Osteoblasti, osteoclasti, osteociti

Cellule dell'osso e rinnovamento osseo

Nonostante la caratteristica mineralizzazione, l'osso è ben lontano dall'essere un tessuto morto. Al contrario, è sede di un'intensa attività cellulare, tanto che ogni anno circa il 10% della nostra massa ossea viene rinnovata, tramite meccanismi fisiologici di neo-formazione e riassorbimento. Ciò significa che:

  • ogni 10 anni lo scheletro viene completamente rinnovato.

Il tutto, comporta modificazioni strutturali rilevabili solo microscopicamente e che non comportano cambiamenti macroscopici della sua forma (almeno in età adulta).

Le cellule delle ossa vengono didatticamente suddivise in quattro categorie: gli osteociti, gli osteoblasti, gli osteoclasti ed i loro precursori. E' bene ricordare, sin dal principio, che:

  • gli osteoblasti sono responsabili della formazione di matrice ossea
  • gli osteoclasti sono responsabili della disgregazione di matrice ossea

Concentriamoci allora su queste due tipologie cellulari. Per quanto riguarda le cellule osteoprogenitrici (dette anche preosteoblasti), basti sapere che esse danno origine agli altri tipi cellulari e che si ritrovano in grande quantità nelle superfici endostali e periostali dell'osso.

 

ossa

Osteoblasti

Gli osteoblasti sono cellule specializzate nella produzione di tessuto osseo.

Hanno forma globosica o poliedrica, monostratificata; tendono a giustapporsi l'un l'altro rivestendo piccole aree di matrice ossea, formando il cosiddetto fronte di mineralizzazione.

Gli osteoblasti sintetizzano le varie componenti tessutali, sia fibrose che amorfe, partecipando alla formazione dell'osteoide e alla regolazione dei processi di mineralizzazione dello stesso.

L'osteoide è dato da un supporto di fibre di collagene allineate a formare una matrice organica, sulla quale si legano i cristalli di idrossipatite ed altre componenti minerali. Le fibrille di collagene si dispongono in base a linee preferenziali di forza, in modo tale da conferire all'osso proprietà di resistenza alle sollecitazioni meccaniche.

Oltre al collagene di tipo I, che viene assemblato in fibrille negli spazi extracellulari e funge da sostegno per la mineralizzazione, gli osteoblasti producono alcune proteine, come l'osteocalcina e l'osteonectina, che svolgono un'azione di supporto nel processo di deposizione della matrice calcificata.

Si ritiene che gli osteoblasti svolgano anche un ruolo nelle fasi iniziali del processo di riassorbimento, mediante l'elaborazione di proteasi specifiche e di fattori di attivazione degli osteoclasti.

Gli osteoblasti sono cellule di origine mesenchimale (il mesenchima è il tessuto connettivo embrionale che dà origine, per successive fasi di sviluppo, al tessuto connettivo adulto).

Osteoclasti

Gli osteoclasti sono cellule grandi, con diametro variante tra i 20 ed i 100 micron, dotate di molti nuclei, mobili e specializzate nel riassorbimento di tessuto osseo.

Grazie ai numerosi microvilli, gli osteoclasti si attaccano come ventose ad una sezione di matrice ossea; sono generalmente accolti in piccole lacune dette di Howship. In questa sede secernono acidi ed enzimi proteolitici, digerendo sia il collagene di sostegno che la matrice inorganica e solubilizzando i minerali in essa contenuti.

Il riassorbimento del tessuto osseo operato dagli osteoclasti svolge un ruolo importante nel corso dei processi di rigenerazione e rimodellamento del tessuto osseo, ma non solo. Queste cellule sono infatti importanti per regolare le concentrazione sieriche di calcio e fosforo.

Osteociti

La secrezione degli osteoblasti avviene secondo un orientamento ben preciso: inizialmente è polarizzata verso la superficie ossea preesistente, ma ad intervalli regolari si rivolge anche nelle altre direzioni; in questo modo gli osteoblasti si allontanano tra di loro e rimangono imprigionati nella matrice in via di mineralizzazione. Una volta "murato" rallenta sostanzialmente la sua attività metabolica e diventa osteocita.

Quando gli osteoblasti hanno esaurito la loro funzione entrano in uno stato di quiescenza*, oppure si trasformano in cellule meno attive, dette osteociti, che rimangono intrappolati nella matrice ossea calcificata. Questi, nel loro insieme, costituiranno circa il 90% del patrimonio cellulare osseo**.

Sembra che la funzione degli osteociti sia quella di partecipare al rimodellamento osseo in risposta a stimoli di varia natura. Sotto lo stimolo di calcitonina e paratormone, partecipano inoltre alla regolazione dei livelli ematici di calcio e fosforo, controllando sia l'attività degli osteoclasti che quella degli osteoblasti.

 

(*) Quando il processo di formazione di nuovo tessuto osseo si è esaurito, alcuni osteoblasti cessano la loro attività, riducono i loro organuli e si trasformano in una membrana di cellule appiattite (cellule di rivestimento dell'osso o bone lining cells).

Queste cellule si dispongono a ricopertura della superficie ossea quando questa è in una fase di quiescenza; ad esse si attribuisce un ruolo nel mediare gli scambi tra vasi sanguigni e osteociti.

 

(**) Cellule osteoprogenitrici, osteoblasti ed osteociti sono fasi funzionali consecutive dello stesso tipo cellulare. Gli osteoclasti, invece, derivano da precursori migrati nel tessuto osseo dal sangue, i cosiddetti preosteoclasti, i quali a loro volta si differenziano da cellule staminali del midollo osseo ematopoietico.

 

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