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Di cos’è fatto un osso, a che serve e perché è così resistente?
Un osso (in inglese “bone”) è una componente anatomica del corpo umano ed insieme alle altre ossa costituisce lo scheletro umano.
Funzioni delle ossa
Pur essendo strutture anatomiche apparentemente semplici, le funzioni delle ossa -nel loro insieme – sono in realtà molteplici:
- funzione di strutturale e di sostegno per l’intero corpo;
- funzione di protezione degli organi interni (come nel caso di gabbia toracica, cranio e bacino);
- funzione di inserzione dei muscoli;
- funzione di articolazione;
- funzione emopoietica (produzione di cellule del sangue: il midollo delle ossa lunghe ed il tessuto spugnoso delle ossa piatte contengono cellule staminali che generano i globuli rossi e i globuli bianchi);
- funzione di riserva di grassi: il midollo giallo contiene molti acidi grassi che all’occorrenza vengono prelevati dal sangue.
- funzione di magazzino per i sali minerali in relazione alle necessità dell’organismo, soprattutto sali di calcio e di fosforo;
- funzione di riserva di fattori di crescita: la matrice ossea mineralizzata contiene quantità importanti di molti fattori di crescita, come il fattore insulinosimile e la proteina morfogenetica delle ossa. Oltre a fungere da riserva e quindi a mantenere costante la concentrazione sanguigna di questi fattori, essi vengono liberati localmente in caso di frattura, innescando e accelerando il processo di guarigione.
- funzione di detossificazione: la parte inorganica delle ossa può assorbire molti metalli pesanti e altri elementi estranei, togliendoli dal circolo sanguigno e riducendo quindi il loro effetto nocivo sugli altri tessuti. Questi elementi vengono poi rilasciati lentamente per escrezione;
- funzione di equilibrio acido-base: Grazie al grande contenuto di sali minerali, l’osso funge da tampone ematico, e riequilibra le variazioni di pH del sangue assorbendo o rilasciando sali minerali e ioni;
- funzione di secrezione endocrina: l’osso controlla il metabolismo del fosforo secernendo FGF-23, il fattore di crescita dei fibroblasti, che riduce il riassorbimento renale degli ioni fosfato. Inoltre, tramite l’osteocalcina, abbassa la glicemia migliorando la sensibilità all’insulina, e riduce la crescita del tessuto adiposo;
- funzione sensoriale: i tre ossicini dell’orecchio medico (martello incudine e staffa) trasmettono il suono agli organi interni dell’orecchio;
- funzione di sistema di leve, sulle quali i muscoli esercitano la loro azione di movimento tramite le contrazioni muscolari.
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Di cosa sono fatte le ossa?
Le ossa sono costituite da tessuto osseo, un tipo di tessuto connettivo caratterizzato dalla mineralizzazione della sostanza fondamentale che presenta due tipi di struttura:
- non lamellare (propria delle ossa in formazione nel feto e di quelle riparate in seguito a fratture);
- lamellare.
La particolare composizione del tessuto osseo conferisce all’osso le sue caratteristiche di durezza e flessibilità (entro certi limiti fisiologici): ossa sottoposte a trattamenti proteolitici finalizzati ad eliminare la componente proteica dell’osso hanno prodotto ossa molto dure ma fragili, in seguito a decalcificazione le ossa invece divenivano molto elastiche e flessibili ma poco dure. Alla luce di ciò appare chiaro che:
- la componente proteica garantisce all’osso una buona resistenza alle sollecitazioni meccaniche;
- la componente mineralizzata conferisce all’osso la caratteristica durezza.
La componente organica dell’osso (circa il 30% di esso) è costituita da:
- collagene I;
- osseina;
- osteomucoide (una glicoproteina).
La componente mineralizzata – che nell’adulto costituisce circa il 70% dell’intero osso – è composta da:
- fosfato di calcio in forma di cristalli di idrossiapatite (86% della componente mineralizzata) ;
- carbonato di calcio (12%);
- fosfato di magnesio (1,5%);
- fluoruro di magnesio (0,5%);
- ossido di ferro (0,1%).
