Cellula ossea
Come è fatta una cellula ossea?
La cellula ossea è una cellula che partecipa alla composizione del tessuto osseo, che è un tessuto connettivo altamente specializzato.
In realtà, più che di cellule ossea, sarebbe opportuno parlare di cellule del tessuto osseo, al plurale, poiché non esiste una sola popolazione di questo tipo di cellule.
All'interno del tessuto osseo, infatti, esistono 3 differenti specie cellulari mature, oltre alle cellule osteoprogenitrici, cioè le cellule ossee immature da cui derivano gli altri tipi cellulari. La cellula ossea, pertanto, può identificarsi con l'osteoblasto, l'osteoclasto o l'osteocita.
Cellule ossee: osteoblasto e osteocita appartengono alle stessa linea cellulare, gli osteociti si differenziano a partire da progenitori della linea dei macrofagi.
La cellula ossea che produce nuovo tessuto: l'osteoblasto
La cellula ossea deputata alla produzione di nuovo tessuto osseo si chiama osteoblasto.
La necessità di produrre nuovo tessuto osseo non si esaurisce con la maturità fisica dell'individuo, ma continua per tutta la vita. A parte la necessità di riformare il tessuto in seguito a fratture o lesioni, in generale il tessuto osseo è continuamente sottoposto a turn-over, secondo un processo che vede all'incirca il 10% del tessuto rinnovato annualmente.
L'osso infatti, a differenza di quanto si potrebbe essere portati a credere, non è un tessuto sterile e privo di vita ma anzi è la sede di una grande attività enzimatica, portata avanti, appunto dalle cellule ossee che lo abitano.
Morfologicamente, l'osteoblasto è una cellula ossea grande e dal nucleo tondeggiante. All'interno del citoplasma presenta un apparato di Golgi molto sviluppato, abbondante reticolo endoplasmatico, abbondanti granuli secretori e molti ribosomi.
Sono, evidentemente, cellule in cui avviene una florida sintesi proteica, come si conviene a delle cellule il cui compito è quello di creare nuovo tessuto.
All'interno del tessuto osseo, gli osteoblasti si ritrovano in quelle zone dove c'è la necessità di formare tessuto nuovo: le componenti ossee in espansione, soprattutto durante la crescita, e la superficie di endostio e periostio nel tratto osteogenico del tessuto.
Così collocate, queste cellule ossee si dispongono in fila a formare uno strato simile ad un epitelio.
Durante la formazione di nuovo tessuto, rimangono circondate dall'osso da esse stesse prodotto e restano inglobate in lacune, dove maturano divenendo osteociti.
Per creare nuovo osso, gli osteoblasti secernono collagene di tipo I, proteoglicani e glicoproteine, cioè la componente organica del tessuto, e partecipano alla regolazione della deposizione della componente mineralizzata.
La cellula ossea che degrada il tessuto vecchio: gli osteoclasti
Se gli osteoblasti sono le cellule ossee che formano nuovo tessuto, gli osteoclasti sono quelle che lo degradano, partecipando al turn-over dell'osso.
L'aspetto degli osteoclasti è molto differente rispetto a quello delle altre cellule dell'osso: questa cellula ossea, infatti, appare di dimensioni enormi, che possono raggiungere i 100 μm.
Le dimensioni eccezionali di questa categoria di cellule del tessuto osseo riflette la loro natura sinciziale: gli osteoclasti infatti, si originano attraverso la fusione di più cellule immature della linea dei monociti – macrofagi e presentano nel citoplasma decine di nuclei.
L'interno degli osteoblasti appare schiumoso, perché ricco di vescicole e lisosomi, e presentano al proprio interno un apparato di Golgi grande ma frammentato, poco reticolo endoplasmatico rugoso e molti ribosomi liberi.
La superficie degli osteoclasti è decisamente caratteristica: l'elemento distintivo è rappresentato da un orletto increspato, ossia una struttura formata da microvilli di forma clavata dove avviene l'erosione del tessuto osseo. Nello spazio tra i microvilli, infatti, la cellule rovescia acido cloridrico e enzimi lisosomiali.
La creazione di un ambiente acido e la presenza di enzimi digestivi consentono l'erosione sia della componente minerale che di quella organica dell'osso. I composti disgregati dall'azione di queste cellule ossee vengono assorbiti e riversati nel circuito sanguigno all'altezza dei capillari.
Per ottenere l'acido cloridrico, la cellula si avvale dell'azione dell'enzima anidrasi carbonica, che consente alla CO2 di reagire con l'acqua producendo acido carbonico, che si dissocia immediatamente in ione bicarbonato e ione H+. Il bicarbonato, insieme a ioni Na+, viene scambiato con il circuito sanguigno ricevendo ioni Cl−.
L'erosione operata dagli osteoclasti porta alla formazione di fossette nel tessuto osseo, dette fossette di Howship, che ospitano gli osteoclasti stessi.
Osteoclasto.
La cellula ossea che regola l'omeostasi del calcio: l'osteocita
La terza categoria di cellule ossee è quella formata dagli osteociti. Queste cellule rappresentano la forma matura della cellula ossea vera e propria e derivano dalla maturazione degli osteoblasi. Una volta intrappolati nelle lacune, infatti, gli osteoblasti vanno incontro a modificazioni e si tramutano in osteociti, perdendo la capacità di sintetizzare nuovo tessuto osseo.
Gli osteociti sono in grado di regolare il riassorbimento di ioni Calcio e determinarne il rilascio nel sangue, rendendo il tessuto osseo la principale sede dell'omeostasi del calcio nell'organismo. L'attività degli osteociti è però regolata dall'azione di un ormone, la calcitonina, prodotto dalla tiroide, che rappresenta il centro di controllo di questa attività omeostatica.
Dal punto di vista citologico, gli osteociti si presentano come cellule piccole e con pochi organelli cellulari, non più in grado di riprodursi. Il citoplasma degli osteociti si sviluppa in sottili prolungamenti, che si insinuano nei canalicoli del tessuto osseo, e si collegano a quelli degli altri osteociti attraverso gap junction cosicché gli scambi gassosi e nutritivi tra queste cellule ossee possano avvenire anche se ognuna rimane all'interno della sua lacuna.
Oltre a controllare l'omeostasi del calcio, gli osteociti regolano l'attività degli osteoblasti: producono infatti una proteina, detta sclerostina, che ne inibisce l'attività osteogenica. In seguito a sollecitazioni meccaniche la secrezione di sclerostina si interrompe e gli osteoblasti intensificano l'attività.
Differenza tra osteocita e osteoblasto: si noti la formazione pseudoepiteliale formata dagli osteoblasti e l'isolamento apparente degli osteociti, connessi mediante i prolungamenti citoplasmatici che si insinuano nei canalicoli del tessuto osseo.
Regolazione della degradazione del tessuto osseo
I processi di degradazione del tessuto osseo sono invece regolati dagli osteoblasti, che possono inibire o favorire l'attività degli osteoclasti.
Tale forma di regolazione si determina attraverso la produzione e secrezione di due molecole alternative: RANKL è la molecola segnale che regola positivamente la degradazione del tessuto osseo da parte degli osteoclasti mentre l'osteoprotegerina esercita l'azione opposta.
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