Istologia - Tessuto osseo

L'ossificazione mantellare

L'ossificazione mantellare avviene a livello del corpo della mandibola. Essa può essere considerata una variante di ossificazione diretta, in quanto avviene nel contesto di un mesenchima e poi di un tessuto connettivo, seguendo le stesse tappe già descritte per l'ossificazione diretta. La peculiarità di questa modalità di ossificazione è che l'osso si modella attorno ad un abbozzo cartilagineo conformato a ferro di cavallo, detto cartilagine del Meckel, che deriva dal mesenchima del primo arco branchiale. Si ritiene che la cartilagine del Meckel svolga un azione di induzione sulla differenziazione in senso osseo del mesenchima circostante. Tuttavia, a differenza di quanto avviene per gli abbozzi scheletrici cartilaginei nell'ossificazione indiretta, essa non ossifica, ma viene invece circondata completamente dal tessuto osseo ed infine involve; il vuoto che rimane viene colmato da tessuto osseo. Solo nella regione delmento un piccolo tratto della cartilagine del Meckel viene inglobato nella mandibola ed ossifica con meccanismo condrale. L'ossificazione indiretta, o condrale, è la variante più diffusa, interessando tutte le restanti ossa dello scheletro assile e degli arti nonché la base del cranio. Tipicamente, l'osso è preceduto da un abbozzo cartilagineo che richiama la forma del futuro segmento osseo e che viene successivamente riassorbito e rimpiazzato da tessuto osseo. Le ossa che si formano con tale modalità sono anche dette ossa di sostituzione. L'osso si forma sia alla superficie dell'abbozzo cartilagineo, apponendosi all'esterno tra cartilagine e pericondrio (ossificazione pericondrale) sia all'interno di questo (ossificazione endocondrale). L'ossificazione pericondrale prende l'avvio da cellule osteoprogenitrici che si differenziano nel pericondrio, che si trasforma così in periostio. Si assisteall'incremento dei vasi del pericondrio, alla differenziazione di cellule osteoprogenitrici che si trasformano poi in osteoblasti, alla deposizione di tessuto osteoide che, mineralizzando, si trasforma in osso fibroso e al rimaneggiamento di quest'ultimo da parte degli osteoclasti, con successiva deposizione di osso lamellare. Le fasi dell'ossificazione pericondrale avvengono secondo modalità che ricordano l'ossificazione mantellare attorno alla cartilagine di Meckel. La differenza principale è che in questa l'osso si forma attorno al pericondrio della cartilagine di Meckel, mentre nell'ossificazione pericondrale l'osso si appone direttamente alla superficie della cartilagine, al di sotto del pericondrio che si trasforma in periostio. Negli abbozzi delle ossa lunghe, l'ossificazione pericondrale inizia già durante la vita intrauterina, ancor prima della comparsa del centro di ossificazione endocondrale diafisario, attorno alla porzione

mediana della diafisi. Ciò porta alla formazione di un manicotto periostale di tessuto osseo, che si accresce sia in senso radiale che in senso longitudinale avvicinandosi alle epifisi. Dopo la nascita, osso pericondrale viene deposto anche a ridosso delle epifisi delle ossa lunghe, nonché delle restanti ossa brevi e piatte.

L'ossificazione endocondrale prende l'avvio già durante la vita intrauterina dai cosiddetti centri di ossificazione e procede per fasi, schematizzabili come segue:

1. i condrociti del centro di ossificazione proliferano, riunendosi in gruppi isogeni voluminosi con scarsa sostanza intercellulare interposta;
2. i condrociti vanno incontro a ipertrofia: nel loro citoplasma compaiono gocce di grasso, accumuli di glicogeno e granulazioni PAS-positive simili ai globuli calcificanti degli osteoblasti;
3. i condrociti liberano vescicole della matrice e inducono la calcificazione della matrice cartilaginea, dopo di che vanno incontro ad ossificazione.

apoptosi; 4) la matrice cartilaginea calcificata viene in parte erosa grazie all'intervento di cellule di natura osteoclastica, definite anche condroclasti, provenienti dal circostante ossoperiostale già formatosi, per cui le lacune cartilaginee si ampliano e confluiscono tra di loro;

5) in tali cavità penetrano vasi sanguigni che si fanno strada a partire dal pericondrio, accompagnati da cellule mesenchimali;

6) le cellule mesenchimali sopraggiunte coi vasi sanguigni si differenziano in cellule osteoprogenitrici e poi in osteoblasti, i quali depongono osso fibroso a ridosso dei residui della matrice cartilaginea calcificata;

7) intervengono gli osteoclasti, che riassorbono sia l'osso fibroso che la matrice cartilaginea mineralizzata, mentre nuovi osteoblasti depongono osso lamellare. Parte delle cellule mesenchimali penetrate assieme ai vasi sanguigni danno origine a nuovi vasi e al midollo osseo ematopoietico.

Ancor prima della nascita, nel centro della diafisi degli

formazione di nuove cellule ossee nella zona della cartilagine di accrescimento, situata tra l'epifisi e la diafisi dell'osso. Questa cartilagine di accrescimento è costituita da cellule cartilaginee che si dividono attivamente, formando nuove cellule ossee che si depositano sulla superficie dell'osso in crescita. Questo processo di ossificazione endocondrale permette all'osso di crescere in lunghezza. L'osso si accresce anche in larghezza grazie al processo di rimodellamento osseo. Le cellule ossee chiamate osteoblasti si depositano sulla superficie dell'osso, mentre le cellule chiamate osteoclasti rimuovono l'osso vecchio. Questo processo di rimodellamento osseo permette all'osso di adattarsi alle sollecitazioni meccaniche e di mantenere la sua integrità strutturale. Durante l'accrescimento, le ossa si sviluppano anche in forma e dimensioni definitive. Questo avviene grazie all'azione di fattori genetici e ambientali che influenzano la crescita e lo sviluppo delle ossa. Ad esempio, l'alimentazione, l'attività fisica e gli ormoni possono influenzare la crescita delle ossa. In conclusione, l'accrescimento delle ossa avviene grazie alla formazione di nuove cellule ossee nella cartilagine di accrescimento e al processo di rimodellamento osseo. Questi processi permettono alle ossa di crescere in lunghezza e larghezza, assumendo la forma e le dimensioni definitive.

