2. Composizione del tessuto osseo
costituito da cellule non
addossate le une alle
altre, ma disperse in una
abbondante matrice
extracellulare costituita
Fibronectina
da una componente Trombospondina
Osteopontina
amorfa e da una
componente fibrosa.
5. Metabolismo osseo
Con metabolismo osseo si intende l'insieme dei processi biochimici
responsabili della continua demolizione e rigenerezione ossea.
Visto che l'osso è composto da ca. 1/3 di proteine e 2/3 di minerali, si parla di
METABOLISMO PROTEICO
METABOLISMO MINERALE
Biosintesi del
Deposizione di
COLLAGENE
IDROSSIAPATITE
7. Contenuto % di collagene
% COLLAGENE NEI DIVERSI TESSUTI
in peso nei diversi tessuti
4% nel fegato
10% nei polmoni
12-24% nella parete dell’aorta
50% nella cartilagine
23% nel tessuto osseo
68% nella cornea
72% nella pelle
10. Struttura del tropocollagene
COLLAGEN TRIPLE HELIX
- 6% del peso corporeo
- Ciascuna catena polipeptidica è -Unità strutturale: tropocollagene (285kDa)
avvolta in senso sinistrorso -Forma: simil-treccia
- Tra loro le 3 catene polipetidiche -Tripla elica dx: 3 catene lineari (1000 aa
sono avvolte in senso destrorso ognuna)
-Unità funzionale: GLY-X-Y-GLY-X-Y
- 33% glicina 21% prolina
13. Aminoacidi «speciali»
idrossiprolina
legami H tra le 3 catene
idrossilisina
Punti di glicosilazione
(glc o gal)
14. Idrossiprolina e idrossilisina- legami intracatena
Modificazioni post-traduzionali
LEGAMI H
INTRACATENA
Vitamina C
MODIFICAZIONI
POST-TRADUZIONALI
Vitamina C (glicosilazione)
15. Vitamina C
La vitamina C è presente in alcuni alimenti, insieme a bioflavonoidi, soprattutto nei
vegetali a foglia verde, peperoni, pomodori, kiwi e negli agrumi, particolarmente
concentrata nel frutto di ciliegia amazzonica, l'Acerola, e nella rosa canina. La vitamina
può perdersi nel caso in cui questi alimenti vengano tenuti all'aria per molto tempo o
dentro contenitori di metallo (es: rame). La cottura può comportare perdita di vitamina
(in taluni casi fino al 75%); tale fenomeno può essere ridotto adottando una cottura che
sia il più possibile rapida ed in poca acqua.
Si calcola che la quantità minima giornaliera di vitamina C sia di circa 40-50 mg/die.
17. Allisina-legami crociati
Modificazioni post-traduzionali
I residui di lisina sono ossidati ad
allisina (aldeide).
Due molecole di allisina fanno
condensazione aldolica
Un residuo di allisina forma una
base di Schiff con una lisina
19. Biosintesi del tropocollagene
All’interno della cellula
DNA → mRNA → Pre-protocollagene
cofattori
Vit C
Idrossilazione di prolina e lisina
O2
glicosilazione di lisina
Estremità avvolgimento
procollagene
Estremità secrezione
21. Processamento del tropocollagene
All’esterno della cellula
Vescicole di
secrezione
Procollagene
peptidasi
tropocollagene
Lysyl Oxidase
O2, Cu
ASSEMBLAGGIO
25. Tipi di collagene
-Rappresenta il 90% del collagene totale
-Costituisce i principali t. connettivi: pelle, tendini,
ossa e cornea
Collagene tipo I
Collagene tipo IV
26.
27. Collagene → funzione di supporto → invecchiamento →
degradazione e diminuzione del numero di fibre collagene
Chirurgia estetica
Ingegneria tissutale
il collagene è un biomateriale utilizzato
nell’ingegneria tissutale per suture,
bendaggi, innesti vascolari,valvole
cardiache.
28.
29.
30. Componente amorfa della matrice extra-cellulare
PROTEOGLICANI
Le proteine strutturali fibrose della matrice extracellulare sono incorporate in un gel formato da
proteglicani. I proteoglicani sono formati da polisaccaridi detti glicosamminoglicani (GAG) legati ad
una proteina centrale. I GAG sono costitutiti da unità disaccaridiche che si ripetono. Un glucide del
disaccaride è la N-acetilglucosammina o la N-acetilgalattosamina mentre il secondo è di solito un
acido (acido glucuronico o iduronico).
ACIDO
IALURONICO
33. METALLOPROTEINASI
La matrice extracellulare contiene una serie di proteasi conosciute come metallo
proteinasi della matrice, o MMP.
