Aspects Morphologiques de l'Odontogenèse PDF

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11/09/2024 ASPECTS MORPHOLOGIQUES DE L’ODONTOGENESE Pr F. RHRICH Appareil Manducateur Histologie / embryologie dentaire et parodonte Aspects morphologiques de l’odontogenèse S3 Plan du cours : 1. Généralités 1.1. Définition 1.2. Situation initiale 2. Phase d’initiation 3. Phase de morphogenèse 3.1. Stade du bourgeon 3.2. Stade de la cupule 3.3. Stade de la cloche 3.4. Innervation et vascularisation du germe dentaire 3.5. Formation des germes des dents définitives 4. Phase de cytodifférenciation 4.1. Différenciation odontoblastique 4.2. Différenciation améloblastique 2 1  11/09/2024 Objectifs pédagogiques : A l’issue de cet enseignement l’étudiant sera en mesure de : - décrire les étapes de la genèse du germe dentaire - comprendre les aspects caractéristiques de la vascularisation et de l’innervation du germe dentaire - Décrire comment se forment les germes dentaires de dents définitives - Décrire la différenciation odontoblastique et améloblastique 3 1 Généralités : 1.1. Définition Odontogenèse, n. f. Syn. Odontogénie (grec odous, odontos = dent et genesis = naissance, formation, production). = C'est l'évolution des tissus embryonnaires vers la formation des bourgeons dentaires, puis des dents. L'odontogenèse est un processus complexe. 4 2  11/09/2024 1 Généralités : 1.1. Définition L’odontogenèse a lieu :  dans la partie céphalique de l’embryon humain, lorsque la cavité orale primitive (ou stomodeum) se trouve limitée par les bourgeons naso-frontaux, maxillaires et mandibulaires. 5 1 Généralités : 1.1. Définition L’odontogenèse débute :  à peu près au moment de la rupture de la membrane bucco-pharyngée qui sépare le stomodeum de la partie antérieure de l’intestin primitif,  aux environs du 28ème jour du développement intra- utérin. 6 3  11/09/2024 1 Généralités : 1.1. Situation initiale :  A ce stade, le stomodeum est recouvert par un épithélium (= ectoderme buccal).  Ce tissu conjonctif contient un nombre important de cellules qui ont migré à partir des crêtes neurales dans les mâchoires en formation (premier arc branchial). Ce mésenchyme est appelé ectomésenchyme (ecto: au dehors). 7 1 Généralités : 1.1. Situation initiale :  Au cours du développement des dents, on distingue trois phases successives : * p. d’initiation, * p. de morphogenèse, * p. de cytodifférenciation. 8 4  11/09/2024 2 Phase d’initiation : 1. Elle débute aux environs du 28ème jour de développement intra-utérin pour l’incisive centrale de lait.  Entre le 28ème et le 37ème jour, l’ectoderme buccal s’épaissit. Ces zones d’épaississement sont composées de 4 à 5 couches de cellules. Elles font saillie dans la cavité buccale (mur saillant). 9 2 Phase d’initiation : Entre le 28ème et le 37ème jour : 10 5  11/09/2024 2 Phase d’initiation :  Au 37ème jour : Ces bandelettes vont émettre dans le mésenchyme sous-jacent un prolongement (invagination), le mur plongeant. Cet épaississement de l’épithélium oral avec une invagination forme l’épithélium odontogène. 11 2 Phase d’initiation :  Vers le 42ème jour, le mur plongeant (appelé aussi lame dentaire primitive) se sépare en 2 et donne : * La lame vestibulaire * La lame dentaire primaire 12 6  11/09/2024 2 Phase d’initiation :  La lame vestibulaire est à l’origine de la formation du vestibule buccal, espace qui sépare les joues et les lèvres des zones maxillaires dans lesquelles vont se développer les dents. Ectoderme buccal Lame vestibulaire 13 2 Phase d’initiation : La lame dentaire primaire qui se forme à partir du mur plongeant résulte également d’un épaississement de l’épithélium oral à partir de la couche basale. Cet épaississement est appelé placode dentaire. Cet épaississement résulte d’une augmentation de la prolifération des cellules de la couche basale est d’un changement d’orientation de leur fuseau mitotique. - Invagination initiale de la lame dentaire dans l’ectomésenchyme = placode dentaire ou odontogène. 14 7  11/09/2024 3 Phase de morphogenèse : Au cours de la phase de morphogenèse, trois stades successifs :  Le stade du bourgeon  Le stade de la cupule  Le stade de la cloche 15 3 Phase de morphogenèse : 3.1. Stade du bourgeon Ce stade est essentiellement prolifératif.  