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Il tessuto osseo
Prof. Fulvio Vitiello
malattie metaboliche dell'osso
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Il tessuto osseo:
tessuto connettivo specializzato
Funzione meccanica
supporto
della struttura corporea
punto di azione dei muscoli
movimento
funzione di protezione
organi
vitali (SNC, cuore, polmoni, ….)
midollo osseo
funzione metabolica
riserva
di ioni minerali (Ca e P)
) omeostasi
malattie metaboliche dell'osso
fosfo calcica
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Il tessuto osseo
Osso corticale
osso spongioso
trabecole o lamelle ossee
malattie metaboliche dell'osso
endostio
periostio
midollo osseo
tess. emopoietico,vasi, connettivo
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struttura dell’osso
osso corticale o compatto
lamelle
parallele o concentriche
molto vicine tra loro
sistemi haversiani attorno al vaso
Funzione meccanica e metabolica
osso spongioso o trabecolare
lamelle
intrecciate
distanti fra loro
ampi spazi vascolari
malattie metaboliche dell'osso
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Le cellule dell’osso
serie osteoblastica
cellula staminale
mesenchimale
pre-osteoblasti
osteoblasti
cellule di
rivestimento
osteociti
serie osteoclastica
promonociti
circolanti
pre-osteoclasta
osteoclasta
malattie metaboliche dell'osso
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osteoblasta
cellule superficiali a gruppi (100-400)
si trasforma in osteocita
o c.rivestimento
cellula cuboidale con
tessuto osteoide all’apice
strato di cellule mesenchimali alla base
grande nucleo circolare
nucleoli da 1 a 3
abbondante reticolo rugoso
apparato di golgi sviluppato
intensa sintesi proteica
collagene tipo I 95%
fosfatasi alcalina
osteocalcina
osteonectina
proteoglicani
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osteoblasta
cellule superficiali a gruppi (100-400)
tessuto osteoide all’apice
strato di cellule mesenchimali alla base
si trasforma in osteocita o c.rivestimento
cellula cuboidale con:
grande nucleo circolare
nucleoli da 1 a 3
abbondante reticolo rugoso
apparato di golgi sviluppato
intensa sintesi proteica
collagene tipo I 95%
fosfatasi alcalina
osteocalcina
osteonectina
proteoglicani
osso
malattie metaboliche dell'osso
fronte di mineralizzazione
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osteoblasta
Membrana
nucleare
DNA
cellule superficiali a gruppi (100-400)
protocollagene
tessuto osteoide all’apice
strato di cellule mesenchimali alla base
traslazione
Modificazioni
post-traslazionali
idrossilazione
si trasforma in osteocita o c.rivestimento acido ialuronico
cellula cuboidale con
grande nucleo circolare
nucleoli da 1 a 3
abbondante reticolo rugoso
apparato di golgi sviluppato
assemblaggio
proteina di legame
glicosaminoglicani
cheratansolfato
Membrana
condroitinsolfato
procollagene
cellulare
intensa sintesi proteica
collagene tipo I 95%
fosfatasi alcalina
osteocalcina
osteonectina
proteoglicani
malattie metaboliche dell'osso
core polipeptidico
procollagene
enzima con possibile azione
mucopolisaccaridi
favorente la mineralizzazione
perché rimuove il tropocollagene
pirofosfato
potente inibitore della
nucleazione dei cristalli di
Collagene insolubile
idrossiapatite
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osteocita
cellule immerse nell’osso
nelle lacune osteocitarie
rete di canalicoli
deriva dall’osteoblasta che
rimane imprigionato nel t.osteoide
circondato da fluido extracellulare
1.000-5.000 m2 di superficie
cellula ramificata
nucleo addensato
pochi organuli
gap junction con altre cell.
ruolo di regolazione
rete tra OC, OB e CR
percezione alterazioni
potenziali piezoelettrici ?
capacità osteoformatrice ?
capacità osteolitica ?
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osteocita
cellule immerse nell’osso
nelle lacune osteocitarie
rete di canalicoli
deriva dall’osteoblasta che
rimane imprigionato nel t.osteoide
circondato da fluido extracellulare
1.000-5.000 m2 di superficie
cellula ramificata
nucleo addensato
pochi organuli
gap junction con altre cell.
ruolo di regolazione
rete tra OC, OB e CR
percezione alterazioni
potenziali piezoelettrici ?
capacità osteoformatrice ?
capacità osteolitica ?
