scheletro

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L’impalcatura del corpo

Le ossa sono gli elementi principali dello scheletro, che rappresenta la struttura di sostegno del corpo dei Vertebrati. Le ossa svolgono anche funzioni di protezione e, insieme alle cartilagini e ai legamenti, consentono il movimento. Sono ricche di minerali e rappresentano una preziosa riserva di sali necessari per il funzionamento dell’organismo. Il tessuto osseo contiene diversi tipi di cellule in grado di accrescere, riparare o demolire l’osso

Sostegno e protezione

«È un osso duro!». «Ti rompo le ossa!». Anche il linguaggio comune ci ricorda alcune proprietà importanti delle ossa: sono dure e forti, se si rompono è un bel guaio e si dovrà aspettare parecchie settimane prima che, con opportuni trattamenti medici (ingessature, tutori ortopedici) o chirurgici, si riaccomodino. Senza scheletro non riusciremmo a stare in piedi. Le ossa hanno forma e dimensioni diverse: certe ossa costituiscono la struttura portante del corpo, altre servono a proteggere organi delicati, come il cuore e i polmoni (che stanno chiusi in una gabbia fatta di ossa, la cassa toracica) o il cervello, che sta dentro il cranio. Le ossa nel loro insieme fanno parte dello scheletro.

Esterno o interno

In moltissimi Invertebrati esiste una sorta di scheletro esterno (esoscheletro), un guscio duro dotato di resistenza e flessibilità. Nei Vertebrati, invece, lo scheletro è posto in profondità sotto i muscoli e viene perciò detto endoscheletro. È formato essenzialmente da tessuto osseo, ma anche da tessuto cartilagineo. In certi Pesci (Condroitti) lo scheletro è composto unicamente di cartilagine.

Lo scheletro dei Mammiferi comprende oltre 200 ossa, alcune unite fra loro e altre connesse a livello delle articolazioni per mezzo dei legamenti che permettono il movimento dei singoli elementi. Possiamo distinguere uno scheletro assile (centrale), comprendente cranio, colonna vertebrale (o spina dorsale) e gabbia toracica, e uno scheletro appendicolare, formato dalle ossa degli arti e dalle cinture pelvica e scapolare. Queste ultime ancorano gli arti allo scheletro assile.

Le ossa sono mosse dai muscoli

Il movimento animale è basato sulla contrazione dei muscoli che fanno leva sullo scheletro.

La posizione a riposo del corpo è determinata dall’organizzazione dello scheletro e dei muscoli associati. Nei quadrupedi come il cane, per esempio, la colonna vertebrale agisce come una trave portante.

Nei bipedi, come l’uomo, la colonna vertebrale è come l’albero di una nave e i muscoli, quando stiamo dritti, agiscono come tiranti per evitare che l’asse corporeo si incurvi.

La durezza delle ossa

La durezza di un osso è data essenzialmente dai sali minerali di fosfato di calcio, i quali durante l’ossificazione si depositano nella matrice e diventano cristalli. Le ossa sono infatti costituite per il 5% da cellule, per il 35% da materiali organici (matrice) prodotti dalle cellule e per il 60% da sali minerali. Le cellule dell’osso sono rappresentate essenzialmente dagli osteoblasti, i costruttori del nuovo osso, dagli osteoclasti, i demolitori, e dagli osteociti, inglobati nella matrice ossea. Gli osteociti sono in comunicazione fra loro attraverso canalicoli all’interno dell’osso e lo mantengono vivo. La matrice, a sua volta, è costituita da fibre di proteine chiamate collagene, prodotte dagli osteoblasti, e da una specie di gelatina (sostanza fondamentale) fatta di proteine e glicidi. Nell’uomo l’osso è organizzato in lamelle concentriche, con al centro un canale che accoglie i vasi sanguigni e i nervi. Le ossa possono essere compatte (la maggioranza, circa l’80%) oppure spugnose.

Cartilagine

Lo scheletro contiene anche parti di tessuto cartilagineo. Le cartilagini sono presenti anche nell’adulto, ma sono più abbondanti nelle fasi precoci dello sviluppo e hanno un ruolo fondamentale nella crescita. Anche esse possono accumulare sali minerali, ma in misura minore rispetto all’osso e senza formare un tessuto così compatto. Nella matrice di collagene e fibre elastiche del tessuto cartilagineo sono contenute le cellule cartilaginee, i condrociti. Nell’embrione la cartilagine forma l’abbozzo di molte ossa prima dell’ossificazione. Nell’adulto, la cartilagine persiste nelle articolazioni delle ossa lunghe, agli apici delle costole, negli anelli tracheali e in alcune parti del cranio. La cartilagine non riceve nutrimento direttamente dai vasi sanguigni, ma è nutrita per diffusione dai vasi del suo rivestimento fibroso.

