All’osservazione microscopica, si possono distinguere differenti tipi di osso: osso primario, detto immaturo o a fibre intrecciate, ed osso secondario, detto maturo o lamellare.
Tessuto osseo primario
E’ la forma immatura di tessuto osseo presente durante il periodo di sviluppo embrionale e durante i processi riparativi. Possiede molti osteociti e fasci irregolari di collagene che successivamente vengono sostituiti e poi organizzati in osso lamellare, al di fuori di alcune zone: suture delle ossa piatte del cranio, siti di inserzione dei tendini, alveoli dentari. Il contenuto minerale dell’osso primario è notevolmente inferiore a quello dell’osso maturo lamellare.
Il tessuto osseo
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Tessuto osseo secondario
E’ un osso maturo costituito da lamelle parallele o concentriche, spesse da 3 a 7 micron. Gli osteociti, ad intervalli abbastanza regolari, sono sparsi fra le lamelle. I microcanalicoli, contenenti i processi citoplasmatici degli osteociti, formano una rete intercomunicante che collega le varie lacune tra loro e facilitano la diffusione di sostanze nutritive, ormoni e prodotti del catabolismo degli osteociti. Numerosi processi possono venire in contatto e formare giunzioni gap, favorendo così le comunicazioni intercellulari. L’osso secondario è più resistente del primario, data la più alta concentrazione di componente minerale. Inoltre, le fibre collagene dell’osso maturo sono disposte in ordine parallelo all’interno di una singola lamella.
Da un punto di vista macroscopico, l’osso si può distinguere in spugnoso e compatto.
Il tessuto osseo spugnoso
Costituisce la maggior parte delle ossa brevi e delle epifisi delle ossa lunghe; l’orientamento delle traiettorie formate dalle trabecole è tale da opporsi, nei singoli segmenti scheletrici considerati, alle sollecitazioni meccaniche cui essi sono prevalentemente sottoposti. Si trova inoltre nella diploe delle ossa piatte. E’ formato da strati di lamelle associate in trabecole più o meno spesse e variamente anastomizzate a delimitare le cavità midollari (Fig. 1.13).
Il tessuto osseo
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Fig. 1.13: Immagine di tessuto osseo spugnoso (Hansma Lab UCSB Physics Department)
L’osso spugnoso è alquanto disomogeneo, in particolare per quanto riguarda la velocità di deposizione della matrice nelle diverse lamelle (Capurro et al, 1978; Peck e Woods, 1987). Mancano sistemi haversiani completi e le trabecole non sono attraversate da vasi sanguigni (Fig. 1.14).
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Fig. 1.14 Tessuto osseo spugnoso (Anatomia microscopica, Prof. Giovanni Pons, Mantova)
I canalicoli ossei intercomunicanti delle lacune ossee si aprono nelle cavità midollari al di sotto dell’endostio che le riveste; gli osteociti possono quindi ricevere il nutrimento direttamente dall’endostio, per diffusione attraverso la rete canalicolare. Cellule di rivestimento si trovano sulle superfici delle trabecole e tappezzano quindi le cavità midollari; alcuni ritengono che possano avere anche potenzialità emopoietica (Buckwalter e Cooper, 1987).
Il tessuto osseo compatto
Forma i due tavolati delle ossa piatte, lo strato superficiale delle ossa brevi e delle epifisi di quelle lunghe( ad eccezione delle aree rivestite da cartilagine articolare), nonché tutta la diafisi delle ossa lunghe.
Si osservano, oltre alle lacune ossee e ai relativi canalicoli, altri canali di maggior calibro che nella diafisi delle ossa lunghe hanno andamento parallelo all’asse
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Nelle sezioni trasversali di diafisi di ossa lunghe si riconoscono tre sistemi di lamelle: il sistema concentrico o di Havers, che costituisce l’osteone, quello delle lamelle interstiziali, disposte fra gli osteoni, e il sistema delle lamelle circonferenziali.
L’osteone ha forma cilindrica e altezza compresa tra 0,9 e 1,2 mm ed è attraversato nel senso della lunghezza dal canale di Havers, il cui calibro è alquanto variabile (da 20 a 110 micron), e che contiene vasi e fibre nervose amieliniche. La regolarità della forma degli osteoni è maggiore quando il rimodellamento del tessuto osseo è relativamente lento. Le lamelle dell’osteone sono disposte concentricamente al canale di Havers: quella più interna è di più recente deposizione, mentre all’esterno l’osteone è delimitato da una linea frastagliata, detta linea cementante di Ebner, rifrangente e più mineralizzata (Figg. 1.15 e 1.16).
Fig. 1.15 Tessuto osseo compatto: si apprezzano i canali vascolari di Havers e di Volkmann, lacune e canalicoli ossei che appaiono nere sullo sfondo chiaro della matrice ossea mineralizzata (Dip. Anatomia, Istologia e Medicina Legale, Prof. Daniele Bani, Firenze)
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Fig. 1.16 Tessuto lamellare osteonico: le lamelle sono disposte concentricamente al canale di Havers a formare gli osteoni. Tra osteoni contigui sono evidenti le lamelle della breccia ossea (Dip. Anatomia, Istologia e Medicina Legale, Prof. Daniele Bani, Firenze)
Nell’ambito di ogni lamella, le fibre collagene hanno decorso parallelo e l’andamento del collagene di una lamella è quasi ortogonale a quello della lamella vicina. Gli osteociti e le rispettive lacune possono avere sede inter o intralamellare ed hanno forma ellissoidale con il diametro maggiore parallelo alle fibre collagene; quello intermedio è invece parallelo alla superficie delle lamelle che delimitano la lacuna, mentre quello minore è perpendicolare alle lamelle.
