Forma specializzata di connettivo: la ECM è mineralizzata per cui il tessuto ha notevole resistenza e durezza

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1 Tessuto osseo Forma specializzata di connettivo: la ECM è mineralizzata per cui il tessuto ha notevole resistenza e durezza L osso è al contempo resistente e leggero Non è un tessuto statico; è continuamente rinnovato e rimodellato per tutta la vita

2 componenti del tessuto osseo cellule: cellule osteoprogenitrici da cui derivano cellule specializzate: osteoblasti ed osteociti; osteoclasti (derivano dai monociti) matrice organica (osteoide) fibre collagene, PG e GP matrice inorganica (65%) cristalli di idrossiapatite e fosfato di calcio

3 Funzioni dell osso Forma l impalcatura interna del corpo Protegge e dà sostegno agli organi Dà inserzione ai muscoli (tramite i tendini) Accoglie gli elementi emopoietici del midollo Sede principale di deposito di Ca e P

4 Tessuto osseo Struttura macroscopica delle ossa: ossa lunghe, piatte, brevi

5 periostio Tessuto osseo periostio È una lamina connettivale adesa alla superficie esterna dell osso. Manca sulle superfici articolari e nelle aree di inserzione dei tendini.

6 T. osseo periostio Tessuto osseo Strato fibroso T. osseo Strato osteogenico (di Ollier)

7 Fibre di Sharpey Periostio Tessuto osseo

8 Struttura macroscopica dell osso Osso spugnoso (trabecolare o spongioso) Osso compatto (osso corticale) Tessuto osseo epifisi cavità midollare diafisi

9 Tessuto osseo Cavità midollare rivestita dall endostio (è uno strato di cellule osteoprogenitrici)

10 Organizzazione tridimensionale del tessuto osseo

11 OSSO PRIMARIO (non lamellare) Fibre collagene disposte in modo irregolare, a grossi fasci intrecciati (o paralleli) Costituisce l osso neo-formato, poi viene sostituito dall osso secondario (lamellare) Minore concentrazione di sali minerali Nell adulto è presente in: - alveoli dentali - alcuni siti di inserzione di tendini - ossa piatte, in prossimità delle suture

12 OSSO SECONDARIO (lamellare) Comprende sia l osso spugnoso che quello compatto, entrambi formati da lamelle: Spesse 3-7 µm Aggregate tra loro in strati paralleli o concentrici Costituite da cellule e da matrice ossea Contenenti fibre collagene: -parallele fra loro in ciascuna lamella -ad angolo di in lamelle adiacenti

13 Tessuto osseo Il disegno rappresenta la direzione delle fibre collagene nelle lamelle concentriche di un osteone e la disposizione delle cellule tra le lamelle

14 OSSO COMPATTO è formato da 3 ordini di sistemi lamellari: Osteoni Sistemi interstiziali Sistemi circonferenziali

15 Sezione trasversale di osso lungo 1a str. fibroso del periostio Tessuto osseo 1b 6 str. osteogenico del p periostio endostio (strato unico di cellule osteoprogenitrici) sistema 3 circonferenziale esterno sist. circonferenz. interno lamelle osteone sistema interstiziale

16 Tessuto osseo periostio

17 Tessuto osseo

18 HC Tessuto osseo

19 Tessuto osseo OSTEONE

20 OSSO LAMELLARE Tessuto osseo Orientamento delle fibre collagene (collagene di tipo I )

21 matrice organica e inorganica Fibrille di collagene Tessuto osseo di tipo I (sono parallele tra loro nell osso lamellare) proteoglicano cristalli di idrossiapatite

22 OSSO SPUGNOSO è osso di tipo lamellare; ha aspetto alveolare; è formato da spicole o trabecole disposte a rete tridimensionale; le lamelle sono parallele tra loro e, in genere, non formano osteoni; i vasi sanguigni non attraversano le trabecole ma decorrono nelle cavità da esse delimitate

