Conosciamo
le nostre ossa
I l capitolo in questione potrebbe apparire a prima vista,
un po’ «pesante»: se la pensate così potete evitarlo passando subito alle altre sezioni. Ma se siete interessati a come è
fatto il nostro corpo e a capirne il funzionamento, continuate la lettura. Potrebbe diventare entusiasmante.
Troverete informazioni utili sulla parte del corpo che ci
sostiene e ci permette movimenti fluidi e complessi.
È quasi sbalorditivo studiarne la struttura, la funzione
complessa, la capacità di autoregolarsi, di mantenere un
equilibrio anche in caso di incidenti fisici e metabolici. In
breve, prima di affrontare in specifico il tema dell’osteoporosi, è importante sapere come sono fatte le ossa, conoscere i meccanismi che ne regolano la crescita e la vitalità, e
quali siano i fattori che ne influenzano la salute.
Questa conoscenza ci permetterà di motivare e rafforzare
le nostre scelte sul fronte dello stile di vita e dei comportamenti quotidiani.
A cosa servono
L’osso è un tessuto in continua trasformazione ed evoluzione caratterizzato da una notevole durezza e resistenza.
È una struttura molto importante perché sostiene il peso
1.
14
Capitolo 1
del corpo, contribuisce al movimento, reagisce a stimoli
differenti in modo rapido ed elastico e, se va incontro a
una rottura, è capace di ripararsi ritornando alla propria
forma originale. L’osso ha anche una funzione protettiva
nei confronti di organi delicati come il cuore, i polmoni,
l’utero, le ovaie e il cervello.
Le ossa lunghe e le vertebre, nella loro struttura interna
midollare, sono la sede, crescono e maturano dove di trovano le cellule del sangue: piastrine, globuli rossi e globuli
bianchi (funzione emopoietica).
Come sono fatte
Sappiamo che l’osso è costituito fondamentalmente da una
parte esterna liscia e molto dura (osso corticale o compatto) e da una parte interna con una struttura simile a una
spugna (osso trabecolare o spugnoso), con una delicata rete che delimita piccoli spazi. A seconda del tipo di osso e
della sua funzione, prevale la componente compatta esterna o la componente spugnosa interna.
L’osso corticale rappresenta l’80% dell’intera massa ossea ed
è distribuito soprattutto a livello dello scheletro degli arti.
Nei suoi canali interni scorrono vasi sanguigni e nervi.
L’osso spugnoso è localizzato prevalentemente nella colonna
vertebrale, nel cranio, nel bacino, nelle ossa del polso. Rappresenta solo il 20% della massa ossea ma è un tipo di osso
di grande importanza per la sua maggiore attività metabolica. All’interno della rete tridimensionale che si forma dall’intreccio delle trabecole, sono contenuti il midollo osseo e il
tessuto adiposo. La componente spugnosa rende l’osso leggero ma anche resistente ed elastico e meno fragile. Nell’osteoporosi si ha proprio una rarefazione delle trabecole spugnose e l’osso diventa «vuoto» dunque, più debole.
Infine, è opportuno ricordare che le ossa sono organizzate
nello scheletro e connesse tra di loro dalle articolazioni. Le
articolazioni fisse non permettono alcun movimento (per
esempio le articolazioni del cranio e del bacino), mentre le
Conosciamo le nostre ossa
articolazioni mobili, molto importanti (spalla, gomito, polso, dita), permettono una grande varietà di movimenti. Sono mantenute in posizione corretta da robusti legamenti e
le superfici che vengono in contatto tra di loro sono ricoperte da cuscinetti di cartilagine che le proteggono dall’inevitabile usura.
La qualità ossea
La densità minerale ossea (DMO), cioè la quantità di minerali contenuta nell’osso, è stata finora considerata il parametro più importante per valutare la resistenza dell’osso stesso.
