Marcatori patologie ossee: Appunti di Biochimica clinica

Marcatori  delle  patologie  ossee  

Innanzitutto  dobbiamo  capire  l’osso  a  cosa  serve  e  sappiamo  che  ha  una  funzione  strutturale,  però  l’osso  

contribuisce  al  metabolismo  del  nostro  organismo  in  maniera  molto  importante  perché  funge  da  serbatoio  

del  calcio.  Questa  è  una  cosa  molto  importante  per  il  nostro  organismo  perché  la  calcemia  (calcemia  

significa  concentrazione  di  calcio  nel  sangue)  è  un  parametro  molto  critico  perché  la  calcemia  deve  essere  

mantenuta  necessariamente  entro  intervalli  molto  stretti  e  mediamente  gli  intervalli  di  riferimento  sono  da  

8  a  10  mg/dl.  Piccole  variazioni  sia  in  difetto  che  in  eccesso  di  calcemia  sono  estremamente  tossiche  e  ciò  

significa  che  possono  provocare  situazioni  anche  mortali  per  il  soggetto  perciò  è  un  parametro  molto  

critico.  Qual  è  il  ruolo  dell’osso  nei  confronti  del  calcio?  Quello  da  fungere  da  banca  del  calcio  e  così  appene  

la  calcemia  diminuisce  anche  di  poco  al  di  sotto  del  cut  off  soglia  minimo  allora  l’osso  fornisce  il  calcio  che  

serve.  Se  si  verifica  la  situazione  opposta  cioè  di  modica  ipercalcemia  che  può  essere  tossica  si  ha  che  

questo  calcio  in  eccesso  oltre  che  essere  viene  eliminato  per  via  urinaria,  va  anche  a  depositarsi  nell’osso.  

Quindi  l’osso  dialoga  continuamente  con  il  sangue  scambiandosi  calcio.  Come  è  fatto  l’osso?  L’osso  è  

costituito  per  una  misura  veramente  minoritaria  è  costituito  da  cellule  e  più  o  meno  il  5%  dell’osso  è  

costituito  da  cellule  che  si  dividono  in  due  grosse  popolazioni:  cioè  le  popolazioni  cellulari  dell’osso  sono  

fondamentalmente  due  che  sono  osteoclasti  e  osteoblasti.  Il  suffisso  blasto  significa  che  è  una  cellula  che  

produce  qualche  cosa,  è  quello  che  sintetizza  e  infatti  gli  osteoblasti  sono  responsabili  della  sintesi  della  

matrice  organica  (per  organica  si  intende  matrice  proteica)  dell’osso.  Gli  osteoblasti  quindi  sono  

responsabili  di  queste  sintesi  proteiche  (vedremo  quali  sono  queste  proteine  cmq  per  lo  più  è  collagene)e  

man  mano  che  producono  questa  matrice  organica  praticamente  rimangono  mummificati  all’interno  di  

questa  matrice  che  loro  stessi  producono  e  diventano  osteociti.  La  fase  di  osteocita  è  la  fase  matura  in  cui  

rimangono  intrappolati  nella  matrice  organica  che  essi  stessi  hanno  prodotto.  Poi  ci  sono  la  seconda  

popolazione  che  sono  gli  osteoclasti  e  questo  suffisso  clasti  significa  cellula  addetta  alla  rimozione,  alla  lisi,  

alla  distruzione  del  tessuto.  L’osso  è  un  tessuto  in  continuo  rimodellamento  xche  continuamente  c’è  una  

popolazione  cellulare  che  sono  gli  osteoblasti  che  produce  matrice  ossea  e  in  contemporanea  c’è  una  

componente  cellulare  che  questa  matrice  organica  la  degrada.  Allora  ci  dobbiamo  immaginare  come  il  

formaggio  svizzero  tanti  buchi  che  non  stanno  fissi  nella  stessa  posizione  e  i  buche  sono  le  cosiddette  

lacune  di  riassorbimento   cioè  dove  gli  osteoclasti  hanno  eroso  la  matrice  ossea.  In  corrispondenza  di  

queste  lacune  (che  sono  state  prodotte  da  osteoclasti  che  hanno  eroso  la  matrice)  di  riassorbimento  si  ha  

che  gli  osteoblasti  la  vanno  a  riempire  nuovamente.  Quindi  chiudono  quel  buco  però  in  contemporanea  da  

un’altra  parte  gli  osteoclasti  stanno  facendo  un’altra  lacuna  di  riassorbimento.  Perciò  il  tessuto  osseo  non  è  

un  tessuto  stabile,  ma  è  un  tessuto  che  continuamente  si  rigenera  secondo  questa  modalità.  Quindi  è  un  

ciclo  continuo  tra  la  fase  di  riassorbimento  e  la  fase  di  deposizione  e  quindi  ricomincia  il  ciclo.  Ovviamente  

durante  l’infanzia  per  consentire  l’accrescimento  osseo  la  fase  di  osseo  deposizione  è  maggiore  rispetto  alla  

fase  di  riassorbimento  e  quindi  se  è  maggiore  significa  che  alla  fine  al  netto  avremo  produzione  netta  di  

tessuto  osseo  che  garantisce  l’allungamento  delle  ossa  e  quindi  garantisce  la  crescita.  Una  volta  che  il  

soggetto  è  arrivato  all’età  adulta  questi  processi  continuano  cmq  però  sono  perfettamente  in  equilibrio  tra  

di  loro  per  cui  tanto  si  distrugge  quanto  se  ne  crea  e  quindi  non  c’è  modificazione  della  massa  ossea.  Ad  un  

certa  punto  della  vita  come  nelle  persone  anziane  sembrano  più  basse  rispetto  a  quando  erano  più  giovani  

perché  si  ha  una  perdita  al  netto  del  tessuto  osseo  in  quanto  la  fase  di  demolizione  sopravanza  quella  di  

demolizione.  

