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Ossificazione Rimodellamento Riassorbimento osseo

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Ossificazione Rimodellamento Riassorbimento osseo
Ossificazione
Rimodellamento
Riassorbimento osseo
Created by G.
Papaccio
1
modalità di ossificazione
ƒ membranosa
ƒ l’osso si sviluppa dal mesenchima o dal
tessuto connettivo fibroso
ƒ endocondrale
ƒ l’osso sostituisce un modello cartilagineo
preesistente
Created by G.
Papaccio
2
Created by G.
Papaccio
3
ossificazione
intramembranosa
ƒ si verifica negli strati più profondi del
derma Æ ossa dermiche
ƒ
ƒ
ƒ
ossa del cranio
mandibola
clavicola
Created by G.
Papaccio
4
Ossificazione
intramembranosa
Created by G.
Papaccio
5
Il tessuto
che
riempie gli
spazi
primitivi
Created by G.
Papaccio
6
ossificazione intramembranosa 1
Created by G.
Papaccio
7
Ossificazione intramembranosa I
Preparati personali
Created by G.
Papaccio
G.Papaccio
8
ossificazione
intramembranosa 2
Created by G.
Papaccio
9
Ossificazione intramembranosa II
Preparati personali
Created by G.
Papaccio
G.Papaccio
10
come si forma la tipica struttura a
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lamelle
Papaccio concentriche dell’osteone?
11
nascita di un osteone
gli
gli osteoclasti
osteoclasti
scavano
scavano una
una cavità
cavità
che
che viene
viene invasa
invasa da
da
mesenchima
mesenchima ee vasi
vasi
sanguigni
sanguigni
gli
gli osteoblasti
osteoblasti
depositano
depositano nuove
nuove
lamelle,
lamelle, procedendo
procedendo
dall’esterno
dall’esterno verso
verso ilil
centro
centro dell’osteone
dell’osteone
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Papaccio
questo
questo processo
processo si
si verifica
verifica continuacontinua12
mente
mente durante
durante la
la vita
vita dell’individuo
dell’individuo
ossificazione
endocondrale
ƒ inizia con la formazione di un modello
cartilagineo
ƒ lo sviluppo delle ossa degli arti ne è un
ottimo esempio
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Papaccio
13
Centri di ossificazione
ƒ Centro primario di ossificazione
ƒ Inizia la vascolarizzazione endocondrale nella parte
centrale della diafisi
ƒ Gli osteoblasti secernono matrice formando il
manicotto osseo subperiostale
ƒ I condrociti all’interno della diafisi si ipertrofizzano
ƒ Gli osteoclasti aprono cavità nel manicotto
permettendo la penetrazione di zaffi osteogenici dal
periostio (manicotto subperiosteale)
ƒ Gli osteoclasti riassorbono il complesso
cartilagine/osso calcificato
ƒ Il manicotto osseo si ispessisce e comincia ad
estendersi verso le epifisi
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Papaccio
14
Centri di ossificazione
ƒ Centri di ossificazione secondari
ƒ L’ossificazione comincia nell’epifisi
ƒ Crescita dell’osso nel disco epifisario
ƒ Epifisi e diafisi non sono più distinte
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Papaccio
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ruolo della cartilagine nello sviluppo
dell’osso
sezione
sezione di
di dito
dito
durante
durante lo
lo
sviluppo
sviluppo fetale
fetale
osso
osso in
in via
via di
di
formazione
formazione
tessuto
tessuto
osseo
osseo
midollo
midollo
osseo
osseo
cartilagine
cartilagine
zona
zona di
di accrescimento
accrescimento
presentata
presentata in
in dettaglio
dettaglio
nelle
nelle immagini
immagini successive
successive
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Papaccio
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cartilagine di
accrescimento
Created by G.