Il commence au début de la 8ème semaine pour l’incisive centrale inf. temporaire.  La lame dentaire primaire donne naissance à des renflements. Ces renflements sont appelés bourgeons dentaires. 16 8  11/09/2024 3 Phase de morphogenèse : 3.2. Stade de la cupule : (1/7) Pour l’incisive centrale temporaire : début 9ème semaine - la densité cellulaire augmente dans l’ectomésenchyme sous le bourgeon épithélial. (regroupement local des cellules mésenchymateuses et moins de MEC)  Ce processus est appelé « condensation mésenchymateuse ». Une fois la condensation mésenchymateuse formée, le bourgeon épithélial s’aplatit, se moule sur cette condensation mésenchymateuses et prend la forme d’une cupule. (Une cupule, cavité en forme de petite coupe) 17 3 Phase de morphogenèse : 3.2. Stade de la cupule : (2/7) 18 9  11/09/2024 3 Phase de morphogenèse : 3.2. Stade de la cupule : (3/7) Dans la région où va se développer la cuspide apparaît le nœud de l’E. 19 3 Phase de morphogenèse : 3.2. Stade de la cupule : (4/7)  Le cordon et le nœud de l’émail sont des structures transitoires qui vont disparaître au début du stade de la cloche, suite à de nombreuses morts cellulaires (apoptose). Nœud et cordon sont impliqués dans la morphogenèse cuspidienne. 20 10  11/09/2024 3 Phase de morphogenèse : 3.2. Stade de la cupule : (5/7)  A noter que pour les dents pluricuspidées, comme les molaires, il se forme successivement plusieurs nœuds de l’émail, chaque nœud étant l’initiateur d’une cuspide. 21 3 Phase de morphogenèse : 3.2. Stade de la cupule : (6/7) A la fin du stade de la cupule, aux environs de la 10ème semaine, on identifie clairement les trois principaux éléments formateurs de la dent et de ses tissus de soutien. O. E + Pap.més + Follicule dentaire = germe dentaire 22 11  11/09/2024 3 Phase de morphogenèse : 3.2. Stade de la cupule : (7/7) 1)L’invagination épithéliale = «organe de l’émail» : - responsable de la formation de l’émail - donnera naissance à la gaine épithéliale d’Hertwig, au moment de la formation de la racine, qui sera responsable de la formation du cément intermédiaire. 2) papille mésenchymateuse dentaire : - responsable de la formation de la dentine et de la pulpe. 3) follicule dentaire ou sac folliculaire : - donnera naissance aux tissus mésenchymateux de soutien de la dent : cément, desmodonte et os alvéolaire.  L’organe de l’émail, la papille dentaire et le follicule dentaire forment le « germe dentaire ». A ce stade, le germe dentaire est relié à l’épithélium buccal par les cellules de la lame dentaire. 23 3 Phase de morphogenèse : 3.3. Stade de la cloche Ce stade débute à la 12ème semaine de développement intra-utérin pour l’incisive centrale inf. 24 12  11/09/2024 3 Phase de morphogenèse : 3.3. Stade de la cloche  Lors du passage progressif de la cupule à la cloche, des phénomènes de différenciation cellulaire se produisent au niveau de l’organe de l’émail : - Les cellules du centre de l’organe de l’émail vont former au centre de l’organe de l’émail le réticulum stellaire ou étoilé. - A la périphérie de l’organe de l’émail, les cellules gardent une forme cubique. Elle forment l’épithélium dentaire externe. - Les cellules qui bordent la papille dentaire se différencient en 2 composants histologiquement distincts : 1) Cellules qui sont au contact de la membrane basale d’interposition épithélio- mésenchymateuse augmentent de taille pour prendre l’aspect de colonnes hautes. Elles constituent l’épithélium dentaire interne. 2) Entre l’épith. Dent. interne et le réticulum stellaire, les cellules épithéliales se différencient en une structure formée de cellules aplaties que l’on appelle la couche intermédiaire ou « stratum intermedium ». 25 3 Phase de morphogenèse : 3.3. Stade de la cloche  L’épithélium dentaire interne et l’épithélium dentaire externe se rejoignent au niveau de la zone de réflexion pour former la boucle cervicale. 26 13  11/09/2024 3 Phase de morphogenèse : 3.3. Stade de la cloche A la fin du stade de la cloche : - la lame dentaire reliant le germe à l’épithélium oral se désagrège progressivement pour former des petits îlots de cellules épithéliales.  