Ossificazione1. Intramembranosa:

a) formazione del centro di ossificazioneb) accrescimentoc) modellamento e mineralizzazione

Es.: ossa del cranio, clavicola, patella

La mandibola, parte della clavicola e la maggior parte delle ossa del complesso cranio-facciale sono di origine intramembranosa.

Le modalità del differenziamento osteogenetico sono strettamente interconnesse con il microambiente, probabilmente la disponibilità di collagene di tipo I ed altre molecole. I centri di ossificazione, infatti, sono caratterizzati, inizialmente da incremento di collagene di tipo I e differenziamento osteoblastico.

Fattore microambientale determinante è la spinta meccanica dei contenuti della cavità cranica (meningi, vasi sanguiferi ed encefalo) in corso di accrescimento.

Nella clavicola e nella mandibola dopo che sono iniziati i processi di ossificazione intramembranosa si forma una cartilagine secondaria, che parteciperà ai processi di accrescimento.

2. Condrale (endo e/o peri):

a) formazione di un modello (blastema) di cartilagine

ialina (condrificazione del blastema mesenchimale)

b) differenziazione osteogenica

c) formazione del centro di ossificazione primario

d) formazione dei centri di ossificazione secondari

e-f) allungamento

g) fusione e saldamento dei centri di ossificazione

Es.: omero, femore, tibia

Ossificazione

LA CARTILAGINE IALINA

PROTEINE DELLA MATRICE CARTILAGINEA

- Condrocalcina (c-polipeptide del II tipo di procollagene): ha ruolo nella calcificazione della cartilagine;

- Acido γ-carboxyglutamico (GLA) modula l’attività della proteina morfogenetica dell’osso BMP, controlla l’accumulo di minerali nella cartilagine;

- biglicano (HAPG1) e decorina (HAPG2) glicoproteine che interagisconocon il collagene ed il TGF beta 1. modulano la sintesi e l’accumulo di glicoproteine nella cartilagine;

- glicoproteine fosforilate: a) sialoproteine dell’osso, il centro di nucleazione dell’idrossiapatite; b) trombospondine, interagiscono con le fibronectine ed implicate nella migrazione cellulare con l’attivazione di ADAM disintegrine e metalloproteinasi) e nello sviluppo.

2. Condrale (endo e/o peri):

a) formazione di un modello (blastema) di cartilagine ialina

b) condrolisi

c) formazione del centro di ossificazione primario

d) formazione dei centri di ossificazione secondari

e-f) allungamento

g) fusione e saldamento dei centri di ossificazione

Es.: omero, femore, tibia

Ossificazione

Endocondrale o apposizione endocondrale e/ metafisaria (allungamento) nell’osso lungo.

Allungamento di un osso lungo

Cartilagine ialina

Cartilagine metafisaria

Tessuto osseo

Strati della cartilagine metafisaria

(in senso epifisi diafisi)

Cartilagine ialina (zona di riposo)

Cartilagine seriata

Accrescimento della cartilagine

Trasformazione della cartilagine

Ossificazione

Rimodellamento

Cartilagine ipertrofica

Cartilagine calcificata

Condrolisi

Formazione di osso primario

Erosione – osso secondario

Pericondrale o apposizione periostale (ispessimento)

Ossificazione

Produzione, deposizione e organizzazione dei cristalli di idrossiapatite.

L’organizzazione delle fibrille collagene differisce nell’osso primario rispetto al secondario, ciò che riflette la differente forma dei cristalli di idrossiapatite nelle due varianti. Infatti, mentre questi hanno forma di cristalli aghiformi nell’osso secondario assumono anche l’aspetto morfologico di sottili piastre nell’osso primario e sono di minore peso molecolare.

Osteocita nel suo osteoplasto circondato dalla matrice ossea cementata

Accrescimento di un osso lungo

1. Allungamento: per apposizione metafisaria2. Ispessimento: per apposizione periostale

E’ regolata da : introduzione di sali di calcio e fosforo: vitamine A, C, D: PTH, calcitonina, T4, GH, estrogeni, testosterone

N.B. il modello proposto per l’osso lungo in realtà è ripetuto in tutti gli altri segmenti scheletrici che riconoscono in fase precoce un blastema cartilagineo.

RIMODELLAMENTO OSSEO

Il rimodellamento osseo comprende il riassorbimento di osso preesistente e la formazione di osso di nuova formazione.

Le due principali funzioni del rimodellamento riguardano la capacità dell’osso di essere responsivo alla mutata condizione metabolica ed alle mutate sollecitazioni meccaniche meccaniche. I due processi sono del tutto integrati.

E’ anche la risposta ai microdanni che comporta la normale conduzione di vita.

Permette nel corso della rigenerazione dell’osso la perfetta integrazione con l’osso preesistente.

Riparazione della ferita ossea Rigenerazione e rimaneggiamento

dell’osso neoformato

PROTEINE DELLA MATRICE OSSEA COINVOLTE NELL’AGING

Osteocalcina, prodotta dagli osteociti maturi è incorporata nella matrice delle lacune;

Osteopontina, prodotta dagli osteociti maturi è incorporata nella matrice delle lacune;

Collagene I, prodotta dagli osteociti maturi è incorporata nella matrice delle lacune;

Fattore osteoblasto/osteocita 45 (OF45), prodotto dagli osteoblasti maturi e successivamente dagli osteociti, di cui regola le funzioni ed il mantenimento del fenotipo;

Connessina 43, è una proteina dell gap junction;

Osteoprogerina, ha ruolo nel signalling osteocitario con RANKL, si trova sulle membrane cellulari e sui prolungamenti dendritici;

Fattore stimolante colonie macrofagiche ( M-CSF), è espresso dagli osteociti maturi;

CD44, è una molecola di adesione espresa dopo le modificazioni da blasto a osteocita;

Fattore di accrescimento del connettivo (CTGF), regola la funzione degli osteociti durante le sollecitazioni meccaniche;

Fattore di accrescimento beta (TGF-beta), inibisce il riassorbimento osseo.