Osteozyten sind eine Art Knochenzellen, denen zunehmend eine wichtige Rolle bei der Reparatur von Knochendefekten und damit beim Erhalt der Knochenstruktur zugeschrieben wird. Da Osteozyten in fluoridreiches Knochenmineral eingebettet sind und im Rahmen des Knochenumbaus zur Resorption beitragen, können sie hohen Fluoridkonzentrationen ausgesetzt sein. Bei der Resorption fluoridreicher Knochen wird Fluorid freigesetzt, was zu erhöhten und potenziell toxischen Konzentrationen in der Interstitialflüssigkeit führt. Dies kann wiederum Osteozytenschäden oder deren Absterben verursachen. Insofern die Fluoridakkumulation im Knochen die Osteozyten schädigt, kann sie die Knochenintegrität beeinträchtigen. Fluoridbedingte Osteozytenschäden könnten die Pathogenese fluoridinduzierter Mikrofrakturen erklären , da diese häufig in Knochenbereichen mit abgestorbenen oder geschädigten Osteozyten auftreten.

1) Auswirkungen von Fluorid auf Osteozyten:

„Die Zunahme des trabekulären Knochens bei der Fluoridtherapie gilt als morphologischer Ausdruck dafür, dass Fluorid die Knochenbildung stimuliert. Wir gehen davon aus, dass die Zunahme des trabekulären Knochens auf eine pathologische Knochenbildung durch verletzte Osteoblasten und eine verringerte Knochenresorption durch resorbierende Osteozyten und Osteoklasten zurückzuführen ist.“
QUELLE: Krook L, Minor RR. (1998). Fluorid und alkalische Phosphatase. Fluorid 31: 177-182.

„Einige Osteozytenlakunen in dieser Zone waren größer, runder und unregelmäßig angeordnet.“
QUELLE: Ream LJ, et al. (1983). Fluorideinnahme während Mehrlingsschwangerschaften und Stillzeiten: mikroskopische Untersuchungen am Knochen der Ratte. Virchows Arch [Cell Pathol] 44: 35-44.

„Osteoblasten, die als Osteozyten überleben, sind sichtbar abnormal.“
QUELLE: Riggs BL. (1983). Behandlung von Osteoporose mit Natriumfluorid: Eine Einschätzung. Bone and Mineral Research. 2: 366-393.

„Außerdem fielen bei 90 Prozent der Therapiegruppe fokale Unregelmäßigkeiten der Osteozyten auf.“
QUELLE: Vigorita VJ, Suda MK. (1983). Die mikroskopische Morphologie von fluoridiertem Knochen. Clinical Orthopaedics and Related Research 177:274-282.

„Die Eigenschaften (fluorotischer) Knochen lassen auf einen aktiven, aber unregelmäßigen Stoffwechselprozess schließen. Osteozytische Zellularität ist zwar in dieser Gruppe signifikant vorhanden, kann aber bei einer Reihe pathologischer Zustände auftreten, darunter die meisten hypermetabolischen Bereiche, z. B. Morbus Paget und Hyperparathyreoidismus. Diese Zustände können auch eine unregelmäßige räumliche Verteilung der Osteozyten aufweisen, eine Veränderung, die in der (Fluorid-)Therapiegruppe in statistisch signifikantem Ausmaß festgestellt wurde und einen weiteren Hinweis auf einen abnormalen Stoffwechselzustand liefert.“
QUELLE: Vigorita VJ, Suda MK. (1983). Die mikroskopische Morphologie von fluoridiertem Knochen. Clinical Orthopaedics and Related Research 177:274-282.

„Es zeigte sich, dass das primäre Ziel von Fluorid die resorbierenden Osteozyten sind.“
QUELLE: Krook L, Maylin GA. (1979). Industrielle Fluoridverschmutzung. Chronische Fluoridvergiftung bei Cornwall Island-Rindern. Cornell Veterinarian 69 (Suppl 8): 1-70.

„Die toxische Wirkung von Fluorid auf die Osteozyten kann dann noch einen Schritt weiter gehen und eine Nekrose der Zellen verursachen. Manchmal wurden nur leere Lakunen beobachtet, die Architektur des Knochens war jedoch noch erkennbar.“
QUELLE: Krook L, Maylin GA. (1979). Industrielle Fluoridverschmutzung. Chronische Fluoridvergiftung bei Cornwall Island-Rindern. Cornell Veterinarian 69 (Suppl 8): 1-70.

