Anatomia e Anatomia e fisiologia dell’ossofisiologia dell’osso

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.

Osteoporosi ⇒ ossa porose

Determinanti della resistenza Determinanti della resistenza ossea ossea

Densità dell’osso + Qualità dell’osso Resistenza dell’ osso

=

Determinanti della resistenza Determinanti della resistenza ossea ossea

Densità dell’osso

+ Qualità dell’osso Resistenza dell’ osso

=

1. Velocità di remodeling

2. Dimensioni e forma dell’ osso

3. Microarchitettura

4. Accumulo di danni

5. Mineralizzazione

6. Qualità della matrice

Osteoporosi

osteoporosi osso normale

La resistenza al carico di un singolo osso, e quindi dell‘intero scheletro,dipende da più fattori

• Massa ossea

• Forma

• Qualità strutturale

La massa ossa rappresenta il fattore prognostico indipendentepiù importante per il rischio difratture

Infatti la definizione WHO dellaosteoporosi delle donnepost-menopausa si basa sulla densità ossea

Resistenza al carico delle ossa Resistenza al carico delle ossa

Funzioni dello scheletroFunzioni 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 ossoTipi 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’ossoStruttura anatomica dell’osso

Osso trabecolareOsso trabecolare

• Formato da rete di trabecole

• Nei corpi vertebrali è solo 20% della massa….

• …ma fino all’ 80% della superficie ossea

Composizione dell’ossoComposizione 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 Proporzione di osso trabecolare e corticale in varie sedie corticale in varie sedi

Forearm (distal radius)

20% trabecular

80% cortical

Vertebrae

65% trabecular

34% cortical

Femoral neck

25% trabecular

75% cortical

Trochanteric region

50% trabecular

50% cortical

Femoral neck

Trochanteric region

Proximal femur

Ward’s triangle

Highly trabecular: exact composition not defined

Osso osteoporotico (a dx) conrarefazione delle trabecole

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).

Decorso delle distruzione Decorso delle distruzione architettonica dell’ osso spongiosoarchitettonica dell’ osso spongioso

Modelling e remodellingModelling 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 remodellingEntità del remodelling

• Ogni anno….– 2-10% dello scheletro degli adulti viene

rimodellato– 80% del remodelling riguarda l’osso

trabecolare

Andamento della massa Andamento della massa ossea nel corso della vitaossea nel corso della vita

Picco di massa ossea Picco di massa ossea

Tipi di cellule implicate nellaTipi di cellule implicate nellaformazione e nel riassorbimento formazione e nel riassorbimento osseoosseo

• Osteoblasti

• Osteoclasti

• Osteociti

Osteoblasti: cellule della Osteoblasti: cellule della formazione osseaformazione 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 Osteoclasti: cellule del riassorbimento osseoriassorbimento 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 Riassorbimento osseo e omeostasi calcicaomeostasi 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

Osso mineralizza

to

Cellule di rivestimento

Retrazione delle cellule

Osteoclasti

1. Quiescienza

2. Attivazione

3. Riassorbimento

4.Formazione

5. Mineralizzazione

6. Quiescenza

Linea di cementificazione

Unità strutturale ossea

Rimodellamento osseoRimodellamento osseo

Compston 1996

Osteoblasti

Gli osteoclasti riassorbono l‘ osso a partire dallasuperficie 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 vertebralicollo del femore coste

Riassorbimento dell‘ossoRiassorbimento dell‘osso

• 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

Una qualità ossea compromessa…Una qualità ossea compromessa……….deriva da.deriva da

equilibrata mineralizzazione

insufficientemineralizzazione

osso ipermineralizzato

Combinazione ottimaledi elasticità e durezza

Alta elasticità Alta durezza

Mineralizzazione ottimaleMineralizzazione ottimale

Picco di massa osseaPicco di massa ossea

Fattori che influenzano il Fattori che influenzano il raggiungimento del PMOraggiungimento 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 Perdita ossea dopo il raggiungimento del PMOraggiungimento 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 Fattori implicati nella perdita ossea post - PMOossea 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 Fattori implicati nella perdita ossea post - PMOossea post - PMO

Ormoni ad azione sul Ormoni ad azione sul metabolismo osseometabolismo osseo

• Estrogeni

• Calcitonina

• PTH

• Altri– GH– Insulina– corticosteroidi

Fattori di rischio per lo sviluppo Fattori di rischio per lo sviluppo di osteoporosidi osteoporosi

• Sesso femminile• Familiarità• Età avanzata• Storia di fratture• Menopausa precoce• Fumo• Basso peso corporeo• Immobilizzazione• Bassa assunzione di calcio • Trattamento con steroidi