23 Tessuto osseo

24 OSSO SPUGNOSO Tessuto osseo

25 Tessuto osseo

26 Tessuto osseo Epifisi prossimale del femore: struttura traiettoriale (di 1 ordine) secondo Braus

27 componenti del tessuto osseo matrice organica (osteoide) formata da fibre collagene, PG e GP matrice inorganica (65% del peso secco) formata da cristalli di idrossiapatite e fosfato di calcio cellule specializzate cellule osteoprogenitrici, osteoblasti, osteociti, osteoclasti

28 Composizione dell osso Tessuto osseo

29 sostanza fondamentale amorfa proteoglicani (biglicano, decorina) glicoproteine (osteonectina, fosfatasi alcalina, fibronectina) sialoproteine (bone sialoprotein o BSP) osteocalcina e proteina GLA (sono entrambe proteine contenenti l acido g- carbossiglutammico o GLA)

30 Gli osteoblasti sono cellule endocrine? Ha una funzione ormonale importante: stimola la secrezione di insulina da parte delle cellule beta del pancreas e ne fa aumentare il numero. Studi nei topi hanno dimostrato che l assenza di osteocalcina provoca una forma di diabete di tipo 2 (insulino-dipendente) associato ad obesità.

31 Tessuto osseo A destra: fibrilla collagena mineralizzata. 1. siti dove i cristalli di idrossiapatite sono paralleli all asse della fibrilla che, in 2., mostra assenza di mineralizzazione.

32 componente minerale Tessuto osseo Cristallo di idrossiapatite. A: dimensioni di un cristallo; B: struttura interna del cristallo; C: tre unità ripetitive si uniscono a formare il prisma retto a base esagonale.

33 popolazioni cellulari del tessuto osseo cellule osteoprogenitrici osteoblasti osteociti osteoclasti le prime tre sono autoctone e sono stadi funzionali successivi derivanti dalla cellula mesenchimale pluripotente; gli osteoclasti sono cellule della linea monocitomacrofagica (derivazione ematopoietica)

34 OSTEOBLASTI Sintetizzano attivamente la matrice organica (osteoide) RER, Golgi, vescicole di secrezione (tra queste ci sono le matrix vesicles, contenenti fosfatasi alcalina) sono numerosi nello strato osteogenico del periostio durante la formazione e lo sviluppo dell osso la loro attività ed il loro numero variano nell adulto se stimolati (ad es.: richiesta di sintesi di nuovo tessuto osseo)

35 OSTEOCITI sono accolti in cavità scavate nella matrice calcificata dette lacune ossee dalle lacune ossee si irradiano i canalicoli ossei che si anastomizzano fra di loro e con i canali di Havers e canali di Volkmann, contenenti i vasi sanguigni i canalicoli contengono i prolungamenti citoplasmatici degli osteociti che sono in contatto tra loro mediante gap junctions

36 Cap Fner OB nuclei di cellule osteoprogenitrici ed osteoblasti quiescenti (lining cells, formano il rivestimento endostale del canale di Havers) ECM calcif. osteoide OPro osteoide Macrofago Fibrille collagene Piccolo capillare capillare venoso endot. OC OCla Tessuto osseo OC ECM ossea calcificata Cell. osteopr. e osteoblasti quiescenti ECM ossea calcificata

37 canalicoli ossei Tessuto osseo

38 Tessuto osseo

39 Tessuto osseo

40 Tessuto osseo

41 Tessuto osseo Tessuto osseo non decalcificato. Si notino le lacune osteocitarie in nero da cui originano i canalicoli ossei contenenti i prolungamenti citoplasmatici degli osteociti. a. sezione longitudinale-radiale; b. sezione trasversale; c. sezione longitudinale-tangenziale.

42 Tessuto osseo

43 OB OC Tessuto osseo gli osteociti partecipano al rimodellamento osseo tramite deposizione e riassorbimento della matrice OC

44 Tessuto osseo Giunzioni gap Tessuto osseo

45 Tessuto osseo

46 Tessuto osseo

47 Osteoclasti Cellule grandi, multinucleate (sincizi), derivate dai monociti Ricchi di lisosomi Inibiti dalla calcitonina (hanno il recettore) Attivati dal paratormone tramite gli osteoblasti che sintetizzano gli osteoclast activating factors, OAF (trattasi delle bone morphogenetic proteins, BMP?)