„Unter dem Einfluss der F-Diät kommt es zu deutlichen Veränderungen in der Feinstruktur der Osteozyten. In den Elektronenmikroskopen sind große Ausdehnungen des endoplasmatischen Retikulums und Verzerrungen der ribosomalen Muster zu beobachten. Diese Veränderungen könnten die Qualität der organischen Perilacunarmatrix und ihrer Mineralisierung beeinflussen und das Vorhandensein des nicht oder nur schwach verkalkten Perilacunar-‚Halos‘ erklären, der ebenfalls in den Elektronenmikroskopen zu beobachten ist.“
QUELLE: Baud CA, Bang S. (1970). Fluorid und Knochenmineralsubstanz. In: TL Vischer, Hrsg. (1970). Fluorid in der Medizin. Hans Huber, Bern. S. 27-36.

„Die Osteone zeigen unregelmäßig verteilte Mineralsalze und unregelmäßig angeordnete Osteozyten, die dazu neigen, sich am Rand des Osteons anzusammeln.“
QUELLE: Freitag V, et al. (1970). Fluoridgehalt und Mikroradiographiebefunde bei Skelettfluorose. Fluorid 3: 167-174.

„Wie das Porositätsbild zeigt, war die Mineralisierung insbesondere rund um die Osteozytenlakunen unzureichend.“
QUELLE: Kuhlencordt F, et al. (1970). Die histologische Bewertung von Knochen bei fluoridbehandelter Osteoorose. In: TL Vischer, Hrsg. (1970). Fluorid in der Medizin. Hans Huber, Bern. S. 169-174.

„Die Osteozytenlakunen waren größer als normal und in einigen Bereichen konfluierten diese großen Lakunen.“
QUELLE: Ramberg CF, Olsson SE. (1970). Auswirkungen von Fluorid auf die Knochenmorphologie und Kalziumkinetik. Fluorid 3: 175-181.

„Der Mangel an Mineralisierung um die Osteozytenlakunen herum war ebenfalls in allen Proben offensichtlich …“
QUELLE: Jowsey J, et al. (1968). Einige Ergebnisse zur Wirkung von Fluorid auf Knochengewebe bei Osteoporose. Journal of Clinical Endocrinology 28:869-874.

„Der Mineralisationsprozess an der Mineralisationsfront erfordert wahrscheinlich normal funktionierende Osteoblasten und Osteozyten. Degenerierende Osteozyten wurden gelegentlich im Randbereich breiter Osteoidsäume und auch an der angrenzenden Mineralisationsfront gefunden. Darüber hinaus waren die Lakunen und Kanälchen der Osteoidosteozyten manchmal größer als jene in nichtfluorotischem Knochen. Eine verminderte oder veränderte Osteozytenfunktion in dieser Region könnte also ebenfalls zu einer verringerten Mineralisationsrate beigetragen haben.“
QUELLE: Baylink DJ, Bernstein DS. (1967). Die Auswirkungen der Fluoridtherapie auf metabolische Knochenerkrankungen. Clinical Orthopaedics and Related Research 55: 51-85.

„In fluorotischem Knochen wurde häufig eine erhöhte Anzahl von Mikrofrakturen festgestellt. In nichtfluorotischem und fluorotischem Knochen befanden sich Mikrofrakturen normalerweise in stark mineralisierten Bereichen alten Knochens mit einer erhöhten Anzahl toter Osteozyten … [Tote und degenerierende Osteozyten wurden häufig im Bereich der Mikrofrakturen gefunden, und lebensfähige Osteozyten scheinen für die optimale mechanische Funktion des Knochens notwendig zu sein. Es ist möglich, dass Osteozyten an der Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität auf ultramikroskopischer Ebene beteiligt sind und dass eine beeinträchtigte Osteozytenfunktion die Tendenz erhöht, dass kleine Defekte zu Mikrofrakturen werden.“
QUELLE: Baylink DJ, Bernstein DS. (1967). Die Auswirkungen der Fluoridtherapie auf metabolische Knochenerkrankungen. Clinical Orthopaedics and Related Research 55: 51-85.

2) Mechanismus, durch den Fluorid Osteozyten schädigen kann (Knochen-F-Akkumulation):

„Knochenzellen würden keinen hohen Konzentrationen (an Fluorid) ausgesetzt, wenn sie nicht gerade Knochen resorbieren. Es ist jedoch offensichtlich, dass alle Zellen, die Knochen resorbieren, zwangsläufig einer signifikanten Fluoridkonzentration ausgesetzt wären. Diese spezifische Belastung würde für Osteozyten und Osteoklasten im gesamten Knochen gelten, die beide einer Fluoridkonzentration ausgesetzt wären, die ungefähr proportional zur Intensität des Resorptionsprozesses wäre. Man könnte spekulieren, dass Osteozyten, die vollständig von einer Oberfläche umgeben sind, auf der sich wahrscheinlich Fluorid konzentriert, und die weiter vom Blutkreislauf entfernt sind, bei der Resorption von Knochen einer höheren Fluoridkonzentration ausgesetzt wären als die Osteoklasten. Was Fluorid mit diesen Zellen macht, ist unbekannt. Wir glauben, dass die Wirkung auf Knochenzellen toxisch wäre und dass die Folge einer hohen regionalen Fluoridkonzentration eine Hemmung der Resorptionsfunktion wäre. Es gibt zahlreiche Hinweise darauf, dass Fluorid in die Zellen eindringt und die Aktivität zahlreicher Enzyme hemmt. Daher ist die Annahme plausibel, dass die Stoffwechselfunktion gehemmt werden könnte, wenn Zellen hohen Fluoridkonzentrationen ausgesetzt sind.“
QUELLE: Rich C, Feist E. (1970). Die Wirkung von Fluorid auf Knochen. S. 70-87. In: Vischer TL. (1970). Fluorid in der Medizin. Hans Huber, Bern.

