破骨細胞是一種骨細胞，破骨細胞打破了骨組織。此功能在維護、修復是關鍵和重塑的骨頭的的脊椎骨骼。破骨細胞通過分泌酸和膠原酶在分子水平上分解和消化水合蛋白質和礦物質的復合物，這一過程稱為骨吸收。這個過程也有助于調節血鈣水平.

在進行再吸收的那些骨表面上發現了破骨細胞。在這樣的表面上，破骨細胞被認為位于稱為吸收灣（Howship'slacunae）的淺洼處。再吸收區是由破骨細胞對下面骨骼的侵蝕作用產生的。由于存在細胞膜的深層折疊，破骨細胞下部的邊緣呈現出指狀突起；這種邊框稱為荷葉邊。褶皺邊緣與吸收腔內的骨表面接觸。皺褶邊緣的xxx被細胞質的環狀區域包圍，該區域缺乏細胞器但富含肌動蛋白絲.該區稱為透明區或密封區。肌動蛋白絲使密封區周圍的細胞膜能夠牢固地固定在Howship腔隙的骨壁上。通過這種方式，在褶皺邊緣和正在吸收的骨骼之間形成了一個封閉的亞破骨細胞隔室。破骨細胞將氫離子、膠原酶、組織蛋白酶K和水解酶分泌到該隔室中。

破骨細胞對骨基質的再吸收包括兩個步驟：（1）無機成分（礦物質）的溶解，以及（2）骨基質有機成分的消化。破骨細胞將氫離子泵入亞破骨細胞室從而創造一個酸性微環境，增加骨礦物質的溶解度，導致骨礦物質釋放并重新進入破骨細胞的細胞質，被輸送到附近的毛細血管。在去除礦物質后，膠原酶和明膠酶被分泌到亞破骨細胞隔室中。這些酶消化和降解脫鈣骨基質的膠原蛋白和其他有機成分。降解產物在褶皺邊緣被破骨細胞吞噬。由于它們的吞噬特性，破骨細胞被認為是單核吞噬細胞系統(MPS)的一個組成部分。破骨細胞的活性受激素和細胞因子的控制。降鈣素是一種甲狀腺激素，可抑制破骨細胞活動。破骨細胞沒有甲狀旁腺激素（PTH）受體。然而，

破牙細胞(/odon·to·clast/;o-don′to-klast)是一種與乳牙根部吸收有關的破骨細胞。

破骨細胞是一個大的多核細胞，骨上的人類破骨細胞通常有五個細胞核，直徑為150–200μm。當使用破骨細胞誘導細胞因子將巨噬細胞轉化為破骨細胞時，會出現直徑可能達到100μm的非常大的細胞。它們可能有幾十個細胞核，通常表達主要的破骨細胞蛋白，但由于非天然基質，它們與活骨中的細胞有顯著差異。多核組裝破骨細胞的大小使其能夠將許多巨噬細胞的離子轉運、蛋白質分泌和囊泡轉運能力集中在骨的局部區域。

在骨骼中，破骨細胞位于骨骼表面的凹坑中，稱為再吸收區，或Howship腔。破骨細胞的特征是細胞質具有均勻的“泡沫”外觀。這種外觀是由于高濃度的囊泡和液泡。這些液泡包括充滿酸性磷酸酶的溶酶體。可以通過染色的高破骨細胞的這允許表征表達的抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）和組織蛋白酶K。破骨細胞粗面內質網稀疏，高爾基復合體廣泛。

在骨吸收活躍的部位，破骨細胞形成專門的細胞膜，即“褶皺邊界”，與骨組織表面相對。這種廣泛折疊或起皺的邊界通過顯著增加細胞表面來分泌和吸收吸收區室內容物來促進骨去除，并且是主動吸收骨的破骨細胞的形態特征。

自從它們于1873年被發現以來，關于它們的起源一直存在相當大的爭論。三種理論占主導地位：1949年至1970年流行結締組織起源，認為破骨細胞和成骨細胞屬于同一譜系，成骨細胞融合在一起形成破骨細胞。經過多年的爭論，現在很清楚這些細胞是從巨噬細胞的自我融合發展而來的。1980年初，單核細胞吞噬系統被認為是破骨細胞的前體。破骨細胞的形成需要RANKL（核因子κβ配體的受體激活劑）和M-CSF（巨噬細胞集落刺激因子）的存在.這些膜結合蛋白由鄰近的基質細胞和成骨細胞產生，因此需要這些細胞和破骨細胞前體直接接觸。

M-CSF通過其受體在破骨細胞上發揮作用，c-fms（集落刺激因子1受體）是一種跨膜酪氨酸激酶受體，導致酪氨酸激酶Src的二級信使激活。這兩種分子的所必需的破骨細胞形成和廣泛涉及在分化的單核細胞/巨噬細胞來源的細胞。

RANKL是腫瘤壞死家族(TNF)的成員，對破骨細胞生成至關重要。RANKL敲除小鼠表現出骨硬化和牙齒萌出缺陷的表型，以及破骨細胞的缺失或缺乏。RANKL通過RANK激活NF-κβ（核因子-κβ）和NFATc1（活化t細胞的核因子，細胞質，鈣調神經磷酸酶依賴性1）。在RANKL-RANK相互作用發生后幾乎立即刺激NF-κβ活化，并且沒有上調。然而，NFATc1刺激在結合發生后約24-48小時開始，其表達已被證明是RANKL依賴性的。

破骨細胞分化受到骨保護素(OPG)的抑制，OPG由成骨細胞產生并與RANKL結合，從而阻止與RANK的相互作用。需要注意的是，雖然破骨細胞來源于造血譜系，但成骨細胞來源于間充質干細胞。

