Os et Cartilage PASS 2023-2024.pdf

Parcours Accès Santé Spécifique HISTOLOGIE 2023-2024 TISSU OSSEUX et TISSU CARTIGINEUX JC Sabourin 28 novembre 2023 TISSU OSSEUX Définition • Tissu conjonctif dont la substance fondamentale est calcifiée • Propriétés intrinsèques : rigidité et solidité • Rôles multiples – rôle mécanique, protec...

Parcours Accès Santé Spécifique HISTOLOGIE 2023-2024 TISSU OSSEUX et TISSU CARTIGINEUX JC Sabourin 28 novembre 2023 TISSU OSSEUX Définition • Tissu conjonctif dont la substance fondamentale est calcifiée • Propriétés intrinsèques : rigidité et solidité • Rôles multiples – rôle mécanique, protection (crâne) – métabolisme phospho-calcique +++ – localisation de la moelle hématogène Les confusions • Tissu osseux ¹ os (un os = une pièce osseuse) • Développement (embryonnaire et fœtal) / croissance – – – – du tissu osseux de l ’os (pièce osseuse) Remodelage de l’os (adulte) Réparation d ’une fracture • Notion d’os primaire / d’os secondaire Os primaire / secondaire • Primaire – le premier à se différencier • soit à partir du tissu conjonctif • soit à partir du cartilage – temporaire – non lamellaire – sera remplacé par de l ’os secondaire lamellaire • Secondaire – remplace l’os primaire – lamellaire (haversien) +++ I - Constituants • Fibres : les fibres de collagène • Substance fondamentale – protéines non collagènes – protéoglycannes – phase minérale : cristaux d’hydroxyapatite • Cellules – – – – cellules ostéoprogénitrices ostéoblastes ostéocytes ostéoclastes A - Collagène • Type I (cartilage type II) 80 % du collagène de l ’os • Types III, IV, VII, • Disposition spécifique B - Protéines non collagènes • • • • 10 % de la fraction organique de la matrice Ostéocalcine Ostéonectine BSP (Bone SialoProteins) – BSP-1 = Ostéopontine • TGF (Transforming Growth Factor) • Facteurs de croissance et beaucoup d ’autres molécules... C - Cristaux d’hydroxyapatite • Ca10(PO4)6OH2 • 70 % du poids de l’os • 5-10 nm x 3-5 nm x 1,5-3,5 nm d ’épaisseur Cellules • • • • Cellules ostéoprogénitrices Ostéoblastes Ostéocytes Ostéoclastes Cellules ostéo-progénitrices • Origine mésenchymateuse • Morphologie (mal connue) – petites, étoilées ? • À la surface de l ’os – couche profonde cellulaire du périoste (face externe de l’os cortical) – Endoste (face interne de l’os cortical, tissu conjonctif) • Se différencient en pré-ostéoblastes Ostéoblastes 1/3 • Dérivent des cellules ostéoprogénitrices • Morphologie : cubique, noyau excentré, cytoplasme basophile riche en REG, gros Golgi • Prolongements reliant les ostéoblastes entre-eux et aux ostéocytes avec des gap junctions ® couplage ionique et électrique • En périphérie de l’os en formation : alignés ® « aspect d’épithélium » (!) cubique Ostéoblastes 2/3 • Lyse péri-ostéoblastique • Deviendront – ostéocytes – cellules bordantes « aspect d’épithélium » (!) cubique Ostéoblaste en MO Ostéoblastes 3/3 • Sécrétrices de – toute la matrice extra-cellulaire • à la surface de travées déjà existantes • autour d’eux ® « emprisonnement » – Activité phosphatase alcaline ® minéralisation – Synthèse : ostéocalcine, ostéonectine, ostéopontine, ostéoprotégérine – Facteurs de différenciation des monocytes • M-CSF : (Monocyte-Colony Stimulating Factor) stimule les précurseurs mononucléés pour proliférer et fusionner en ostéoclastes ® résorption • Rankl stimule les précurseurs mononucléés pour proliférer et fusionner en ostéoclastes ® résorption – Ostéoprotégérine : empêche la formation des ostéoclastes en bloquant les récepteurs pour Rankl • Récepteurs à PTH (parathormone, hormone parathyroïdienne) Ostéoblaste en ME Ostéocytes • Dérivent des ostéoblastes • Morphologie : étoilées, ellipsoïdes, pauvres en organites, nombreux prolongements dans des canalicules radiaires anastomotiques reliant les ostéocytes entre-eux (gap junctions) • Logés dans les ostéoplastes (ou lacunes ostéocytaires) • = ostéoblastes inactifs logés dans de l’os minéralisé Ostéocyte Les Monocytes Les monocytes sont des globules blancs du sang qui évoluent en passant dans les tissus humains en : - Macrophages : ostéoclastes, histiocytes, macrophages alvéolaires du poumon… - Cellules dendritiques : cellules de langerhans de la peau, cellules dendritiques des muqueuses… Ostéoclastes 1/2 • Dérivent des monocytes • Cellules géantes, 100 µ, plurinuclées, avec une chambre de résorption avec nombreuses micro-villosités (membrane ondulante), noyaux en périphérie, ergastoplasme ++, Golgi ++, lysosomes • Cellule