OSTEOGENESI

Formazione di tessuto osseo su una preesistente matrice connettivale (mesenchima, pericondrio, osso) (dove? ossa del cranio, mandibola, clavicola)

•OSSIFICAZIONE DIRETTA (intramembranosa)

•OSSIFICAZIONE INDIRETTA (endocondrale)

Formazione di tessuto osseo su una preesistente matrice cartilaginea (cart. ialina) che poi mineralizza

(dove? ossa corte e ossa lunghe)

modalità diretta

ossificazione di:

ossa del cranio,

mandibola,

clavicola

OSTEOGENESI

Ossificazione diretta

• Cellule mesenchimali si differenziano in osteoblasti che iniziano a produrre la matrice ossea (osteoide) poi mineralizzata (osso) • Gli osteoblasti circondati dalla matrice

mineralizzata diventano osteociti (più piccoli, in lacune, con prolungamenti citoplasmatici nei canalicoli)

• Le piccole masse di osso neoformato vengono dette

spicole ossee che si uniscono a formare trabecole ossee

Mesenchima

OSTEOGENESI

Formazione di una spicola ossea

OSTEOGENESI

Osteoide in fase di calcificazione

OSTEOGENESI

OSTEOGENESI

Ossificazione diretta

• Le trabecole formano una rete tridimensionale al cui interno troviamo cellule emopoietiche (midollo rosso)

• Questo osso, appena formato, è a fibre intrecciate (osso primario) e sarà sostituito da osso lamellare (osso secondario).

Trabecole ossee primitive calcificate

OSTEOGENESI

OS

TE

OG

EN

ES

I

Osteoblasti Osteoide Matrice ossea mineralizzata Mesenchima (con un capillare e osteoblasti) Osteociti

OS

TE

OG

EN

ES

I

Trasformazione di osso spugnoso in compatto

OS

TE

OG

EN

ES

I

Le ossa così formate si accrescono successivamente per apposizione

OSTEOGENESI

Rimodellamento: lavoro contemporaneo di osteoclasti e osteoblasti; non varia la forma dell’osso

Modellamento: modifica della forma dell’osso durante l’accrescimento corporeo Gli osteoclasti contribuiscono al rimodellamento ed al modellamento osseo

MODELLAMENTO OSSEO

OSTEOGENESI

OSTEOGENESI

OSTEOCLASTI E MODELLAMENTO OSSEO

OSTEOGENESI

microvilli

Matrice ossea

calcificata (dopo parziale

decalcificazione)

OSTEOCLASTO

OSTEOGENESI

OSSIFICAZIONE DELLE

OSSA LUNGHE E BREVI:

a) Pericondrale (modalità diretta)

b) Endocondrale (modalità indiretta)

L’accrescimento in spessore e in lunghezza nelle ossa lunghe e brevi

avviene per ossificazione:

a) Pericondrale (modalità diretta)

b) Endocondrale (modal. indiretta)

Alla 5^-6^ settimana

Al termine

dell’accrescimento dell’osso

Cartilagine in

blu-viola, osso in

nero, arterie in

rosso.

Sviluppo di un osso lungo.

Come ci si arriva?

OSTEOGENESI

Ossificazione periostale (modalità diretta)

•Formazione di un modello cartilagineo del futuro osso, che si accresce in lunghezza e larghezza (A)

OS

TE

OG

EN

ES

I

Ossificazione periostale (modalità diretta)

Le cellule più interne del pericondrio (mesenchimali) si differenziano in osteoblasti (1) che formano un manicotto o collare osseo pericondrale (ossificazione diretta)

OSTEOGENESI

Crescita in spessore delle ossa lunghe

• Formazione di nuovo tessuto osseo dal periostio

• Riassorbimento del tessuto osseo sul

versante dell’endostio • In questo modo viene anche regolato:

– Lo spessore dell’osso corticale – Il diametro della cavità midollare

I condrociti al centro della diafisi diventano ipertrofici, la matrice che li circonda comincia a calcificare ed i condrociti vanno in apoptosi

I FASE: processo di

ossificazione della diafisi

(centro di ossificazione

primario)

OSTEOGENESI

Il manicotto osseo è penetrato da un’arteria che entra nella cartilagine calcificata (cavità centrale dell’osso), portando

condroclasti-cellule osteoprogenitrici-cellule emopoietiche

OSTEOGENESI

Ingresso di

vasi dal

periostio

entro la

ECM

cartilaginea

calcificata

OSTEOGENESI

I setti longitudinali di matrice cartilaginea calci-

ficata risparmiati dalla demolizione sono la base

su cui, per l’ azione combinata di condroclasti - cellule osteoprogenitrici - cellule emopoietiche,

viene costruito il nuovo tessuto

OSTEOGENESI

OSTEOGENESI

due trabecole

di osso

neoformato

(acidofilo) su

una parte

centrale di

matrice

cartilaginea

calcificata

(basofila)

OS

TE

OG

EN

ES

I

Cartilagine di coniugazione

Il manicotto

osseo, rigido

perché

calcificato,

costringe i

condrociti

della diafisi a

disporsi in

file parallele

OSTEOGENESI

Crescita in lunghezza delle ossa lunghe

Ne è responsabile cartilagine di coniugazione o metafisaria

Che può essere suddivisa in cinque strati:

– zona di riposo o riserva – zona proliferativa (sotto l’azione ormonale)

– zona di maturazione – zona ipertrofica – zona di ossificazione

OS

TE

OG

EN

ES

I

OSTEOGENESI

OS

TE

OG

EN

ES

I

Riposo

Proliferazione

Maturazione

Ipertrofica

Degenerazione

Ossificazione

OSTEOGENESI

II FASE: ossificazione delle epifisi alla nascita (centri secondari)

e allungamento successivo dell’osso entro i venti anni di età

OSTEOGENESI

OSSIFICAZIONE INDIRETTA (epifisaria)

• Nell’epifisi i condrociti + centrali vanno incontro a ipertrofia e morte cellulare programmata

• Vasi sanguigni penetrano dal pericondrio, formando un

centro di ossificazione secondario • Inizia quindi la deposizione del tessuto osseo primario • Il tessuto cartilagineo rimane

– sull’estremità dell’epifisi (cartilagine articolare) – nella zona di confine tra epifisi e diafisi (metafisi)

a formare la cartilagine di accrescimento

OSTEOGENESI

OSTEOGENESI

Ossificazione dell’epifisi (fase iniziale)

Vasi sanguigni Siti iniziali di calcificazione della cartilagine e di deposizione ossea

OSTEOGENESI

OSTEOGENESI

OSTEOGENESI

Cartilagine articolare Epifisi Piastra di accrescimento Diafisi

OSTEOGENESI

MINERALIZZAZIONE DELL’OSTEOIDE

• È necessario che le concentrazioni locali di Ca++ e PO4

-- superino un valore soglia • Gli osteoblasti secernono l’osteocalcina, una

glicoproteina che lega il Ca++ e ne aumenta la concentrazione locale

• Rilasciano inoltre vescicole della matrice, ricche di fosfatasi alcalina e pirofosfatasi, enzimi che aumentano la concentrazione locale di PO4

• Cristalli di idrossiapatite iniziano a formarsi all’interno (?) delle vescicole della matrice

• Si accrescono per apposizione e si fondono tra loro, fino a che tutta l’osteoide non è mineralizzata

Mineralizzazione della matrice ossea (osteoide)

ZONA A

ZONA B

ZONA C

ZONA D

vesicole neoformate

mineralizzazione precoce

delle vescicole della matrice

aumentata mineralizzazione

delle vescicole

intensa mineralizzazione

delle vescicole

ZONA E

Matrice ossea completamente

mineralizzata

osteoblasti

OSTEOGENESI