Persistenza di tessuto cartilagineo proliferante a livello delle zone di transizione tra la diafisi e le epifisi. Questa cartilagine, detta cartilagine di coniugazione, presenta in successione topografica tutte le varie fasi che caratterizzano l'ossificazione endocondrale: si riconoscono infatti più strati adiacenti che, partendo dal versante epifisario, sono:

1. la zona della cartilagine a riposo, con piccoli gruppi isogeni di cellule globose;
2. la zona della cartilagine proliferante, detta anche seriata, in cui i condrociti proliferano dividendosi secondo un piano di clivaggio perpendicolare all'asse maggiore dell'osso; pertanto i gruppi isogeni sono formati da cellule disposte le une sulle altre in pile ordinate parallele all'asse maggiore dell'osso; l'accrescimento in lunghezza del segmento osseo è dovuto appunto all'attività proliferativa della cartilagine di questo strato;
3. la zona della cartilagine ipertrofica,

concondrociti voluminosi infarciti di glicogeno e di lipidi; 4) la zona della cartilagine calcificata, i cui i condrociti presentano segni di apoptosi, lasciando lacune vuote che vengono occupate da gettoni vascolari con condroclasti e cellule mesenchimali che poi divengono cellule osteoprogenitrici; 5) la zona di invasione ossea, o zona dell'ossoneoformato, in cui sono presenti osteoblasti che depongono osso fibroso a ridosso dei residui della matrice cartilaginea calcificata ed osteoclasti impegnati nei processi di riassorbimento. Al termine dell'accrescimento corporeo, la cartilagine di coniugazione rallenta e poi cessa la proliferazione, viene raggiunta dal fronte di ossificazione e viene completamente sostituita da osso (chiusura delle epifisi). L'accrescimento in larghezza delle ossa avviene per apposizione di osso dal periostio. Nelle scabrosità della superficie esterna delle ossa si dispongono nuovi vasi sanguigni accompagnati da cellule mesenchimali. Queste sidifferenziano in osteoblasti, che formano osteoni primitivi di osso fibroso attorno ai vasi neoformati, che saranno successivamente sostituiti con osso lamellare. Al termine dell'accrescimento, alla superficie dell'osso vengono deposti alcuni strati di lamelle a decorso parallelo che costituiscono il sistema circonferenziale esterno. Nelle ossa lunghe, l'attività erosiva degli osteoclasti determina la formazione del canale diafisario, che si amplia progressivamente via via che il diametro della diafisi incrementa per apposizione di osso dal versante periostale. Pertanto l'osso compatto della diafisi è tutto di origine periostale. Quando l'osso ha raggiunto la taglia definitiva, da osteoblasti differenziatisi dall'endostio che riveste la superficie interna del canale diafisario vengono deposte le lamelle del sistema circonferenziale interno ed uno strato sottilissimo di osso trabecolare. Nelle ossa lunghe, la combinazione di riassorbimento osseo.

sul versante interno e di deposizione ossea sul versante esterno è anche responsabile del cambiamento di forma delle estremità diafisarie: durante la vita fetale ed infantile, queste hanno forma conica, poiché devono raccordare il diametro diafisario con quello assai maggiore delle epifisi; col tempo, questa sproporzione tra diafisi ed epifisi si attenua molto e le estremità diafisarie assumono progressivamente una forma pressoché cilindrica. Un meccanismo analogo può spiegare l'incremento del raggio di curvatura delle ossa piatte della volta cranica, che si ottiene dalla combinazione di fenomeni di erosione sul versante intracranico e di apposizione sul versante esterno. Questi fenomeni, che persistono per tutto il periodo dell'accrescimento corporeo e che sono il risultato di fenomeni di riassorbimento e deposizione di osso con cambiamenti macroscopici della forma del segmento osseo interessato, vengono indicati nel loro insieme come

rimodellamento osseo. Rimodellamento può aver luogo anche in ossa completamente formate in risposta a intense e protratte sollecitazioni meccaniche, in corso di riparazione di fratture e in alcune malattie. Fattori che influenzano la formazione dell'osso Svariati fattori, prevalentemente di natura endocrina e metabolica, sono in grado di influenzare la formazione dell'osso. Il paratormone (PTH), prodotto dalle ghiandole paratiroidi, agisce sugli osteoblasti stimolandone la proliferazione e promuovendone la differenziazione e le sintesi macromolecolari. Per il tramite degli OAF (osteoclast activating factors) osteoblastici, il paratormone promuove l'attivazione degli osteoclasti, e quindi il riassorbimento della matrice ossea e l'innalzamento della calcemia. Inoltre, il paratormone promuove il riassorbimento di ione calcio a livello renale, il che contribuisce all'effetto ipercalcemizzante dell'ormone. La calcitonina, prodotta dalle cellule C, o parafollicolari,della tiroide, agisce sugli osteoclasti inibendone la funzione; ha azione ipocalcemizzante. L'ormone della c