Dalle lacune ossee si dipartono canalicoli orientati in varie direzioni; quelli che si spingono fra le lamelle sono pochi, uniformi e terminano a fondo cieco, mentre i canalicoli che attraversano le lamelle sono lunghi, ramificati e anastomizzati con quelli provenienti da altre lacune. I canalicoli che si dipartono dalle lacune più profonde si aprono frequentemente ad imbuto nel canale di Havers, mentre quelli delle lacune più esterne, di norma, sono ricorrenti. Nell’insieme il sistema delle
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scambi metabolici per tutti gli osteociti, dall’altro rappresenta un fattore limitante lo spessore della parete dell’osteone, in quanto il metabolismo degli elementi più periferici si realizza tramite il sistema delle lacune e dei canalicoli e gli scambi con i vasi che decorrono nel canale di Havers sono quindi solo indiretti. Le lamelle del sistema interstiziale colmano gli spazi interposti fra gli osteoni; sono tendenzialmente parallele tra di loro nell’ambito di ogni interstizio, ma sono disposte alquanto diversamente in differenti sistemi interstiziali.
Sulla superficie esterna e su quella interna della diafisi sono invece presenti rispettivamente le lamelle circonferenziali subperiostali e subendostali. Le prime sono spesso attraversate perpendicolarmente o obliquamente da fibre collagene di Sharpey.
Il grado di mineralizzazione del tessuto osseo è alquanto variabile e, di norma, nel tessuto osseo compatto le lamelle interstiziali, che sono le più vecchie, sono anche le più mineralizzate.
Il periostio e l’endostio
Il periostio è una membrana connettivale riccamente vascolarizzata tenacemente adesa alle ossa, ad eccezione delle superfici articolari e delle zone di inserzione dei tendini e dei legamenti.
Istologicamente si distinguono due strati: uno esterno, fibroso e compatto, povero di cellule ma ricco di vasi, ed uno strato profondo più lasso, ricco di cellule e contenente fibre elastiche e un’estesa rete capillare.
Lo strato profondo mostra considerevoli variazioni a seconda dello stato funzionale dell’osso: durante lo sviluppo fetale e postnatale, e nel corso di processi riparativi di fratture, si riscontra sulla sua superficie interna, al limite col tessuto osseo, uno strato di osteoblasti in attiva proliferazione e con proprietà osteogeniche.
Nell’adulto, gli osteoblasti assumono forma fusata e risultano indistinguibili dai fibroblasti circostanti; il loro stato di quiescenza non è pero definitivo perché in caso di lesioni le cellule riacquistano la loro potenzialità osteoformativa, assumono nuovamente le caratteristiche peculiari ed elaborano sostanza ossea. I
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vasi sanguigni dello strato esterno del periostio attraversano lo strato profondo, penetrano nei canali di Volkmann e quindi in quelli di Havers, risolvendosi in una ricca rete capillare.
Grossi fasci di fibre collagene, le fibre di Sharpey, derivanti dallo strato esterno del periostio, penetrano perpendicolarmente od obliquamente nelle lamelle del sistema circonferenziale e dei sistemi interstiziale più esterni, ancorando il periostio all’osso. Queste contribuiscono, insieme ai vasi sanguigni periostali, ad ancorare saldamente il periostio al sottostante osso e sono parzialmente in continuità con i tendini ed i legamenti a livello della loro inserzione (Buckwalter e Cooper, 1897).
L’endostio è una sottile lamina di cellule pavimentose che riveste le cavità midollari, sia nella diafisi delle ossa lunghe, sia nell’osso spugnoso, nonché nei canali di Havers e di Volkmann.
E’ formato da un singolo strato di osteoblasti che, durante lo sviluppo e la crescita, sono attivi con funzione osteoformativa, successivamente si trasformano in osteoblasti quiescienti o cellule osteoprogenitrci con potenzialità osteogeniche nell’adulto.
Il midollo osseo
E’ un tessuto connettivo molle, che occupa la cavità midollare delle ossa lunghe, i canali centrali osteonici di diametro maggiore e gli spazi intertrabecolari dell’osso spugnoso. E’ formato da un delicato tessuto connettivo reticolare, nelle cui maglie sono contenuti vari tipi di cellule. Si distinguono due varietà di midollo osseo: rosso e giallo.
Il midollo osseo rosso è l’unico tipo di midollo presente nel feto e nel bambino; nell’individuo adulto è contenuto esclusivamente nelle vertebre, nello sterno, nelle coste, nelle ossa craniche e nelle epifisi delle ossa lunghe. Esso è il principale
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Il midollo osseo giallo è formato principalmente da cellule adipose, che hanno gradualmente rimpiazzato gli altri elementi emopoietici. Stimoli adeguati sono in grado di trasformare il midollo giallo in midollo rosso, emopoieticamente attivo.