malattie metaboliche dell'osso
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cellula di rivestimento
cellule sulla superficie dell’osso
sottile membrana ricoprente l’osso
= endostio
+ strati mesenchimali = periostio
deriva dall’osteoblasta che
rimane quiescente
circondato da fluido extracellulare
e spazio midollare
cellula allargata
nucleo addensato
pochi organuli
gap junction con cellule vicine
ruolo di regolazione
rete tra OC, OB e CR
la sua retrazione lascia libera la
matrice ossea per gli osteoclasti
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osteoclasta
cellula gigante
multinucleata (4-20)
abbondanti vacuoli citoplasmatici
membrana con microvilli
all’interfaccia con l’osso (ruffled border)
zona di contatto circondata
da zone di adesione (sealing zone)
sole o a gruppi (1-5)
in corrispondenza di lacune
di riassorbimento (Howship’s lacunae)
a contatto con osso calcificato
non rivestito da cellule
intensa azione litica
pompa protonica
fosfatasi acida tartato resistente
enzimi lisosomiali
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osteoclasta
cellula gigante
multinucleata (4-20)
abbondanti vacuoli citoplasmatici
membrana con microvilli
all’interfaccia con l’osso (ruffled border)
zona di contatto circondata
da zone di adesione (sealing zone)
sole o a gruppi (1-5)
in corrispondenza di lacune
di riassorbimento (Howship’s lacunae)
a contatto con osso calcificato
non rivestito da cellule
H+
H+
H+
H+
H+
H+
intensa azione litica
pompa protonica
fosfatasi acida tartato resistente
enzimi lisosomiali
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matrice ossea calcificata
Tessuto osteoide
fibre
collagene
proteine non collageniche
proteoglicani
cristalli di idrossiapatite
3Ca10(PO4)6(OH)2
aghiformi
o piatti
tra le fibre e
nella sostanza
fondamentale
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rimodellamento osseo
BMU
cutting cone
osteoclasti
stroma
vascolare
osteoblasti
tessuto osteoide
osso calcificato
accoppiamento tra
riassorbimento e
neoformazione
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rimodellamento osseo
BMU
cellule
di rivestimento
preosteoclasti
osteoblasti
osteoclasti
osso primitivo
osso neoformato
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crescita ossea
Cartilagine di
accrescimento
metafisi
ossa
lunghe
disposizione colonnare
nuclei epifisari
epifisi
ossa lunghe
ossa corte
nuclei apofisari
ossificazione
membranosa
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Bilancio calcio-fosforo
Calcio e fosforo assunti con la dieta
Ca
1200 g
99,9%
osseo
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la regolazione del turnover osseo
Livelli di controllo crescita
e composizione
esercizio
massa ossea
genetici
dieta
molecolare
cellulare
tissutale
d’organo
meccanismi controllo
composizione osso
locali
stress
attività osteoblastica meccanici
mineralizzazione
attività
osteoclastica
malattie metaboliche dell'osso
sistemici
ioni
Ormoni
sistemici
fattori di crescita e
di riassorbimento
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regolazione ormonale
ormoni calciotropi
paratormone
vitamina
D
calcitonina
ormoni sistemici
glicorticoidi
ormone
della
crescita
insulina
ormoni sessuali
ormoni tiroidei
fattori crescita circolanti
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PTH - ormone ipercalcemizzante
sintesi e secrezione
nelle
paratiroidi in risposta alla ipocalcemia
struttura polipeptidica
oscillazioni circadiane
azione mediata da AMPc + proteinchinasi
molte molecole correlate (PTHRP)
rapido catabolismo
cellule bersaglio
cellule
di rivestimento - induce retrazione con
innesco attività osteoclastica proliferazione dei
preosteoblasti
cellule tubuli renali - aumento riassorbimento di
Ca, diminuito riassorbimento di P
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CT - ormone ipocalcemizzante
Sintesi e secrezione
nelle
cell. C della tiroide
struttura polipeptidica
oscillazioni circadiane
azione mediata da AMPc
rapido catabolismo
cellule bersaglio
osteoclasti
- inibizione riassorbimento
cell. tubulo renale - aumento attività 1-α-idrolasi
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1,25 D3 - ormone ipercalcemizzante
Sintesi complessa
struttura
steroidea
precursori dalla dieta
(ergocalciferolo, colecalciferolo)
sintesi nella cute
(colecalciferolo)
25 OH nel fegato
1 OH nel rene
forma attiva 1,25-D3
cellule bersaglio
cell.
Mucosa intestinale
cell. Tubulo renale
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1,25 D3 - ormone ipercalcemizzante
malattie metaboliche dell'osso
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regolazione ormonale
ormoni calciotropi
Ca P
Ca P
Ca P
Ca P
osso
intestino
rene
totale
PTH
CT
1,25D
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regolazione locale
Ioni Ca e P
stress meccanici
prostaglandine (PGE2)
fattori della crescita (IGF)
fattori di trasformazione della crescita (TGF-ß)
linfochine
IL-1
IL-6
TNF
linfotossina
fattore
di
stimolazione delle colonie
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metodi di indagine
Biopsia ossea
valutazione
qualitativa
morfometria
istochimica
marcatura
con
teracicline
indagine funzionale
invasiva
difficile tecnicamente
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metodi di indagine
radiografia
pratica
e economica
qualitativa
molto variabile
morfometria
radiografica
mirata
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metodi di indagine
scintigrafia (TcMDP)
total
body o mirata
sensibile
quali/quantitativa
aspecifica svela :
) zone
ipercaptanti da
• aumentata vascolarizzazione
• accelerato turnover
) zone
ipocaptanti da
• assenza vascolarizzazione
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metodi di indagine
Esami di laboratorio
Ca-p
P-p
Ca-u
P-u
PTH
25-D3
1,25-D3
CT
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metodi di indagine
Densitometria (MOC)
SPA
) polso
DPA
) colonna
DEXA
) colonna
) polso
) femore
) total
body
pQCT
) polso
USA
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densitometria
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