TESSUTO OSSEO. Pagina 1 di 7

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1 TESSUTO OSSEO Il tessuto osseo fa parte, assieme alla cartilagine, dei tessuti connettivi specializzati per la funzione di sostegno. L appartenenza del tessuto osseo ai tessuti connettivi è giustificata sia per la sua origine dal mesenchima, il tessuto embrionale che funge da matrice per tutti i tessuti connettivi, sia per la sua costituzione, essendo formato da cellule e da sostanza intercellulare composta da fibre collagene e sostanza fondamentale amorfa. La peculiarità del tessuto osseo è quella di essere mineralizzato: infatti la sostanza intercellulare è per la maggior parte impregnata di cristalli minerali, in prevalenza fosfato di calcio. La presenza di minerali, come pure la abbondanza e la particolare distribuzione delle componenti organiche della sostanza intercellulare, conferiscono a questo tessuto spiccate proprietà meccaniche di durezza e di resistenza alla pressione, alla trazione e alla torsione. In virtù di queste proprietà, il tessuto osseo costituisce un materiale ideale per la formazione delle ossa dello scheletro, che costituiscono nel loro insieme l impalcatura di sostegno dell organismo. Inoltre, dato il notevole contenuto in sali di calcio, il tessuto osseo rappresenta il principale deposito di ione calcio per le necessità metaboliche dell intero organismo. La deposizione del calcio nell osso e la sua mobilizzazione, finemente controllate da meccanismi endocrini, contribuiscono in modo sostanziale alla regolazione dei livelli plasmatici di questo ione. Le cellule del tessuto osseo, come tutte le altre, consumano ossigeno si nutrono e riescono a fare in modo che le scorie vengono allontanate e smaltite dall'organismo. L'osso, infatti, è ricco di capillari sanguigni e la sostanza calcificata è percorsa da minuscoli canali che si estendono da una cellula ossea all'altra e da esse alla superficie dell'osso. Particolari cellule dette osteoblasti, producono numerosi prolungamenti del loro citoplasma e vengono a trovarsi nella sostanza da esse elaborate. Questa sostanza è composta da fibre collagene. E' nella matrice ossea che si depositano i sali di calcio e di fosforo provenienti dal sangue. In seguito a questo processo, detto di calcificazione, le cellule vengono a essere disposte in spazi, chiamati lacune. Quando l osteoblasto rallenta sostanzialmente la sua attività metabolica si trasforma in un osteocita. L'osteoblasto rappresenta la cellula immatura in grado di produrre questa sostanza organica, che poi andrà soggetta a calcificazione. Al microscopio elettronico, gli osteociti mostrano un aspetto diverso a seconda dell età della cellula: gli osteociti giovani sono caratterizzati dalla presenza di cisterne di reticolo endoplasmatico granulare e da un apparato di Golgi piuttosto esteso; via via che la cellula invecchia si riduce il reticolo endoplasmico granulare e compaiono vacuoli autofagici e lisosomi secondari. Alle loro estremità, i prolungamenti di un osteocita sono connessi mediante giunzioni serrate con quelli degli osteociti circostanti. Quando l osteocita giunge at termine del suo ciclo vitale, esso ritrae i propri prolungamenti e degenera. Gli osteoclasti sono le cellule preposte al riassorbimento osseo. Essi non sono cellule derivanti dal tessuto osseo, ma i precursori degli Pagina 1 di 7

2 osteoclasti originano nel midollo osseo ematopoietico e sono parenti di una categoria di globuli bianchi, i monociti. Tali precursori vengono trasportati dal torrente circolatorio fino alle sedi in cui debbono avvenire i processi di riassorbimento osseo; qui giunti, essi migrano nel tessuto osseo e si fondono insieme originando gli osteoclasti attivi, elementi capaci di dissolvere la componente minerale e di digerire enzimaticamente le componenti organiche del tessuto osseo. Gli osteoclasti maturi sono quindi cellule giganti, plurinucleate in quanto originate dalla fusione dei singoli precursori mononucleati: in un singolo osteoclasto possono infatti essere presenti fino a 50 nuclei. L azione erosiva dell osteoclasto si manifesta con la formazione di una lacuna. Una volta formata una prima lacuna, l osteoclasto si distacca dalla matrice ossea, si muove per moto ameboide su una porzione di osso adiacente a quella appena riassorbita, aderisce nuovamente e forma una nuova lacuna. Procedendo un po come una ruspa che compie uno sterro, l osteoclasto procede lungo l osso scavandovi solchi profondi. Nel loro insieme, più osteoclasti attivati riescono in un tempo relativamente breve a riassorbire porzioni anche cospicue di osso. La sostanza fondamentale dell'osso è disposta in strati o lamelle e il meccanismo con cui l'osso si accresce consiste nell'aggiunta di nuovi strati di osso. Tra le varie lamelle si trovano le lacune contenenti le cellule dell'osso. Secondo poi la disposizione delle lamelle si parla di osso spugnoso e compatto: nell'osso spugnoso le lamelle sono organizzate in modo da formare delle strutture, le trabecole, intrecciate tra loro; nell'osso compatto esse si addossano le une alle altre. L unità fondamentale è l osteone che risulta formato da lamelle concentriche di sali minerali nelle quali sono immerse in cavità le cellule mature dette osteociti comunicanti le une con le altre. Al centro dell osteone c è una cavità dove scorrono i vasi sanguigni detta canale di Havers. Canali traversi in cui corrono sempre vasi sanguigni sono detti canali di Volkman. Intorno alle ossa c è una membrana fibrosa detta Periostio al di sotto della quale si localizzano gli osteoclasti. Anche esternamente ai canali c e una membrana fibrosa detta endostio al di sotto della quale si localizzano gli osteoblasti. Le ossa possono essere di quattro tipi: ossa lunghe, ossa corte, ossa piatte ed ossa irregolari. Nelle ossa piatte si distinguono due parti una estrema detta epifisi ed una interna detta diafisi. E proprio tra queste due che avviene l accrescimento in Pagina 2 di 7

