Sistemul osos al unui organism este mult mai complicat decat ne imaginam noi. De marimea oaselor depinde si diversitatea fiintei umane. Cele mai mari oase ale omului sunt: osul boltei craniene, coapsele, omoplatul, coloana vertebrala, femurul, tibia si peroneul (fig.5). l9f10fy
Osul este alcatuit dintr-o matrice organica solida, care este intarita de depozitele de saruri de calciu. Osul compact contine aproximativ 30% matrice organica si 70% saruri. Matricea include 90-95% fibre de colagen si substanta fundamentala. Fibrele de colagen sunt orientate de-a lungul osului si dau rezistenta osului la actiunile fizice. Substanta fundamentala este alcatuita din lichid exatracelular si proteogliconi, mai ales acid hialuronic si condrotin sulfat. Functia exacta a acestora nu este inca bine determinata.
Sarurile principale incluse in compozitia osului sunt: calciul si fosfatii, raportul dintre ele variind intre 1,3 -; 2,0. Printre mineralele osului se numara si magneziu, sodiu, potasiu si carbon. In os sunt incluse o serie de metale, inclusiv cele transuranice, plumbul, aurul si alte metale grele, care reprezinta 9 din cele 14 produse radioactive. Depunerea substantelor radioactive in os poate produce iradierea tesuturilor osoase, iar in cazurile in care se depune o cantitate suficienta poate aparea un cancer osteogen.
Fibrele de colagen in masa osoasa sunt situate la aproximativ 64 mm una de cealalta si sunt impletite astfel incat sa nu alunece una de pe cealalta, ceea ce face ca rezistenta osului sa creasca substantial. Segmentele de fibre invecinate se suprapun, facand ca si cristalele de hidroxiapatita sa se suprapuna, ca si caramizile intr-un zid.
Fibrele de colagen ale osului ca si cele ale tendoanelor au o mare rezistenta la tensiune, in timp ce sarurile de calciu, care au proprietati similare cu marmura dau rezistenta osului la compresiune. Prin urmare oasele sunt structurate exact ca si betonul armat, unde otelul si betonul armat asigura rezistenta la intindere, iar cimentul, nisipul si piatra asigura rezistenta la compresiune. Multe din proprietatile osului sunt inca necunoscute.
Primul stadiu de formare a osului este secretia de colagen si de substanta fundamentala de catre osteoblaste. Colagenul se polimerizeaza rapid, formand fibre, iar tesutul care se formeaza devine osteoid -; un material similar cartilagiului cu proprietatea de a precipita sarurile de calciu. Pe masura ce se formeaza osteofidul unii osteoglasti raman incastrati in el si se numesc osteocite.
Dupa formarea osteoidului sarurile de calciu incep sa se precipite pe suprafata fibrelor de colagen, formand nuclee minuscule, care se dezvolta pana la formarea cristalelor de hidroxiapatita.
Nu se stie ce factori influenteaza depunerea sarurilor de calciu pe osteoid. Una din teorii sustine ca la momentul formarii osului, fibrele de colagen sunt pregatite pentru a produce precipitarea sarurilor de calciu. O alta ipoteza sustine teoria comform careia osteoblastii ar secreta in osteoid o substanta care neutralizeza un inhibitor stopand cristalizarea hidroxiartiapatia.
Daca se injecteaza intravenos saruri solubile de calciu, concentratia ionilor de calciu creste evident, dar procesul este reversibil timp de 30-60 minute. Acest fenomen se produce datorita prezentei substantei numita “calciul de schimb “, care este in echilibru cu lichidul extracelular. Cea mai mare parte a calciului de schimb se gaseste in os si constituie aproximativ 0,4 -; 1%.
Osteogeneza este realizata de osteoblaste, care se afla pe partea interioara si exterioara a oaselor (fig. 6) si sunt in continua activitate. Astfel tesutul osos se reinnoieste tot timpul, pastrand o anumita rezistenta. Din punct de vedere histologic osteoliza are loc in imediata apropiere a osteoclastelor ( fig. 7) invecinatate. Se presupune ca mecanismul osteolizei functioneaza astfel: osteoclastele emit catre os doua tipuri de substante -; enzime proteolitice eliberate din lizozomii osteoclasterilor si cativa acizi incluzand acidul citric si lactic. Enzimele actioneaza asupra matricei organice ale osului, iar acizii solubilizeaza sarurile minerale. Echilibrul intre osteogeneza si osteoliza este constant.
Osteoclastele exista sub forma unor populatii, care se dezvolta, consumand masa osoasa in timp de trei saptamani, sapand in os un tunel cu diametru de 1 mm si o lungime de cativa mm. La sfarsitul acestei perioade osteoslasterele dispar si tunelul este invadat cu osteoblaste. Urmeaza apoi osteogeneza, ce dureaza cateva luni, osul nou fiind depus in straturi succesive pe suprafata interna a cavitatii, pana ce tunelul se umple. Osteogeneza inceteaza atunci cand osul incepe sa deranjeze vasele de sange ce iriga zona. Canalul prin care trec aceste vase, numit canalul haversian este tot ce ramane din cavitatea initiala. Fiecare teritoriu osos nou format in acest mod se numeste osteon.