Papaccio
a riposo
ipertrofica
in proliferazione
calcificata
17
cartilagine di
accrescimento
(2)
Zona ipertrofica
ipertrofica::
la crescita delle
delle cellule
cellule tende
tende a
comprimere la matrice
matrice extracellulare
extracellulare;;
durante tale processo le cellule
degenerano e muoiono
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Cartilagine nell’area di ossificazione
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a riposo
Papaccio
seriata
ipertrofica
calcificata
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trabecole ossee
apposizione di tessuto osseo sui resti
(calcificati) dello scheletro cartilagineo
cartilagine
cartilagine
calcificata
calcificata
(blu-violetto)
(blu-violetto)
ilil midollo
midollo
emopoietico
emopoietico
riempie
riempie gli
gli spazi
spazi
scavati
scavati fra
fra le
le
gli
gli osteoclasti
osteoclasti
trabecole
trabecole
riassorbono
tessuto
riassorbono
tessuto
preesistente,
preesistente,
innescando
innescando ilil
rimodellamento
rimodellamento
dell’osso
dell’osso
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Papaccio
matrice
matrice ossea
ossea
appena
appena depositata…
depositata…
…dagli
…dagli
osteoblasti
osteoblasti
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Processo di
ossificazione
endocondrale
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Papaccio
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ossificazione 1
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Papaccio
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ossificazione 2
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Ossificazione
endostale nella
diafisi
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4 tipi di cellule
tre stadi
evolutivi
periostio
della
stessa
cellula
osteoblasto
osteoide
matrice ossea
mineralizzata
canalicolo
osseo
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fibre collagene
preosteoblasto
osteoclasto:
cellula derivante
osteoclasto
dalla linea
monocitoorletto increspato
macrofagica
lacuna di Howship
osteocito
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stadi di differenziamento
delle cellule che producono
osso
ƒ preosteoblasti
ƒ cellule staminali, fusate o appiattite, simili ai comuni
fibroblasti, che si trasformano in:
ƒ osteoblasti
ƒ cellule cuboidi, disposte in strati, partecipano attivamente
alla formazione dell’osso
ƒ osteociti
ƒ cellule dell’osso maturo; sono osteoblasti che, dopo aver
elaborato la sostanza ossea, rimangono imprigionati nelle
lacune ossee
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osso
compatto
osteocita
osteocita nella
nella
lacuna
lacuna ossea
ossea
osteoblasti
osteoblasti allineati
allineati
lungo
lungo la
la superficie
superficie
dell’osso
dell’osso
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cellule
cellule del
del
midollo
midollo
27
emopoietico
emopoietico
Os
te
ob
la
st
i
Created by G.
Papaccio
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Mineralizzazione dell’osso
Created by G.
Papaccio
29
Created by G.
Papaccio
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L’osteoide e la matrice
ossea
ƒ La matrice ossea è costituita per il 90% da collagene,
principalmente di tipo I
ƒ Il collagene dell’osteoide è un polimero a tripla elica,
costituito da tre catene di tipo alfa
ƒ Malattie ereditarie possono far produrre collagene
difettoso che porta a fragilità ossea (osteogenesi
imperfecta)
ƒ Altre proteine dell’osso sono l’osteocalcina,
l’osteopontina, l’osteonectina, BAP, BSP, osterix ed
altre. Alcune di queste proteine legano calcio e altri ioni
e possono svolgere un ruolo nel processo di
mineralizzazione ossea
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Osteomalacia
(difetto di mineralizzazione)
I pazienti con osteomalacia
soffrono di rammollimento
osseo, che provoca
tendenza alle fratture,
talvolta microscopiche e
numerose, causanti dolore
osseo.
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Sviluppo postnatale delle
ossa lunghe
Created by G.
Papaccio
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Osteoclasti
Created by G.
Papaccio
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Osteoclasti di midollo
osseo umano
Created by G.
Papaccio
35
Osteoclasti
Alcuni osteoclasti
Created by G. in prossimità di trabecole ossee in corso di rimaneggiamento
36
Papaccio
Osteoclasti
Created by G.
Papaccio
37
Osteoclasto
Created by G.
Papaccio
38
Osteoclasto
in cui è
visibile
l’orletto
increspato
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Papaccio
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aumento di dimensioni dell’osso
ƒ diametro
ƒ apposizione di nuovo osso di origine periostale
ƒ creste di osso neoformato inglobano vasi
sanguigni longitudinali, fondendosi intorno ad
esso e formando gli osteoni
ƒ lunghezza
ƒ sostituzione di cartilagine con osso a livello
della metafisi
ƒ il tessuto cartilagineo sul lato epifisario continua
ad accrescersi, mentre quello diafisario viene
invaso da nuovo osso
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Papaccio
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Agenti innescanti
ƒ Fosfatasi alcalina
ƒ Fibre collagene
ƒ Proteine morfogenetiche: BMP,
osteogenina, TGF-β (trasformatore
autocrino)
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Papaccio
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Agenti Nucleanti
ƒ Osteocalcina (lega Ca2+), aumenta la
concentrazione locale di calcio
ƒ Osteoblasti (o ameloblasti o odontoblasti)
⇒fosfatasi alcalina e pirofosfatasi⇒scindono
Ca2+ e PO-4
(NELLE MATRIX VESICLES)
Dapprima granuli elettrondensi
ƒ Poi cristalli aghiformi (fuori dalle vesicles negli spazi interfibrillari).
