De obicei, nu ne gandim la scheletul nostru decat atunci cand ni se fractureaza vreun os sau cand apar dureri in diverse articulatii. Contrar parerii populare, oasele nu sunt niste tesuturi moarte, ci foarte active, care isi remodeleaza structura in mod continuu, ca raspuns la fortele mecanice si la actiunea unor factori interni. In mod indiscuil, inainte de toate, osul este un tesut viu, o uzina celulara in permanenta transformare si locul de depozitare a substantelor minerale.
De mai bine de o suta de ani, se stie ca osul este format din cel putin doua feluri de celule: osteoblaste, care cladesc osul, si osteodaste, care-l resorb, precum si dintr-o matrice extracelulara calcificata, pe care aceste celule o secreta si o remodeleaza.
Osteoblastele secreta o proteina fibrilara, numita colagen, ce se fixeaza de mineralele (majoritatea corsitoare fiind reprezentata de calciu si fosfor) aduse la osteoblaste pe cale sanguina.
Cuprins:
Introducere |
sus  |
Chiar dacă este calcificat, osul are şi vase de sânge şi nervi.
Pentru orientare, amintim că oasele sunt alcătuite din substanţe minerale (65-70%), proteine (22%) şi apă (8%). Smalţul dentar are o mineralizare ceva mai mare (75%). Variaţiile densităţii minerale influenţează funcţia osului respectiv. Conţinutul mineral al oscioarelor din urechea medie este de 90%, ceea ce le conferă duritatea necesară pentru fidelitatea transmiterii sunetelor, în timp ce coarnele animalelor au un conţinut mineral de 40%, conferindu-le flexibilitatea necesară pentru a absorbi energia în timpul încăierărilor.
In anul 1864, anatomistul german Karl Gegenbaur a identificat în oasele în creştere nişte "corpusculi granulari" activi, pe care i-a denumit osteoblaste. Aceste celule participă la două procese de osificare: la formarea oaselor scurte şi plate, ca de exemplu omoplatul, şi la formarea oaselor lungi - oasele membrelor.
Osteoblastele sunt celule tinere, foarte active metabolic. Ele caracterizează oasele tinere în dezvoltare şi reapar în procesele de reparaţie şi regenerare.
Regenerarea osoasă e reglată de echilibrul fin al evenimentelor chimice şi celulare, care, în cele din urmă, stimulează osteoblastele sâ producă ţesut nou, în special matrice extracelulară nouă, alcătuită mai ales din colagen. Apoi, matricea de colagen este mineralizată prin activitatea enzimei fosfataza alcalină, ce determină formarea de cristale de fosfat de calciu. (/. Nutr. 2006; 136:
1166-1170)
Oasele lungi, de exemplu femurul, se compun dintr-un corp, sau diafiză, şi două extremităţi, sau epifize. In interiorul diafizei se găseşte canalul medular, în care se află măduva roşie sau galbenă. La exterior, oasele sunt învelite de o membrană, numită periost, în care se găsesc multe terminaţii nervoase. Canalul medular e căptuşit de o membrană numită endoost. Vasele sanguine, împreună cu filetele nervoase, pătrund în os prin orificiile
nutritive.
Microscopic, ţesutul osos este alcătuit din celule şi substanţă interceiulară. Substanţa interceiulară este formată dintr-un sistem fibrilar şi o substanţă amorfă, numită substanţa fundamentală.
La rândul ei, substanţa fundamentală e alcătuită dintr-o componentă organică şi una anorganică, sau minerală.
Componenta organică, cu o structură fin granulară, sau fila-mentoasă, determinată de prezenţa condroitin-sulfaţilor (săruri ale acidului condroitinic, aparţinând mucopolizaharidelor), constituie aproximativ 34% din masa totală a substanţei fundamentale. Această componentă organică este alcătuită din oseină şi osteo-mucoid, legate între ele, dar şi cu sistemul fibrilar, prin puternice legături ionice.
