Riabilitazione in ortopedia e traumatologia II - Appunti completi

Appunti di Migliaccio Chiara

Università degli Studi di Genova - Fisioterapia

Riabilitazione ortopedica e traumatologica

Il tessuto osseo ha funzione di dare sostegno agli organi interni e si suddivide in tessuto osseo compatto e spugnoso. Il tessuto osseo è un tessuto connettivo di sostegno caratterizzato da notevole durezza e resistenza. È costituito da cellule disperse in un'abbondante matrice extracellulare, formata da fibre e da sostanza amorfa glicoproteica mineralizzata. Le cellule si suddividono in osteoblasti, osteoclasti e osteociti, mentre la matrice extracellulare è costituita da componente fibrosa e componente amorfa.

• Osteoblasti sono cellule costantemente impegnate nelle fasi di formazione dell'osso, promuovendo la sintesi dei componenti molecolari che andranno a costituire sia le fibre che le glicoproteine della matrice. Una volta completata la sintesi della matrice e avvenuta la sua calcificazione, gli osteoblasti si sistemano in cavità ellissoidali non mineralizzate scavate nella matrice stessa, definite lacune ossee. In questa fase prendono il nome di osteociti e, pur rimanendo cellule vitali, entrano in uno stato di quiescenza.
• Osteoclasti sono cellule deputate a produrre e secernere enzimi che agiscono degradando la matrice calcificata, permettendo il riassorbimento dell'osso. Questi enzimi entrano in gioco sia nei processi di crescita, durante i quali è necessaria la sostituzione del tessuto osseo immaturo (non lamellare) in tessuto osseo lamellare adulto, sia per permettere i successivi rimodellamenti ossei.

Gli osteociti sono osteoblasti che si trovano in uno stato di quiescenza, per poi essere riattivati quando necessario. Si trovano immerse in una matrice ossea costituita da componente glicoproteica amorfa e componente fibrillare, che dona la flessibilità e la resistenza dell'osso. La componente minerale è costituita da calcio combinato con ossigeno, fosforo e idrogeno, costituendo così la parte dura e compatta dell'osso.

Le cellule si trovano immerse in un’abbondante matrice di natura proteica. Questa presenta una porzione di natura organica ed una componente minerale calcificata. La frazione organica della matrice ossea è formata da una componente fibrillare (fibre collagene) e da una componente amorfa di natura glicoproteica (fibronectina, osteocalcina, osteonectina). Nell'osso adulto le fibre collagene sono disposte secondo una organizzazione precisa ed ordinata che aumenta la compattezza e resistenza fornite dalla componente minerale.

L’osso può essere classificato in ossa lunghe, brevi e ossa piatte (lunghezza e larghezza superano lo spessore). I macroelementi sono calcio, fosforo, potassio, cloro, mentre i microelementi sono quelli necessari in minime quantità all’interno dell’osso. Il calcio è sicuramente il minerale più rappresentato nell’organismo umano. La componente minerale è costituita principalmente da calcio, combinato con ossigeno, fosforo e idrogeno a formare cristalli di idrossiapatite. Le componenti organica e minerale conferiscono proprietà diverse: la frazione calcificata è responsabile della durezza dell'osso, mentre quella fibrillare è responsabile della flessibilità e resistenza.

Il tessuto osseo forma le ossa, ciascuno degli elementi che costituiscono l’apparato scheletrico dell’uomo e degli altri vertebrati, con funzione di sostegno e talora di protezione delle parti molli, partecipando insieme ai muscoli al movimento e costituendo un’importante riserva di calcio.

Metabolismo osseo

Il metabolismo dell’osso è un insieme di processi che garantiscono la stabilità dell’osso (continua demolizione e rigenerazione ossea). Nell'osso si distingue una parte esterna compatta e una parte interna costituita da un tessuto spugnoso, dalla caratteristica struttura trabecolare, leggera ma in grado di resistere a tensioni molto elevate.

In rapporto alla forma:

• Ossa lunghe (femore, omero, radio, ulna, tibia, perone), costituite in genere da un corpo prismatico o triangolare (detto diafisi) e due estremità (epifisi).
• Ossa larghe, o piatte (ossa della volta cranica, osso iliaco) in cui larghezza e lunghezza superano nettamente lo spessore, costituite da due lamine di tessuto osseo compatto fra le quali è compreso uno strato di tessuto spugnoso.
• Ossa brevi (vertebre, ossa del carpo e del tarso), con le tre dimensioni pressoché uguali, formate prevalentemente di tessuto spugnoso, rivestito di tessuto compatto.

