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Fisiopatologia Bicocca
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collagene

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MMEETTAABBOOLLIISSMMOO TTEESSSSUUTTOO CCOONNNNEETTTTIIVVOO
Il tessuto connettivo 竪 un particolare tipo di tessuto che provvede al collegamento, sostegno e nutrimento dei tessuti dei vari organi. Istologicamente, pu嘆 essere suddiviso in diversi sottotipi, a seconda delle loro prerogative morfologiche e funzionali, tutti caratterizzati dal fatto di essere costituiti da cellule non addossate le une alle altre, ma disperse in una pi湛 o meno abbondante sostanza intercellulare o matrice extracellulare costituita da una componente amorfa e da una componente fibrosa. Il tessuto connettivo possiede un'ampia variet di cellule, deputate a svolgere attivit diverse in relazione anche alla natura del tessuto a cui appartengono. In generale, 竪 possibile operare una distinzione tra le cellule deputate alla formazione e al mantenimento della matrice (fibroblasti, condroblasti, osteoblasti, odontoblasti), cellule deputate alla difesa dell'organismo (macrofagi, mastociti, leucociti) e cellule deputate a funzioni speciali, come gli adipociti del tessuto adiposo, che accumulano grassi come riserva energetica del corpo. possibile anche distinguerle in base al loro ciclo vitale in cellule fisse (macrofagi fissi, fibroblasti, adipociti), che svolgono tutta la loro vita nel tessuto connettivo, e cellule migranti (granulociti neutrofili, linfociti, macrofagi) che invece raggiungono il tessuto connettivo dalla circolazione sanguigna.
Tessuto connettivo Matrice extracellulare Cellula
Matrice extra-cellulare Tutte le cellule dei diversi tipi di tessuto connettivo si trovano disperse in una sostanza gelatinosa denominata matrice o matrice extracellulare. La matrice cellulare 竪 costituita da una porzione fibrosa, composta da proteine (collagene, elastina, laminina) e da una componente amorfa. La sostanza amorfa (o sostanza fondamentale) costituisce un gel compatto nel quale sono immerse le fibre. costituita essenzialmente da macromolecole di origine glucidica chiamate glicosaminoglicani (GAG) e da associazioni di questi ultimi con proteine, definite proteoglicani.
Composizione del tessuto osseo costituito da cellule non addossate le une alle altre, ma disperse in una abbondante matrice extracellulare costituita da una componente amorfa e da una componente fibrosa. Fibronectina Trombospondina Osteopontina
Connettivo
Metabolismo osseo Con metabolismo osseo si intende l'insieme dei processi biochimici responsabili della continua demolizione e rigeneraezione ossea. Visto che l'osso 竪 composto da ca. 1/3 di proteine e 2/3 di minerali, si parla di METABOLISMO PROTEICO METABOLISMO MINERALE Biosintesi del COLLAGENE Deposizione di IDROSSIAPATITE
CCOOLLLLAAGGEENNEE 25-30 % PROTEINE TOTALI EELLAASSTTIINNAA LLAAMMIINNIINNAA
COLLAGENE = proteina pi湛 abbondante nei vertebrati Contenuto % di collagene in peso nei diversi tessuti 4% nel fegato 10% nei polmoni 12-24% nella parete dellaorta 50% nella cartilagine 23% nel tessuto osseo 68% nella cornea 72% nella pelle
Struttura del collagene Proteina fibrosa Il collagene, una proteina fibrosa, 竪 prodotto da diversi tipi cellulari ma principalmente dai fibroblasti, dalle cellule muscolari e dalle cellule epiteliali. Si trova nella matrice extracellulare dei tessuti connettivi.
Struttura del collagene Atomic Force Microscopy (AFM)
StrCCuOOtLLtLLuAArGGaEE NNd TTeRRl IItPPrLLoEE pHHoEELLcIIoXXllagene - 6% del peso corporeo -Unit strutturale: tropocollagene (285kDa) -Forma: simil-treccia -Tripla elica dx: 3 catene lineari -Unit funzionale: GLY-X-Y-GLY-X-Y - idrossiprolina (legami H tra le catene) - idrossilisina (legami H tra le catene) - Ciascuna catena polipeptidica 竪 avvolta in senso sinistrorso - Tra loro le 3 catene polipetidiche sono avvolte in senso destrorso Collagene: 竪 costituito da lunghe catene proteiche (oltre 1400 aminoacidi)
Perch辿 DEVE essere presente la glicina? glicina triptofano vs Minor ingombro sterico !!