3 parietale SUDDIVISIONE DELLO SCHELETRO CRANIO 8 FACCIA 14 ORECCHIO Martello, incudine, staffa 6 IOIDE 1 COLONNA VERTEBRALE 26 STERNO E COSTOLE 25 ESTREMITA SUPERIORE 64 ESTREMITA INFERIORE 62 Totale ossa 206 localizzato nell osso spugnoso ed è ricco di cellule adipose e cellule incaricate di formare cellule ematiche. Lo scheletro si divide in scheletro assile (cranio, vertebre, sterno, costole) e una appendicolare (cinto scapolare, cinto pelvico, arti superiori, arti inferiori). Nel cranio o testa si rico-noscono due parti, il lunghezza delle ossa, in quanto la cartilagine interposta viene a mano a mano sostituita da tessuto osseo. L accrescimento in larghezza viene invece operato dalla cartilagine posta alla periferia della ossa. Internamente alle ossa lunghe scorre nella cavità midollare il midollo rosso le cui cellule sono i mieloblasti che originano i linfociti, gli eritroblasti che originano gli eritrociti ed i megacarioblasti che originano le piastrine. Nell adulto il midollo rosso può essere sostituito da midollo giallo. E SCHELETRO ASSILE Cranio Neurocranio, splancnocranio Osso ioide Tronco Vertebre, sterno, costole SCH. APPENDICOLARE Cinto scapolare Estremità superiore Arti superiori Estremità inferiore Cinto pelvico Arti inferiori neurocranio o scatola cranica, che contiene l encefalo, e lo splancnocranio o cranio viscerale, che forma la faccia. La scatola cranica è formata da otto ossa piatte, quattro pari (due parietali, due temporali) e quattro impari (frontale, occipitale, etmoide, sfenoide). Sono saldate attraverso suture. Nel neonato le ossa del cranio non risultano unite ed interposto c è tessuto cartilagineo che costituisce le cosiddette fontanelle. Superiormente allo sfenoide in un infossamento detta sella turcica si colloca la ghiandola ipofisaria. La faccia comprende ossa pari (nasali, turbinati inferiori, lacrimali, zigomatiche, palatine, mascellari) ed ossa impari (vomere, mandibola) Il tronco comprende la colonna vertebrale e la gabbia toracica, chiusa temporaleo zigomatico anteriormente da un osso piatto, lo sterno, nel quale si distinguono il corpo centrale, il manubrio superiormente e il processo xifoideo inferiormente. La colonna vertebrale è costituita da vertebre sovrapposte con l interposizione di un disco intervertebrale articolare che consente i movimenti della colonna vertebrale e ammortizza i traumi meccanici attraverso il suo nucleo polposo centrale; ogni vertebra ha un corpo anteriore e un arco intorno al forame vertebrale. L arco presenta tre prolungamenti, Pagina 3 di 7