Oggi misuriamo anche il contenuto minerale osseo (Bone
Mineral Content - BMG) che si esprime in grammi. In anni recenti, tuttavia, è emerso il concetto di qualità ossea, determinata da numerosi altri fattori che interagiscono tra di
loro influenzando, tutti insieme, la resistenza dell’osso.
Essi sono:
n le proprietà strutturali, ovvero la microarchitettura interna dell’osso;
n le proprietà materiali: la robustezza, la flessibilità e l’elasticità dell’osso;
n il turnover osseo, cioè la fisiologica sostituzione di tessuto vecchio con tessuto nuovo.
La microarchitettura
Le ossa che compongono lo scheletro sono di tre tipi, a seconda del tipo di tessuto osseo che prevale.
n Le ossa piatte (costole, cranio), formate da una sostanza
densa e compatta, non vengono interessate dal processo
osteoporotico.
n Le ossa lunghe (femore, tibia, ulna) sono formate prevalentemente da un tessuto corticale esterno, resistente e duro, contenenti all’interno il midollo osseo. Solo la testa del
femore, sede del tessuto spugnoso, può essere colpita dalla
demineralizzazione.
n Le ossa corte (vertebre) sono formate da un rivestimento
15
GLI ELEMENTI
DELLE OSSA
Ó I minerali coinvolti
Fosforo
Magnesio
Fluoro
Silicio
Ó Gli altri
oligoelementi
Zinco
Rame
Manganese
Boro
Alluminio
Ó Le vitamine
implicate
Vitamina D
Vitamina K
Vitamine del gruppo B
(6,9,12)
Vitamina C
16
Capitolo 1
esterno di sostanza compatta e all’interno da una struttura
spugnosa. Come abbiamo già visto, questo tipo di osso, nel
tempo, subisce una diminuzione della densità della struttura spugnosa e può essere interessato da processi osteoporotici fisiologici (se la perdita è contenuta) ma anche patologici (se la perdita è eccessiva).
Proprietà materiali
L’osso, per essere robusto, deve essere anche costruito con
materiali di qualità.
Questi materiali sono rappresentati dal collagene (matrice
organica), che è un reticolato proteico contenente al suo
interno dei cristalli (sostanza inorganica).
I cristalli, distribuiti sotto forma di aghi nel tessuto collagene, sono costituiti da fosfato e carbonato di calcio organizzati in cristalli di idrossiapatite.
La quantità di cristalli determina una maggiore o minore
robustezza dell’osso. Un eccesso di mineralizzazione rende
COME È FATTO IL TESSUTO OSSEO
A differenza di tutti gli altri
tessuti del nostro organismo,
il tessuto osseo è costituito
da una piccola quantità di
cellule viventi, da sostanza
organica (fibre di collagene
e una sostanza amorfa
costituita da glicoproteine e
complessi proteicomucopolisaccaridici detti
proteoglicani), pochissimi
fluidi interstiziali (acqua e
sostanze disciolte in essa).
La maggior parte della
massa ossea, infatti, è
costituita da una sostanza
inorganica, cioè sali
minerali organizzati in
fosfati e carbonati di calcio.
Per semplificare, si può
dire che il tessuto osseo è
costituito da tre componenti:
a. Due tipi di cellule viventi
altamente specializzate:
gli osteoblasti, che depongono il calcio e gli
osteoclasti che lo rimuovono.
Queste cellule sono
responsabili dei continui
adattamenti alle necessità
del momento, mantengono
il giusto livello di mineralizzazione, e riparano piccoli
e grandi danni.
b. La matrice organica, che
si dispone tra le cellule, è
composta da un 5-8% di
acqua e da un 22-25% di
fibre collagene e grandi
molecole proteiche, su cui si
depositano i sali minerali
sotto forma di aghi.
c. La matrice inorganica,
cioè la componente
minerale rappresentata
dall’idrossiapatite di calcio
e in quantità minore da
altri minerali, che mescolata
a quella organica fa la
parte del leone perché
rappresenta il 70%
dell’osso.