48 c Tessuto osseo Oc: osteoclasti (multinucleati)

49 OSTEOCLASTO Tessuto osseo Un osteoclasto al TEM dopo somministrazione di ormone paratiroideo. Il citoplasma è pieno di mitocondri e corpi densi di natura lisosomiale e la sua superficie è sollevata in lunghe pieghe microvillari ( orletto increspato ) rivolte verso la zona di riassorbimento della matrice ossea in via di erosione.

50 Nella sealing zone (zona sigillante) la membrana aderisce alla superficie ossea tramite podosomi

51 OSTEOCLASTO microvilli Tessuto osseo MET 30000X Acetato di uranile + Citrato di piombo Matrice ossea calcificata (dopo parziale decalcificazione)

52 RIMODELLAMENTO OSSEO Rimozione e sostituzione di tessuto osseo, senza alterazioni della sua forma Da non confondere con il modellamento Il rimodellamento è un processo che riguarda sia l osso primario sia quello secondario Si formano canali di riassorbimento, gallerie scavate dagli osteoclasti nell osso, che saranno di nuovo riempite da tessuto osseo Nell osso lamellare gli osteoni primari sono rimpiazzati da altri osteoni, fino a 10 volte (generazioni di osteoni)

53 il rimodellamento osseo Tessuto osseo

54 Cause del rimodellamento osseo Gli osteoni e le trabecole ossee sono disposti lungo le linee di forza cui l osso è sottoposto Se queste cambiano in direzione e/o in intensit à, per un periodo sufficientemente lungo, allora avremo un rimodellamento dell osso Osteoclasti Cellule grandi, multinucleate, derivate dai monociti Tessuto osseo Ricchi di lisosomi Inibiti dalla calcitonina Attivati dal paratormone (tramite gli osteoblasti)

55 Tessuto osseo

56 Tessuto osseo

57 da osso spugnoso ad osso compatto Tessuto osseo

58 PROCESSO DI RIPARAZIONE DOPO FRATTURA Tessuto osseo D

59 Correlazioni cliniche: morbo di Paget. Tessuto osseo E una malattia metabolica dell'osso, nota anche come osteite deformante o malattia ossea di Paget che comporta un alterazione del rimodellamento osseo. Questo avviene ad un ritmo esagerato e privo di ordine. Il riassorbimento osseo è aumentato per azione degli osteoclasti con conseguente stimolazione degli osteoblasti ad accrescere la formazione di nuovo tessuto osseo. Cause: virus? difetti genetici? Fotografia al microscopio ottico di osso di un paziente affetto da morbo di Paget. La sezione, immersa in resina e colorata con metodo di Goldner, mostra un riassorbimento osseo anomalo da parte degli osteoclasti (Oc). Gli osteoblasti (Ob) tentano di colmare le lacune prodotte dalla erosione degli osteoclasti.

60 Tessuto osseo Osteoporosi: a) Fotografia al microscopio ottico di una sezione in resina di una biopsia ossea della cresta iliaca, raffigurante osso corticale e trabecolare normale, colorati con un metodo all argento che tinge di nero l osso calcificato. b) fotografia di osso di un paziente con osteoporosi. Se si confonta con a) (osso di un paziente sano della stessa età), si nota che la zona corticale è più sottile e le trabecole sono più esili e meno numerose. Causa: diminuita massa ossea

61 Osteomalacìa. Fotografia al microscopio ottico di cresta iliaca di un paziente osteomalacico (ridotta mineralizzazione nell osso adulto per carenza di Ca++ nella alimentazione). Si noti la vasta zona di osteoide non mineralizzata (rosso) e la zona centrale di osso mineralizzato (nero). Nel bambino la ridotta mineralizzazione dell osso porta al rachitismo. Tessuto osseo