La conséquence de cette fragmentation de la lame dentaire est que la dent continue son développement à l’intérieur des tissus de la mâchoire indépendamment de l’épith. oral. La dent devra pour fonctionner traverser cet épithélium oral afin d’atteindre sa position finale. 27 3 Phase de morphogenèse : 3.4. Innervation et vascularisation du germe dentaire 3.4.1. Innervation  A la fin du stade du bourgeon, des fibres nerveuses en provenance du ganglion trigéminal s’approchent de cette masse cellulaire qui va donner le futur germe dentaire et se ramifient pour former un riche plexus nerveux autour du futur germe.  Ces fibres nerveuses pénètreront ds la papille dentaire lorsque le dépôt de la dentine et de l’émail débutera. 28 14  11/09/2024 3 Phase de morphogenèse : 3.4. Innervation et vascularisation du germe dentaire 3.4.2. Vascularisation Dès le stade de la cupule, des vx sang. provenant de l’artère alvéolaire se ramifient dans le follicule dentaire. Certains entrent dans la papille mésenchymateuse. L’OE reste avasculaire, mais une quantité importante de vaisseaux est présente dans le follicule proche de l’épithélium dentaire externe.  La vascularisation est plus précoce que l’innervation. 29 3 Phase de morphogenèse : 3.5. Formation des germes des dents définitives  Les germes dentaires qui donnent naissance aux incisives, canines et prémolaires définitives résultent d’une invagination de la lame dentaire primaire.  La nouvelle lame se forme en position linguale ou palatine par rapport à l’organe de l’émail de la dent temporaire. Cas des incisives, canines et prémolaires : 30 15  11/09/2024 3 Phase de morphogenèse : 3.5. Formation des germes des dents définitives Cas des 3 molaires définitives qui ne sont pas précédées de dents temporaires : A la 16e semaine in utero, extension postérieure de la lame dentaire 31 4 Phase de cytodifférenciation :  Cellules périphériques de la papille mésenchymateuse dentine  Cellules de l’épithélium interne émail 32 16  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.1. Différenciation odontoblastique : (1/12) Les odontoblastes se différencient à partir des cellules ectomésenchymateuses indifférenciées se trouvant sous la membrane basale. 33 4 Phase de cytodifférenciation : 4.1. Différenciation odontoblastique : (2/12) Cellules mésenchymateuses  préodontoblastes  odontoblastes 34 17  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.1. Différenciation odontoblastique : (2/12) Cellules mésenchymateuses  préodontoblastes  odontoblastes 35 4 Phase de cytodifférenciation : 4.1. Différenciation odontoblastique : (4/12) Cellules mésenchymateuses  préodontoblastes  odontoblastes Les pré-odontoblastes se différencient ensuite en odontoblastes. Les cellules accrochées aux fibrilles d’ancrage, se polarisent : 36 18  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.1. Différenciation odontoblastique : (5/12)  L’odontoblaste → forme de poire (hauteur de 40-50µm).  Un prolongement se forme, au contact des fibrilles d’ancrage. Ramifications : une ou plusieurs branches.  Présence de vésicules de sécrétion et d’endocytose. 37 4 Phase de cytodifférenciation : 4.1. Différenciation odontoblastique : (6/12) Au niveau de la limite entre corps cellulaire et le prolongement odontoblastique, une zone de jonction intercellulaire apparaît au niveau de laquelle viennent se fixer de nombreux filaments cytoplasmiques. Cette zone de jonction est appelée toile terminale (ou barre terminale) 38 19  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.1. Différenciation odontoblastique : (7/12) Du côté intracellulaire, cette toile :  sépare le cytoplasme du prolongement et celui du corps cellulaire,  maintient les organites de synthèse dans le corps cellulaire, mais laisse passer les vésicules de sécrétion et d’endocytose. 39 4 Phase de cytodifférenciation : 4.1. Différenciation odontoblastique : (8/12) Du côté externe, la toile terminale :  relie les cellules entre elles,  sépare le compartiment extracellulaire proximal (sous- odontoblastique) du compartiment extracellulaire distal (prédentine),  laisse passer des fibres de Ø important formées par les cellules pulpaires sous odontoblastiques.  