L’osso è costituito per 1/3 da proteine e 2/3 da minerali. La parte minerale è composta per lo più da calcio e fosforo. La quantità di calcio presente nel corpo umano è circa l’1,5% del peso corporeo. Gli elementi minerali sono classificati in due gruppi in base alla quantità di ciascuno di essi nell’organismo. I minerali presenti in quantità relativamente grandi e di cui sono necessari almeno 100 mg/die sono detti macroelementi. I minerali presenti in bassa quantità e di cui sono necessari pochi mg al giorno sono detti microelementi o elementi traccia.

Il calcio è il minerale più rappresentato nell’organismo umano (1000-1200 gr):

• Il 99% del Ca corporeo si trova nello scheletro e nei denti, per lo più complessato con altri ioni sotto forma di cristalli di idrossiapatite.
• Il rimanente 1% è ripartito tra tessuti molli e fluidi interstiziali, intracellulari e circolanti.

Il calcio è un componente del tessuto osseo, necessario al normale funzionamento di alcuni enzimi, è importante nei processi di coagulazione del sangue e necessario per il mantenimento della normale permeabilità al sodio delle cellule nervose. È coinvolto nel processo di neurotrasmissione e nell’accoppiamento eccitazione-contrazione nelle cellule muscolari. Funziona da segnale intracellulare per alcuni ormoni.

• Ca ionizzato: la forma fisiologicamente attiva (diffusibile)
• Calcio legato alle proteine: soprattutto all’albumina (non diffusibile)
• Calcio complessato a sostanze come: citrato, lattato, bicarbonato, fosfato (diffusibile legato)
• Adulto: bilancio calcio in equilibrio
• Bambino: bilancio calcio positivo
• Anziano: bilancio calcio negativo

Il fosforo rappresenta circa 1% del peso corporeo di cui l’85% si trova nello scheletro e nei denti, il 15% nei tessuti molli e lo 0,5% nel sangue. Funzioni:

• Costituente di ossa e denti
• Legami ad alta energia (ATP, fosfocreatina)
• Sistema tampone nel sangue
• Costituente di enzimi, fosfolipidi, proteine, acidi nucleici, nucleotidi

Rimodellamento osseo

Il metabolismo osseo è un insieme di processi biochimici responsabili della continua demolizione e rigenerazione ossea. Il tessuto osseo è sottoposto a continuo rimaneggiamento finalizzato a riparare i microdanni e fornire calcio all’organismo. Nella sede di una microfrattura, gli osteoclasti riassorbono l’osso e gli osteoblasti depositano nuovo osso lamellare; il tessuto osseo vecchio viene rimosso per far posto a quello nuovo. Il rimodellamento è essenziale per rimuovere i microdanni da usura, garantendo uno scheletro leggero e robusto.

I processi di calcificazione e di riassorbimento si svolgono parallelamente sullo stesso osso ma in zone diverse:

• Processi di edificazione cellulare in zone soggette a carico statico-dinamico
• Processi di demolizione cellulare nelle zone meno a rischio

Fase fetale: le ossa hanno una struttura intermedia fra quella del periodo embrionale (fibre intrecciate) e quella dell’accrescimento (lamellare). Fase infantile: i processi di erosione e costruzione lamellare vengono attivati. Il canale midollare s’ingrandisce. Fase adulta: l’attività costruttiva periferica rende più spessa e compatta la parte esterna dell’osso, mentre il canale midollare interno si amplia maggiormente. Fase senile: aumenta il fenomeno dell’erosione ossea che allarga e mina la compattezza e la solidità dell’osso. Durante la fase della menopausa si ha una brusca riduzione della massa ossea, per poi recuperare man mano come nell’uomo.

Organi bersaglio

• Osso: formazione/riassorbimento
• Rene: filtrazione/riassorbimento
• Intestino: assorbimento/secrezione

Principali ormoni

• Paratormone (PTH): ipercalcemizzante. Vitamina D dipendente
• Vitamina D: ipercalcemizzante
• Calcitonina: ipocalcemizzante

La vitamina D risulta utile oltre che per il tessuto osseo, anche per il sistema nervoso, cardiaco ecc. Lo scheletro, oltre alla funzione di sostegno, è un’importante riserva di calcio e fosforo:

• Se la calcemia si abbassa, gli osteoclasti intensificano il loro lavoro di scomposizione.
• Se la calcemia aumenta, gli osteoblasti producono più fibrille sulle quali si può depositare l'idrossiapatite.
• Stesso meccanismo per il fosforo.