Oseina este o scleroproteină, insolubilă la rece în apă, acizi şi baze, dar care, prin fierbere prelungită în apă, se transformă în gelatină.
Osteomucoidul este un complex proteinopolizaharidic, care conţine condroitin-aulfaţi, care au un important rol funcţional.
Componenta minerală, anorganică, a substanţei fundamentale constituie aproximativ 66% din greutatea osului, ea fiind mai redusă la embrioni şi la nou-născuţi, ca şi în unele condiţii patologice (osteomalacie). Această componentă anorganică este formată din fosfat şi carbonat de calciu, care au structura apatitei, fiind hidroxiapatite.
Scheletul mai conţine şi cantităţi mici de magneziu, fluor, sulf, fosfor, stronţiu şi bor.
Substanţele anorganice sunt prinse în matricea alcătuită din fibrile şi fibre colagene, dispuse în mici fascicule, care, în totalitate, alcătuiesc osteocolagenul. Orientarea acestor fibrile şi fibre este condiţionată de forţele mecanice - presiune şi tracţiune - care se exercită asupra osului, deoarece osteocolagenul este armătura care dă rezistenţa caracteristică ţesuturilor osoase.
Osteoblastele posedă pe suprafaţa lor receptori specifici pentru hormonul paratiroidian şi vitamina D - l,25(OH)2D, calcitriol.
Cele două funcţii majore ale ţesutului osos sunt: funcţia mecanică - de susţinere a corpului, de locomoţie şi de protecţie a organelor vitale - şi funcţia metabolică - osul reprezentând principalul rezervor de calciu şi fosfor al organismului.
Ţesutul osos este mereu remodelat, solicitat în permanenţă să menţină un echilibru între factorii care-1 desfac, sau distrug, şi cei care-1 clădesc. In copilărie şi în adolescenţă, predomină "constructorii" de oase. Ulterior, dacă nu sunt ţinute în frâu, predomină forţele de distrugere a ţesutului osos. Efectul net este o pierdere treptată a proteinelor şi a mineralelor din schelet, cu reducerea masei osoase.
Matricea proteinică de fibrile dă forma osului. Numeroase minerale - inclusiv calciul, fosforul, magneziul, stronţiul, fluorul şi borul - alcătuiesc un cristal care are structura apatitei şi care dă rezistenţă, duritate, osului.
Acest cristal, mai puţin bine definit, are o importantă proprietate fizică - este piezoelectric. Aceasta înseamnă că, atunci când este comprimat sau îndoit, pe suprafaţa lui se dezvoltă o încărcătură electrică pozitivă. Şi fibrilele proteinice ale osului sunt piezoelectrice. Deosebirea constă în faptul că fibrilele dezvoltă pe suprafaţa lor o încărcătură electrică negativă. Când o persoană merge în condiţii normale de gravitaţie sau când poartă o greutate care acţionează asupra oaselor, de exemplu pe cap sau în mâini, cristalele de apatitâ şi fibrilele de proteine se menţin încărcate, se atrag puternic, formând un os robust.
Care este rolul măduvei osoasei |
sus |
Prin măduvă osoasă înţelegem două substanţe: măduva galbenă, alcătuită din grăsime, şi măduva roşie. La naştere, toate oasele sunt umplute cu măduvă roşie, care, în mod treptat, se transformă în măduvă galbenă. In stadiul de adult, numai oasele plate, scurte şi extremităţile oaselor lungi conţin încă măduvă roşie, care reprezintă mai puţin de 50% din întreaga măduvă.
Măduva roşie joacă un rol foarte important, fiind sediul producţiei permanente de celule sanguine: trombocite, care răspund de coagulare; globule albe, mobilizate în cursul reacţiilor imune, şi globule roşii, implicate în transportul oxigenului. Toate aceste celule iau naştere dintr-un singur tip de celule: celula hema-topoietică matcă, sau celula suşă.