ƒ Strutture numerose nell’osso primario e scarse in quello secondario
ƒ Enzimi delle vescicole
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Papaccio
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In Sintesi
Il processo di mineralizzazione della
matrice
ƒ E’ pilotato dagli osteoblasti (fostatasi delle
matrix vesicles e regolazione del flusso ionico
del Ca2+ dai capillari alla matrice)
ƒ E’ realizzato nella matrice grazie alla
deposizione di sostanze inorganiche nelle
matrix vesicles (inducenti nelle prime fasi) e poi
alla diffusione di cristalli aghiformi nella matrice
ƒ Segue la deposizione di minerali in rapporto
alle bande periodiche del collageno
(accrezione)
ƒ Ondata di mineralizzazione
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Papaccio
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La prevalenza dell’una o dell’altra di queste
fasi dipende dallo spazio disponibile:
ƒ Poche fibre ed ampia matrice ⇒
calcificazione extrafibrillare rapida
ƒ Molte fibre aggregate a scarsa matrice ⇒
calcificazione lenta ed intrafibrillare
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Rimodellamento
osseo
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Papaccio
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Rimodellamento osseo
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Rimodellamento osseo
Durante l’intera vita
ƒ Sostituzione osso invecchiato
ƒ Sollecitazioni meccaniche (linee di forza
per massima resistenza)
ƒ Processi patologici
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Rimodellamento osseo
Omeostasi Scheletrica
ƒ Potere piezoelettrico della matrice deformata
(correnti a basso voltaggio)⇒ stimolo o
inibizione dell’attività cellulare di blasti e/o
clasti
ƒ Ordinamento delle fibre
ƒ Plasticità (cessione/accumulo Sali minerali)
ƒ 98%-99% Ca nell’osso (omeostasi minerale)
ƒ Riduzione della solubilizzazione dei Sali
minerali con l’età
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Omeostasi Scheletrica
ƒ Riduzione della solubilizzazione dei Sali
minerali con l’età
ƒ Legge di Guldberg e Waage regola
secondo una costante di dissociazione la
reazione Ca3(PO4)2↔3Ca2++Po43(fosfatasi alcalina)
ƒ Calcemia: 7-8mg/100ml (+ riserve grazie
alla mobilizzazione ⇒ ormoni)
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Rimodellamento osseo
Funzioni del Calcio
ƒ Concentrazione muscolare
ƒ Secrezione
ƒ Fagocitosi
ƒ Coagulazione sanguigna
ƒ Segnali cellulari
ƒ Fusione fra cellule
ƒ Apertura canali membrana
ƒ Mitosi
ƒ Fecondazione
ƒ Trasporto assonico
ƒ Trasmissione sinaptica
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Rimodellamento osseo
(selettivo)
FASI:
ƒ Liberazione di enzimi lisosomiali dagli Oc
ƒ Idrolisi di: collageno, GAGs, matrice con
aumento dell’acidità (ac.Carbonico,
Lattico,Citrico)
ƒ Cessione di Sali minerali ⇒ Ca2+ e PO4solubili
ƒ Eventuale endocitosi
ƒ Essenziale la mobilità degli Oc (altrimenti
riassorbimento a tunnel)
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Papaccio
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Rimodellamento osseo
(selettivo)
FATTORI DI REGOLAZIONE
ƒ ORMONI:
ƒ PTH (PIF-PSF)⇒ stimola gli Oc, riduce l’escrezione
renale, non attraversa la barriera placentare
ƒ CALCITONINA⇒ inibisce (blocca) l’attività degli Oc
ed aumenta l’escrezione renale
ƒ VITAMINE:
ƒ 1,25-DIIDROSSICOLECALCIFEROLO (D)⇒
assorbimento intestinale (PTH-induced)
ƒ A
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ƒ C
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Rimodellamento osseo
(selettivo)
FATTORI CHE INTERFERISCONO
ƒ Gravidanza
ƒ Allattamento
ƒ Menopausa
ƒ Patologie
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Osteoporosi
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Colonna
vertebrale
colpita da
osteoporosi
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Osteoporosi: in sintesi
ƒ L’osteoporosi si manifesta quando le cellule
preposte alla demolizione dell’osso,
osteoclasti, sono più attive di quelle che lo
devono ricostruire, osteoblasti
ƒ Le nuove cure contro l’osteoporosi si basano
sul blocco delle attività degli osteoclasti o
sulla loro eliminazione
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Morbo di
Paget
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Papaccio
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