Ces fibres sont composées de collagène I et III et de fibronectine, on les appelle: fibres de Von Korff. 40 20  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.1. Différenciation odontoblastique : (9/12)  En dehors de cette toile terminale, apparition : 41 4 Phase de cytodifférenciation : 4.1. Différenciation odontoblastique : (10/12)  Une fois polarisés, les odontoblastes se ≠ient fonctionnellement et élaborent la matrice organique de la dentine ou prédentine, à une vitesse moyenne de 4µm/jour.  Lorsque la prédentine atteint une épaisseur de 10 à 30µm, elle se minéralise. 42 21  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.1. Différenciation odontoblastique : (11/12)  La ≠tion fonctionnelle des odontoblastes est caractérisée par : l’amplification de la synthèse du collagène de type I,  la suppression de la synthèse du collagène de type III, l’apparition de la synthèse de protéines non-collagéniques qui interviennent dans les phénomènes de minéralisation. 43 4 Phase de cytodifférenciation : 4.1. Différenciation odontoblastique : (12/12) 44 22  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : Les améloblastes :  sont les ¢. qui produisent l’E dentaire,  résultent de la ≠° des ¢. de l’épith. dentaire interne. 45 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : On distingue 5 stades :  le stade d’histodifférenciation ou présécréteur,  le stade de sécrétion,  le stade de transition,  le stade de maturation,  le stade de protection. 46 23  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.1.Le stade d’histodifférenciation ou présécréteur (1/3) 1/ l’arrêt de prolifération 2/ allongement 3/ polarisation fonctionnelle 47 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.1.Le stade d’histodifférenciation ou présécréteur (2/3) Après la polarisation : - 2e complexe de jonction de type « toile terminale » - sécrétion de la prédentine débute - m. basale disparaît - arrêt de synthèse des composants de la basale par les améloblastes et par les cellules mésenchymateuses, 48 24  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.1.Le stade d’histodifférenciation ou présécréteur (3/3) Après la polarisation :  La disparition de la m. basale permet la formation de contacts étroits entre : - les améloblastes polarisés et les odontoblastes fonctionnels d’une part, et entre - les améloblastes polarisés et la prédentine, d’autre part. 49 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.2. Le stade de sécrétion (1/7)  améloblastes polarisés entrent en contact avec la prédentine ≠° fonctionnelle synthèse et sécrétion protéines formant la matrice de l’E. 50 25  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.2. Le stade de sécrétion (2/7)  La première couche d’E déposée en contact avec la dentine ne contient pas de prismes: on l’appelle couche aprismatique interne. 51 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.2. Le stade de sécrétion (3/7) 52 26  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.2. Le stade de sécrétion (4/7) 53 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.2. Le stade de sécrétion (5/7) Le prisme va se former à partir de la matrice de l’émail qui est produite à l’extrémité distale. L’orientation des cristaux est différente de celle de la couche aprismatique interne et de l’émail interprismatique.  A noter que plusieurs cellules participent à l’élaboration de l’émail interprismatique, alors que chaque prisme n’est produit que par un seul améloblaste.  L’émail interprismatique est formé par plusieurs cellules adjacentes et il est produit un peu avant l’émail prismatique, donc il va former une espèce de moule pour le prisme en formation. 54 27  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.2. Le stade de sécrétion (6/7)  La formation de l’émail par les améloblastes sécréteurs s’accompagne : - d’un très fort aplatissement de l’organe de l’émail - d’une augmentation du nombre des vx sanguins folliculaires qui invaginent profondément l’épithélium dentaire externe.  Ceci rapproche les vx folliculaires des améloblastes, ce qui permet l’apport en quantité importante des nutriments dont les améloblastes ont besoin. 