Le cellule delle ossa
Nonostante siano in parte costituite da minerali, le ossa sono organi a tutti gli effetti: la loro parte minerale viene costantemente rinnovata da due tipi di cellule al loro interno, gli osteoclasti e gli osteoblasti. Grazie ad esse negli esseri umani, un osso normale viene distrutto e ricostruito completamente ogni due mesi circa. Per approfondire leggi anche: Differenza tra osteoblasti, osteoclasti ed osteociti
Periostio
Tutte le ossa sono ricoperte da una membrana fibrosa di colore biancastro molto vascolarizzata chiamata periostio da cui partono fasci di fibre connettive (fibre di Sharpey) che si estendono in profondità ancorando il periostio all’osso. Nei punti in cui l’osso si articola con altre ossa le fibre del periostio si intrecciano con quelle della capsula sinoviale, o nelle vertebre con quelle dei dischi intervertebrali. Il periostio si interrompe anche nei punti di inserzione della muscolatura lasciando il posto ai tendini. Le cavità interne dell’osso sono ricoperte da una membrana simile al periostio chiamata endostio e contengono il midollo osseo preposto all’emopoiesi, ossia la creazione di eritrociti, leucociti e piastrine.
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Differenza tra osteoblasti, osteoclasti ed osteociti
Le ossa sono organi a tutti gli effetti: la loro parte minerale viene costantemente rinnovata da due tipi di cellule al loro interno:
- osteoclasto: libera idrolasi acide che hanno il compito di dissociare i sali minerali e distruggere le fibre collagene in modo da poter riassorbire i minerali quando ciò sia richiesto dall’organismo, collaborando all’omeostasi del calcio nel nostro corpo. L’ormone calcitonina, prodotto dalla tiroide, inibisce l’attività degli osteoclasti, agendo direttamente su di essi;
- osteoblasto: sintetizza nuova matrice extracellulare del tessuto osseo; quando l’osteoblasto viene circondato da matrice, smette di produrre matrice e prende il nome di osteocita. L’osteoblasto contiene al suo interno delle granulazioni PAS-positive dette matrix vesicles o globuli calcificanti, provvisti di membrana e ritenuti l’agente che dà il via al processo di mineralizzazione. Tra le varie proteine secrete dall’osteoblasto troviamo anche la procollagenasi, enzima che, deposto nella matrice verrà trasformato nella sua forma attiva, la collagenasi, che sarà impiegata dagli osteoclasti nella demolizione delle fibre collagene. L’attivazione della procollagenasi è a carico degli stessi osteoclasti, che tramite una serie di proteine, arrivano a disporre della collagenasi matura.Inoltre, l’osteoblasto (e la sua forma più differenziata l’osteocita) presenta sulla membrana anche dei recettori per il paratormone (PTH) grazie ai quali, una volta avvenuta l’interazione con il suddetto ormone, vengono liberati gli OAF (osteoclast activating factors), ovvero fattori di attivazione per gli osteoclasti, che inizieranno il processo di riassorbimento della matrice calcificata. Quando la funzione biosintetica cessa gli osteoblasti diventano osteociti, le cellule del tessuto osseo adulto, che occupano le lacune ossee.
La differenza fondamentale tra i due tipi di cellule delle ossa è quindi chiara, semplificando: gli osteoclasti “distruggono” l’osso recuperando sali minerali, mentre gli osteoblasti lo “costruiscono”. Grazie ad esse negli esseri umani, un osso normale viene distrutto e ricostruito completamente ogni due mesi circa.
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Differenza tra calcoli e coliche
Il calcolo è una concrezione (cioè un aggregato) di sali minerali associati o meno a sostanze organiche che si forma nell’organismo, specialmente dentro condotti ghiandolari ed in alcuni organi cavi per precipitazione e successiva aggregazione di sostanze prima disciolte nei relativi secreti. Normalmente facciamo riferimento a due tipologie di calcoli clinicamente rilevanti:
- calcoli renali: quelli che si formano nelle vie urinarie e determinano calcolosi renale;
- calcoli biliari: che si formano nella cistifellea e nei dotti biliari e determinano colelitiasi.
Con il termine “colica” si definisce invece una forma particolare di dolore caratterizzata da intervalli di remissione, tipica di una ostruzione in un condotto o un viscere. Il dolore è presente nelle fasi di contrazione (in cui il tessuto cerca di “spostare” in avanti l’ostruzione), mentre la remissione nelle fasi di rilassamento. Tipiche coliche sono quelle biliari, causate da calcoli biliari, o quelle renali, causate da calcoli renali. Generalmente il dolore colico si risolve spontaneamente una volta che sia stata rimossa l’ostruzione.
Il calcolo è quindi un aggregato di sali che può determinare una ostruzione e la colica è invece un tipo di dolore intermittente provocato dal calcolo.