polarisée • Récepteurs à la calcitonine, pompes à H+ et Ca++ La calcitonine est une hormone sécrétée par les cellules parafolliculaires (cellules C) de la thyroïde Ostéoclastes 2/2 • se lient à la travée grâce aux intégrines de la membrane plasmique (ostéopontine) • à la surface des travées osseuses • dans des lacunes qu’ils ont creusées : lacune de Howship (lacunes laissées après l'action des ostéoclastes) • assurent la lyse osseuse et le recyclage du Ca++ Ostéoclastes Membrane ondulante de l’ostéoclaste (« bordure en brosse ») • Polarise la cellule • Riche en pompes à protons H+ II - Variétés de tissus osseux • Tissu osseux non lamellaire (primaire) • Tissu osseux lamellaire (=haversien) (secondaire) – compact = haversien dense (plein > vide) – spongieux = haversien aréolaire (vide > plein) A - Tissu osseux non lamellaire (primaire) 1/2 • • • • Au cours du développement, éphémère Travées irrégulières anastomosées confluentes Cavités vasculaires Ostéocytes avec prolongements en contact les uns avec les autres • Sera remplacé par du tissu lamellaire Tissu osseux non lamellaire (primaire) 2/2 • N ’existe plus après 14 ou 16 ans • Peut exister en situation pathologiques : – – – – réparation de fractures ossifications ectopiques Ostéosarcomes (tumeur maligne de l’os) Maladie de Paget Tissu osseux non lamellaire (primaire) Exemple • Jeune homme 19 ans • Douleurs du genou • Bilan radiologique u Po fo n i r o inf r u Po B - Tissu osseux lamellaire compact • = Tissu osseux lamellaire haversien dense • lamelles parallèles concentriques entre lesquelles sont les ostéocytes • Jamais primaire, toujours secondaire • Diaphyse des os longs + os plats • Constitué d’ostéones (= système de Havers) Ostéone 1/3 • Cylindre de 150-300 µ x 3-5 mm • Canal de Havers (80 µ) avec endoste (capillaire, Tissu Conjonctif lâche) • Lamelles concentriques • Fibres de collagène parallèles dans une même lamelle mais variable d ’une lamelle à l ’autre Ostéone 2/3 • Ostéocytes entre les lamelles avec prolongements radiaires ou parallèles aux lamelles • Prolongements parallèles les uns aux autres et à l’axe de la diaphyse • Séparés par une ligne cémentante • Peuvent être obliques ou s’anastomoser Ostéocytes entre les lamelles avec prolongements radiaires ou parallèles aux lamelles canalicules ostéocytes Parallèles les uns aux autres et à l’axe de la diaphyse Ostéone 3/3 • Les canaux de Havers sont – parallèles les uns aux autres – reliés entre eux par les canaux de Volkman • Þ important réseau vasculaire à mailles quadrangulaires • Ostéones incomplets entre les ostéones complets ® s ’expliquent par la genèse C - Tissu osseux lamellaire spongieux • = Tissu osseux lamellaire haversien aréolaire • lamelles parallèles concentriques entre lesquelles sont les ostéocytes • Cavités centrales irrégulières communicantes • Épiphyses des os longs, • diploë (os séparant les couches interne et externe de l'os cortical du crâne) • os courts III - Structure des os (¹ tissu osseux) • Os longs – diaphyse – épiphyse – métaphyse • Os courts • Os plats Os longs • • • • Périoste Fût diaphysaire Endoste Cavité médullaire : – Moelle osseuse – Hématogène Diaphyse Os longs Épiphyse • Tissu osseux lamellaire en périphérie • Cartilage • Os haversien aréolaire dont les cavités communiquent avec la cavité médullaire diaphysaire Métaphyse Os courts • • • • Périoste Tissu osseux lamellaire compact (=haversien dense) externe Tissu osseux spongieux (=haversien aréolaire) Tissu osseux lamellaire compact (=haversien dense) interne Os plats (voûte du crâne) • • • • Hypoderme du cuir chevelu continuité avec Périoste Table externe : tissu osseux lamellaire compact (=haversien dense) externe Tissu osseux spongieux (=haversien aréolaire) cavités avec des parois fines = DIPLOË • Table interne : tissu osseux lamellaire compact (=haversien dense) interne continuité avec • Dure mère Hypoderme du cuir chevelu continuité avec Périoste Table externe : tissu osseux lamellaire compact (=haversien dense) externe Tissu osseux spongieux (=haversien aréolaire) cavités avec des parois fines = DIPLOË Table interne : tissu osseux lamellaire compact (=haversien dense) interne continuité avec Dure mère Vascularisation innervation • • • • Périoste (vaisseaux périostés) Artères nourricières Anastomoses entre les deux Via canaux de Havers et de Volkman • Artère nourricière, périostique, métaphysaire, épiphysaire IV - Histogenèse et développement de l ’os • Appositionnelle exclusivement (# cartilage : appositionnelle + interstitielle) • Construction « destruction – intense pendant le développement – moins intense chez l ’adulte • Distinguer : – Histogenèse du tissu osseux – Développement d ’un os Histogenèse du tissu osseux (=cons-/des-truction de nouveaux tissus osseux) • Histogenèse du tissu osseux (=cons/des-truction de nouveaux tissus osseux) – embryon fœtus, renouvellement adulte – exemples : lacune de Howship, périoste, endoste, lacunes du spongieux, ... – pathologie : cal osseux, (=fibrocartilage) en cas de frature ... 