Funi metalliche
I filamenti di tropocollagene sono tenuti insieme: grazie alla presenza di glicine da legami idrogeno permessi dalle modifiche post-traduzionali di lisina e prolina
Idrossiprolina e idrossilisina- legami intracatena Modificazioni post-traduzionali Vitamina C Vitamina C LEGAMI H INTRACATENA MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI (glicosilazione)
Connettivo
Connettivo
Legami intracatena
Vitamina C La vitamina C 竪 presente in alcuni alimenti, insieme a bioflavonoidi, soprattutto nei vegetali a foglia verde, peperoni, pomodori, kiwi e negli agrumi, particolarmente concentrata nel frutto di ciliegia amazzonica, l'Acerola, e nella rosa canina. La vitamina pu嘆 perdersi nel caso in cui questi alimenti vengano tenuti all'aria per molto tempo o dentro contenitori di metallo (es: rame). La cottura pu嘆 comportare perdita di vitamina (in taluni casi fino al 75%); tale fenomeno pu嘆 essere ridotto adottando una cottura che sia il pi湛 possibile rapida ed in poca acqua. Si calcola che la quantit minima giornaliera di vitamina C sia di circa 40-50 mg/die.
Deficit di Vit C: SCORBUTO
Legami intercatena o legami crociati
Allisina-legami crociati Modificazioni post-traduzionali I residui di lisina sono ossidati ad allisina (aldeide). Un residuo di allisina forma una base di Schiff con una lisina Due molecole di allisina fanno condensazione aldolica
Caratteristiche del tropocollagene INSOLUBLE STABLE LONG BIOLOGICAL HALF-LIFE HIGH TENSILE STRENGTH OR CONTRACTIBILITY
Biosintesi del tropocollagene Allinterno della cellula DNA mRNA Pre-protocollagene Idrossilazione di prolina e lisina glicosilazione di lisina Estremit avvolgimento procollagene Estremit secrezione cofattori Vit C O2
Nella cellula Fuori dalla cellula
Processamento del tropocollagene Allesterno della cellula Vescicole di secrezione Procollagene peptidasi tropocollagene Lysyl Oxidase O2, Cu ASSEMBLAGGIO
Connettivo
Connettivo
Tropocollagene Collagene
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
Connettivo
Chirurgia estetica Ingegneria tissutale il collagene 竪 un biomateriale utilizzato nellingegneria tissutale per suture, bendaggi, innesti vascolari,valvole cardiache.
telopeptide c terminale (CTX) 竪 un peptide di otto aminoacidi Proviene dalla degradazione del collagene durante il rimaneggiamento osseo Il collagene viene degradato, liberando piccoli frammenti peptidici (CTX) che vengono immessi nel circolo sanguigno Il loro dosaggio rappresenta un utile strumento per il monitoraggio del riassorbimento osseo. VALORI DI RIFERIMENTO Donne in menopausa: 0.14 1.35 ng/ml Donne in et fertile: 0.11 0.74 ng/ml Uomo: 0.11 0.75 ng/ml
Connettivo
ELASTINA E' la proteina pi湛 importante trovata nelle fibre elastiche della matrice extracellulare del tessuto connettivo delle cellule muscolari lisce, cellule endoteliali, condrociti e fibroblasti. Le fibre elastiche permettono ai tessuti di espandersi e contrarsi, e questo 竪 di particolare importanza per i vasi sanguigni che devono deformarsi pi湛 volte in risposta alle variazioni della pressione intravascolare. E' importante anche per i polmoni che si estendono ad ogni ispirazione e tornano alla forma originale ad ogni espirazione.
ELASTINA
Connettivo
LAMININA E' la proteina pi湛 abbondante nelle lamine basali dopo il collagene. Fornisce ulteriore sostegno strutturale ai tessuti grazie alla sua capacit di legarsi al collagene di tipo IV, ad altre molecole presenti nella matrice extracellulare e anche alle proteine presenti sulla superficie cellulare (integrine). Struttura della laminina
Connettivo
SSOOSSTTAANNZZAA AAMMOORRFFAA
Componente amorfa della matrice extra-cellulare PROTEOGLICANI e GLICOSAMMINOGLICANI Le proteine strutturali fibrose della matrice extracellulare sono incorporate in un gel formato da proteglicani.