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Differenza tra acqua distillata e demineralizzata e loro usi
L’acqua demineralizzata (anche chiamata “acqua deionizzata”) è un’acqua da cui è stata estratta la componente salina (tra cui il calcare). Il metodo di produzione tipico è composto da fasi distinte:
- l’acqua prima di essere demineralizzata è pretrattata con un’unità di osmosi inversa, che riduce il contenuto salino totale di più del 90%;
- l’acqua viene fatta passare attraverso gli scambiatori anionici e cationici;
- l’acqua viene trattata con scambiatori ionici a letto misto per ridurre ulteriormente la conducibilità elettrica.
È impiegata tipicamente nei ferri da stiro (perché evita il formarsi delle incrostazioni), nelle batterie, negli acquari e nei casi in cui sia consigliato l’uso di acque prive di durezza. L’acqua demineralizzata è economica e non è microbiologicamente pura, ciò significa che può contenere perciò batteri ed altri microorganismi.
Per approfondire, leggi anche: L’acqua demineralizzata è potabile? Si può bere o può dare danni alla salute?
L’acqua distillata è invece un’acqua più costosa rispetto alla demineralizzata, priva non solo dei sali minerali, bensì quasi totalmente priva di impurità come gas disciolti, batteri ed altri microorganismi. L’acqua distillata si ottiene tramite un procedimento di distillazione, che consiste nel far bollire l’acqua, raccogliendo successivamente l’acqua condensata dal vapore acqueo per raffreddamento. I sali contenuti nell’acqua non evaporano per cui dalla raccolta del condensato si ottiene acqua con un contenuto di sali estremamente basso. Scartando la frazione iniziale di acqua evaporata, si ottiene inoltre un’acqua con un basso contenuto di gas volatili. L’acqua distillata presenta una conducibilità elettrica più bassa dell’acqua di partenza a causa di una più bassa concentrazione di ioni al suo interno, inoltre ha “meno sapore” rispetto all’acqua potabile e può essere definita insipida, dal gusto indefinito, metallico o amaro.
L’acqua distillata è utilizzata in laboratorio come reagente e per preparare soluzioni; in ambito domestico è usata, parimenti all’acqua demineralizzata, per alimentare i ferri da stiro a vapore, che con il calcare potrebbero a lungo andare danneggiarsi. In campo medico viene usata per le iniezioni e per la somministrazione di farmaci per via parenterale (per esempio, con l’utilizzo della flebloclisi), nonché per produrre la cosiddetta “soluzione fisiologica“, che è una soluzione di 9 grammi per litro di cloruro di sodio in acqua distillata, a sua volta usata nella produzione di soluzioni iniettabili e colliri. Un ulteriore requisito fondamentale per l’acqua distillata destinata a questi scopi è la completa sterilità, cioè la totale assenza di organismi viventi (batteri, protozoi, virus, spore). Tale sterilità è spesso ottenuta per esposizione dell’acqua già distillata ad una fonte di luce ultravioletta. L’acqua distillata per la preparazione degli iniettabili deve essere sterile ed apirogena e quindi sottoposta ad un processo di microfiltrazione atto ad eliminare il contenuto di residui di batteri e virus uccisi con la sterilizzazione in autoclave. Infatti, tali residui pur non risultando infettanti possono causare febbri anche alte a causa della reazione immunologica che comunque avverrebbe nei loro confronti.
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Vitamina D: sintomi che indicano la sua carenza e cibi che la contengono
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La carenza di vitamina D può svilupparsi per svariate ragioni, riconducibili ad un’insufficiente apporto alimentare, ad un’inadeguata esposizione al sole (in particolare ai raggi UVB), ad un aumentato fabbisogno, ad un alterato assorbimento o a condizioni – come le malattie epatiche o renali – che compromettono la conversione della vitamina nella sua forma attiva. Il fabbisogno alimentare aumenta con il passare degli anni, quando diminuisce l’abilità della pelle di sintetizzare vitamina D (a partire da un derivato del colesterolo) e quella dei reni di operare l’ultima trasformazione necessaria ad attivarla. Per questo motivo negli anziani viene spesso consigliata una supplementazione di vitamina D, tramite specifici integratori od oli di pesce. L’integrazione viene consigliata, unitamente a quella di calcio, anche nella prevenzione dell’osteoporosi, con lo scopo di rinforzare le ossa e diminuire la suscettibilità alle fratture. A rischio di sviluppare carenze importanti sono gli alcolisti, i pazienti che hanno subìto resezioni dell’intestino tenue e quelli colpiti da insufficienza renale, insufficienza epatica, celiachia, fibrosi cistica, pancreatite cronica o cirrosi biliare primitiva.
