Metabolismo t osseo ott 2011

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Metabolismo t osseo ott 2011

  1. 1. METABOLISMOTESSUTO OSSEO
  2. 2. Composizione del tessuto osseocostituito da cellule nonaddossate le une allealtre, ma disperse in unaabbondante matriceextracellulare costituita Fibronectinada una componente Trombospondina Osteopontinaamorfa e da unacomponente fibrosa.
  3. 3. Tessuto connettivo Matrice extracellulare Cellula
  4. 4. Formazione dell’osso Demolizione ossea
  5. 5. Metabolismo osseo Con metabolismo osseo si intende linsieme dei processi biochimici responsabili della continua demolizione e rigenerezione ossea.Visto che losso è composto da ca. 1/3 di proteine e 2/3 di minerali, si parla di METABOLISMO PROTEICO METABOLISMO MINERALE Biosintesi del Deposizione di COLLAGENE IDROSSIAPATITE
  6. 6. Metabolismo osseoMetabolismo proteico COLLAGENE
  7. 7. Contenuto % di collagene% COLLAGENE NEI DIVERSI TESSUTI in peso nei diversi tessuti 4% nel fegato 10% nei polmoni 12-24% nella parete dell’aorta 50% nella cartilagine 23% nel tessuto osseo 68% nella cornea 72% nella pelle
  8. 8. Struttura del collagene Proteina fibrosa Tropocollagene
  9. 9. Struttura del collageneAtomic Force Microscopy (AFM)
  10. 10. Struttura del tropocollagene COLLAGEN TRIPLE HELIX - 6% del peso corporeo- Ciascuna catena polipeptidica è -Unità strutturale: tropocollagene (285kDa)avvolta in senso sinistrorso -Forma: simil-treccia- Tra loro le 3 catene polipetidiche -Tripla elica dx: 3 catene lineari (1000 aasono avvolte in senso destrorso ognuna) -Unità funzionale: GLY-X-Y-GLY-X-Y - 33% glicina 21% prolina
  11. 11. Caratteristiche del tropocollagene• INSOLUBLE• STABLE• LONG BIOLOGICAL HALF-LIFE• HIGH TENSILE STRENGTH OR CONTRACTIBILITY
  12. 12. Aminoacidi «speciali» idrossiprolina legami H tra le 3 catene idrossilisina Punti di glicosilazione (glc o gal)
  13. 13. Idrossiprolina e idrossilisina- legami intracatena Modificazioni post-traduzionali LEGAMI H INTRACATENA Vitamina C MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI Vitamina C (glicosilazione)
  14. 14. Vitamina CLa vitamina C è presente in alcuni alimenti, insieme a bioflavonoidi, soprattutto neivegetali a foglia verde, peperoni, pomodori, kiwi e negli agrumi, particolarmenteconcentrata nel frutto di ciliegia amazzonica, lAcerola, e nella rosa canina. La vitaminapuò perdersi nel caso in cui questi alimenti vengano tenuti allaria per molto tempo odentro contenitori di metallo (es: rame). La cottura può comportare perdita di vitamina(in taluni casi fino al 75%); tale fenomeno può essere ridotto adottando una cottura chesia il più possibile rapida ed in poca acqua.Si calcola che la quantità minima giornaliera di vitamina C sia di circa 40-50 mg/die.
  15. 15. Deficit di Vit C: SCORBUTO
  16. 16. Allisina-legami crociati Modificazioni post-traduzionali I residui di lisina sono ossidati ad allisina (aldeide). Due molecole di allisina fanno condensazione aldolicaUn residuo di allisina forma una base di Schiff con una lisina
  17. 17. Struttura del collagene: altamente resistente Funi metalliche
  18. 18. Biosintesi del tropocollagene All’interno della cellulaDNA → mRNA → Pre-protocollagene cofattori Vit C Idrossilazione di prolina e lisina O2 glicosilazione di lisina Estremità avvolgimento procollagene Estremità secrezione
  19. 19. Fuori dallaNella cellula cellula
  20. 20. Processamento del tropocollagene All’esterno della cellulaVescicole di secrezione Procollagene peptidasi tropocollagene Lysyl Oxidase O2, Cu ASSEMBLAGGIO
  21. 21. Tropocollagene → Collagene
  22. 22. Tipi di collagene -Rappresenta il 90% del collagene totale -Costituisce i principali t. connettivi: pelle, tendini, ossa e cornea Collagene tipo I Collagene tipo IV
  23. 23. Collagene → funzione di supporto → invecchiamento →degradazione e diminuzione del numero di fibre collagene Chirurgia estetica Ingegneria tissutale il collagene è un biomateriale utilizzato nell’ingegneria tissutale per suture, bendaggi, innesti vascolari,valvole cardiache.
  24. 24. Componente amorfa della matrice extra-cellulare PROTEOGLICANI Le proteine strutturali fibrose della matrice extracellulare sono incorporate in un gel formato daproteglicani. I proteoglicani sono formati da polisaccaridi detti glicosamminoglicani (GAG) legati aduna proteina centrale. I GAG sono costitutiti da unità disaccaridiche che si ripetono. Un glucide del disaccaride è la N-acetilglucosammina o la N-acetilgalattosamina mentre il secondo è di solito un acido (acido glucuronico o iduronico). ACIDO IALURONICO