55 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.2. Le stade de sécrétion (7/7)  Entre le stratum intermedium et l’épithélium dentaire externe, il ne reste pratiquement pas de réticulum étoilé grâce à : - la réduction de la matrice intercellulaire - la mort programmée d’un certain nombre de cellules (apoptose). 56 28  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.3. Le stade de transition Pendant ce stade on a : - une forte diminution de l’activité sécrétoire des améloblastes, - une arrivée importante d’eau dans la matrice extracellulaire de l’émail, - les améloblastes, qui ont perdu leur prolongement à la fin du stade de sécrétion, raccourcissent environ de moitié.  25% de ces améloblastes meurent par apoptose et les débris cellulaires sont ensuite phagocytés par des macrophages folliculaires qui pénètrent dans l’organe de l’émail. 57 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.4. Le stade de maturation (1/5)  Ce stade correspond à l’arrivée d’une quantité importante d’ions calcium et phosphate au sein de la matrice de l’émail.  Ce stade commence lorsque la matrice de l’émail a atteint sa pleine épaisseur.  Cette maturation commence dans la partie incisale (ou occlusale) et se poursuit en direction de la partie cervicale de la couronne.  A ce stade, 25 % d’améloblastes sécréteurs vont dégénérer et être phagocytés par les macrophages en provenance du follicule.  La quantité d’organites de synthèse des protéines diminue dans les améloblastes.  Les améloblastes vont présenter 2 formes différentes: 58 29  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.4. Le stade de maturation (2/5) Les améloblastes à bordure plissée vont assurer :  l’élimination sélective de matériel organique  la dégradation extracellulaire des protéines de l’émail 59 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.4. Le stade de maturation (3/5) Il existe une modulation rapide des améloblastes du stade de maturation :  ABL ↔ ABP  Cette modulation est importante dans la création des conditions locales favorables au contrôle de la minéralisation de l’émail. 60 30  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.4. Le stade de maturation (4/5) Nucléation des cristaux = la formation des premiers cristaux d’hydroxyapatite c’est-à-dire l’agencement des ions calcium et phosphate pour former la maille cristalline. Croissance: empilement des cristaux formés les uns sur les autres qui vont contribuer à l’allongement du cristal dans un sens donné. 61 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.4. Le stade de maturation (5/5) Les autres couches de l’organe dentaire subissent également des changements : * les ¢. de l’épith.dent. ext, * stratum intermedium, * réticulum étoilé (reste)  Ces couches vont s’aplatir pour former un épithélium de type squameux = couche papillaire. 62 31  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.5. Le stade de protection Lorsque l’E est complètement développé et calcifié, les améloblastes :  perdent leur bordure plissée,  sécrètent une mb. basale riche en laminine, mais qui ne contient pas de coll. IV,  deviennent cubiques puis aspect des ¢. squameuses. 63 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.5. Le stade de protection  Ces cellules squameuses forment l’épithélium dentaire réduit.  L’épithélium dentaire réduit protège l’émail du tissu conjonctif environnant et facilite l’éruption de la dent en libérant des enzymes (notamment des collagénases) pour dissoudre le tissu conjonctif avoisinant. 64 32  11/09/2024 4 Phase de cytodifférenciation : 4.2. Différenciation améloblastique : 4.2.5. Le stade de protection * Les cellules centrales et la membrane basale seront éliminées par la mastication, alors que * les cellules périphériques fusionnent avec l’épithélium buccal pour former l’épithélium de jonction gingivo-dentaire. 65 Aretenir : 66 33  11/09/2024 Bibliographie : Embryologie Dentaire Benoit R., Lemire M. & Pellerin C. Manuel d’histologie et de biologie buccale Goldberg M. Tissus non minéralisés et milieu buccal Goldberg M. La dent normale et pathologique Piette E. & Goldberg M. Histologie Dentaire Triller M. 67 34