QUALI SONO LE CAUSE DELLA CARENZA DI VITAMINA D?
La carenza di vitamina D può avere molteplici cause:
- Mancata assunzione nel tempo dei livelli raccomandati di vitamina D. Questo può accadere nel momento in cui si segue una rigida dieta vegetariana, poiché la maggior parte delle fonti naturali di questa vitamina sono di origine animale, come pesce, olio di pesce, tuorli d’uovo, formaggio e fegato di manzo.
- Esposizione limitata alla luce del sole. Poiché l’organismo produce vitamina D quando la pelle è esposta alla luce solare, il rischio di carenza aumenta se si è costretti a permanere per lunghi periodi in casa, se il luogo di residenza è sito in latitudini settentrionali, se si indossano abiti lunghi o copricapi per motivi religiosi o se il lavoro impedisce in toto l’esposizione al sole.
- Pelle di colore scuro. Il pigmento melanina riduce la capacità della pelle di produrre vitamina D in risposta all’esposizione alla luce solare. Alcuni studi dimostrano che gli anziani con la pelle di colore scuro sono ad alto rischio di carenza di vitamina D.
- I reni non possono convertire la vitamina D nella sua forma attiva. Con l’avanzare dell’età i reni perdono parte della loro capacità di convertire la vitamina D nella sua forma attiva, incrementando così il rischio di carenza di vitamina D.
- L’apparato gastrointestinale non è in grado di assorbire adeguatamente la vitamina D. Alcune condizioni, come il morbo di Crohn, la fibrosi cistica e la celiachia, possono influenzare la capacità dell’intestino di assorbire la vitamina D assunta dagli alimenti consumati.
- Obesità. La vitamina D viene estratta dal sangue dalle cellule adipose, alterandone il rilascio nella circolazione sanguigna. Le persone con un indice di massa corporea pari o superiore a 30 spesso presentano bassi livelli ematici di vitamina D.
QUALI ESAMI SONO NECCESSARI PER VERIFICARE LA CARENZA DI VITAMINA D?
Il modo più preciso per determinare la quantità di vitamina D presente nell’organismo è il test 25-idrossivitamina D. Nei reni, la 25-idrossivitamina D si trasforma nella forma attiva della vitamina. La forma attiva della vitamina viene misurata attraverso il sangue. La forma attiva della vitamina D contribuisce a controllare i livelli di calcio e fosfato presenti nell’organismo. I valori normali variano da 30,0 a 74,0 nanogrammi per millilitro (ng/ml). Un livello inferiore indica carenza di vitamina D ed è necessario consultare il medico.
QUALI SONO I SINTOMI DELLA CARENZA DI VITAMINA D?
Sintomi quali dolore osseo e debolezza muscolare possono essere indicatori di una possibile carenza di vitamina D. Tuttavia, per molte persone, i sintomi possono essere lievi. Eppure, anche in assenza di sintomi specifici, una quantità eccessivamente scarsa di vitamina D può comportare rischi per la salute. Bassi livelli ematici di questa vitamina sono stati associati a:
- aumento del rischio di decesso a causa di malattie cardiovascolari
- deterioramento cognitivo negli anziani
- asma grave nei bambini
- cancro
La ricerca suggerisce che la vitamina D potrebbe giocare un ruolo importante nella prevenzione e nel trattamento di una serie di condizioni, tra cui diabete di tipo 1 e di tipo 2, ipertensione, intolleranza al glucosio e sclerosi multipla.
COME TRATTARE LA CARENZA DI VITAMINA D?
Il trattamento della carenza di vitamina D prevede l’assunzione di maggiori quantitativi di vitamina D, tramite alimentazione, impiego di integratori e/o una maggiore esposizione alla luce solare. Sebbene non vi sia un consenso generale circa i livelli di vitamina D necessari per una salute ottimale (il dato varia a seconda dell’età e delle condizioni di salute dell’individuo), è stato comunque appurato che una concentrazione inferiore a 20 nanogrammi per millilitro è generalmente insufficiente e, in quanto tale, richiede un adeguato trattamento.
QUANTA VITAMINA D E’ NECESSARIO ASSUMERE OGNI GIORNO?