  25. 25. scovolino
  26. 26. METALLOPROTEINASI La matrice extracellulare contiene una serie di proteasi conosciute come metallo proteinasi della matrice, o MMP.Si tratta di proteasi contenenti zinco che utilizzano lo zinco per posizionare in modo corretto lacqua affinchè partecipi alla reazione proteolitica. Nelluomo esistono almeno 23 diversi tipi di MMP, che tagliano tutte le proteine che si trovano nella matrice, tra cui il collagene e la laminina. Poiché le MMP degradano i componenti della matrice extracellulare, la loro espressione è importante per consentire la migrazione delle cellule e il rimodellamento del tessuto durante la crescita e il differenziamento.
  27. 27. Formazione dell’osso Demolizione ossea
  28. 28. Metabolismo minerale Deposizione di fosfato di calcio (calcio+fosfato) 60% calcio IDROSSIAPATITE 30% fosforo Ca10(PO4)6(OH)2 10% ossigeno e idrogeno La quantità di CALCIO, nel corpo umano, è di ca. 1.5% del peso corporeo (a 70 kg ca. 1000 gr). Gli osteoclasti, al giorno, scompongono ca. 1/2 grammo di calcio. Questo significa che lo scheletro, in un periodo di 5 - 6 anni, viene completamente demolito e ricostruito (1000gr / 0.5gr/dì). [Ca] nel sangue = 2.25-2.6 mmol/LLo scheletro funge, oltre alle sue funzioni di sostenimento, anche come magazzino tampone per calcio efosforo. Se la calcemia si abbassa, gli osteoclasti intensificano il loro lavoro di scomposizione. Se invecela calcemia aumenta, gli osteoblasti producono più fibrille sulle quali si può depositare lidrossiapatite.Per il fosforo, le condizioni sono simili. ↓ Ca se ↑ P ↑ Ca se ↓ P Infanzia Senescenza osteoblasti > osteoclasti osteoclasti > osteoblasti Meccanismo di regolazione crescita dell’osso diminuzione massa ossea
  29. 29. VITAMINA D• aumenta il riassorbimento osseo• necessaria per la normalemineralizzazione ossea, perchémantiene costanti i livelli di calcio efosforo.•A livello renale aumenta ilriassorbimento del calcio• 90% da colesterolo cute, 10% dietaIn parole povere, il ruolo dellaVitamina D è quello di aumentare laconcentrazione plasmatica degli ionicalcio.
  30. 30. FATTORI CHE INFLUENZANO IL TURNOVER DELL’OSSOestrogeni riassorbimentoglucocorticoidi riassorbimentoormoni tiroidei stimolano il rimodellamento
  31. 31. Metabolismo minerale Meccanismi di regolazione di calcio e fosfato ↓ Ca se ↑ P ↑ Ca se ↓ P Meccanismo di regolazione PARATORMONE CALCITONINA CALCITRIOLO 84 AA 32 AA Forma attiva della vit D3 Prodotto dalle paratiroidi Prodotto dalla tiroide Prodotto a livello renale Ormone ipercalcemizzante Ormone ipocalcemizzante Ormone ipercalcemizzante+ assorbimento Ca nell’intestino Antagonista del paratormone + assorbimento Ca nell’intestino+ assorbimento Ca a livello renale + eliminazione Ca a livello renale + assorbimento Ca a livello renale + mobilitazione Ca osseo + attività osteoblasti - Rilascio di calcitonina Stimola sintesi di calmodulina IN MEDICINA: diagnosi del carcinoma IN MEDICINA: terapia farmacologica midollare della tiroide di ipocalcemia e osteoporosi
  32. 32. Malattie metaboliche ossee Difetti nella parte minerale Difetti nella parte proteica deformazioni ma non rotture Alto rischio di rotture Es. OSTEOMALACIA Es. OSTEOPOROSI • perdita dellequilibrio fra osteoblasti e osteoclasti. • struttura dellosso sono normali • osteoclasti lavorano più velocemente degli osteoblasti • modificazioni della microarchitettura delle ossa.• mineralizzazione dellosso insufficiente • Nella menopausa si riscontra un maggiore produzione di• il rammollimento delle ossa lunghe può osteoclasti, causata dalla perdita di estrogeni • Con lavanzare delletà diminuisce lattività degli determinare larcuarsi delle gambe osteoblasti.• deformità strutturali delle ossa lunghe (grave inarcamento), delle ossa del cranio e ingrossamento delle giunture
  33. 33. Malattie metaboliche ossee rachitismo • tipica delletà pediatrica; • causato da un difetto di ossificazione della matrice ossea; • colpisce sia gli uomini che gli animali nei primi mesi di vita • Eziopatogenesi: alterazioni del metabolismo osseo e della vitamina D; • Genetico/ non genetico • Quadri clinici diversi a seconda di età insorgenza e gravità • Terapia: vit D, raggi UVA solari

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