di Timothy R. Arnett
L’omeostasi dell’osso è profondamente condizionata dal pH e dalla tensione di ossigeno dell’area. È noto da tempo che lo scheletro contiene una grande riserva di minerale alcalino (idrossiapatite) che è disponibile per neutralizzare gli ioni idrogeno metabolici se l’equilibrio acido-base non è mantenuto entro stretti limiti. Le cellule dell’osso sono estremamente sensibili agli effetti diretti del pH: l’acidosi impedisce il deposito di minerale da parte degli osteoblasti, mentre attiva gli osteoclasti perché riassorbano minerale dall’osso e da altri tessuti mineralizzati. Queste reciproche reazioni agiscono per massimizzare la disponibilità di ioni OH¯ dall’idrossiapatite in soluzione, dove essi possono tamponare l’eccesso di ioni H⁺.
Il meccanismo per cui le cellule dell’osso rilevano piccoli cambiamenti di pH è ancora lungi dall’essere compreso, poiché coinvolge sia canali ionici e recettori sulla membrana cellulare, sia effetti propriamente intracellulari.
L’importanza della pressione parziale dell’ossigeno nello scheletro è altre sì ben nota. Un lavoro recente mostra che l’ipossia blocca la crescita e la differenziazione degli osteoblasti (e quindi la formazione dell’osso) mentre stimola con energia la formazione di osteoclasti (e quindi il riassorbimento osseo). Sorprendentemente, la funzione di riassorbimento degli osteoclasti è inalterata nello stato di ipossia. In vivo, un’ipossia tissutale è normalmente accompagnata da acidosi a causa della ridotta perfusione vascolare ed all'aumento del metabolismo glicolitico. Così, l’alterazione dell’apporto ematico può avere sull'osso un impatto negativo multiplo attraverso l’azione diretta sulle cellule della ridotta pressione dell’ossigeno e del pH.
Queste osservazioni possono contribuire alla nostra comprensione delle problematiche dell’osso che si verificano in diverse condizioni come l’età, l’infiammazione, le fratture, i tumori, l’anemia, le malattie del rene, il diabete, i disturbi respiratori ed il fumo.
Introduzione
La pressione parziale dell’ossigeno (pO2) ed il pH extracellulare fra i tessuti sono influenzati dall’apporto dell’apparato vascolare e dall’attività metabolica specifica delle cellule. Questa serie di analisi si focalizzerà sulle potenziali cause di alterazioni di pO₂/ pH nell’osso, e su come questi fattori possono avere effetto sulle funzioni delle cellule dell’osso e sull’omeostasi dell’osso.
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