一旦被激活，破骨細胞就會通過趨化性移動到骨骼中的微骨折區域。破骨細胞位于稱為Howship's腔的小腔中，由底層骨骼的消化形成。密封區是破骨細胞質膜與下方骨骼的連接。密封區由稱為足體的特殊粘附結構帶界定。整合素受體（例如αvβ3）通過骨基質蛋白（例如骨橋蛋白）中的特定氨基酸基序Arg-Gly-Asp促進與骨基質的連接。破骨細胞通過碳酸酐酶（H2O+CO2→HCO3-+H+)通過褶皺邊緣進入吸收腔，酸化并幫助礦化骨基質溶解成Ca2+、H3PO4、H2CO3、水和其他物質。碳酸酐酶的功能障礙已被證明會導致某些形式的骨硬化癥。氫離子通過質子泵以高濃度梯度泵送，特別是獨特的液泡ATP酶。這種酶已被用于預防骨質疏松癥.此外，會釋放幾種水解酶，例如組織蛋白酶和基質金屬蛋白酶(MMP)組的成員，以消化基質的有機成分。這些酶被溶酶體釋放到隔室中。在這些水解酶中，組織蛋白酶K最為重要。

組織蛋白酶K是一種溶膠原的、木瓜蛋白酶樣的半胱氨酸蛋白酶，主要在破骨細胞中表達，并分泌到再吸收坑中。組織蛋白酶K是參與I型膠原蛋白和其他非膠原蛋白降解的主要蛋白酶。組織蛋白酶K基因的突變與骨質增生癥有關，這是一種遺傳性骨硬化疾病，其特征是缺乏功能性組織蛋白酶K表達。小鼠中組織蛋白酶K的敲除研究導致骨硬化表型，該表型可通過組織蛋白酶K以外的蛋白酶表達增加和破骨細胞生成增強而得到部分補償。

組織蛋白酶K在酸性條件下具有最佳酶活性。它被合成為分子量為37kDa的酶原，在通過自催化裂解活化后，轉化為成熟的活性形式，分子量約為27kDa。

破骨細胞在吸收部位極化后，組織蛋白酶K從褶皺邊緣分泌到吸收坑中。組織蛋白酶K通過細胞間囊泡穿越褶皺邊界，然后由功能性分泌結構域釋放。在這些細胞間囊泡中，組織蛋白酶K與TRAP產生的活性氧一起進一步降解骨細胞外基質。

其他幾種組織蛋白酶在破骨細胞中表達，包括組織蛋白酶B、C、D、E、G和L。這些半胱氨酸和天冬氨酸蛋白酶的功能在骨骼中通常是未知的，它們的表達水平遠低于組織蛋白酶K。

對組織蛋白酶L基因敲除小鼠的研究喜憂參半，有報告稱，與野生型相比，純合和雜合組織蛋白酶L基因敲除小鼠的骨小梁減少，另一份報告未發現骨骼異常。

所述基質金屬蛋白酶蛋白酶（MMP）包括家庭超過20鋅依賴性內肽酶。基質金屬蛋白酶(MMP)在破骨細胞生物學中的作用尚不明確，但在其他組織中，它們與腫瘤促進活動有關，例如激活生長因子，并且是腫瘤轉移和血管生成所必需的。

MMP9與骨微環境有關。它由破骨細胞表達，已知是破骨細胞遷移所必需的，是一種強大的明膠酶。缺乏MMP-9的轉基因小鼠在骨骼發育、骨內血管生成和骨折修復方面出現缺陷。

MMP-13被認為參與骨吸收和破骨細胞分化，因為敲除小鼠顯示破骨細胞數量減少、骨硬化和骨吸收減少。

破骨細胞表達的MMP包括MMP-9、-10、-12和-14。除了MMP-9，關于它們與破骨細胞的相關性知之甚少，然而，在密封區發現了高水平的MMP-14。

在80年代和90年代，對典型破骨細胞的生理學進行了詳細研究。隨著褶皺邊界的隔離，直接在生化細節中研究了穿過它的離子傳輸。驗證了依賴于能量的酸轉運并純化了假定的質子泵。隨著破骨細胞的成功培養，很明顯，它們被組織起來支持質子的大量運輸，用于酸化吸收隔室和溶解骨礦物質。這包括褶皺邊界Cl-通透性以控制膜電位和基底外側Cl-/HCO3-交換以將細胞溶質pH維持在生理學可接受的范圍內。

其離子分泌的有效性取決于破骨細胞在吸收隔室周圍形成有效密封。這個“密封區”的定位似乎是由在破骨細胞表面表達的整聯蛋白介導的。密封區到位后，多核破骨細胞會自我重組。開發與吸收隔室并列的高度內陷的褶皺膜允許大量的分泌活動。此外，它允許小泡胞吞從皺褶緣到細胞的自由膜的礦物和退化的膠原蛋白，并釋放到細胞外隔間。這種活動完成了骨吸收，礦物質成分和膠原蛋白碎片都被釋放到全身循環中。

破骨細胞受多種激素調節，包括來自甲狀旁腺的甲狀旁腺激素(PTH)、來自甲狀腺的降鈣素和生長因子白介素6(IL-6)。最后一種激素IL-6是骨質疏松癥的因素之一，骨質疏松癥是骨吸收和骨形成之間的不平衡。破骨細胞活性也由成骨細胞產生的兩種分子的相互作用介導，即骨保護素和RANK配體。請注意，這些分子還調節破骨細胞的分化。