PROTEOGLICANI I proteoglicani sono formati da polisaccaridi detti glicosamminoglicani (GAG) legati ad una proteina centrale. ASSE PROTEICO (CORE) G A G G A G G A G G A G G A G Legame covalente con una serina
I GAG sono costitutiti da unit disaccaridiche che si ripetono. Un glucide del disaccaride 竪 la N-acetilglucosammina o la N-acetilgalattosamina mentre il secondo 竪 di solito un acido (acido glucuronico o iduronico). GLICOSAMMINOGLICANI
I proteoglicani presenti nella matrice si associano non covalentemente e in gran numero a una singola molecola di ACIDO IALURONICO A cosa assomiglia? scovolino
METALLOPROTEINASI (MMPs) enzimi ad azione proteolitica della matrice extracellulare (23 tipi 孫 ) rompono in modo specifico le lunghe catene proteiche che costituiscono il collagene, formando frammenti pi湛 corti e privi di propriet meccaniche. Le MMPs sono una famiglia di molecole simili tra loro per struttura chimica, con specificit differenti per un ampia variet di substrati, in grado di degradare tutti i componenti della matrice extracellulare (collagene, elastina, laminine, proteoglicani). Le MMPs maggiormente coinvolte con i processi di invecchiamento cutaneo sono: MMP1, che inizia la degradazione del collagene di tipo I e III; MMP9, che opera un'ulteriore frammentazione in peptidi pi湛 piccoli; MMP2 attacca il collagene di tipo IV, contribuendo alla formazione delle rughe.
Poich辿 le MMPs degradano i componenti della matrice extracellulare, la loro espressione 竪 importante per consentire la migrazione delle cellule e il rimodellamento del tessuto durante la crescita e il differenziamento.
TTEESSSSUUTTOO OOSSSSEEOO
Struttura dellosso Il tessuto osseo costituisce unindubbia riserva di calcio epifisi diafisi epifisi Tessuto osseo non-lamellare: embrione-feto Tessuto osseo lamellare: adulto Tessuto osseo compatto Tessuto osseo spugnoso
Composizione del tessuto osseo Il tessuto osseo costituisce unindubbia riserva di calcio
Formazione dellosso Demolizione ossea
Metabolismo osseo Con metabolismo osseo si intende l'insieme dei processi biochimici responsabili della continua demolizione e rigenerezione ossea. Visto che l'osso 竪 composto da ca. 1/3 di proteine e 2/3 di minerali, si parla di METABOLISMO PROTEICO METABOLISMO MINERALE - Struttura e biosintesi del COLLAGENE - Elastina - Laminina Deposizione di FOSFATO DI CALCIO
Metabolismo minerale Deposizione di fosfato di calcio (calcio+fosfato) IDROSSIAPATITE Ca10(PO4)6(OH)2 60% calcio 30% fosforo 10% ossigeno e idrogeno La quantit di CALCIO, nel corpo umano, 竪 di ca. 1.5% del peso corporeo (a 70 kg ca. 1'000 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 (1'000gr / 0.5gr/d狸). [Ca] nel sangue = 2.25-2.6 mmol/L Lo scheletro funge, oltre alle sue funzioni di sostenimento, anche come magazzino tampone per calcio e fosforo. Se la calcemia si abbassa, gli osteoclasti intensificano il loro lavoro di scomposizione. Se invece la calcemia aumenta, gli osteoblasti producono pi湛 fibrille sulle quali si pu嘆 depositare l'idrossiapatite. Per il fosforo, le condizioni sono simili. Infanzia osteoblasti > osteoclasti crescita dellosso Senescenza osteoclasti > osteoblasti diminuzione massa ossea Ca se P Ca se P Meccanismo di regolazione
I cibi pi湛 ricchi di calcio sono latte, formaggi, tuorlo d'uovo e verdure. L'assorbimento avviene nell'intestino tenue sotto forma di sali solubili; se il calcio transita nell'intestino sotto forma di sale insolubile viene eliminato. L'importanza della prevenzione dellOSTEOPOROSI (malattia che causa una fragilit ossea responsabile di molte fratture nell'et avanzata; il 90% delle persone colpite 竪 di sesso femminile) 竪 fondamentale se si tiene conto che circa per il 75% della popolazione la dose giornaliera di calcio 竪 inferiore a quella consigliata (1 g nell'adulto). Si 竪 dimostrato che l'attivit fisica aiuta nella prevenzione dell'invecchiamento dell'apparato scheletrico.
