Anatomia e fisiologia dell’osso

Osteoporosi ⇒ ossa porose Definizione della WHO L‘osteoporosi è una malattia sistemica dello scheletro, che si manifesta con una riduzione della massa ossea e un peggioramento della microarchitettura delle ossa, cui conseguono una aumentata fragilità e una tendenza alle fratture.

Determinanti della resistenza ossea Densità dell’osso + Qualità dell’osso = Resistenza dell’ osso

Determinanti della resistenza ossea Densità dell’osso + Qualità dell’osso = Resistenza dell’ osso Velocità di remodeling Dimensioni e forma dell’ osso Microarchitettura Accumulo di danni Mineralizzazione Qualità della matrice

Osteoporosi osso normale osteoporosi

Resistenza al carico delle ossa La resistenza al carico di un singolo osso, e quindi dell‘intero scheletro, dipende da più fattori Forma La massa ossa rappresenta il fattore prognostico indipendente più importante per il rischio di fratture Infatti la definizione WHO della osteoporosi delle donne post-menopausa si basa sulla densità ossea Massa ossea Qualità strutturale

Funzioni dello scheletro Lo scheletro rappresenta 10-15% del peso corporeo ed ha varie funzioni: sostiene i tessuti molli fornisce punti di attacco ai muscoli protegge alcuni organi funge da riserva per ioni minerali importanti come calcio, fosfato e magnesio.

Tipi di osso osso corticale, che costituisce il rivestimento esterno compatto dell’osso, e che rappresenta 85% del peso dello scheletro osso trabecolare o spongioso, formato come da una matrice a nido d’ape N.b. l’osso trabecolare è più reattivo agli stimoli ormonali e farmacologici

Struttura anatomica dell’osso

Osso trabecolare Formato da rete di trabecole Nei corpi vertebrali è solo 20% della massa…. …ma fino all’ 80% della superficie ossea

Composizione dell’osso Cellule metabolicamente attive in matrice rigida Matrice organica (osteoide) = 30% massa ossea 90% collagene di tipo I 10% altre proteine (osteocalcina, osteonectina) Minerali = 70% massa ossea per 2/3 calcio fosfato per 1/3 calcio idrossido

Proporzione di osso trabecolare e corticale in varie sedi

Osso osteoporotico (a dx) con rarefazione delle trabecole

Decorso delle distruzione architettonica dell’ osso spongioso A sinistra: travate ossee connesse fra di loro con numerosi ”nodi” (spongiosa normale) In centro: lacune di riassorbimento osteoclastico con rarefazione delle travate ossee (osteopenia). A destra: ulteriore compromissione ossea con interruzioni del reticolato di travate ossee (quadro conclamato di osteoporosi).

Modelling e remodelling Modelling = formazione di nuovo osso Si compie nella infanzia Remodelling = riassorbimento osseo e formazione di nuovo osso È il processo che predomina nell’età adulta

Entità del remodelling Ogni anno…. 2-10% dello scheletro degli adulti viene rimodellato 80% del remodelling riguarda l’osso trabecolare

Andamento della massa ossea nel corso della vita

Picco di massa ossea

Tipi di cellule implicate nella formazione e nel riassorbimento osseo Osteoblasti Osteoclasti Osteociti

Osteoblasti: cellule della formazione ossea derivano dalle staminali presenti nel midollo osseo Produzione della matrice Produzione di proteine e componenti organiche Secrezione di enzimi Recettori per PTH, Vit D ed altri ormoni Regolano la neoformazione ossea

Osteoclasti: cellule del riassorbimento osseo derivano da unità di granulociti-macrofagi formanti colonie Sulla superficie mineralizzata dell’osso (legame mediato da integrine) Non hanno recettori Sono attivati dagli osteoblasti Secernono enzimi litici

Riassorbimento osseo e omeostasi calcica Il riassorbimento osseo è anche un processo indispensabile per ripristinare il livello di calcemia I fattori che regolano la produzione dell’osso (PTH, Vit D, calcitonina etc.) sono quindi anche responsabili dell’omeostasi calcica

Rimodellamento osseo Cellule di rivestimento Osteoblasti Osso mineralizzato 1. Quiescienza 4.Formazione Retrazione delle cellule Linea di cementificazione 2. Attivazione 5. Mineralizzazione Osteoclasti Unità strutturale ossea 6. Quiescenza 3. Riassorbimento Compston 1996

Riassorbimento dell‘osso Gli osteoclasti riassorbono l‘ osso a partire dalla superficie interna (Endostio) L‘ osso spongioso con la sua ampia superficie di attacco viene riassorbito ad una velocità 5 volte superiore rispetto all‘osso corticale Zone ricche di osso trabecolare: corpi vertebrali collo del femore coste

Una qualità ossea compromessa… ….deriva da ridotta densità ossea alterazione del rapporto fra corticale e trabecolare ridotto numero di “nodi“ nella spongiosa perforazione delle trabecole da parte degli osteoclasti ridotta neoformazione ossea (Insufficiente attività degli osteoblasti) insufficiente mineralizzazione della matrice ossea anomalie nella disposizione del collagene („cross-linking“) insufficienti meccanismi di riparazione

Mineralizzazione ottimale equilibrata mineralizzazione insufficiente osso ipermineralizzato Combinazione ottimale di elasticità e durezza Alta elasticità Alta durezza

Picco di massa ossea

Fattori che influenzano il raggiungimento del PMO Determinanti genetici Fattori ambientali Apporto di calcio Apporto di vitamina D Altri Sesso Dieta (apporto proteine) Ormoni Stimoli meccanici Farmaci

Perdita ossea dopo il raggiungimento del PMO Dopo i 20-25 anni maschi e femmine entrano in un periodo di consolidamento, ma dai 25-35 anni in poi iniziano a perdere massa ossa L’attività osteoclastica diventa proporzionalmente superiore Nella femmine dopo la menopausa la perdita di massa ossea ha una brusca accelerazione La perdita è inizialmente maggiore nella zona trabecolare

Fattori implicati nella perdita ossea post - PMO Genetici Ormonali Ambientali Basso apporto di calcio e vitamina D Basso apporto proteico Scarsa esposizione al sole Ridotta attività fisica Fumo, alcol, caffè Malattie Farmaci

Fattori implicati nella perdita ossea post - PMO

Ormoni ad azione sul metabolismo osseo Estrogeni Calcitonina PTH Altri GH Insulina corticosteroidi

Fattori di rischio per lo sviluppo di osteoporosi Sesso femminile Familiarità Età avanzata Storia di fratture Menopausa precoce Fumo Basso peso corporeo Immobilizzazione Bassa assunzione di calcio Trattamento con steroidi