Questa componente
definisce il valore della
massa minerale ossea e
conferisce robustezza
all’osso.
Conosciamo le nostre ossa
17
l’osso rigido, facile alla frattura; una scarsa mineralizzazione dà un osso molle. Nell’osteoporosi legata alla menopausa l’osso è sotto mineralizzato.
CHE COSA INFLUENZA
IL RINNOVAMENTO
OSSEO
Come si rinnova un tessuto vivo
Molti pensano che l’osso sia solo il tessuto più duro e robusto dell’organismo che si deteriora nel tempo. In realtà,
specialmente nei primi anni di vita, è molto elastico e dotato di un’intensa attività di rimozione e di reintegrazione. È un tessuto di grandissime potenzialità e fornito di caratteristiche uniche. Lo scheletro, infatti, ha bisogno di
modificarsi per crescere, ripararsi dopo una frattura ed è
sempre in rimodellamento secondo delle necessità del
momento.
Il turnover osseo è indispensabile per riparare i piccoli
danni (microlesioni) che si producono in continuazione.
Ma come avviene il modellamento continuo dell’osso?
Gli osteoclasti demoliscono piccole aree di osso vecchio
(cavità di riassorbimento) e gli osteoblasti riempiono questi
buchi deponendo nuova sostanza minerale. In realtà, il processo è molto più complesso e vede l’intervento di ioni
idrogeno, che all’interno delle cavità di riassorbimento distruggono la componente minerale, e di enzimi che degradano la matrice e il collagene. Gli osteoblasti, a questo punto, sintetizzano nuova matrice organica e favoriscono la successiva organizzazione della matrice e l’apporto di nuovi sali minerali. In tutto questo processo è indispensabile l’intervento degli ormoni e delle vitamine indicate in seguito. Le
condizioni fisiologiche che determinano l’apposizione o la
distruzione dell’osso sono elencate nella tabella a fianco.
In questo processo vengono liberati nel circolo sanguigno
ioni calcio che possono essere riutilizzati successivamente.
Se il rinnovamento osseo aumenta, come avviene in postmenopausa, la quantità di osso che viene distrutta è maggiore
della quantità di osso nuovo che viene prodotta. Sembra,
inoltre, che nell’anziano diminuisca la capacità di riempire
Ó Attività fisica con
carico del peso del
corpo (camminare)
Ó Normali livelli
di ormoni sessuali
(estrogeni e testosterone)
Ó Ormone
della crescita
Ó Normale attività
delle paratiroidi
Ó Normale attività
della tiroide
Favoriscono la
formazione di osso
Favoriscono
l’indebolimento
Ó Immobilizzazione
a letto
Ó Modesta attività fisica
Ó Diminuzione
dei livelli di ormoni
sessuali (menopausa,
andropausa)
Ó Eccessiva
produzione
di corticosteroidi
Ó Terapia
con corticosteroidi
prolungata
Ó Eccessiva
produzione
di paratormone
Ó Eccessiva attività
tiroidea
18
L’importanza
del rapporto
calcio/fosforo
Capitolo 1
completamente di nuovo tessuto le cavità di riassorbimento,
provocando, nel tempo, una graduale rarefazione dell’osso.
L’osso, in realtà, è il deposito del calcio indispensabile a
molte funzioni vitali dell’organismo (vedi box a p. 25), che
viene rilasciato nel sangue ogni volta che sia necessario.
Ma il calcio ha bisogno della presenza di fosforo, altro importante minerale del nostro organismo: il rapporto tra i
due minerali è di 2,5 a 1, per cui si deve parlare di un metabolismo calcio/fosforo.
Il calcio, per essere utilizzato, ha bisogno della presenza del
magnesio, delle vitamine A, C, D e di due ormoni fondamentali: il paratormone (PTH) secreto dalle paratiroidi
(ghiandole vicine alla tiroide) e la calcitonina, secreta da un
gruppo di cellule vicine alla tiroide.
