Manuale di Ortopedia e Traumatologia

PARTE 4 - SCIENZE DI BASE, BIOMATERIALI E NUOVE TECNOLOGIE
CAPITOLO 19.2

Biologia dell’osso e della cartilagine

Andrea Fabio Manunta

Direttore Scuola di Specializzazione in Ortopedia e Traumatologia dell’Università degli Studi di Sassari, Unità Operativa di Ortopedia e Traumatologia, Clinica Ortopedica, Cliniche San Pietro, AOUSS, Sassari

andream@uniss.it

Specializzandi partecipanti al progetto: Dott.ssa Corradi Martina, Dott. Moschella Michelangelo, Dott. Meloni Francesco, Dott. Pulino Alessio, Dott. Pes Marco, Dott.ssa Esposito Elisabetta, Dott. Falugiani Jacopo, Dott. Bianchi Visconti Edoardo, Dott. Ucheddu Anselmo, Dott. Antuofermo Stefano, Dott. Nasca Federico, Dott.ssa Hourani Ideh, Dott. Nepitella Luca, Dott.ssa Loi Silvia, Dott. Urraci Danilo, Dott. Tietchou Herman

Abstract

Disponibile il VIDEO (link in alto a destra).


Il tessuto cartilagineo è un tessuto connettivo specializzato con funzionalità di sostegno. Esso è formato da matrice amorfa gelatinosa costituita principalmente da collagene tipo II (Fig. 1), nella quale sono immerse le cellule caratteristiche chiamate condrociti. È un tessuto non vascolarizzato né innervato le cui cellule traggono nutrimento per diffusione del liquido sinoviale che attraversa i vari strati cartilaginei a struttura porosa e dal sottostante osso subcondrale prima della calcificazione del tidemark. A causa di queste caratteristiche è un tessuto che possiede scarse potenzialità rigenerative (video 1).

Le principali proprietà di questo tessuto risultano essere la resistenza, la flessibilità e la capacità di deformarsi entro determinati limiti.

Esistono differenti tipi di cartilagine che vengono distinti tra loro in base alla quantità di sostanza amorfa e a quali tipi di fibre predominano nella composizione (elastiche o collagene): cartilagine ialina, cartilagine fibrosa e cartilagine elastica.

La cartilagine ialina o cartilagine epifisario è il tipo di cartilagine più rappresentato nel corpo umano. Macroscopicamente, appare come una sostanza dall’aspetto viscoso color giallognolo-bianco perla, lucida e opalescente (Fig. 5).

Le cellule che la compongono in maggior misura sono i condrociti talvolta raggruppati in gruppi isogeni riscontrabili nello strato profondo della cartilagine (Fig. 3). Si tratta di un tessuto a basso turnover la cui omeostasi è regolata da processi meccanici e biologici.

La cartilagine ialina si distingue in tre zone (Fig. 4): lo strato tangenziale è quello più superficiale rivestito dalla lamina splendens, inferiormente, si trova la zona radiata e, più in profondità, lo strato di cartilagine calcificata al confine con l’osso subcondrale. Questa riveste i capi articolari delle diartrosi permettendo una funzione meccanica di scorrimento e di protezione dall’usura in seguito al carico.

Durante l’accrescimento, lo scheletro passa progressivamente da una composizione prevalentemente cartilaginea ad una ossea tramite le cartilagini di coniugazione (fisi o cartilagine metafisaria) che garantiscono l’allungamento dei segmenti ossei (Fig. 11). Le fisi sono formate da un disco cartilagineo interposto tra epifisi e diafisi nelle ossa lunghe. L’accrescimento guidato dai nuclei di ossificazione avviene per via interstiziale a partenza dalla cartilagine. Esiste, inoltre, l’accrescimento per apposizione che avviene dall’esterno verso l’interno della cartilagine, ad opera del pericondrio ed è responsabile dell’aumento del diametro diafisario delle ossa lunghe.

L’osso è un tessuto connettivo con funzione di sostegno, meccanica, protezione, di riserva ed emopoietica. Si tratta di un tessuto dinamico (Fig. 12) in cui si ha costantemente rimodellamento in base a stimoli meccanici, ormonali e metabolici. La superficie esterna delle ossa, eccetto la superficie articolare, è rivestita dal periostio che ha un ruolo chiave nella riparazione delle fratture e nella nutrizione, essendo particolarmente vascolarizzato ed innervato, mentre la superficie interna è ricoperta dall’endostio. Dal punto di vista istologico, l’osso è distinto in due parti (Fig. 6): compatto (esterno) e spongioso (interno) (Fig. 10). Mentre microscopicamente, lo distinguiamo in lamellare o a fibre intrecciate. Nell’adulto si trova quasi esclusivamente l’osso lamellare che risulta così organizzato:
– Osso compatto formato da lamelle che si aggregano attorno al canale di Havers generando l’unità fondamentale del tessuto (l’osteone).

  • Osso spongioso con lamelle che si uniscono a formare trabecole ossee intrecciate tra loro che conferiscono all’osso un aspetto alveolare ( 8)

Le componenti cellulari che caratterizzano l’osso sono:

  • Gli osteoblasti che depongono la matrice intercellulare organica composta da fasci di fibre collagene immersi nella sostanza amorfa. Inoltre, regolano la deposizione di sali minerali nella matrice inorganica.
  • Gli osteociti, cellule funzionalmente quiescenti che occupano le lacune ossee.
  • Gli osteoclasti, cellule giganti polinucleate deputate all’ erosione ed al riassorbimento osseo mediante enzimi idrolitici.

In seguito ad insulti meccanici e/o metabolici l’osso può andare incontro a frattura (Fig. 9). In tal caso, la risposta biologica è quella di rigenerare il tessuto danneggiato formando il callo osseo. Il processo parte dalla formazione di un coagulo e dalla progressiva necrosi dei monconi ossei. Gli stimoli biologici permettono la formazione del callo osseo primario che deriva dal periostio (callo osseo periostale) e dalle cellule midollari (callo osseo midollare). Questo cresce come un manicotto fino ad unire i monconi dopo circa 20 giorni. Successivamente, inizia la fase del rimodellamento del callo osseo in cui il tessuto osseo spongioso viene convertito, per effetto del carico, in osso compatto mentre l’osso neoformato non sottoposto a carico viene riassorbito.

Parole chiave: osso, cartilagine, artroscopia, biologia, istologia