Si tratta di proteasi contenenti zinco che utilizzano lo zinco per posizionare in modo
corretto l'acqua affinchè partecipi alla reazione proteolitica. Nell'uomo esistono
almeno 23 diversi tipi di MMP, che tagliano tutte le proteine che si trovano nella
matrice, tra cui il collagene e la laminina.
Poiché le MMP degradano i componenti della matrice extracellulare, la loro
espressione è importante per consentire la migrazione delle cellule e il
rimodellamento del tessuto durante la crescita e il differenziamento.
35. Metabolismo minerale
Deposizione di fosfato di calcio (calcio+fosfato)
60% calcio
IDROSSIAPATITE 30% fosforo
Ca10(PO4)6(OH)2 10% ossigeno e idrogeno
La quantità di CALCIO, nel corpo umano, è di ca. 1.5% del peso corporeo (a 70 kg ca. 1'000 gr).
Gli osteoclasti, al giorno, scompongono ca. 1/2 grammo di calcio. Questo significa che lo scheletro,
in un periodo di 5 - 6 anni, viene completamente demolito e ricostruito (1'000gr / 0.5gr/dì).
[Ca] nel sangue = 2.25-2.6 mmol/L
Lo scheletro funge, oltre alle sue funzioni di sostenimento, anche come magazzino tampone per calcio e
fosforo. Se la calcemia si abbassa, gli osteoclasti intensificano il loro lavoro di scomposizione. Se invece
la calcemia aumenta, gli osteoblasti producono più fibrille sulle quali si può depositare l'idrossiapatite.
Per il fosforo, le condizioni sono simili.
↓ Ca se ↑ P
↑ Ca se ↓ P Infanzia Senescenza
osteoblasti > osteoclasti osteoclasti > osteoblasti
Meccanismo di regolazione crescita dell’osso diminuzione massa ossea
36. VITAMINA D
• aumenta il riassorbimento osseo
• necessaria per la normale
mineralizzazione ossea, perché
mantiene costanti i livelli di calcio e
fosforo.
•A livello renale aumenta il
riassorbimento del calcio
• 90% da colesterolo cute, 10% dieta
In parole povere, il ruolo della
Vitamina D è quello di aumentare la
concentrazione plasmatica degli ioni
calcio.
37. FATTORI CHE INFLUENZANO IL
TURNOVER DELL’OSSO
estrogeni riassorbimento
glucocorticoidi riassorbimento
ormoni tiroidei stimolano il rimodellamento
38.
39. Metabolismo minerale
Meccanismi di regolazione di calcio e fosfato
↓ Ca se ↑ P
↑ Ca se ↓ P
Meccanismo di regolazione
PARATORMONE CALCITONINA CALCITRIOLO
84 AA
32 AA Forma attiva della vit D3
Prodotto dalle paratiroidi
Prodotto dalla tiroide Prodotto a livello renale
Ormone ipercalcemizzante
Ormone ipocalcemizzante Ormone ipercalcemizzante
+ assorbimento Ca nell’intestino
Antagonista del paratormone + assorbimento Ca nell’intestino
+ assorbimento Ca a livello renale
+ eliminazione Ca a livello renale + assorbimento Ca a livello renale
+ mobilitazione Ca osseo
+ attività osteoblasti - Rilascio di calcitonina
Stimola sintesi di calmodulina
IN MEDICINA: diagnosi del carcinoma IN MEDICINA: terapia farmacologica
midollare della tiroide di ipocalcemia e osteoporosi
40. Malattie metaboliche ossee
Difetti nella parte minerale Difetti nella parte proteica
deformazioni ma non rotture Alto rischio di rotture
Es. OSTEOMALACIA Es. OSTEOPOROSI
• perdita dell'equilibrio fra osteoblasti e osteoclasti.
• struttura dell'osso sono normali • osteoclasti lavorano più velocemente degli osteoblasti
• modificazioni della microarchitettura delle ossa.
• mineralizzazione dell'osso insufficiente
• Nella menopausa si riscontra un maggiore produzione di
• il rammollimento delle ossa lunghe può osteoclasti, causata dalla perdita di estrogeni
• Con l'avanzare dell'età diminuisce l'attività degli
determinare l'arcuarsi delle gambe osteoblasti.
• deformità strutturali delle ossa lunghe
(grave inarcamento), delle ossa del
cranio e ingrossamento delle giunture
41. Malattie metaboliche ossee
rachitismo
• tipica dell'età pediatrica;
• causato da un difetto di ossificazione della matrice
ossea;
• colpisce sia gli uomini che gli animali nei primi mesi
di vita
• Eziopatogenesi: alterazioni del metabolismo osseo e
della vitamina D;
• Genetico/ non genetico
• Quadri clinici diversi a seconda di età insorgenza e
gravità
• Terapia: vit D, raggi UVA solari