FATTORI CHE INFLUENZANO IL TURNOVER DELLOSSO estrogeni riassorbimento glucocorticoidi riassorbimento ormoni tiroidei stimolano il rimodellamento
Metabolismo minerale Meccanismi di regolazione di calcio e fosfato Ca se P Ca se P Meccanismo di regolazione PARATORMONE CALCITONINA CALCITRIOLO 84 AA Prodotto dalle paratiroidi Ormone ipercalcemizzante + assorbimento Ca nellintestino + assorbimento Ca a livello renale + mobilitazione Ca osseo 32 AA Prodotto dalla tiroide Ormone ipocalcemizzante Antagonista del paratormone + eliminazione Ca a livello renale + attivit osteoblasti Forma attiva della vit D3 Prodotto a livello renale Ormone ipercalcemizzante + assorbimento Ca nellintestino + assorbimento Ca a livello renale - Rilascio di calcitonina Stimola sintesi di calmodulina IN MEDICINA: diagnosi del carcinoma midollare della tiroide IN MEDICINA: terapia farmacologica di ipocalcemia e osteoporosi
Malattie metaboliche ossee Difetti nella parte minerale Difetti nella parte proteica deformazioni ma non rotture Alto rischio di rotture Es. osteomalacia Es. osteoporosi Nell'osteomalacia la deposizione di osteoide nell'osso da parte degli osteoblasti come pure la struttura dell'osso sono normali, mentre la mineralizzazione dell'osso 竪 insufficiente.Nei bambini l'osteomalacia si chiama rachitismo. Esso provoca caratteristiche deformit strutturali delle ossa lunghe (grave inarcamento), distorsione delle ossa del cranio (con deformit) e ingrossamento delle giunture condrocostali delle costole. La causa 竪 nella perdita dell'equilibrio fra osteoblasti e osteoclasti. Se gli osteoclasti lavorano pi湛 velocemente degli osteoblasti, l'osso si deteriora. Nella menopausa si riscontra un maggiore produzione di osteoclasti, causata dalla perdita di estrogeni correlata alla produzione di osteoclasti. Con l'avanzare dell'et diminuisce l'attivit degli osteoblasti.

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  • 2. Il tessuto connettivo 竪 un particolare tipo di tessuto che provvede al collegamento, sostegno e nutrimento dei tessuti dei vari organi. Istologicamente, pu嘆 essere suddiviso in diversi sottotipi, a seconda delle loro prerogative morfologiche e funzionali, tutti caratterizzati dal fatto di essere costituiti da cellule non addossate le une alle altre, ma disperse in una pi湛 o meno abbondante sostanza intercellulare o matrice extracellulare costituita da una componente amorfa e da una componente fibrosa. Il tessuto connettivo possiede un'ampia variet di cellule, deputate a svolgere attivit diverse in relazione anche alla natura del tessuto a cui appartengono. In generale, 竪 possibile operare una distinzione tra le cellule deputate alla formazione e al mantenimento della matrice (fibroblasti, condroblasti, osteoblasti, odontoblasti), cellule deputate alla difesa dell'organismo (macrofagi, mastociti, leucociti) e cellule deputate a funzioni speciali, come gli adipociti del tessuto adiposo, che accumulano grassi come riserva energetica del corpo. possibile anche distinguerle in base al loro ciclo vitale in cellule fisse (macrofagi fissi, fibroblasti, adipociti), che svolgono tutta la loro vita nel tessuto connettivo, e cellule migranti (granulociti neutrofili, linfociti, macrofagi) che invece raggiungono il tessuto connettivo dalla circolazione sanguigna.
  • 3. Tessuto connettivo Matrice extracellulare Cellula
  • 4. Matrice extra-cellulare Tutte le cellule dei diversi tipi di tessuto connettivo si trovano disperse in una sostanza gelatinosa denominata matrice o matrice extracellulare. La matrice cellulare 竪 costituita da una porzione fibrosa, composta da proteine (collagene, elastina, laminina) e da una componente amorfa. La sostanza amorfa (o sostanza fondamentale) costituisce un gel compatto nel quale sono immerse le fibre. costituita essenzialmente da macromolecole di origine glucidica chiamate glicosaminoglicani (GAG) e da associazioni di questi ultimi con proteine, definite proteoglicani.
