Lo scheletro Consiste di un tessuto vivente dinamico formato da una matrice extracellulare mineralizzata in combinazione con la formazione ed il riassorbimento delle cellule dell’osso. La matrice extracellulare può essere rappresentata da due tipologie, quella della cartilagine e quella dell’osso,che differiscono nelle composizione chimica e nelle caratteristiche fisico-chimiche in relazione alle diverse funzioni dell’una rispetto all’altra. Tre citotipi sono coinvolti nella formazione dell’osso: i condrociti, produttori di cartilagine; gli osteoblasti, produttori di osso; gli osteoclasti, riassorbitori di osso.

Tessuto epiteliale e ghiandolare Il sistema locomotore, scheletro, giunture e muscolo scheletrico hanno origine dal mesoderma, pertanto, seguono le linee differenziative di tipo mesenchimale (mesenchimal stem cells, msc). Cellule mesenchimali Tessuto epiteliale e ghiandolare

Linee differenziative della cellula mesenchimale Le cellule mesenchimali (msc) esprimono, nel corso del differenziamento, linee cellulari che appaiono fenotipicamente diverse e compongono i tessuti di origine dal mesenchima. Linee differenziative della cellula mesenchimale a – cellula mesenchimale b – fibroblasti c – condrociti d – osteociti e – adipociti f – granulociti g – endoteliociti h – cellula staminale emopoietica - mioblasti

Nel corso del differenziamento dello scheletro, genericamente, vengono espresse due formazioni mesenchimali, assai diverse fenotipicamente tra loro: il tessuto connettivo fibroso ed il tessuto cartilagineo Il differenziamento dello scheletro ha partenza da questi tessuti in precisi distretti dell’organismo. Il risultato è in ogni caso l’osso, tessuto in cui la componente organica viene cementata da cristalli di idrossiapatite che rappresenta una vera e propria riserva (banca) del Ca++ dell’organismo.

Recenti ricerche (1996-1999) hanno dimostrato che alcuni fattori di crescita sono impegnati nella formazione dell’osso : IGF (insulin growth factor o fattore di crescita insulinico), TGFß (transforming growth factor beta o fattore di crescita induttore del differenziamento), BMP (bone morphogenetic protein o fattore di crescita proteine morfogenetiche dell’osso), FGF (fibroblast growth factor o fattore di crescita fibroblastico). Ciascuna delle famiglie dei fattori di crescita consiste di multipli geni. IGF, TGFß , BMP e FGF sono prodotti anche dagli osteoblasti e dalle altre cellule osteogenetiche. Vari ormoni, fattori di crescita e stress meccanici influenzano la produzione nelle cellule osteogenetiche di IGF, TGFß , BMP e FGF, che agiscono nella regolazione locale della formazione di osso. Più recentemente è stato dimostrato che l’uso di IGF, TGFß , BMP e FGF riduce i tempi di riparazione da fratture e induce la formazione di osso neoformato negli impianti. N. B. growth factor (GF) = fattori di crescita, proteine induttrici della proliferazione e del differenziamento cellulare

BMP, le proteine morfogenetiche dell’osso, sono citochine multifunzionali membri della superfamiglia delle TGF-ß, fattore di crescita induttore del differenziamento. Sono le sole molecole segnale che possono indurre neoformazione di osso in sede tipica od eterotipica (2000-2003). Le BMP sono anche distribuite in larga misura in altri distretti dell’organismo, nervi, canale alimentare, rene, cuore e polmone e sembrano avere un ruolo centrale nella organogenesi di vertebrati. L’idoneo stimolo è proliferativo e non propriamente differenziativo o meglio la risposta allo stimolo dipende a) dai potenziali fenotipi della cellula stimolata; b) dalla concentrazione del fattore di crescita; c) dalla concentrazione dei recettori cellulari

Lo scheletro A simmetria bilaterale, consiste di una porzione assile e di una appendicolare. Lo scheletro assile comprende ossa piatte e corte. Lo scheletro appendicolare comprende ossa lunghe, piatte e corte.

Lo scheletro cranio busto arto superiore arto inferiore

Il sistema scheletrico rappresenta il sostegno dell’intero corpo, i segmenti scheletrici che lo compongono costituiscono l’impalcatura che sostiene i tessuti molli e gli organi, ne determina i cambiamenti di posizione in toto o in parte mantenendone i rapporti ed impedendo deformazioni o compressioni incompatibili con la vita. Costituisce un modello di studio chiaro, preciso, semplice e facilmente comprensibile. Rappresenta per l’alta ripetitività nella forma e nella posizione dei segmenti scheletrici e per la reperibilità dei suoi componenti un valido modello di studio attuale e completo (Evidence Based Medicine).

SISTEMA SCHELETRICO (circa 204 segmenti) Scheletro assile (86-88) - cranio (29) - colonna vertebrale (32-34) - coste (24) - sterno (1) Scheletro appendicolare (126) - arti superiori (64) - arti inferiori (62)

FUNZIONI DELLO SCHELETRO Supporto Protezione Movimento Deposito di minerali e lipidi Produzione di cellule del sangue

Architettura del tessuto osseo Compatto: - denso e solido - unità funzionale = osteone  canale centrale (Havers)  canale perforante (Volkmann)  lamelle concentriche - tra gli osteoni: lamelle interstiziali - sui margini interni ed esterni: lamelle circonferenziali - ricopre la superficie esterna dell’osso, dove a sua volta è rivestito dal periostio o dalla cartilagine articolare - resiste a sollecitazioni unidirezionali (asse di orientamento degli osteoni)

Architettura del tessuto osseo 2. Spugnoso: - rete di trabecole formata da lamelle ossee - generalmente non ci sono osteoni - la diffusione dei nutrienti avviene tramite canalicoli - alleggeriscono il peso complessivo dell’osso - ricopre la superficie interna delle ossa e, ove presente, circonda il midollo osseo - è rivestito dall’endostio - resiste a sollecitazioni multidire- zionali

Nel segmento scheletrico, dall’esterno all’interno, distinguiamo: 1 – il periostio 2 – lo strato circonferenziale esterno 3 – lo strato di osso compatto (nelle diafisi) 4 – lo strato circonferenziale interno 5 – l’endostio

Osso lungo Osso piatto Osso corto

Classificazione dei segmenti scheletrici Ossa lunghe Ossa corte Ossa piatte Ossa irregolari Ossa pneumatiche Ossa wormiane o suturali Ossa sesamoidi

Classificazione dei segmenti scheletrici secondo le caratteristiche organolettiche Ossa lunghe: l’asse lungo prevale sugli altri; Ossa corte: gli assi lunghezza, larghezza e spessore si equivalgono; Ossa piatte: gli assi di lunghezza e larghezza prevalgono sullo spessore; Ossa irregolari: hanno caratteri misti corti e piatti. Ossa pneumatiche: contengono cavità piene di aria; Ossa wormiane o suturali: si trovano nello scheletro del cranio; Ossa sesamoidi: si trovano nei tendini;

Osso lungo

Le ossa lunghe Epifisi prossimale Diafisi Epifisi distale

Le ossa lunghe Sezione della diafisi

Epifisi Osso lungo Diafisi

Osso piatto

Le ossa corte

Osso corto e irregolari

Ossa pneumatiche

Vascolarizzazione di un segmento scheletrico Diafisi Epifisi

Modello vascolare dell’osso Corticale sottoperiostio Corticale – zona di inserzioni Cavità midollare Art. midollare asc. 1. Arteria nutritizia Art. midollare disc. 2. Arteriole periostali anastomosi 3. Arteriole metafisarie