Le linee guida dell’Institute of Medicine consigliano agli individui di età compresa tra gli 1 e i 70 anni di assumere una quantità giornaliera di vitamina D pari a 600 unità internazionali (UI). Per gli adulti di età superiore ai 70 anni la dose giornaliera raccomandata è di 800 UI.
Se non trascorrete molto tempo al sole o se siete particolarmente attenti a proteggere la pelle (la crema solare inibisce la produzione di vitamina D), consultate il medico e chiedete informazione circa un’eventuale assunzione di integratori di vitamina D, specie in presenza di fattori di rischio relativi alla carenza di questa vitamina
QUALI SONO I CIBI CHE CONTENGONO PIU’ VITAMINA D?
Buone fonti alimentari di vitamina D sono rappresentate da: fegato, tuorlo d’uovo, latte, burro ed oli di pesce. Una specifica integrazione di vitamina D è generalmente raccomandata durante la gravidanza e l’allattamento, ai lattanti nutriti con latte materno (quello artificiale – non per questo migliore del muliebre – è arricchito artificialmente) e talvolta ai bambini ed ai ragazzi. Nel stabilire i dosaggi raccomandati per i nuovi nati, le organizzazioni internazionali tengono conto anche della latitudine di residenza. Non dimentichiamo, comunque, che un’assunzione elevata di questa vitamina può dare fenomeni di tossicità, per cui prima di assumere integratori specifici è importante consultare il parere medico. I rischi di un sovradosaggio includono: mineralizzazione di tessuti non ossei con calcificazioni diffuse degli organi, contrazioni e spasmi muscolari accompagnati a vomito, diarrea e mal di testa.
QUALI MALATTIE SONO CAUSATE DALLA CARENZA DI VITAMINA D?
La carenza di vitamina D compromette la mineralizzazione ossea, causando rachitismo, osteomalacia e osteoporosi. Nel rachitismo si ha un’insufficiente mineralizzazione della porzione ossea in crescita, che nel tempo cede e si deforma sotto il carico del peso corporeo e della tensione muscolare. L’osteomalacia è una malattia caratterizzata dalla rarefazione macroscopica delle ossa, che risultano dolenti e inclini alle fratture.
VITAMINA D CONTRO CANCRO, DIABETE ED IPERTENSIONE
Le ricerche sulla vitamina D stanno diventando sempre più numerose. La vitamina D attiva è uno dei più potenti inibitori dello sviluppo delle cellule tumorali ed è in grado di stimolare il pancreas a produrre insulina. Essa regola il sistema immunitario.
Si prendano in considerazione i seguenti studi:
- Presso la Boston University, le persone ipertese (con pressione alta) dopo essere state esposte ai raggi UVA e UVB per 3 mesi, presentavano un livello di vitamina D superiore del 100% e, fatto ben più impressionante, una normalizzazione della pressione arteriosa. Queste persone sono state seguite per un totale di 9 mesi e durante questo lasso di tempo la pressione alta continuava a diminuire. Il Professor Michael F. Holick (a capo del Laboratorio di Ricerca su vitamina D, pelle e ossa presso la Boston University School of Medicine) teorizza che questo abbassamento della pressione sanguigna, dovuto all’assunzione di vitamina D, avviene perché questa vitamina riduce la produzione di un ormone chiamato renina, che si ritiene abbia un ruolo di primaria importanza nell’ipertensione.
- In uno studio condotto su più di 3.000 veterani (di età compresa dai 50 ai 75 anni), pubblicato sul Journal of the American Medical Association, è stato riscontrato che coloro che avevano assunto più di 645 UI di vitamina D al giorno in combinazione con più di 4 grammi al giorno di fibre cereali, avevano ridotto del 40% il rischio di sviluppare polipi precancerosi al colon.
- In un report pubblicato sul Journal of the American Geriatrics Society, i ricercatori dell’Università di Basilea in Svizzera, hanno dimostrato che le donne anziane che avevano assunto un integratore di vitamina D e calcio per 3 mesi, avevano ridotto del 49% il rischio di cadute rispetto alle pazienti che avevano assunto solo calcio. Sembra che le donne cadute più volte in passato abbiano tratto il massimo beneficio dall’assunzione di vitamina D.
- Uno studio pubblicato sulla rivista scientifica Neurology ha dimostrato che le donne che assumono le dosi di vitamina D presenti abitualmente negli integratori multivitaminici (almeno 400 UI), presentano il 40% di probabilità in meno di sviluppare la sclerosi multipla rispetto alle donne che non assumono integratori.
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