Rinnovamento osseo

Turnover osseo: importanza e basi biologiche

Nonostante la caratteristica durezza e resistenza, l'osso non è un tessuto statico, ma si modifica continuamente e continuamente si ripara. Questo processo è denominato "rimodellamento osseo".

 

RICORDA:

  • Si definisce turnover o rimodellamento osseo quel processo ciclico in cui il tessuto osseo più vecchio viene rimosso per essere sostituito con altro tessuto più giovane.
  • Si parla di osteogenesi per indicare la formazione del tessuto osseo; di riassorbimento per indicarne la disgregazione.
  • Ogni anno circa il 10% della nostra massa ossea complessiva viene rinnovata.

Sotto un fine controllo endocrino, i processi di rimodellamento si susseguono modificando la struttura del tessuto osseo in base alle richieste

 

Rinnovamento osseo

Responsabili del rinnovamento osseo sono due tipi di cellule, rispettivamente chiamate osteoclasti ed osteoblasti. I primi, polinucleati e ricchi di microvilli, secernono acidi ed enzimi proteolitici che, distruggendo la matrice ossea, liberano i minerali in essa contenuta.

L'azione erosiva dell'osteoclasto si manifesta con la formazione della lacuna di Howship. Formata una prima lacuna, l'osteoclasto si distacca dalla matrice, spostandosi per moto ameboide su una porzione di osso contigua a quella appena riassorbita. Qui, vi aderisce nuovamente e forma l'ennesima lacuna.

Grazie a tale processo, circa 500 mg di calcio vengono rimossi quotidianamente dall'osso (0,05% del calcio totale). Al momento del bisogno, inoltre, varie popolazioni di osteoclasti riescono a riassorbire porzioni anche cospicue di osso in un tempo relativamente breve.

In seguito al processo di erosione ossea, intervengono gli osteoblasti, cellule dalle funzioni diametralmente opposte. Essi, infatti, garantiscono la formazione e la deposizione di matrice organica nelle cavità generate dall'azione catabolica degli osteoclasti.

Non appena tale matrice raggiunge uno spessore sufficiente, viene prontamente mineralizzata, grazie all'interposizione di calcio. Questo processo di mineralizzazione va avanti per mesi, durante i quali la densità del nuovo osso aumenta progressivamente.

 

L'osteogenesi, quindi, avviene in due fasi:

  • formazione della matrice (osteoide);
  • mineralizzazione della matrice.

Perché il turnover osseo è importante?

Cosa regola l'attività di queste cellule, favorendo l'azione osteoblastica o quella osteoclastica?

 

Il processo è alquanto complesso e capirlo a fondo significa avere una solida base da cui partire per conoscere e curare malattie in cui si registra una perdita di equilibrio tra l'azione osteoblastica e quella osteoclastica, come nell'osteoporosi e nelle metastasi ossee.

I farmaci del futuro agiranno regolando la trascrizione di alcuni geni per favorire l'attività degli osteoblasti e l'apoptosi (morte cellulare) degli osteoclasti.

Tra i principali fattori di regolazione ricordiamo:

  • a- il livello del calcio nel sangue
  • b- il carico meccanico dovuto alla forza di gravità e alle sollecitazioni meccaniche muscolari

Lo scheletro risponde all'esercizio fisico, alla sollecitazione muscolare e alla forza di gravità rafforzandosi; viceversa si indebolisce.

Influenza ormonale ed altri fattori

Anche se la lunghezza delle ossa rimane costante in età adulta, il tessuto osseo continua ad ospitare una popolazione cellulare attiva, che lo mantiene in uno stato di equilibrio dinamico. Vari ormoni influenzano la formazione, l'accrescimento e il rimodellamento dell'osso, stimolando o gli osteoblasti o gli osteoclasti.

 

Ormoni calciotropi: regolano specificatamente l'omeostasi del calcio
PARATORMONE diminuisce la resistenza ossea (stimola il riassorbimento osteoclastico)
CALCITONINA aumenta la resistenza ossea (inibisce il riassorbimento osteoclastico)
VITAMINA D:

dopo essere stata attivata a livello epatico e renale aumenta l'assorbimento di calcio e fosforo a livello intestinale e ne diminuisce l'escrezione con le urine

Ormoni attivi a livello sistemico: influenzano il metabolismo osseo
ANDROGENI: lo aumentano
ESTROGENI:

lo aumentano (ecco perché le donne sono più soggette all'osteoporosi dopo la menopausa)

ORMONI TIROIDEI

lo aumentano, in sinergia con il GH, ma se presenti in eccesso lo diminuiscono

GH:

favorisce l'accrescimento scheletrico nell'infanzia e nell'adolescenza; un eccesso in epoca giovanile determina gigantismo (un difetto nanismo), mentre in età adulta causa acromegalia (allargamento osseo evidente soprattutto agli arti e al volto).

IGF-1 e IGF-2

fattori di crescita che, insieme all'insulina ed in sinergia con il GH, aumentano la densità ossea e l'accrescimento staturale

PROLATTINA:

aumenta la sintesi di vitamina D attiva, favorendo l'assorbimento intestinale di calcio ed aumentando, così, la quota di minerale a disposizione per la produzione di latte

GLUCOCORTICOIDI Distruggono la matrice ossea inducendo osteopenia

 

Oltre a segnali di origine endocrina, le ossa risultano sensibili anche a stimoli di natura meccanica. Il tessuto che le compone reagisce positivamente agli stimoli indotti dalle attività di carico (lavori e sport che inducono sollecitazioni compressive sull'osso, come il calcio, il ballo, la corsa, molto meno la bici ed il nuoto).

Al contrario, una prolungata immobilizzazione (ad esempio in seguito ad una frattura), si accompagna ad una rarefazione del tessuto osseo. Ecco spiegato perché determinati sport, tra cui includiamo anche il ballo, prevengono la comparsa di osteoporosi nell'anziano.

Vi sono poi stimoli locali affidati a messaggeri particolari, come il fattore di crescita trasformante (trasforming growth factor)-ß (TGF-ß) e gli insulin-like growth factors (IGF), prodotti dagli osteoblasti e stimolanti l'attività degli stessi.

 

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Notare, nell'immagine, la freccia più spessa sotto i fattori genetici, a sottolineare il maggior peso di questo elemento sugli altri. il ruolo della genetica nella variabilità della massa minerale ossea (BMD) tra gli individui è quantificabile intorno al 60-70% (la prevalenza dell'osteoporosi è maggiore tra gli individui di razza bianca e asiatica che tra quelli di razza nera).

 

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