Gli osteociti sono un tipo di cellule presenti nell'osso, un tessuto connettivo specializzato. Derivano da altre cellule note come osteoblasti e si trovano in larga misura all'interno di luoghi chiamati "spazi vuoti", all'interno della matrice ossea.
L'osso è costituito principalmente da tre tipi di cellule: osteoblasti, osteoclasti e osteociti. Oltre al fluido extracellulare, ha una complessa matrice extracellulare calcificata, che è responsabile della durezza di questi tessuti che fungono da supporto strutturale per l'intero corpo.
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Osteocyte
Gli osteociti sono una delle cellule più abbondanti nell'osso. Questi rappresentano oltre il 90% del contenuto cellulare totale in detto tessuto, mentre gli osteoblasti rappresentano circa il 5% e gli osteoclasti sono circa l'1%. Si dice che nell'osso di un essere umano adulto ci siano 10 volte più osteociti rispetto agli osteoblasti.
Le sue funzioni sono diverse, ma tra le più importanti c'è la sua partecipazione ai processi di segnalazione sia per la formazione che per il riassorbimento osseo, fatto implicato anche in alcune patologie cliniche note.
Formazione
Gli osteociti derivano dagli osteoblasti, le loro cellule progenitrici, attraverso un processo che avviene grazie al reclutamento degli osteoblasti verso la superficie ossea, dove determinati segnali innescano l'inizio del differenziamento.
Questa differenziazione porta con sé una serie di drastici cambiamenti sia nella forma che nella funzione delle cellule, poiché gli osteoblasti passano dall'essere cellule "cuboidali" specializzate nella secrezione di matrice extracellulare, ad essere cellule allungate con piccoli corpi che sono collegati a cellule vicine attraverso lunghe proiezioni citoplasmatiche.
Le nuove cellule differenziate (osteociti), collegate a cellule incorporate nell'osso, vengono successivamente incapsulate nell'osteoide, un materiale organico non mineralizzato composto principalmente da fibre di collagene e altre proteine fibrose.
Quando l'osteoide attorno al complesso osteoide-osteocita (fase di transizione) si indurisce per mineralizzazione, le cellule vengono confinate e immobilizzate all'interno di "spazi vuoti" nella matrice extracellulare, dove culmina la differenziazione. Questo processo è visto come la reclusione delle cellule nella propria matrice extracellulare.
La formazione e l'estensione dei dendriti o proiezioni citoplasmatiche degli osteociti è controllata da diversi fattori genetici, molecolari ed ormonali, tra i quali è stato dimostrato che spiccano alcune metalloproteinasi di matrice.
Segni di differenziazione
Molti autori concordano sul fatto che questi processi sono geneticamente determinati; cioè, nelle diverse fasi della differenziazione degli osteoblasti in osteociti, si osservano modelli di espressione genetica diversi ed eterogenei.
Da un punto di vista morfologico, la trasformazione o la differenziazione degli osteoblasti in osteociti avviene durante la formazione dell'osso. In questo processo le proiezioni di alcuni osteociti crescono per mantenere il contatto con lo strato di osteoblasti sottostante per controllare la loro attività.
Quando la crescita si ferma e la comunicazione tra gli osteociti e gli osteoblasti attivi viene interrotta, vengono prodotti segnali che inducono il reclutamento degli osteoblasti in superficie, ed è allora che il loro destino cellulare è compromesso.
Allo stato attuale, dal punto di vista molecolare, sono già stati individuati alcuni effettori di questa transizione. Tra questi vi sono fattori di trascrizione che attivano la produzione di proteine come il collagene di tipo I, l'osteopontina, la sialoproteina ossea e l'oteocalcina.
caratteristiche
Gli osteociti sono cellule con nuclei appiattiti e pochi organelli interni. Hanno un reticolo endoplasmatico e un apparato di Golgi notevolmente ridotti e il loro corpo cellulare è di piccole dimensioni rispetto ad altre cellule nei tessuti correlati.
Nonostante ciò, sono cellule molto attive e dinamiche, poiché sintetizzano molte proteine della matrice non collagenica come l'osteopontina e l'osteocalcina, ma anche l'acido ialuronico e alcuni proteoglicani, tutti fattori importanti per la conservazione delle ossa.
La nutrizione di queste cellule dipende dal trasporto attraverso quello che è noto come spazio peri-cellulare (quello tra la parete della cavità o laguna e la membrana plasmatica dell'osteocita), che costituisce un sito critico per lo scambio di nutrienti e metaboliti, informazioni e alcuni rifiuti metabolici.
Una delle caratteristiche più importanti di queste cellule è la formazione di lunghi processi "dendritici" di origine citoplasmatica che sono in grado di viaggiare attraverso piccoli tunnel nella matrice noti come "canalicoli", al fine di collegare ciascun osteocita con il suo cellule vicine e quelle sulla superficie ossea.
Questi processi o proiezioni sono uniti tra loro tramite giunzioni gap, che consentono loro di facilitare lo scambio di molecole e la conduzione di ormoni a siti distanti nel tessuto osseo.
La comunicazione degli osteociti con altre cellule dipende da queste proiezioni che emergono dal corpo cellulare ed entrano in contatto diretto con altre cellule, sebbene sia noto anche che dipendono dalla secrezione di alcuni ormoni per questo scopo.
Gli osteociti sono cellule a vita molto lunga e possono durare anni e persino decenni. Si ritiene che l'emivita di un osteocita sia di circa 25 anni, un tempo molto lungo soprattutto se paragonato agli osteoblasti e agli osteoclasti che durano solo un paio di settimane e anche pochi giorni.
Caratteristiche
Oltre ad essere importanti componenti strutturali del tessuto osseo, una delle principali funzioni degli osteociti consiste nell'integrazione dei segnali meccanici e chimici che governano tutti i processi di inizio rimodellamento osseo.
Queste cellule sembrano agire come "driver" che dirigono l'attività degli osteoclasti e degli osteoblasti.
Studi recenti hanno dimostrato che gli osteociti esercitano funzioni regolatorie che vanno ben oltre i confini ossei, poiché partecipano, attraverso alcune vie endocrine, al metabolita fosfato.
Si ritiene inoltre che queste cellule abbiano funzioni nel metabolismo sistemico dei minerali e nella loro regolazione. Questo fatto si basa sul potenziale di scambio minerale degli spazi fluidi pericellulari (intorno alle cellule) degli osteociti.
Poiché queste cellule hanno la capacità di rispondere all'ormone paratiroideo (PTH), contribuiscono anche alla regolazione del calcio nel sangue e alla secrezione permanente della nuova matrice extracellulare ossea.
Riferimenti
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