  • 5. Composizione del tessuto osseo costituito da cellule non addossate le une alle altre, ma disperse in una abbondante matrice extracellulare costituita da una componente amorfa e da una componente fibrosa. Fibronectina Trombospondina Osteopontina
  • 7. Metabolismo osseo Con metabolismo osseo si intende l'insieme dei processi biochimici responsabili della continua demolizione e rigeneraezione ossea. Visto che l'osso 竪 composto da ca. 1/3 di proteine e 2/3 di minerali, si parla di METABOLISMO PROTEICO METABOLISMO MINERALE Biosintesi del COLLAGENE Deposizione di IDROSSIAPATITE
  • 8. CCOOLLLLAAGGEENNEE 25-30 % PROTEINE TOTALI EELLAASSTTIINNAA LLAAMMIINNIINNAA
  • 9. COLLAGENE = proteina pi湛 abbondante nei vertebrati Contenuto % di collagene in peso nei diversi tessuti 4% nel fegato 10% nei polmoni 12-24% nella parete dellaorta 50% nella cartilagine 23% nel tessuto osseo 68% nella cornea 72% nella pelle
  • 10. Struttura del collagene Proteina fibrosa Il collagene, una proteina fibrosa, 竪 prodotto da diversi tipi cellulari ma principalmente dai fibroblasti, dalle cellule muscolari e dalle cellule epiteliali. Si trova nella matrice extracellulare dei tessuti connettivi.
  • 11. Struttura del collagene Atomic Force Microscopy (AFM)
  • 12. StrCCuOOtLLtLLuAArGGaEE NNd TTeRRl IItPPrLLoEE pHHoEELLcIIoXXllagene - 6% del peso corporeo -Unit strutturale: tropocollagene (285kDa) -Forma: simil-treccia -Tripla elica dx: 3 catene lineari -Unit funzionale: GLY-X-Y-GLY-X-Y - idrossiprolina (legami H tra le catene) - idrossilisina (legami H tra le catene) - Ciascuna catena polipeptidica 竪 avvolta in senso sinistrorso - Tra loro le 3 catene polipetidiche sono avvolte in senso destrorso Collagene: 竪 costituito da lunghe catene proteiche (oltre 1400 aminoacidi)
  • 13. Perch辿 DEVE essere presente la glicina? glicina triptofano vs Minor ingombro sterico !!
  • 15. I filamenti di tropocollagene sono tenuti insieme: grazie alla presenza di glicine da legami idrogeno permessi dalle modifiche post-traduzionali di lisina e prolina
  • 16. Idrossiprolina e idrossilisina- legami intracatena Modificazioni post-traduzionali Vitamina C Vitamina C LEGAMI H INTRACATENA MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI (glicosilazione)
  • 20. Vitamina C La vitamina C 竪 presente in alcuni alimenti, insieme a bioflavonoidi, soprattutto nei vegetali a foglia verde, peperoni, pomodori, kiwi e negli agrumi, particolarmente concentrata nel frutto di ciliegia amazzonica, l'Acerola, e nella rosa canina. La vitamina pu嘆 perdersi nel caso in cui questi alimenti vengano tenuti all'aria per molto tempo o dentro contenitori di metallo (es: rame). La cottura pu嘆 comportare perdita di vitamina (in taluni casi fino al 75%); tale fenomeno pu嘆 essere ridotto adottando una cottura che sia il pi湛 possibile rapida ed in poca acqua. Si calcola che la quantit minima giornaliera di vitamina C sia di circa 40-50 mg/die.
  • 21. Deficit di Vit C: SCORBUTO
  • 22. Legami intercatena o legami crociati
  • 23. Allisina-legami crociati Modificazioni post-traduzionali I residui di lisina sono ossidati ad allisina (aldeide). Un residuo di allisina forma una base di Schiff con una lisina Due molecole di allisina fanno condensazione aldolica
  • 24. Caratteristiche del tropocollagene INSOLUBLE STABLE LONG BIOLOGICAL HALF-LIFE HIGH TENSILE STRENGTH OR CONTRACTIBILITY
  • 25. Biosintesi del tropocollagene Allinterno della cellula DNA mRNA Pre-protocollagene Idrossilazione di prolina e lisina glicosilazione di lisina Estremit avvolgimento procollagene Estremit secrezione cofattori Vit C O2
  • 26. Nella cellula Fuori dalla cellula
  • 27. Processamento del tropocollagene Allesterno della cellula Vescicole di secrezione Procollagene peptidasi tropocollagene Lysyl Oxidase O2, Cu ASSEMBLAGGIO
  • 31. 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
  • 33. Chirurgia estetica Ingegneria tissutale il collagene 竪 un biomateriale utilizzato nellingegneria tissutale per suture, bendaggi, innesti vascolari,valvole cardiache.
