Tessuto osseo e cartilagineo

Tessuto osseo

Il tessuto osseo è un connettivo caratterizzato da una matrice extracellulare mineralizzata, perciò conferisce alle strutture che va a costituire durezza e resistenza alla tensione e compressione. Allo stesso tempo le ossa sono strutturate così da essere leggere e consentire il movimento ai muscoli.

Funzioni del tessuto osseo

• Sostegno
• Protezione, resistenza — protezione del SNC e SNP, organi del torace con gabbia toracica
• Movimento, grazie all'inserzione dei muscoli tramite tendini e cartilagine fibrosa
• Omeostasi del Ca²⁺ e del fosforo, è un deposito di calcio; calcitonina e paratormone controllano la concentrazione di questo ione
• Emopoiesi, produzione delle cellule del sangue all'interno delle ossa

Non è stabile, è in continuo rimodellamento e, poiché è un deposito di ioni, ne causa il continuo movimento. L'osso è una forma specializzata di tessuto connettivo di sostegno formato da:

Cellule

• Cellule osteoprogenitrici: cellule staminali del tessuto osseo — danno origine agli osteoblasti
• Osteoblasti: mineralizzano la sostanza intercellulare — si trasformano in osteociti
• Osteociti
• Osteoclasti: sono macrofagi

Sostanza intercellulare

Stato di gel calcificato con due principali componenti:

• Organica
  • Fibre, principalmente collagene I — resistenza alla tensione e sostengono la matrice mineralizzata (in cui sono stati depositati sali minerali in forma di cristalli di idrossiapatite, dati da fosfati e carbonati di calcio)
  • Matrice amorfa
• Inorganica
  • Fosfato
  • Carbonato di Ca²⁺

Struttura macroscopica dell'osso

Nell'adulto, l'osso presenta un aspetto alveolare o solido:

• Osso spugnoso (spongioso o trabecolare), formato da materiale poroso dato da trabecole, lamine che si intrecciano a delimitare piccole cavità ripiene di midollo osseo, in comunicazione tra loro e nelle epifisi col canale midollare delle diafisi. Delimita il canale midollare e forma la regione centrale delle epifisi delle ossa lunghe, costituisce la diploe delle ossa corte e piatte.
• Osso compatto (denso), formato da materiale compatto e duro, colore avorio, costituisce le diafisi delle ossa lunghe e pareti delle ossa corte e piatte.

Classificazione "anatomica" delle ossa:

1. Ossa lunghe
2. Ossa corte (brevi)
3. Ossa piatte

Ossa lunghe

Esempio: il femore

• Presenta un segmento centrale (diafisi) e due estremità (epifisi)
• Un asse prevalente rispetto agli altri
• La diafisi è costituita da osso compatto, che forma una parete, che delimita la cavità midollare
• Le epifisi sono costituite da osso spugnoso, rivestito da una lamina di osso compatto
• L’osso spugnoso presenta delle cavità comunicanti tra loro e comunicanti anche con la cavità midollare della diafisi
• L’osso compatto della diafisi si continua con l’osso compatto che riveste le epifisi

Ossa corte

Esempio: il corpo vertebrale

• Hanno struttura sovrapponibile a quella delle epifisi delle ossa lunghe
• Costituite da osso spugnoso rivestito da una lamina di osso compatto

Ossa piatte

Esempio: lo sterno

• Si distinguono due strati:
  • Uno esterno e uno interno di osso compatto, definiti tavolato esterno ed interno, che delimitano una parte centrale di osso spugnoso detta diploe
• TAVOLATO ESTERNO
• TAVOLATO INTERNO
• DIPLOE (cavità spugnosa)

Organizzazione del tessuto osseo

La struttura del tessuto osseo e dello spugnoso sono diverse, ma l’organizzazione è la stessa: presentano lamelle ossee. L’unica organizzazione non lamellare si ritrova nelle ossa in crescita, riparazione o rimodellamento osseo.

Lamella: strati sovrapposti di cui ognuno è dato da: cellule ossee disposte in matrice ossea, ricca di fibre collagene, sostanza amorfa (componente organica) e sali minerali (componente inorganica).

Tessuto osseo lamellare:

• Le componenti si organizzano in lamelle ossee a formare nell’adulto, tranne in:
  • Suture craniche, osso alveolare dentale, inserzione tendini, labirinto osseo, riparazione di fratture e scheletro fetale
• Osso decalcificato — diviene flessibile ma conserva resistenza alla trazione, perde rigidità
• Osso privato della componente organica — mantiene forma e dimensioni ma diviene fragile

Le lamelle ossee possono disporsi a formare trabecole — ossa trabecolari oppure in maniera più compatta — osso compatto.

L'osso è dato da un tessuto molto duro dovuto alla calcificazione del tessuto, che risulta robusto e resistente grazie al collagene, leggero grazie alle cavità. La cavità, che tende ad aumentare con la crescita dell’osso, tende a conferire stabilità.

L’osso adulto risulta lamellare e differisce dalla cartilagine, poiché è un gel calcificato, che necessita di vasi sanguigni. Ciascuna lamella è composta da:

• Cellule accolte in lacune ossee e canalicoli
• Sostanza intercellulare calcificata

Il sistema vascolare per il trofismo dell’osso è necessario poiché i nutrienti devono essere apportati alle cellule incamerate nella matrice calcificata (comunicante con il sistema lacunare in cui sono le cellule):

• Canali di Havers e di Volkmann — nell'osso compatto
• Cavità midollari — nell'osso spugnoso

C’è comunicazione tra sistema lacunare e vascolare mediante il liquido interstiziale, che porta il trofismo alle cellule.

