Concetti Chiave
- Il rimodellamento osseo è mantenuto dalle Bone Multicellular Units (BMU), che includono osteoclasti e osteoblasti per garantire l'equilibrio del tessuto osseo.
- Gli osteoclasti degradano la matrice ossea, mentre gli osteoblasti la depongono, creando un ciclo di riassorbimento e formazione essenziale per mantenere le proprietà meccaniche dell'osso.
- Il processo di coupling tra riassorbimento e formazione ossea è cruciale, impedendo la separazione dei due processi per una corretta rigenerazione del tessuto osseo.
- Fattori di crescita come TGF-β, IGF-1 e Plexin-B1, intrappolati nella matrice ossea, vengono liberati dagli osteoclasti per richiamare nuovi osteoblasti.
- Gli osteoblasti possono anche promuovere l'attività degli osteoclasti tramite la segnalazione RANK/RANKL, mostrando un sistema di regolazione a feedback inverso.
L'omeostasi del tessuto osseo
Il tessuto osseo è in uno stato di omeostasi (equilibrio dinamico), come tutti i tessuti.
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 (es. durante l’allattamento si ha una riduzione della massa ossea).
Il ruolo delle cellule ossee
La BMU è costituita da:
- Osteoclasti: cellule che degradano la matrice ossea.
- Osteoblasti: cellule colonnari che depongono matrice ossea.
- Il tessuto osseo normalmente è rivestito da cellule della Bone-lining cells, che sono cellule quiescenti. Nella zona in cui inizia l’azione della BMU, gli osteoclasti riassorbono matrice ossea. Gli osteoclasti si formano da monociti, possono essere coltivati in coltura per circa 10 giorni. 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. L’osteoblasta può poi maturare ulteriormente e dare origine all’osteocita.
Accoppiamento dei processi ossei
I processi di riassorbimento e formazione della matrice ossea sono accoppiati: in condizioni normali non è possibile scindere un meccanismo dall’altro. Questo è importante perché, pensando alla rigenerazione del tessuto osseo, si potrebbe pensare di bloccare il riassorbimento osseo per favorire la formazione dell’osso, ma in realtà questo non è possibile proprio perché i due processi sono accoppiati.
Il coupling (= accoppiamento) si fonda su diversi meccanismi, tra cui la liberazione da parte degli osteoclasti, dei fattori di crescita prodotti dagli osteoblasti.
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. Quando gli osteoclasti degradano la matrice, i fattori di crescita vengono liberati e richiamano l’arrivo dei pre-osteoblasti (che poi si differenziano in osteoblasti) --> meccanismo di regolazione a feedback.
Esiste anche un meccanismo inverso, in cui gli osteoblasti richiamano gli osteoclasti, attraverso la segnalazione mediata da RANK e RANKL.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo del Bone Multicellular Units (BMU) nel rimodellamento osseo?
- Come interagiscono osteoclasti e osteoblasti nel processo di rimodellamento osseo?
- Perché non è possibile separare i processi di riassorbimento e formazione della matrice ossea?
Il BMU è un insieme di cellule che lavorano sinergicamente per mantenere l'omeostasi del tessuto osseo tramite un turnover, essenziale per preservare le qualità meccaniche dell'osso e la mobilitazione del calcio.
Gli osteoclasti degradano la matrice ossea, liberando fattori di crescita che richiamano i pre-osteoblasti, i quali si differenziano in osteoblasti per deporre nuova matrice ossea, creando un meccanismo di regolazione a feedback.
I processi sono accoppiati e interdipendenti; bloccare il riassorbimento per favorire la formazione non è possibile poiché entrambi i processi si regolano reciprocamente attraverso meccanismi di feedback.
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