  • 34. telopeptide c terminale (CTX) 竪 un peptide di otto aminoacidi Proviene dalla degradazione del collagene durante il rimaneggiamento osseo Il collagene viene degradato, liberando piccoli frammenti peptidici (CTX) che vengono immessi nel circolo sanguigno Il loro dosaggio rappresenta un utile strumento per il monitoraggio del riassorbimento osseo. VALORI DI RIFERIMENTO Donne in menopausa: 0.14 1.35 ng/ml Donne in et fertile: 0.11 0.74 ng/ml Uomo: 0.11 0.75 ng/ml
  • 36. ELASTINA E' la proteina pi湛 importante trovata nelle fibre elastiche della matrice extracellulare del tessuto connettivo delle cellule muscolari lisce, cellule endoteliali, condrociti e fibroblasti. Le fibre elastiche permettono ai tessuti di espandersi e contrarsi, e questo 竪 di particolare importanza per i vasi sanguigni che devono deformarsi pi湛 volte in risposta alle variazioni della pressione intravascolare. E' importante anche per i polmoni che si estendono ad ogni ispirazione e tornano alla forma originale ad ogni espirazione.
  • 39. LAMININA E' la proteina pi湛 abbondante nelle lamine basali dopo il collagene. Fornisce ulteriore sostegno strutturale ai tessuti grazie alla sua capacit di legarsi al collagene di tipo IV, ad altre molecole presenti nella matrice extracellulare e anche alle proteine presenti sulla superficie cellulare (integrine). Struttura della laminina
  • 42. Componente amorfa della matrice extra-cellulare PROTEOGLICANI e GLICOSAMMINOGLICANI Le proteine strutturali fibrose della matrice extracellulare sono incorporate in un gel formato da proteglicani.
  • 43. PROTEOGLICANI I proteoglicani sono formati da polisaccaridi detti glicosamminoglicani (GAG) legati ad una proteina centrale. ASSE PROTEICO (CORE) G A G G A G G A G G A G G A G Legame covalente con una serina
  • 44. I GAG sono costitutiti da unit disaccaridiche che si ripetono. Un glucide del disaccaride 竪 la N-acetilglucosammina o la N-acetilgalattosamina mentre il secondo 竪 di solito un acido (acido glucuronico o iduronico). GLICOSAMMINOGLICANI
  • 45. I proteoglicani presenti nella matrice si associano non covalentemente e in gran numero a una singola molecola di ACIDO IALURONICO A cosa assomiglia? scovolino
  • 46. METALLOPROTEINASI (MMPs) enzimi ad azione proteolitica della matrice extracellulare (23 tipi 孫 ) rompono in modo specifico le lunghe catene proteiche che costituiscono il collagene, formando frammenti pi湛 corti e privi di propriet meccaniche. Le MMPs sono una famiglia di molecole simili tra loro per struttura chimica, con specificit differenti per un ampia variet di substrati, in grado di degradare tutti i componenti della matrice extracellulare (collagene, elastina, laminine, proteoglicani). Le MMPs maggiormente coinvolte con i processi di invecchiamento cutaneo sono: MMP1, che inizia la degradazione del collagene di tipo I e III; MMP9, che opera un'ulteriore frammentazione in peptidi pi湛 piccoli; MMP2 attacca il collagene di tipo IV, contribuendo alla formazione delle rughe.
  • 47. Poich辿 le MMPs degradano i componenti della matrice extracellulare, la loro espressione 竪 importante per consentire la migrazione delle cellule e il rimodellamento del tessuto durante la crescita e il differenziamento.