Ma le quantità di calcio e di fosforo presenti nel sangue dipendono anche dall’attività del rene (elimina con l’urina
gli ioni calcio in eccesso) e dell’intestino (può assorbire dal
cibo, in misura maggiore o minore, gli ioni calcio).
In conclusione, l’osso è il risultato di un meccanismo metabolico complesso e raffinato per la capacità di adattarsi a
numerosi stimoli e situazioni e per le modalità che il nostro organismo mette in atto per assorbirlo e utilizzarlo.
Quando si forma il patrimonio osseo
La massa ossea ha caratteristiche differenti a seconda dell’età.
Aumenta rapidamente fino all’adolescenza e raggiunge il
suo picco massimo dopo i 30 anni. Il periodo di massimo
accumulo di massa ossea, ben il 50% della massa totale, si posiziona tra gli 11 e i 18 anni, sia per la donna che per l’uomo. A 20 anni si è raggiunto il 90% della massa ossea totale. Il rimanente 10% viene accumulato entro i 30 anni. Anche se l’osso non cresce più, si irrobustisce raggiungendo il
contenuto massimo di minerale.
Il picco di massa ossea, secondo gli attuali convincimenti, è
determinato per il 70% dai fattori genetici. Il resto dipende
dallo stile di vita.
Conosciamo le nostre ossa
Il valore del picco di massa ossea è importante perché permette di prevedere il rischio individuale di osteoporosi.
Se un soggetto ha raggiunto un valore elevato, la perdita di
massa ossea che si verificherà negli anni successivi potrebbe essere modesta. Se, al contrario, il valore di picco di
massa ossea è più basso, di fronte a perdite di massa ossea
elevate, si potrebbe giungere con più facilità a una situazione di fragilità delle ossa.
Indichiamo nella tabella a fianco i fattori che determinano il picco di massa ossea.
La massa ossea della maturità è differente tra i due sessi perché l’uomo ha una massa ossea superiore del 30-50% rispetto alla donna (vedi grafico a p. 23).
Ma anche il rapporto tra massa magra e massa ossea è diverso per cui, dopo i 30 anni, pur avendo un massa ossea
differente, l’osso dell’uomo e della donna hanno le stesse
possibilità di resistere ai traumi meccanici. Dopo un periodo di stabilità, inizia la fase di demineralizzazione lenta (tra
i 35-40 anni di vita), una perdita ossea dello 0,3-0,5% l’anno, uguale per l’uomo e per la donna.
La menopausa rappresenta per la donna una fase di accelerazione della perdita di massa ossea, pari al 2-3% l’anno,
perdita che decresce per tornare ai valori della fase lenta in
8-10 anni. Alla fine di questo processo la donna ha perso il
20% di osso corticale e il 50% del trabecolare. Nell’uomo
la perdita è minore. Questo processo è assolutamente fisiologico, ma la robustezza dell’osso residuo dell’anziano, sia
esso donna o uomo, dipenderà dai valori di massa ossea,
dunque dal picco di massa ossea raggiunto alla maturità.
In tutte le età della vita, il movimento fisico, l’attività lavorativa o il tipo di fisico determinano un differente rimodellamento osseo.
Chi ha un fisico robusto, si muove molto, fa un lavoro che
richiede molta attività fisica e sollecita l’osso intensamente,
stimolando i processi di reintegrazione, è avvantaggiato rispetto a chi ha un fisico esile e conduce una vita sedentaria.
19
CHE COSA DETERMINA
IL PICCO DI MASSA
OSSEA
Ó Fattori genetici: età,
sesso, razza, familiarità
Ó Attività fisica
Ó Dieta corretta
Ó Normale
metabolismo
della vitamina D
20
Fluoro nell’acqua
Capitolo 1
La biodisponibilità del calcio
Come per molti minerali e altre sostanze introdotte nell organismo con l’alimentazione, è importante considerare non
solo la quantità di calcio che introduciamo con l’alimentazione o con l’integrazione, ma la percentuale che l’organismo è in grado di assorbire, cioè la disponibilità biologica.
