormonell kontroll av osteoblastogenese.Endokrinologi, 2005. 146 (11): s. 4577-83.Robling, A. G., et al., Mekanisk stimulering av bein in vivo reduserer osteocyttuttrykk Av Sost / sclerostin. J Biol Chem, 2008. 283 (9): s. 5866-75.
. Et antistoff mot sclerostin er utviklet som et potensielt stoff med sterke egenskaper på beinstyrke. Read more on anabolics as treatments.

Figure taken from Ferrari & Roux, 2019 Pocket Reference to Osteoporosis, S. Ferrari, Roux, C., Editor 2019, Springer International Publishing.
.

en celle overflate reseptor kalt RANG (for reseptor aktivator Av NFkB) prods osteoklaster forløper celler til å utvikle seg til fullt differensiert osteoklaster når RANG er aktivert av sin beslektede partner RANK ligand (RANKL) Yasuda, H., et al. Osteoklastdifferensieringsfaktor er en ligand for osteoprotegerin / osteoklastogenesehemmende faktor og er identisk MED TRANCE / RANKL. Proc Natl Acad Sci Usa, 1998. 95 (7): s. 3597-602.
Lacey, D. L., et al., Osteoprotegerin ligand er et cytokin som regulerer osteoklastdifferensiering og aktivering. Celle, 1998. 93 (2): s. 165-76.
.RANKL er faktisk produsert av osteoblaster og er en av kanskje mange signalerende molekyler som letter kryssprat mellom osteoblaster og osteoklaster og hjelper til med å koordinere beinremodellering Theill, Le, Wj Boyle og Jm Penninger, RANK-L og RANK: T-celler, bentap og pattedyrs evolusjon. Annu Rev Immunol, 2002. 20: s. 795-823.
. Osteoprotegerin, et annet protein utgitt av osteoblaster Suda, T., et al., Modulering av osteoklastdifferensiering og funksjon av de nye medlemmene av tumornekrosefaktorreseptoren og ligandfamiliene. Endocr Rev, 1999. 20 (3): s. 345-57.
, kan også binde SEG TIL RANKL, fungerer som en lokkedue for å hindre RANG og RANKL fra å komme i kontakt. BALANSEN MELLOM RANKL / osteoprotegerin kan være avgjørende for osteoporose. Faktisk viste dyreforsøk at økt produksjon av osteoprotegerin fører til økning i benmasse, mens tap av proteinet fører til osteoporose og økte brudd Bucay, N., et al., osteoprotegerin-mangelfulle mus utvikler tidlig oppstart osteoporose og arteriell forkalkning. Genes Dev, 1998. 12 (9): s. 1260-8.
. Inhibitorer AV RANKL har også vist løfte som potensiell behandling for osteoporose hos mennesker.

Figure taken from Ferrari & Roux, 2019 Pocket Reference to Osteoporosis, S. Ferrari, Roux, C., Editor 2019, Springer International Publishing.
.

et annet, komplementært cellesignalsystem som bidrar til å drive dannelse og aktivering av osteoklaster ble også avdekket de siste årene. I fravær AV DNAX-aktiverende protein 12 (DAP12) Og Fc-Reseptor common γ chain (FcRy), to celleoverflatereceptorer, utvikler mus alvorlig osteoporose – det motsatte av osteoporose – preget av en dramatisk økning i bein tetthet Mocsai, A., et al. Immunmodulerende adapterproteiner DAP12 Og Fc-reseptor gamma-kjede (FcRgamma) regulerer utviklingen av funksjonelle osteoklaster gjennom Syk tyrosinkinasen. Proc Natl Acad Sci Usa, 2004. 101 (16): s. 6158-63.Koga, T., et al., Costimulatory signaler formidlet AV ITAM motiv samarbeide MED RANKL for bein homeostase. Natur, 2004. 428 (6984): s. 758-63.
. Disse to celleoverflatereceptorene interagerer med en gruppe proteiner i cellen kalt ITAM (immunoreceptor tyrosinbasert aktiveringsmotiv) adapterproteiner for å forårsake økning i intracellulært kalsium.

Studier tyder på AT RANK / RANKL og ITAM-medierte veier samarbeidet for å indusere full osteoklastaktivitet. Disse to banene kan konvergere for å aktivere et protein som kalles nukleær faktor for aktiverte t-celler (NFAT) c1. NFATc1 fungerer som en hovedbryter for benresorpsjon fordi den slår på gener som osteoklaster forløperceller trenger for å bli fullt aktive osteoklaster Takayanagi, H., Mekanistisk innsikt i osteoklastdifferensiering i osteoimmunologi. J Mol Med (Berl), 2005. 83 (3): s. 170-9.
.