In anul 1958, patru medici iugoslavi au fost salvaţi in extremis printr-o grefă de măduvă osoasă. Episodul a dovedit potenţialul terapeutic al celulelor măduvei osoase. Există totuşi o problemă: compatibilitatea imună a grefonului cu organismul primitor.
In anul 1976, s-a realizat prima autogrefă: s-a prelevat o cantitate mică de măduvă, care a fost reinjectată după efectuarea radioterapiei.
Există şi posibilitatea grefelor de la donatori străini. Aceste alogrefe n-au şanse de succes decât în cazul în care donatorul şi primitorul sunt destul de apropiaţi din punct de vedere imunologic.
Azi, în 85% dintre cazuri, se prelevă celulele suşă din sânge; acestea sunt cultivate în laborator, pentru ca numărul lor să crească, şi apoi sunt reinjectate.
Joacă alimentaţia vreun rol în sănătatea osului |
sus |
în special în perioada creşterii, a sarcinii şi a alăptării, adică atunci când metabolismul calciului este modificat, alimentaţia joacă un rol foarte important. Mai bine de o treime din capitalul osos se formează în cursul adolescenţei. în această perioadă, aportul de nutrienţi, calciu şi vitamine este deosebit de important.
în corpul unui nou-născut există aproximativ 20-30 g calciu, 16 g fosfor, 750 mg magneziu şi 50 mg zinc, din care 98%, 80%, 60% şi respectiv 30% se găsesc în schelet.
în cursul sarcinii şi în perioada alăptării, ingestia zilnică de minerale necesare clădirii scheletului diferă mult, în funcţie de zona geografică şi de individ, în medie fiind de 300-1000 mg calciu, 1000 mg fosfor, 250 mg magneziu şi 10 mg zinc.
Laptele de mamă furnizează zilnic, în medie, 200 mg calciu, 120 mg fosfor, 25 mg magneziu şi 1,6 mg zinc. Cantitatea de calciu din laptele de mamă nu depinde de ingestia de calciu a mamei ce alăptează. Mai mult chiar, suplimentările cu calciu nu modifică concentraţiile de calciu din lapte, nici măcar la femeile cu un aport mic de calciu.
Studiile efectuate în Africa de Sud şi Gambia au arătat că femeile care au născut mulţi copii, care au alăptat pentru perioade lungi şi care consumau cantităţi mai mici de calciu decât femeile din ţările apusene, NU prezentau un risc crescut de osteoporoză.
Administrarea de calciu şi vitamina D la mamele sănătoase care alăptează, cu scopul de a ameliora creşterea şi sănătatea scheletului copiilor nu s-a dovedit a fi eficientă. (JNutr 2003; 133:1693S-1699S)
Metabolismul calciului e controlat de trei hormoni: un ste-roid, derivat din vitamina D, care măreşte absorbţia intestinală a calciului, parathormonul, care reglează concentraţia sanguină a calciului, şi calcitonina, care inhibă distrugerea osoasă.
Aportul prea mare de fosfor, ce survine atât de des la adolescenţii care consumă multă carne şi băuturi de tip Cola şi Pepsi, face să crească fosforul din ţesutul osos, făcându-1 mai fragil.Excesul de vitamină A, o substanţă care favorizează procesele de creştere şi care se găseşte din abundenţă în unt şi ouă, măreşte, de asemenea, probabilitatea fracturilor.
