Istologia 27 – Osso – Componente cellulare 1
Istologia 27 – Osso – Componente cellulare
L’osso è formato da 4 tipi di cellule:
Pre-osteoblasti
Osteoblasti
Osteociti
Osteoclasti
Pre-osteoblasti
Hanno forma fusata o ovalare. Il nucleo presenta una cromatina dispersa e un nucleolo evidente. Il citoplasma è scarso e basofilo.
I pre-osteoblasti si trovano nel periostio e nell’endostio (dove formano uno strato epitelioide e prendono il nome di lining cells), nel connettivo delle cavità ossee, nelle trabecole, nei canali di Havers e di Volkmann (vedi dopo).
Derivano dalle cellule mesenchimali. Si tratta di elementi cellulari staminali che si trasformano in osteoblasti.
Osteoblasti
Sono cellule di dimensioni notevoli (circa 20 µm). Hanno una forma globosa o poliedrica.
Gli osteoblasti si trovano a contatto con la matrice ossea non ancora mineralizzata.
Qui si uniscono tra di loro attraverso molecole di caderina e formano uno strato epitelioide. Sono collegati anche da gap-junction, tramite le quali coordinano la loro attività. Il nucleo è rotondeggiante ed eucromatico. Il citoplasma è abbondante e basofilo, con granulazioni PAS-positive. La porzione di citoplasma a contatto con la matrice presenta un maggiore accumulo di vescicole.
La loro funzione è quella di produrre le molecole organiche della sostanza intercellulare e sono responsabili del processo di mineralizzazione della sostanza intercellulare.
La differenziazione dei pre-osteoblasti in osteoblasti avviene grazie ad una serie di fattori, tra cui uno dei più importanti è l’espressione del gene Runx 2.
Osteociti
Hanno una forma stellata. Si distinguono:
Corpo cellulare. Ha la forma di lente biconvessa. Il nucleo è eterocromatico ed il citoplasma è piuttosto scarso.
Gli organuli citoplasmatici (RER e apparato di Golgi) tendono a ridursi man mano che la cellula invecchia. Alla fine, la cellula muore per apoptosi.
Il corpo dell’osteocita viene racchiuso in una nicchia scavata nella sostanza intercellulare ossea, detta lacuna ossea, la cui forma ricalca quella della cellula.
Prolungamenti citoplasmatici. Sono accolti all’interno di sottili canali scavati nel tessuto osseo (canalicoli ossei). Alle loro estremità, i prolungamenti di un osteocita sono connessi mediante gap junction con quelli degli osteociti circostanti.
Ciglio primario. Particolarmente sviluppato negli osteociti. Ha un ruolo fondamentale nella percezione del carico meccanico sull’osso.
Per questa loro particolare disposizione, gli osteociti non si dividono.
Tra la membrana plasmatica del corpo cellulare e dei prolungamenti e la matrice mineralizzata rimane uno spazio sottile occupato da tessuto osteoide che non mineralizza. Attraverso il tessuto osteoide l’acqua e le sostanze disciolte (gas respiratori e metaboliti) riescono a raggiungere tutti gli osteociti, anche quelli più
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Gli osteociti sono lo stadio “quiescente” degli osteoblasti. In realtà, non sono cellule inattive; esse svolgono funzioni indispensabili per il tessuto osseo.
In particolare, essi sono responsabili del mantenimento del tessuto osseo e possono alterarne la quantità nel corpo; essi producono, infatti:
FGF-23. Viene prodotto in risposta all'aumento del calcitriolo (forma solubile della vitamina D nel sangue). Agisce a livello dei reni, dove induce un minor riassorbimento di fosfato e si ottiene una minore deposizione di osso.
Sclerostina. Viene prodotta quando viene a mancare il carico meccanico. Questa proteina inibisce gli osteoblasti, determinando una diminuzione del tessuto osseo.
Osteoclasti
Sono cellule giganti (100-200 µm). Sono plurinucleate, in quanto originate dalla fusione dei singoli precursori mononucleati (fino a 50 precursori). La cromatina dei nuclei è dispersa ed il nucleolo è ben evidente. Il citoplasma è debolmente acidofilo, per la presenza di un elevato numero di lisosomi e di vacuoli enzimatici. La porzione di citoplasma a contatto con la matrice ossea ha un aspetto increspato; si parla, quindi, di ruffled border (orletto arruffato).
Si tratta di un ispessimento della superficie cellulare, composta da un gran
numero di ripiegamenti della membrana citoplasmatica che ampliano grandemente la superficie di l’estensione.
In prossimità dell’orletto increspato, il citoplasma contiene:
Vescicole chiare (apparentemente vuote), interpretabili come le porzioni più profonde degli spazi tra le lamine dell’orletto increspato.
Vescicole scure, contenenti diversi enzimi.
Gli osteoclasti, infatti, sono le cellule deputate a riassorbimento dell’osso.
Quando si attivano, aderiscono alla matrice mineralizzata e si scavano una cavità, la lacuna di Howship.
L’adesione avviene grazie alle integrine αVβ3, che si ancorano sull’osteopontina della sostanza fondamentale amorfa. A questo punto, avvengono due eventi:
1. Gli osteoclasti emettono dei podosomi che isolano l’ambiente in cui deve avvenire la digestione. Si viene a creare, così, una zona detta chiara o sigillante.
2. Una volta isolato l’ambiente, si attivano le pompe H+-ATPasi e Cl- sulla membrana dell’osteocita.
Queste solubilizzano l’idrossiapatite ed espongono le molecole organiche dell’osso alla degradazione enzimatica. Uno degli enzimi più importanti che agisce in questa fase è la catepsina K.
3. I prodotti digeriti, attraverso transcitosi, vengono riversati sul versante opposto della cellula, dove verranno riciclati.
Gli osteoclasti risentono di diversi fattori endocrini e nervosi; in particolare, essi hanno il recettore per la calcitonina, prodotta dalle cellule parafollicolari della tiroide. A seguito dell’interazione ligando-recettore, gli osteoclasti si staccano dalla matrice che stanno digerendo e perdono il ruffled border.
Derivano dalla linea differenziativa monocito-macrofagica. Il differenziamento di un monocita/macrofago o di un monocita in osteoclasta si chiama osteoclastogenesi ed è frutto di un dialogo tra il monocita/macrofago e gli osteoblasti.
Gli osteoblasti possiedono, infatti, il recettore per il PTH (paratormone). A seguito del legame ligando- recettore, gli osteoblasti:
Secernono una citochina, l’M-CSF (Macrophage Colony Stimulating Factor). Questo ha una doppia azione:
Agisce a livello del midollo osseo e stimola la produzione di monociti.
Agisce sul monocita/macrofago stesso, inducendo il differenziamento in osteoclasta.
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Espongono sulla propria membrana RANKL (o CD254). Questo agisce da ligando per il recettore RANK espresso dai monociti/macrofagi. L’interazione RANKL-RANK ne induce il differenziamento in osteoclasti.
Quando i livelli di RANKL esposti si alzano eccessivamente, gli osteoblasti producono un'altra molecola, la osteoprotegerina (OPG). Si tratta di un finto recettore, che si lega a RANKL, impedendogli di legarsi a RANK.
In questo modo, viene inibito il differenziamento.
M-CSF, RANKL e OPG vengono orchestrati dagli osteoblasti in modo da ottimizzare la osteoclastogenesi.