4 FEMORE ISCHIO il processo spinoso dorsalmente e i processi trasversi lateralmente. La successione dei forami vertebrali forma il canale vertebrale, sede del midollo spinale; la successione dei processi spinosi forma invece la spina dorsale. La colonna vertebrale si suddivide in: Lo scheletro 7 vertebre cervicali 12 vertebre toraciche 5 vertebre lombari 5 vertebre sacrali 3 o 5 vertebre coccigee Nell adulto le cinque vertebre sacrali si saldano in un unico osso detto sacro, così anche quelle coccigee, pertanto la colonna vertebrale dell adulto è costituita da ventisei vertebre. La colonna vertebrale vista lateralmente presenta quattro curvature caratteristiche, le lordosi cervicale e lombare con concavità dorsale, la cifosi toracica e pelvica con convessità dorsale. La colonna vertebrale, in particolare il corpo delle vertebre, è responsabile della stazione eretta e regge il peso del corpo insieme agli arti inferiori. La gabbia toracica ha funzione preva-lentemente protettiva nei confronti del cuore e dei polmoni: le costole, dodici paia di ossa piatte che ne costituiscono la parte essenziale, si dividono in: 7 paia sternali allo sterno tramite una cartilagine unite 3 di asternali alla cartilagine costale del settimo paio appendicolare comprende le 2 coste fluttuanti completamente libere ossa degli arti e dei cinti.l attacco degli arti al tronco avviene mediante i cinti, ILEO rispettivamente quello scapolare per gli arti superiori e quello pelvico per gli arti inferiori. Il cinto scapolare corrisponde alla spalla ed è formato da due ossa: la clavicola, osso lungo a forma di S, articolata con il manubrio sternale, e la scapola. Il cinto pelvico corrisponde al bacino e deriva dalla fusione di tre ossa, l ileo lateralmente in alto, l ischio lateralmente in basso e anteriormente il pube. Internamente il bacino presenta due cavità, una superiore ampia detta grande pelvi e una inferiore più stretta detta piccola pelvi. In avanti le ossa dell anca si articolano a livello della sinfisi pubica in otto piccole comprende Pagina 4 di 7 Gli arti sono composti da ossa lunghe nelle parti più vicine al tronco, cioè braccio e avambraccio in quello superiore, coscia e gamba in quello inferiore, mentre prevalgono le ossa corte nella mano e nel piede. Ogni arto superiore comprende il braccio, l avambraccio e la mano. Il braccio è formato dall omero, l avambraccio da radio e ulna, la mano comprende il carpo (polso), metacarpo, falangi, falangine, falangette. Il carpo consiste ossa disposte su due file, il metacarpo cinque ossa (primo, secondo etc ), Il pollice è

5 l unico dito ad avere falange,falangetta e non falangina. Ogni arto superiore comprende coscia, gamba e piede. La coscia comprende il femore che si inserisce in una forte depressione del cinto pelvico detto acetabolo. Tra coscia e gamba è inserita la rotula o patella, osso triangolare circondato da ampie borse mucose con liquido sinoviale. La gamba è formata dalla tibia e dal perone. Il piede dal tarso, metatarso, falangi, falangine e falangette. Il tarso comprende sette ossa, il metatarso cinque, l alluce, come il pollice non ha la falangina. FATTORI CHE INFLUENZANO LA FORMAZIONE DELL OSSO Questo metabolismo è regolato da alcuni ormoni (paratormone PTH, calcitonina)e da alcuni fattori di rimaneggiamento osseo (vitamina D) L'omeostasi del Ca²+ in molti processi fisiologici è regolata in modo coordinato con quella dello ione fosfato (Pi ). Il Calcio ha un ruolo fondamentale per la mineralizzazione dell'osso e la formazione dello scheletro, per la contrazione muscolare, per la trasmissione dell'impulso nervoso, coagulazione del sangue ed è un cofattore di numerosi enzimi. L'organismo dispone di 3 organi bersaglio la cui azione integrata e coordinata provvede di minuto in minuto le basi per l'omeostasi del calcio, considerata anche l'influenza della dieta per eccesso o per difetto. Tali organi coinvolgono il sito di captazione, l'intestino, ove il calcio entra nel mezzo fisiologico, l'osso dove si accumula ed è disponibile per la regolazione dei livelli plasmatici costituendo così una riserva ed una sorgente dell'elemento e quindi un organo centrale del metabolismo, infine il rene, dove la principale quota di escrezione può essere eliminata. Pertanto l'omeostasi coinvolge le delicate interrelazioni dell'assorbimento e trasporto dall'intestino, mineralizzazione e mobilizzazione del tessuto osseo, escrezione e riassorbimento dal rene. Fondamentalmente il paratormone, la vitamina D e la calcitonina sono coinvolti nel controllo omeostatico del Ca² + e del Pi. Il paratormone prodotto dalle paratiroidi quando i livelli sierici del calcio raggiungono valori pìù bassi della soglia consentita, favorisce un aumento del Ca² + ionizzato nel sangue per una azione diretta sul rene, sull'osso, mentre il Pi è ridotto per un incremento dell'escrezione renale. A livello osseo il PTH agisce su tutti e 3 i tipi di cellule : stimola indirettamente gli osteoclasti che aumentano di numero, inibisce gli osteoblasti, responsabili della formazione dell'osso, e stimola gli osteociti a secernere enzimi proteolitici che provocano il riassorbimento della matrice proteica. La conseguenza è un'erosione dell'osso con liberazione di Ca²+ A livello renale il PTH aumenta il riassorbimento del Ca²+, bloccando quello del P. La diminuzione del Pi del siero è accompagnata da un aumento del Ca²+ liberato dall'osso. La calcitonina è un inibitore del riassorbimento dell osso; è prodotta e secreta da cellule specializzate della tiroide, ricche di mitocondri e di reticolo endoplasmatico. Il principale sito d'azione della CT e cioè gli organi bersaglio sono l'osso ed in secondo luogo il rene. Essa agisce in antagonismo al PTH abbassando il livello del calcio ematico in minuti. A livello osseo diminuisce il numero e l'attività degli osteoclasti che sono le uniche cellule dell osso a possedere i recettori per l ormone calcitonina A livello renale ostacola il riassorbimento del calcio, favorendo il riassorbimento del fosforo. Ha quindi una azione antagonista a quella del PTH. La vitamina D, a livello osseo determina un aumento della percentuale di matrice ossea calcificata, a livello intestinale aumenta l'assorbimento di calcio e fosforo, a livello renale inibisce l'escrezione di calcio e fosfati. Pagina 5 di 7