îmbătrâneşte osul |
sus |
îmbătrânirea osului începe când creşterea încetează. Până la vârsta de 35 de ani, balanţa între producţia şi distrugerea osoasă este echilibrată. După această vârstă, resorbţia depăşeşte formarea de os nou. încet şi insidios, oasele se deteriorează, pierzându-şi mineralele şi structura, şi devin fragile. Femeile care intră în menopauză cu o masă osoasă mică, sunt dezavantajate, deoarece pierderea de ţesut osos, din cauza vârstei şi a încetării funcţiei ovariene, va face scheletul fragil şi susceptibil la fracturi chiar şi din traumatisme mici. Deficitul de estrogen în cursul creşterii sau îmbătrânirii este factorul cel mai important în mecanismul fragilităţii osoase.-
O fractură neaşteptată, de obicei la şold, antebraţ sau la o vertebră, constituie de cele mai multe ori primul semn că, de-a lungul anilor, osteoporoza a slăbit scheletul. Iar consecinţele pot fi funeste. După o fractură de şold, survenită după vârsta de 50 de ani, mortalitatea în următoarele 12 luni este de 20%!
Densitatea minerală a osului scade anual în medie cu 1,9%, iar conţinutul mineral, cu 1,3% pe an.
începând cu menopauza, diametrul medular creşte anual cu 1,1%, iar diametrul periostal cu 0,7%. Această apoziţie periostală compensează în parte scăderea rezistenţei osoase produsă de pierderea de substanţă osoasă din cauza menopauzei. Apoziţia periostală, cu creşterea în lărgime a osului datorită formării de os pe faţa externă (periostală), survine la bărbaţi într-o măsură mai mică decât la femei. (N Engl J Med 2003;349:328-333)
Cu cât capitalul osos format înainte de vârsta de 35 de ani este mai mare, cu atât fragilitatea osoasă survine mai târziu. Accentuarea patologică a acestei îmbătrâniri naturale se numeşte osteoporoză (adică "os poros"). Traveele spongioasei se rarefiază, ţesutul osos compact se subţiază, şi acestea cu atât mai rapid, cu cât metabolismul osului este mai activ, ca în cazul şoldului.
Excesul de proteine animale şi de fosfor (asupra acestei probleme vom reveni), lipsa de calciu, de vitamina D şi de activitate fizică favorizează apariţia osteoporozei.
în Uniunea Europeană, osteoporoza produce o fractură la fiecare 30 de secunde, fiind afectate mai ales femeile. între vârsta de 60 şi 70 de ani, fiecare a treia femeie a suferit sau va suferi de o fractură.
Creşterea fragilităţii osului, o dată cu înaintarea în vârstă, se consideră a fi rezultatul diminuării densităţii, dar robusteţea scheletului poate fi influenţată şi de modificările structurii osoase. Pierderea osului cortical survine, în special, pe suprafaţa internă (endostală). La vârstnici, scăderea formării osoase joacă un rol mai important decât resorbţia-crescută.
Dimensiunile oaselor cresc cu vârsta şi aceste modificări de volum cresc tăria osoasă, compensând, cel puţin în parte, efectele negative ale scăderii densităţii osoase.
Piscul osteoporozei creşte mult după instalarea menopauzei, şi cu acest risc femeile au de trăit încă cel puţin o treime din durata vieţii, femeile reprezentând 80% din pacienţii cu osteoporoză. Tratamentul de înlocuire cu hormon estrogen încetineşte procesul de resorbţie osoasă, motiv pentru care, în anii trecuţi a fost la modă. însă date recente dovedesc faptul că utilizarea pe termen lung NU scade frecvenţa fracturilor, în schimb măreşte riscul apariţiei cancerului mamar şi cardiopatiei ischemice (Science, 14 noiembrie 2003,p.ll36). Iar speranţele legate de hormonul paratiroidian au arătat că, până în prezent, nu există vreun tratament care să stimuleze formarea de ţesut osos. (/ Clin Endocrinol Metab 2003;88:1048-1054)
Cercetări recente arată că estrogenul joacă rolul principal atât la bărbaţi, cât şi la femei, concentraţiile sanguine critice fiind de aproximativ 30 nanograme pe mililitrul de sânge. Sub aceste valori şi bărbaţii încep să piardă ţesut osos. La 70 de ani, aproximativ 50% din bărbaţi şi 100% din femei prezintă un astfel de grad de lipsă de estrogen. [Science, 2004; 305:1420-1422)
Introducere