Gli osteoclasti, al giorno, scompongono ca. 1/2 grammo di calcio lo scheletro, in un periodo di 5-6 anni, viene completamente demolito e ricostruito. Nell'infanzia gli osteoblasti hanno attività maggiore degli osteoclasti, il tessuto osseo cresce. Intorno ai 30 anni si raggiunge il picco di massa ossea e inizia ad aumentare l’attività degli osteoclasti. Dopo i 50 anni, e particolarmente nel sesso femminile, l’attività degli osteoclasti è preponderante e la massa ossea diminuisce.

Il paratormone (PTH) è prodotto dalle cellule principali delle paratiroidi. La secrezione del PTH avviene in risposta a bassi livelli di calcemia e determina ipercalcemia, ipofosforemia, ipercalciuria e iperfosfaturia. Il PTH agisce su tre organi bersaglio:

• A livello osseo promuove la mobilizzazione del calcio dallo scheletro stimolando gli osteoclasti ed aumenta il loro numero, stimola gli osteociti a secernere enzimi proteolitici che provocano il riassorbimento della matrice proteica.
• A livello renale diminuisce il riassorbimento del fosforo abbassando la fosforemia, aumentando inoltre il riassorbimento di calcio.
• A livello intestinale influisce in modo indiretto sull'assorbimento intestinale del calcio in quanto stimola a livello renale l'idrossilazione della 25(OH)D3 ottenendo così la 1,25 (OH)2D3, il metabolita più attivo della vitamina D, che aumenta l'assorbimento di calcio e fosforo.

La calcitonina viene prodotta dalle cellule parafollicolari della tiroide. La sua secrezione è provocata in risposta ad alti livelli di calcemia, determinando ipocalcemia e ipercalciuria. La calcitonina agisce a due livelli:

• A livello osseo inibisce il riassorbimento, diminuisce il numero e l'attività degli osteoclasti, prevenendo l'osteolisi indotta dal PTH.
• A livello renale determina un aumento della clearance renale del calcio e del fosforo.

La vitamina D è una vitamina liposolubile. Nell’uomo le fonti di vitamina D sono l’esposizione alla luce solare (80%), la dieta (20%) ed eventualmente l’uso di supplementi. La vitamina D3 è fortemente lipofila, pertanto, viene immagazzinata soprattutto nel tessuto adiposo (anche per alcuni mesi) e rimane solo brevemente in circolo. Il colecalciferolo viene trasportato a livello epatico e convertito in 25-idrossicolecalciferolo; a livello renale, in presenza di PTH, viene quindi convertito in 1,25 (OH)2 vitamina D3 (o calcitriolo). La vitamina D e il paratormone (PTH) sono i principali fattori che nell’uomo regolano l’omeostasi calcica.

Decalcificazione ossea

Si parla di decalcificazione ossea quando lo scheletro subisce un importante impoverimento di calcio. La perdita di questo e di altri minerali riduce la resistenza al carico e favorisce la comparsa di fratture e problemi articolari. La demineralizzazione può essere:

• Locale
• Sistemica

Si può evidenziare decalcificazione ossea totale in caso di tumori ossei, morbo di Paget, mieloma, ingessature o posture antalgiche. La decalcificazione ossea sistemica ha la sua massima espressione nell’osteoporosi, iperparatiroidismo, farmaci (steroidi), abitudini alimentari errate. Atleti, specie quelli di sesso femminile, che associano ad un’intensa attività fisica una dieta ipocalorica. Riduzione estrogenica post-menopausale. Gestanti e nutrici: aumentata richiesta di calcio da parte del feto e del neonato.

Quando uno o più fattori nel delicato circuito omeostatico del metabolismo osseo viene a mancare, si presenta un problema! Le principali alterazioni sono:

• Osteopenia
• Osteoporosi
• Osteomalacia
• Rachitismo

Osteoporosi

Osteoporosi è una parola che deriva dal greco ed è formata da due termini distinti: osteon (osso) e poros (poro, cavità). È una malattia sistemica ad eziopatogenesi multifattoriale, determinata da una patologica riduzione progressiva della massa ossea e da alterazioni micro-architetturali del tessuto osseo, con conseguente aumento della fragilità e del rischio di frattura. L'osso normale è sottoposto ad un continuo ricambio rimodellamento. Il tessuto vecchio viene eliminato per far posto ad un osso più giovane e quindi più vitale. La quantità di osso riassorbita è equivalente alla quantità di osso neoformato. L'osso osteoporotico è caratterizzato invece da un aumento del numero delle unità di rimodellamento, con prevalenza di distruzione ossea rispetto alla neoformazione.

