Il rimodellamento osseo è un processo dinamico che avviene per tutta la vita e consente all'osso di adattarsi continuamente alle sollecitazioni meccaniche e di riparare eventuali danni. La trasformazione dell’osso spugnoso in osso compatto avviene per un processo noto come rimodellamento (o rimaneggiamento); questo consiste in un lento riassorbimento associato a deposizione di nuovo tessuto osseo che gradualmente assume la disposizione lamellare a strati caratteristica dell’osso compatto.
Ciò che mantiene l’omeostasi è il Bone Multicellular Units (BMU), cioè un insieme di cellule che lavorano in modo sinergico per rimodellare il tessuto osseo tramite un turn over; se questo non ci fosse, l’osso perderebbe le sue qualità meccaniche e verrebbe alterata la mobilitazione del calcio. I processi di riassorbimento e formazione della matrice ossea sono accoppiati: in condizioni normali non è possibile scindere un meccanismo dall’altro.
Il Ruolo degli Osteoclasti
Polinucleati e ricchi di microvilli, gli osteoclasti 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). Gli osteoclasti si formano da monociti, possono essere coltivati in coltura per circa 10 giorni. Nella zona in cui inizia l’azione della BMU, gli osteoclasti riassorbono matrice ossea.
Il Ruolo degli Osteoblasti
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.
Quando gli osteoblasti depongono matrice, secernono anche dei fattori di crescita (quali il TGF-β, IGF-1, Plexin-B1) che vengono intrappolati nella matrice ossea. Gli osteoblasti depongono matrice ossea e poi possono (dopo circa 30 giorni nell’uomo) andare incontro ad apoptosi, possono subire una modifica morfologica (diventano Bone lining cells) oppure possono rimanere incastrati nella matrice ossea che essi stessi depongono e formare dei prolungamenti che rimangono in contatto con le cellule superficiali.
Il tessuto osseo normalmente è rivestito da cellule della Bone-lining cells, che sono cellule quiescenti.
Formazione dei Sistemi di Havers
Gli osteoni dell’osso adulto si formano con un processo più complesso denominato formazione secondaria dell’osso. Il primo stadio nell’organizzazione dei sistemi di Havers consiste nella formazione di cavità, le cavità di riassorbimento, per erosione dell’osso spugnoso da parte degli osteoclasti. Successivamente le cavità si allargano e confluiscono in lunghi canali cilindrici occupati da vasi sanguigni, tessuto connettivo e midollo osseo embrionale provenienti dal periostio e dall’endostio.
Quando la fase di riassorbimento che porta alla formazione del canale è terminata, le cellule osteogeniche contenute nella cavità si trasformano in osteoblasti che depositano sulle pareti dei canali una serie di lamelle concentriche caratteristiche dei sistemi di Havers. In questa generazione di osteoni le fibrille collagene sono disposte parallelamente tra loro in ciascuna lamella e sono orientate secondo direzioni diverse in lamelle contigue. Una parte delle lamelle originali rimane tra i sistemi di Havers costituendo i sistemi interstiziali.
Dinamicita' del Rimodellamento Osseo
I processi di rimaneggiamento non si arrestano una volta che si sono costituiti l’osso spugnoso e l’osso compatto con la struttura caratteristica del tessuto adulto, ma proseguono attivamente per tutta la vita, sebbene con un ritmo più lento di quello operante nel feto e nell’individuo in crescita. Continuano a formarsi per erosione canali vascolari di riassorbimento sulle cui pareti si depositano strati di lamelle concentriche e contemporaneamente i sistemi di Havers, formati in precedenza, vengono distrutti. Si originano così osteoni di secondo, terzo e quarto ordine.
I sistemi interstiziali dell’osso adulto rappresentano frammenti residui di precedenti generazioni di sistemi haversiani non completamente riassorbiti. Nell’osso adulto si riscontrano quindi sempre accanto agli osteoni maturi, altri in via di formazione e cavità di riassorbimento. La velocità di formazione di un sistema haversiano varia con l’età ed in rapporto alle diverse condizioni funzionali; in media, nell’adulto un sistema di Havers si forma in 4-5 settimane.
Tabella Riassuntiva dei Protagonisti del Rimodellamento Osseo
| Cellula | Origine | Funzione |
|---|---|---|
| Osteoclasti | Monociti | Riassorbimento della matrice ossea |
| Osteoblasti | Cellule osteogeniche | Formazione e deposizione di matrice ossea |
| Bone-lining cells | Osteoblasti (modificati) | Rivestimento quiescente del tessuto osseo |
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