Osteozyten erhalten die strukturelle Gesundheit des Knochens:

„Die Ergebnisse stützen die sensorische Rolle des Osteozytennetzwerks, da der Rückgang der Osteozyten-Lakunendichte im menschlichen Kortex mit der Ansammlung von Mikrorissen und einer Zunahme der Porosität im Alter einhergeht. Porosität und Mikrorissdichte nahmen mit einem Rückgang der Osteozyten-Lakunendichte exponentiell zu, was darauf hindeutet, dass eine bestimmte Mindestanzahl an Osteozyten für ein „funktionierendes“ Netzwerk unerlässlich ist.“
QUELLE: Vashishth D, et al. (2000). Der Rückgang der lakunären Osteozytendichte im menschlichen Kortex ist mit der Ansammlung von Mikrorissen im Alter verbunden. Bone 26:375-80.

„Die Auswirkungen des Verlusts von Osteozyten im Knochen können groß sein. Im menschlichen Knochen kann der Tod von Osteozytenzellen altersbedingt und sowohl bei Osteoporose als auch bei Osteoarthritis auftreten, was zu erhöhter Brüchigkeit führt. Diese Brüchigkeit kann auf eine erhöhte Brüchigkeit durch Mikropetrose und/oder den Verlust der Fähigkeit zurückzuführen sein, Ermüdungsmikrofrakturen zu erkennen und anderen Zelltypen Signale zur Reparatur zu geben.“
QUELLE: Noble BS, et al. (1997). Identifizierung apoptotischer Veränderungen in Osteozyten in normalem und pathologischem menschlichen Knochen. Bone 20:273-82.

„Die Kolokalisierung von Mikrofrakturen und Osteozyten passt zu der Hypothese, dass Ermüdungsschäden in vivo durch von Osteozyten ausgelöste Umbauprozesse repariert werden könnten.“
QUELLE: Muglia MA, Marotti G. (1996). Osteozyten- und Mikrofrakturlokalisation im menschlichen Lamellenknochen. Bone 19: 155S.

„Wir glauben, dass diese Experimente die Hypothese stützen, dass Osteozyten für die Regulierung der Knochenbildung und -resorption entscheidend sind. Im Gegensatz zu Osteoblasten oder Osteoklasten, deren Auftreten ein Signal erfordert, sind die allgegenwärtigen Osteozyten ständig der Belastung der Matrix und ihrer Derivate wie belastungserzeugten Potentialen und scherbedingtem Flüssigkeitsfluss ausgesetzt. Diese Zellen nehmen nicht nur lokale biophysikalische Signale wahr und reagieren darauf, sie müssen auch auf eine Vielzahl systemischer chemischer/hormoneller Signale der Bildung und Resorption reagieren. Irgendwie werden diese regulatorischen Signale von der Osteozytenpopulation wahrgenommen und es wird eine Botschaft der Erhaltung, Resorption oder Bildung erzeugt, um ein strukturell angemessenes und metabolisch effizientes Skelett zu erhalten.“
QUELLE: Sun YQ, et al. (1995). Mechanisch induzierte periostale Knochenbildung geht mit der Hochregulation von Kollagen Typ 57-mRNA in Osteozyten einher, gemessen durch In-situ-Reverse-Transkript-Polymerase-Kettenreaktion. Calcified Tissue International 456:62-XNUMX.

„Im Bereich von Mikrofrakturen wurden häufig tote und degenerierende Osteozyten gefunden, und lebensfähige Osteozyten scheinen für die optimale mechanische Funktion des Knochens notwendig zu sein. Es ist möglich, dass Osteozyten an der Aufrechterhaltung der strukturellen Integrität auf ultramikroskopischer Ebene beteiligt sind und dass eine beeinträchtigte Osteozytenfunktion die Tendenz erhöht, dass kleine Defekte zu Mikrofrakturen werden.“
QUELLE: Baylink DJ, Bernstein DS. (1967). Die Auswirkungen der Fluoridtherapie auf metabolische Knochenerkrankungen. Clinical Orthopaedics and Related Research 55: 51-85.