L'osso, come altri tessuti connettivi, deriva dal mesoderma, lo strato intermedio dei tre strati germinali che si formano durante le prime fasi dello sviluppo embrionale. Nello specifico, l’osso ha origine da cellule mesenchimali, che sono cellule staminali multipotenti che hanno il potenziale di differenziarsi in vari tipi di cellule del tessuto connettivo.

Durante lo sviluppo embrionale, le cellule mesenchimali si condensano in aree specifiche e subiscono la differenziazione per formare il sistema scheletrico. Queste cellule mesenchimali danno origine sia alla cartilagine che funge da modello per la formazione ossea (ossificazione endocondrale) sia alle cellule responsabili della formazione ossea stessa (ossificazione intramembranosa).

Durante l'ossificazione endocondrale, le cellule mesenchimali si differenziano prima in condrociti, che sono le cellule che producono e mantengono la cartilagine. Il modello cartilagineo dell'osso viene poi gradualmente sostituito dal tessuto osseo attraverso il processo di ossificazione. In questo processo, i vasi sanguigni e gli osteoblasti (cellule che formano le ossa) invadono la cartilagine, distruggendola e sostituendola con matrice ossea.

Nell'ossificazione intramembranosa, le cellule mesenchimali si differenziano direttamente in osteoblasti senza passare attraverso lo stadio cartilagineo. Gli osteoblasti secernono i componenti organici della matrice ossea, che consiste principalmente di fibre di collagene, quindi depositano calcio e altri minerali per mineralizzare la matrice, determinando la formazione di tessuto osseo.

Nel complesso, l'osso ha origine da cellule mesenchimali durante lo sviluppo embrionale e la sua formazione comporta la differenziazione di queste cellule in condrociti (nell'ossificazione endocondrale) o osteoblasti (nell'ossificazione intramembranosa).