  • 49. Struttura dellosso Il tessuto osseo costituisce unindubbia riserva di calcio epifisi diafisi epifisi Tessuto osseo non-lamellare: embrione-feto Tessuto osseo lamellare: adulto Tessuto osseo compatto Tessuto osseo spugnoso
  • 50. Composizione del tessuto osseo Il tessuto osseo costituisce unindubbia riserva di calcio
  • 52. Metabolismo osseo Con metabolismo osseo si intende l'insieme dei processi biochimici responsabili della continua demolizione e rigenerezione ossea. Visto che l'osso 竪 composto da ca. 1/3 di proteine e 2/3 di minerali, si parla di METABOLISMO PROTEICO METABOLISMO MINERALE - Struttura e biosintesi del COLLAGENE - Elastina - Laminina Deposizione di FOSFATO DI CALCIO
  • 53. Metabolismo minerale Deposizione di fosfato di calcio (calcio+fosfato) IDROSSIAPATITE Ca10(PO4)6(OH)2 60% calcio 30% fosforo 10% ossigeno e idrogeno La quantit di CALCIO, nel corpo umano, 竪 di ca. 1.5% del peso corporeo (a 70 kg ca. 1'000 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 (1'000gr / 0.5gr/d狸). [Ca] nel sangue = 2.25-2.6 mmol/L Lo scheletro funge, oltre alle sue funzioni di sostenimento, anche come magazzino tampone per calcio e fosforo. Se la calcemia si abbassa, gli osteoclasti intensificano il loro lavoro di scomposizione. Se invece la calcemia aumenta, gli osteoblasti producono pi湛 fibrille sulle quali si pu嘆 depositare l'idrossiapatite. Per il fosforo, le condizioni sono simili. Infanzia osteoblasti > osteoclasti crescita dellosso Senescenza osteoclasti > osteoblasti diminuzione massa ossea Ca se P Ca se P Meccanismo di regolazione
  • 54. I cibi pi湛 ricchi di calcio sono latte, formaggi, tuorlo d'uovo e verdure. L'assorbimento avviene nell'intestino tenue sotto forma di sali solubili; se il calcio transita nell'intestino sotto forma di sale insolubile viene eliminato. L'importanza della prevenzione dellOSTEOPOROSI (malattia che causa una fragilit ossea responsabile di molte fratture nell'et avanzata; il 90% delle persone colpite 竪 di sesso femminile) 竪 fondamentale se si tiene conto che circa per il 75% della popolazione la dose giornaliera di calcio 竪 inferiore a quella consigliata (1 g nell'adulto). Si 竪 dimostrato che l'attivit fisica aiuta nella prevenzione dell'invecchiamento dell'apparato scheletrico.
  • 55. FATTORI CHE INFLUENZANO IL TURNOVER DELLOSSO estrogeni riassorbimento glucocorticoidi riassorbimento ormoni tiroidei stimolano il rimodellamento
  • 56. Metabolismo minerale Meccanismi di regolazione di calcio e fosfato Ca se P Ca se P Meccanismo di regolazione PARATORMONE CALCITONINA CALCITRIOLO 84 AA Prodotto dalle paratiroidi Ormone ipercalcemizzante + assorbimento Ca nellintestino + assorbimento Ca a livello renale + mobilitazione Ca osseo 32 AA Prodotto dalla tiroide Ormone ipocalcemizzante Antagonista del paratormone + eliminazione Ca a livello renale + attivit osteoblasti Forma attiva della vit D3 Prodotto a livello renale Ormone ipercalcemizzante + assorbimento Ca nellintestino + assorbimento Ca a livello renale - Rilascio di calcitonina Stimola sintesi di calmodulina IN MEDICINA: diagnosi del carcinoma midollare della tiroide IN MEDICINA: terapia farmacologica di ipocalcemia e osteoporosi
  • 57. Malattie metaboliche ossee Difetti nella parte minerale Difetti nella parte proteica deformazioni ma non rotture Alto rischio di rotture Es. osteomalacia Es. osteoporosi Nell'osteomalacia la deposizione di osteoide nell'osso da parte degli osteoblasti come pure la struttura dell'osso sono normali, mentre la mineralizzazione dell'osso 竪 insufficiente.Nei bambini l'osteomalacia si chiama rachitismo. Esso provoca caratteristiche deformit strutturali delle ossa lunghe (grave inarcamento), distorsione delle ossa del cranio (con deformit) e ingrossamento delle giunture condrocostali delle costole. La causa 竪 nella perdita dell'equilibrio fra osteoblasti e osteoclasti. Se gli osteoclasti lavorano pi湛 velocemente degli osteoblasti, l'osso si deteriora. Nella menopausa si riscontra un maggiore produzione di osteoclasti, causata dalla perdita di estrogeni correlata alla produzione di osteoclasti. Con l'avanzare dell'et diminuisce l'attivit degli osteoblasti.