Di conseguenza, aumenta il turnover osseo con effetti deleteri sia sulla quantità che sulla qualità dell'osso. Tutto ciò rende la massa scheletrica non più idonea a tollerare le normali sollecitazioni meccaniche, cui è quotidianamente sottoposta. L'osteoporosi colpisce sia l'osso spugnoso (o trabecolare) che quello compatto (o corticale). L'osso trabecolare risponde alle alterazioni metaboliche più rapidamente, le trabecole diventano più sottili, diradate e più soggette a microfrattura. L'osso corticale è caratterizzato da una riduzione dello spessore della corticale. Nelle ossa lunghe, in seguito all'assottigliamento del tessuto osseo corticale, si verifica la dilatazione della cavità midollare.

L'osteoporosi è una patologia tipicamente femminile, rappresenta uno dei maggiori e crescenti problemi di salute pubblica in termini di morbilità, mortalità, costi economici e sociali. Oggi nel mondo una donna su tre ed un uomo su otto, di oltre 50 anni, sono affetti da osteoporosi.

Classificazione osteoporosi

• Primitiva: osteoporosi postmenopausale, giovanile e senile (più frequenti in soggetti di sesso femminile);
• Osteoporosi senile: la riduzione dell'introito di calcio e di vitamina D insieme al ridotto assorbimento intestinale di calcio e ad una riduzione dell'attività fisica portano alla prevalenza del riassorbimento rispetto alla neoformazione di osso, con conseguente perdita di massa ossea, rottura delle trabecole ed aumento della porosa corticale. La perdita di massa ossea, sia corticale che trabecolare, è dovuta quindi al rallentamento del turnover osseo con conseguente fragilità ossea che predispone ad eventi traumatici. Le fratture possono interessare la colonna vertebrale, le ossa lunghe (collo del femore), il bacino e altre sedi senza distinzione.
• Osteoporosi post-menopausale: nel periodo post-menopausale possiamo distinguere due fasi:
  • 1 (3-6 anni), in cui la perdita ossea è conseguente al deficit estrogenico elevato turnover osseo con perdita ossea.
  • 2 lento turnover con perdita ossea meno accentuata (deficit estrogenico ed inadeguato apporto di calcio con dieta).
  Nell'osteoporosi post-menopausale si ha maggiore perdita della componente trabecolare rispetto a quella corticale. Le fratture più comuni sono crolli vertebrali e fratture del polso (max osso trabecolare).
• Secondaria: di varia natura come conseguenza ad altri stati morbosi primitivi, terapie mediche (cortisonici), stati patologici distrettuali come l’immobilizzazione temporanea di un arto. Può essere associata a malattie endocrine, ematologiche, dell’apparato gastroenterico, reumatiche, renali, o altre condizioni come BPCO, fibrosi cistica, anoressia nervosa, alcolismo, fumo e tossicodipendenza.

Fattori di rischio

• Ridotta assunzione di calcio con la dieta
• Ridotta attività fisica con carico associato
• Ingestione di bevande con ridotto contenuto di calcio (bevande gassate)
• Ridotta secrezione di estrogeni
• Stress
• Cibi ricchi di conservanti e preconfezionati
• Età superiore a 45 anni
• Menopausa
• Fumo di sigarette
• Vita sedentaria
• Ridotto consumo di latticini e pesce
• Assenza o ritardo di gravidanza e anche di allattamento al seno

L’osteoporosi è una malattia subdola che si manifesta solo quando l'alterazione ossea è piuttosto avanzata, ma può evolvere per molti anni senza causare disturbi.

Le donne rappresentano una categoria maggiormente a rischio. Con il progredire dell’età, si ha una diminuita produzione estrogenica. Gli estrogeni favoriscono l’assunzione del calcio da parte delle ossa e ne inibiscono la distruzione, con conseguente perdita di minerale. Con la menopausa la perdita di calcio accelera al ritmo del 3-6% all’anno nei primi cinque anni per poi scendere all’1% all’anno. A questo ritmo, una donna perde circa il 15% della massa ossea nei primi dieci anni dall’inizio della menopausa.