Il ossificazione endocondrale e l'ossificazione intramembranosa sono i due meccanismi di formazione dell'osso durante lo sviluppo embrionale. Entrambi i meccanismi danno origine a tessuto osseo istologicamente identico.
L'ossificazione endocondrale richiede un calco cartilagineo ed è il meccanismo di ossificazione per la maggior parte delle ossa lunghe e corte del corpo. Questo processo di formazione dell'osso avviene in due fasi: 1) si forma un modello in miniatura di cartilagine ialina; 2) la cartilagine continua a crescere e funge da scheletro strutturale per la formazione ossea. La cartilagine viene riassorbita quando viene sostituita dall'osso.
Si chiama endocondrale perché l'ossificazione avviene dall'interno verso l'esterno, per differenziarla dall'ossificazione pericondrale che avviene dall'esterno (dal pericondrio) verso l'interno..
Ossificazione significa formazione ossea. Questa formazione ossea è prodotta dall'azione degli osteoblasti che sintetizzano e secernono la matrice ossea, che viene poi mineralizzata.
L'ossificazione inizia in un sito nella cartilagine chiamato centro di ossificazione o nucleo osseo. Potrebbero esserci molti di questi centri che si fondono rapidamente per formare un centro di ossificazione primario da cui si svilupperà l'osso.
Nel feto, nella regione in cui deve formarsi l'osso, si sviluppa un modello di cartilagine ialina. La cartilagine ialina è formata dalla differenziazione delle cellule mesenchimali. Contiene collagene di tipo II ed è il più abbondante nel corpo. Da questa cartilagine si verifica l'ossificazione.
Nelle regioni in cui deve formarsi la cartilagine, le cellule mesenchimali vengono raggruppate e modificate, perdendo le loro estensioni e diventando arrotondate. È così che si formano i centri di condrificazione. Queste cellule si trasformano in condroblasti, secernono matrice e rimangono intrappolate, formando i cosiddetti "spazi vuoti".
I condroblasti circondati dalla matrice che formano gli spazi vuoti sono chiamati condrociti. Queste cellule si dividono e, secernendo la matrice, si separano, formando nuovi spazi vuoti e, di conseguenza, generando la crescita della cartilagine..
Questo tipo di crescita avviene dall'interno verso l'esterno e si chiama crescita interstiziale. Le cellule mesenchimali che circondano la cartilagine si differenziano in fibroblasti e formeranno il pericondrio che circonda lo scheletro cartilagineo..
Inizialmente, la cartilagine cresce, ma poi i condrociti al centro si ipertrofizzano, accumulano glicogeno e formano vacuoli. Questo fenomeno riduce le partizioni della matrice, che a loro volta calcificano..
È così che inizia il processo di formazione dell'osso da un centro di ossificazione primario che, attraverso un processo sequenziale, sostituisce la cartilagine che viene riassorbita e si forma l'osso..
I centri secondari di ossificazione sono formati alle estremità delle epifisi ossee da un meccanismo simile a quello dell'ossificazione delle diafisi, ma non formano il collare osseo.
In questo caso, le cellule osteoprogenitrici che invadono la cartilagine dell'epifisi si trasformano in osteoblasti e iniziano a secernere la matrice, che alla fine finisce per sostituire la cartilagine dell'epifisi con l'osso..
L'ossificazione endocondrale si ottiene attraverso sette processi descritti di seguito.
Si forma un modello di cartilagine ialina ricoperta da un pericondrio. Ciò si verifica nell'embrione, nella regione in cui successivamente si svilupperà l'osso. Alcuni condrociti si ipertrofizzano e poi muoiono e la matrice cartilaginea si calcifica.
La membrana centrale della diafisi è vascolarizzata nel pericondrio. In questo processo, il pericondrio diventa il periostio e le cellule condrogeniche diventano cellule osteoprogenitrici..
Gli osteoblasti di nuova formazione sintetizzano la matrice e formano un collare osseo appena sotto il periostio. Questo collare impedisce la diffusione dei nutrienti verso i condrociti.
I condrociti all'interno del centro della diafisi che si erano ipertrofizzati, non ricevendo sostanze nutritive, muoiono e degenerano. Questo lascia vacuoli vuoti confluenti al centro delle diafisi che poi formano le cavità midollari dell'osso..
Gli osteoclasti iniziano a formare dei “buchi” nel colletto osseo sottoperiostale attraverso i quali entra la cosiddetta gemma osteogenica. Quest'ultimo è costituito da cellule osteoprogenitrici, cellule ematopoietiche e vasi sanguigni. Questo avvia la calcificazione e la produzione ossea..
Istologicamente, la cartilagine calcificata si colora di blu (basofila) e l'osso calcificato si colora di rosso (acidophilus). Le cellule osteoprogenitrici danno origine agli osteoblasti.
Questi osteoblasti formano la matrice ossea che si deposita nella cartilagine calcificata, quindi quella matrice neoformata viene calcificata e in quel momento viene prodotto il complesso di cartilagine calcificata e osso..
Gli osteoclasti iniziano a riassorbire la cartilagine calcificata e il complesso osseo quando l'osso sottoperiostale si ispessisce, crescendo in tutte le direzioni all'interno della diafisi. Questo processo di riassorbimento aumenta le dimensioni del canale midollare..
L'ispessimento del collo dell'osso sottoperiostale cresce verso le epifisi e, a poco a poco, la cartilagine delle diafisi viene completamente sostituita dall'osso, lasciando la cartilagine solo nelle epifisi.
Questo processo di crescita dura diversi anni prima di essere completo e nel processo l'osso viene costantemente rimodellato.
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