La biodisponibilità è la percentuale di elemento ingerito
che viene assorbita, trasportata nei luoghi dove agisce e
convertita nella forma attiva.
Dunque la quantità raccomandata deve tenere conto della
biodisponibilità dello stesso elemento. Per fare un esempio: alcune forme di ferro hanno una biodisponibilità
dell’1% e il potassio del 90%. Il fluoro ionizzato presente
nelle acque è molto più biodisponibile di certe forme
complesse di fluoro che lo rendono meno utilizzabile.
È per questo motivo che il lattosio favorisce l’assorbimento
del calcio che diventa solubile, mentre la presenza di fosfati,
o di alte quantità di fibre, fitati e ossalati, presenti in alcuni
vegetali, ne diminuiscono la biodisponibilità (vedi cap. 6).
Gli ormoni sessuali
I principali ormoni sessuali sono importantissimi per la regolazione dell’equilibrio del calcio.
Come tutti gli ormoni, sono prodotti da ghiandole e si fissano sulle membrane cellulari dotate di specifici recettori.
Vediamoli nello specifico.
Estrogeni
Il più importante è l’estradiolo che agisce inibendo la sintesi di una sostanza, l’interleuchina-6, responsabile del riassorbimento osseo e che agendo sugli osteoclasti provoca la
diminuzione della frequenza del rinnovamento osseo. Favorendo la sintesi delle proteine della struttura ossea, ne
aumentano la trama.
Progesterone
Il progesterone naturale, a differenza di quello di sintesi,
prodotto cioè in laboratorio, pare favorisca la formazione
21
Conosciamo le nostre ossa
COME SI ASSORBE IL CALCIO
Il tessuto osseo è sede della
più importante riserva di
calcio, che è in equilibrio
con il calcio contenuto nei
liquidi extracellulari.
Un uomo adulto dispone di
circa 1.000-1.200 g di
calcio, mentre la donna ne
ha solo 900-1000 g. Però
soltanto gli 8-10 g di calcio
distribuiti nei liquidi cellulari
e all’interno delle cellule
sono responsabili del
controllo e delle
comunicazioni intracellulari.
Lo scheletro ha dunque
funzioni non solo di
sostegno ma è il serbatoio
del calcio e del fosforo.
Qualsiasi deficit di calcio
nel liquido extracellulare
viene aggiustato
dall’organismo prelevando
calcio dalle ossa, grazie al
meccanismo del
riassorbimento osseo.
Dunque è importante che i
livelli del calcio extraosseo
siano sempre ottimali.
Ciò si raggiunge attuando
strategie che tutti noi
dovremmo conoscere.
L’assorbimento di calcio
avviene per lo più a livello
dell’intestino tenue e la
quantità assorbita dipende
dalla quantità di vitamina D
presente. L’eliminazione
avviene attraverso le feci e in
misura minore con le urine.
I principali regolatori
dell’equilibrio del calcio
sono il paratormone (PTH)
e la vitamina D.
Il calcio è importante perché
è capace di interagire con
ioni organici di grandi
dimensioni come alcune
parti delle proteine e dei
peptidi. Pare che abbia
anche un ruolo nel
mantenimento del peso
corporeo.