Struttura microscopica

Disposizione delle lamelle ossee a formare 3 ordini di strutture dall’esterno all’interno:

• Osteoni, cilindri ossei di 5-20 lamelle (3-5 micron), i quali al centro presentano il canale neuro-vascolare di Havers — osteoni = sistemi Haversiani. Il canale attraversa l’osteone longitudinalmente per tutta la sua lunghezza, e le lamelle ossee si distribuiscono concentricamente attorno a questo;
• Canali di Havers: impilati gli uni sugli altri con asse maggiore disposto lungo la linea di carico
• Canali di Volkmann — i canali di Havers si anastomizzano con sottili canali trasversali, insieme formano una rete continua, che attraversa l’osso raggiungendo esternamente il periostio e internamente la cavità midollare;
• I vasi che nutrono l’osso derivano sia da ramificazioni di aa. Midollari che aa. Periostali

Gli osteociti si trovano nelle lacune ossee, localizzate sulle lamelle ossee. Dalle lacune si irradiano canalicoli ossei che si anastomizzano con gli adiacenti fino a raggiungere il canale di Havers; qui i prolungamenti degli osteociti si incontrano mediante nexus — creano un sistema funzionale coordinato. Il sistema lacuno-canalicolare è necessario per la sopravvivenza delle cellule in un materiale mineralizzato. Nello spessore delle lacune e dei canalicoli è presente una matrice extracellulare non mineralizzata, che assicura la diffusione dei gas e degli elementi nutritivi.

Il limite di ogni osteone è definito dalla linea cementante, uno strato di 1-2 micron di matrice calcificata povera di fibre.

• Sistemi interstiziali — tra gli osteoni si trovano gruppi di lamelle ossee, che costituiscono residui di osteoni parzialmente riassorbiti nel processo di rimodellamento osseo
• Sistemi circonferenziali — al di sotto del periostio e dell’endostio, ci sono strati di lamelle disposte circonferenzialmente rispetto al canale midollare

Osso compatto

Organizzazione dall’esterno all’interno:

• Periostio: attorno alla diafisi si ha il periostio, un rivestimento connettivale dato da una parete esterna e una interna:
  • esterna: tessuto connettivo fibrillare denso con molte fibre collagene e poche fibre elastiche. Le fibre collagene (fibre di Sharpy) si dispongono in fasci perpendicolari alla diafisi per ancorarsi all’osso
  • interna: tessuto connettivo reticolare con cellule osteocondrogeniche = cellule staminali. Contiene i fasci di collagene provenienti dallo strato esterno, che penetrano perpendicolarmente e obliquamente nello strato di lamelle circonferenziale esterno per ancorare il periostio all’osso, tali fasci = fibre di Sharpy
• Canali di Havers, canali di Volkmann: al di sotto del periostio sono presenti i Sistemi Lamellari
• Lamelle circonferenziali esterne — 3-5 lamelle
• Osteoni
• Lamelle interstiziali
• Lamelle circonferenziali interne, 2-3 lamelle, concentriche rispetto a quelle esterne ma con raggio minore
• Endostio — rivestimento interno dell’osso che delimita il canale centro-midollare, è costituito da cellule osteogeniche e tessuto reticolare, compone la parte staminale del tessuto osseo. Le cellule staminali dall’endostio passano attraverso tutto il sistema canalicolare per arrivare alla faccia interna del periostio

Osteoni

• Somigliano a cilindretti solidi (h ~ 1mm) percorsi al loro interno in senso longitudinale da un lume cavo che contiene dei vasi
• Costituiti da una serie di lamelle (8-20) disposte concentricamente attorno al canale centrale detto canale di Havers in cui passano vasi e nervi
• Canali di Volkman: altri canali vascolari che decorrono ~perpendicolarmente rispetto all’asse maggiore degli osteoni
• Sistema interstiziale o breccia: tra un osteone e l’altro, corrisponde a vecchi osteoni formati in tempi precedenti e in via di riassorbimento

Formazione degli osteoni:

• La prima lamella che si forma è quella vicino alla linea cementante, e man mano che vengono deposte le altre si inspessisce l’osteone e si riduce il lume del canale
• Singolo osteone formato da 8 a 20 lamelle.
• Nutrimento degli osteociti per diffusione dai vasi nei microcanalicoli

Allestimento di campione di tessuto osseo compatto

Osso macerato

• L'osso deve macerare in un ambiente caldo-umido: la componente fibrillare e cellulare muoiono — la componente organica sparisce e rimane una struttura dura ma fragile, perché mancante di collagene (es. conchiglia, invecchiamento — fratture spontanee)
• La sezione di osso presenta i canali di Havers in nero = strutture lasciate vuote
• La componente chiara è data dai sali di calcio e dalle lamelle ossee concentriche
• All’interno dei canalini c’erano i prolungamenti cellulari; si vede la breccia, residui di osteoni

Osso decalcificato

• È necessario fissare la componente organica
• Decalcificazione mediante acido debole, poi fissazione
• Esistono anche fissanti decalcificanti ma sono lenti ad agire