Crescita e mantenimento delle ossa

Le ossa si formano grazie all’apporto degli osteoblasti. In molti casi, prima si forma un modello cartilagineo, che poi viene sostituito dall’osso. Nell’ossificazione diretta, viceversa, si forma direttamente l’osso senza uno stadio cartilagineo intermedio. In entrambi i casi, l’osso è all’inizio immaturo, ha cioè una disposizione irregolare della matrice e degli osteociti. Quando le lamelle si organizzano in modo più regolare, l’osso è detto maturo. Ciò è dovuto a un lavoro incessante di rimodellamento, a opera degli osteoblasti e degli osteoclasti.

Per evitare che col tempo piccole fratture possano alla lunga formare una frattura maggiore che indebolisce l’osso, nuovo osso deve sostituire regolarmente quello più vecchio. Gli osteoclasti erodono l’osso esistente e sulla scia di questi si raccoglie una grande popolazione di osteoblasti che depositano nuovo osso in anelli concentrici. Il processo di riparazione dell’osso è anche un processo di rimodellamento continuo mediante il quale l’osso si adatta a nuove richieste funzionali durante tutta la vita di un individuo. Ciònonostante, un urto o una torsione violenta possono rompere un osso. Alla frattura segue immediatamente il processo di riparazione, che porta prima allo sviluppo di un addensamento di cartilagine (callo) e poi alla sua sostituzione con nuovo osso.

Accidenti al menisco!

Quante volte leggiamo sui giornali che un famoso calciatore ha problemi ai legamenti oppure al menisco e non potrà più giocare per molti mesi? Il movimento è garantito infatti dalle ossa e dai muscoli, ma non può fare a meno dei giusti snodi.

La connessione tra due elementi scheletrici ossei o cartilaginei in contatto è attuata da un’articolazione, che ne assicura il movimento relativo o l’ancoraggio stabile. Un’articolazione che permette un considerevole movimento è detta articolazione sinoviale. In questo caso, il punto di contatto fra le due ossa è avvolto da una capsula fibrosa ben chiusa, tappezzata all’interno da una membrana (sinovia), che produce il liquido sinoviale. Questo liquido ha la funzione di lubrificare le parti ossee in contatto, che sono a loro volta rivestite di cartilagine articolare. Per garantire uno snodo ancora migliore, nello spazio articolare possono esservi guarnizioni di cartilagine, i menischi. È quello che avviene nel ginocchio, dove potenti cavi, i legamenti, tengono in posizione le varie parti dell’articolazione.

Una miniera di sali

Il calcio, in forma di fosfato, è il minerale più abbondante del nostro corpo e circa il 99% è depositato nelle ossa e nei denti. Oltre che per lo sviluppo e il mantenimento della struttura e della rigidità ossea, ha un ruolo in molte funzioni cellulari (coagulazione del sangue, attività di muscoli e nervi). Il rapporto calcio/fosforo nelle ossa vale 2,5. Il calcio e il fosforo vengono regolati da meccanismi di rilascio nel rene, ma anche attraverso un equilibrio delicatissimo fra il lavoro degli osteoclasti, che estraggono i sali dall’osso, e quello degli osteoblasti, che reintegrano le riserve.

Il fabbisogno di calcio è di circa 1,5 mg al giorno e il suo contenuto nel sangue è controllato da ormoni, come quelli delle ghiandole paratiroidi che ne aumentano la concentrazione, e dalla calcitonina prodotta dalla tiroide, che svolge un ruolo opposto. La vitamina D favorisce l’assorbimento del calcio e la sua deposizione a livello osseo, mentre gli ormoni steroidei causano una perdita di calcio nelle ossa. Alle fasi di massimo sviluppo osseo (nell’uomo intorno ai 20÷25 anni di età) segue un processo di stabilità e poi di decadimento. Una malattia cronica delle ossa è l’osteoporosi, caratterizzata da una diminuzione della densità delle ossa che diventano fragili. L’osteoporosi (più frequente nella donna) è dovuta a insufficienze ormonali oppure all’invecchiamento, ed è facilitata da basso apporto di calcio con l’alimentazione, vita sedentaria, magrezza eccessiva, abuso di fumo, alcol e caffeina, uso protratto di farmaci cortisonici.