6 Ca² + Bassi livelli di Ca² + riassorbimento del Ca² + osteociti (enz.proteol.) stimola PARATORMONE escrezione del Pi osteoblasti osteoclasti inibisce aumenta riassorbimento del Pi inibisce CALCITONINA escrezione del Ca² + Alti livelli di Ca² + L ormone somatotropo detto anche ormone della crescita (o GH), prodotto dalla ghiandola ipofisi, agisce sul fegato inducendovi la produzione di fattori di crescita, i quali stimolano la crescita ed il metabolismo dei condrociti della cartilagine proliferante, promuovendo così l accrescimento dimensionale delle ossa. Difetti congeniti di produzione di ormone della crescita provocano il cosiddetto nanismo ipofisario, mentre l eccesso di produzione di questo ormone durante lo sviluppo porta alla condizione opposta, nota come gigantismo. L ormone della crescita agisce anche promuovendo il riassorbimento di calcio a livello renale. Gli ormoni tiroidei (tri- e tetraiodiotironina, T3 e T4), prodotti dalle cellule follicolari della tiroide, sono capaci di promuovere il metabolismo cellulare e pertanto giocano un ruolo importante per stimolare la formazione e la maturazione dell osso. Anomalie di produzione di ormoni tiroidei durante lo sviluppo portano a malformazioni ossee di vario grado, fino al cosiddetto nanismo tiroideo. Gli ormoni sessuali (estrogeni, testosterone), che iniziano a prodursi dalle gonadi al momento della pubertà, hanno un azione positiva sulla differenziazione e sulla attività funzionale degli osteoblasti, promuovendo il turn-over dell osso. Al termine dell accrescimento, essi esercitano altresì una azione inibitoria sulla crescita dei condrociti della cartilagine proliferante, promuovendo la chiusura delle epifisi e l arresto dell accrescimento osseo. E peraltro noto che tra i fattori che condizionano la statura di un individuo vi è anche il momento di avvio dello sviluppo puberale. Gli estrogeni tra l altro controllano l espressione renale dell enzima cha attiva la vitamina D e sarebbero in grado di stimolare la proliferazione degli osteoblasti e di promuovere la morte cellulare programmata degli osteoclasti, come emerge da esperimenti in vitro. Questi reperti potrebbero contribuire a spiegare la ragione per cui dopo la menopausa, venendo meno l azione di stimolo sugli osteoblasti e di freno sugli osteoclasti esercitata dagli estrogeni, si ha una progressiva riduzione della massa ossea con l eventuale affermazione di un quadro clinico di osteoporosi. DEGENERAZIONE DEL TESSUTO OSSEO Studi coniugati russo-americani hanno dimostrato che nei cosmonauti si è avuta perdita di tessuto osseo a livello delle vertebra inferiori, del bacino e della parte alta del femore nella misura dell 1% circa al mese per tutta la durata della missione. Vi sono taluni siti dell organismo, come l osso del tallone, che perdono calcio ancora più velocemente. Studi sugli animali che hanno volato nello spazio indicano che la sintesi del tessuto osseo è rallentata. Questi dati appaiono molto preoccupanti. Durante un volo spaziale, la perdita di tessuto osseo alza i livelli di calcio nell organismo, favorendo la formazione di calcoli renali e la calcificazione dei tessuti molli. Quando si torna a terra, il deterioramento del tessuto osseo cessa entro un mese, ma non sappiamo se il recupero possa essere completo: la casistica di individui che hanno Pagina 6 di 7

7 compiuto lunghe permanenze nello spazio è ancora troppo ridotta. Il deterioramento osseo potrebbe essere in parte irreversibile, il che predisporrebbe gli ex astronauti a fratture Pagina 7 di 7