Il calcio ha i seguenti ruoli
biologici chiave:
Ó regola l’attività
intracellulare di processi di
secrezione per cui mantiene
l’attività esocrina ed
endocrina delle ghiandole;
Ó favorisce la trasmissione
dell’impulso nervoso tra il
centro e gli organi
periferici, necessario per la
contrazione muscolare;
Ó è il cofattore di enzimi (la
sua presenza è necessaria
per far funzionare gli
enzimi);
Ó è il secondo messaggero
intracellulare;
Ó interviene nel potenziale
di membrana (conduzione
nervosa) per cui è
indispensabile per la
contrazione muscolare, per
l’attività dei muscoli
volontari, lisci (quelli
involontari che fanno
funzionare i visceri) e
cardiaco;
Ó agisce sulle piastrine e
dunque sui processi
coagulativi;
Ó mantiene l’integrità
cutanea.
Il calcio della componente
minerale ossea è in continuo
equilibrio con il calcio
ionizzato presente nel
liquido extracellulare, ma
solo una minima parte del
calcio totale (0,5%) può
essere scambiata.
L’equilibrio è costante, ma
dinamico e mantenuto da
processi che ne regolano
l’uscita e l’entrata.
di nuovo tessuto osseo stimolando la formazione di osteoblasti, mentre gli estrogeni inibirebbero la sua distruzione.
Androgeni
Sono il testosterone e gli androgeni surrenalici (prodotti
22
Capitolo 1
nella ghiandola surrene) e agiscono anch’essi sull’interleuchina-6. È noto che l’assunzione degli anabolizzanti favorisce l’aumento della massa ossea e muscolare. Questo
spiega l’insorgere dell’osteoporosi nell’uomo con una scarsa produzione di testosterone, curabile peraltro con l’assunzione di quest’ormone.
Paratormone (PTH)
Secreto dalle paratiroidi, piccole ghiandole che si trovano
accanto alla tiroide, regola l’immissione del calcio nel sangue. Ha un’azione catabolica sulle ossa, cioè fa eliminare
calcio. Poiché con l’invecchiamento il bilancio del calcio
diventa negativo, avremmo un eccesso di calcio nel sangue.
Allora aumenta il paratormone per mantenere un equilibrio nel sangue. Ha anche un effetto positivo perché aumenta la produzione di osteoblasti e dunque di materia ossea.Viene per questo utilizzato nella terapia.
Calcitonina
Prodotta da un gruppo di cellule vicine alla tiroide, è anch’essa indispensabile alla regolazione del metabolismo osseo. Essa riduce il riassorbimento osseo, favorisce la ricostruzione e fa diminuire il calcio nel sangue.
L-Tiroxina
È un ormone tiroideo che accelera il riassorbimento stimolando gli osteoclasti e inducendo osteoporosi. Le persone che assumono tale farmaco devono essere attentamente controllate.
Dhea
È un precursore degli ormoni sessuali, in particolare del
testosterone e un po’ meno degli estrogeni.
Agisce come cofattore neurotrofico, per cui regala una sensazione generale di benessere. È per questo motivo che ha
avuto un grande successo commerciale. I numerosi studi su
questa sostanza non sono concordi nell’attribuirle la capacità di ridurre l’attività delle cellule distruttive aumentando
quella degli osteoblasti. Pare che questo effetto benefico sia,
negli anziani, scevro da effetti collaterali negativi.
Conosciamo le nostre ossa
Livelli di prevenzione dell’osteoporosi
Dopo i trent’anni si comincia leggermente a perdere
massa ossea.
Le donne la perdono più velocemente dopo la menopausa,
ma accade anche agli uomini di poter perdere massa ossea
I vari livelli di prevenzione nelle varie fasi di sviluppo e perdita
di massa ossea:
Massimo picco di massa ossea e mantenimento della stessa
Blocco della perdita di massa ossea nelle forme primitive
e secondarie
Riduzione dell’incidenza della prima frattura di pazienti
con osteoporosi
Riduzione dell’incidenza di ulteriori fratture in persone
con osteoporosi severa complicata da fratture
PAROLE DA INSERIRE
AUMENTO/RIDUZIONE DELLA DENSITÀ
OSSEA
ETÀ (in anni)
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Crescita attiva
Perdita lenta
Perdita rapida
Perdita meno rapida
23