Il  5%  è  costituito  da  queste  cellule,  il  rimanente  95%  cioè  il  grosso  da  cosa  è  costituito?  Il  grosso  in  totale  

sono  i  Sali  minerali  che  sono  il  60%,  più  della  metà  del  tessuto  osseo  è  matrice  inorganica  quindi  è  costituita  

da  Sali.  Quali  sono  i  Sali  che  entrano  nella  composizione  dell’osso?  La  cosiddetta  idrossiapatite  che  è  un  

cristallo  che  è  composto  da  ioni  che  sono  il  calcio  e  il  fosforo  (quindi  nell’osso  c’è  una  grossa  quantità  di  

calcio  e  di  fosforo).  Il  rimanente  35%  è  la  matrice  organica  o  matrice  proteica  che  è  costituita  

principalmente  da  fibre  di  collagene  e  questa  è  una  proteina  tipica  che  però  non  è  esclusiva  dell’osso,  ma  si  

trova  anche  nei  tendini,  nei  muscoli,  nei  connettivi.  Le  varie  molecole  di  collagene  di  questi  diversi  distretti  

sono  però  leggermente  diversi  l’uno  dall’altro  e  questo  configura  una  serie  di  diversi  tipi  di  collagene.  Il      

collagene  dell’osso  si  chiama  collagene  di  tipo  1  e  poi  ci  sono  il  10%  rimanente  di  questa  quota  proteica  

(che  nel  complesso  è  il  35%  dell’osso)è  costituita,  invece,  da  altre  proteine  che  sono  specifiche  ed  

estremamente  tipiche  dell’osso  e  sono  rappresentate  fondamentalmente  dall’osteocalcina  e  osteonectina.  

Quindi  queste  sono  le  varie  componenti  cellulari,  inorganiche  e  organiche  che  entrano  nella  struttura  

dell’osso.  Ora  passiamo  a  come  è  fatto  il  collageno  perché  se  noi  capiamo  bene  come  avviene  la  sintesi  

delle  fibre  di  collageno  capiamo  poi  in  maniera  automatica  quali  sono  i  marcatori  che  utilizziamo  per  

seguire  la  fase  di  osteo  deposizione  o  per  seguire  la  fase  di  riassorbimento.  Il  collagene  dell’osso  di  tipo  1  è  

una  proteina  molto  grossa    sui  300000  PM  sintetizzata  dagli  osteoblasti.  Ha    una  struttura  elicoidale  

trimerica  cioè  come  una  fune  dove  ci  sono  3  catene  che  avvolgendosi  ad  α-­‐eliche  l’una  nell’altra  

conferiscono  a  questa  molecola  la  struttura  a  tripla  elica  attorcigliata.  Quindi  ci  stanno  tre  catene  proteiche  

e  tra  queste  tre  due  sono  uguali  e  sono  di  tipo  alfa  1  e  una  sola  è  diversa  e  si  chiama  alfa  2,ognuna  di  

queste  è  sintetizzata  da  un  gene  differente.  Quindi  ci  sono  due  geni  deputati  alla  sintesi  del  collagene  

dell’osso:  uno  dà  origine  alla  catena  alfa1  e  l’altro  alfa2,  dall’assemblaggio  di    due  catene  alfa  1  e  una  alfa  2  

si  forma  la  tripla  elica  che  è  una  molecola    singola  di  collagene  non  è  la  fibra  già  finale.  La  molecola  di  

collagene  è  una  proteina  molto  particolare  nella  sua  struttura  primaria  (struttura  primaria  è  la  sequenza  di  

aa)  e  questa  sequenza  di  primaria  è  caratterizzata  da  una  tripletta  di  aa  che  si  ripete  un  numero  

elevatissimo  di  volte.  Questa  tripletta    è  costituita  sempre  dalla  presenza  di  gly  poi  in  posizione  2  e  3  

spesso(ma  non  sempre)  ci  sono  in  sequenza  prolina  e  lisina,  quindi  la  tripletta  tipica  della  molecola  di  

collagene  è  gly  pro  lis,  però  mentre  in  questa  ripetizione    gly  ci  sta  sempre,  pro  e  lis  possono  essere  anche  

sostituiti  da  altri  aa.  Pro  e  lisina,  una  volta  che  si  è  formata  la  sequenza  primaria  della  proteina,  cioè  di  

ognuna  di  queste  tre  catene,  le  pro  e  le  lis