2 étapes : • Élaboration de la substance pré-osseuse (=ostéoïde) • Calcification A - Élaboration de la substance pré-osseuse (=ostéoïde) • Ostéoblastes ® substance fondamentale + collagène • ® couche de substance ostéoïde entre la travée plus ancienne et la couche « épithéliale » • Emprisonnement des ostéoblastes qui deviennent des ostéocytes qui se retrouvent entre 2 lamelles • Le renouvellement des ostéoblastes se fait par mitoses des cellules bordantes B - Calcification ++ --- • Précipitation du Ca et PO4 dans matrice ostéoïde – vésicules matricielles contenant la phosphatase alcaline et la pyrophosphatase : devient le nidus ou débutera le dépôt d’hydroxyapatite : Ca10 (PO4)6 (OH)2 – Augmentation par accrétion et rejoignent d’autres vésicules – Vagues successives dans l’ostéoïde nouvellement formée Résultat de l ’histogenèse • • • • Assise d ’ostéoblastes en « pseudo-épithélium » Un liséré de substance pré-osseuse Le front de calcification Le tissu calcifié V - Modelage de la pièce osseuse • Modelage constant ® conservation de l’harmonie des proportions • Construction et destruction • Résorption périphérique des métaphyses – soustraction dans la région externe – addition dans la région interne • Forme définitive VI - Histophysiologie • Métabolisme phopho-calcique • Croissance et maturation Métabolisme phopho-calcique • réserve de calcium • PTH (hypercalcémiante) stimule la résorption calcique par les ostéoclastes via les ostéoblastes (qui ont des récepteurs à la PTH) par augmentation de M-CSF et Rankl • Calcitonine (hypocalcémiante) inhibe l ’activité de résorption des ostéoclastes (qui ont des récepteurs à calcitonine) Croissance et maturation • Oestrogènes stimulent les ostéoblastes ® ostéoporose à la ménopause • Hormone somatotrope (Growth Hormone) : cartilage de conjugaison ® nanisme hypophysaire, gigantisme, acromégalie • Vitamine D (équilibre construction/destruction) ® rachitisme, ostéomalacie • Bone Morphogenetic Protein, facteur de croissance (famille TGFb) : rôle dans la détermination morphologique (ex. os de la face) Ossification enchondrale des os longs Ossification enchondrale : a) b) c) ossification secondaire épiphysaire au centre du cartilage épiphysaire Plateau épiphysaire : les chondrocytes se multiplient et se disposent en colonne dans l’axe de la diaphyse, s’hypertrophient et synthétisent la matrice cartilagineuse, la matrice est progressivement minéralisée, puis les ostéoblastes viennent déposer de l’ostéoïde sur le moule de la matrice cartilagineuse calcifiée Coupe d’épiphyse (os long fœtal) Les os peuvent ainsi s’allonger au cours du développement fœtal, durant l’enfance et jusqu’à la fin de la croissance à partir du cartilage TISSU CARTILAGINEUX Généralités • • • • • • Tissu conjonctif Avasculaire Solidité Squelette du fœtus Enfant croissance Adulte – articulations – trachée, larynx, oreille Les trois types de cartilage • Hyalin : aspect hyalin • Fibreux : beaucoup de fibres • Élastique : fibres élastiques I - Cartilage hyalin • Trachée, larynx, articulations, … • Constituants – Substance fondamentale – Fibres – Cellules • Périchondre • Croissance 1 - Substance fondamentale • Protéoglycannes • chondroïtine sulfate et kératane sulfate • ProtéoGlycane + Acide hyaluronique ® Agrécanne 2 - Fibres • Collagène II invisibles en coloration standard (® aspect hyalin) • Paniers péri cellulaires • Collagène IX, X, XI 3 - Cellules Chondrocytes (chondrobastes) • Généralement groupées par deux • Dans une cavité : Chondroplaste Logette délimitée dans la substance fondamentale du cartilage renfermant un ou plusieurs chondrocytes • Synthétisent la MEC Cartilage Hyalin Chondroplaste dans du cartilage hyalin Cartilage hyalin Cartilage hyalin chondroplaste Périchondre • Entoure les pièces cartilagineuses • Deux couches – externe fibreuse ügros faisceaux de fibres de collagène üfibres arciformes qui vont dans la couche sous-jacente – interne cellulaire = chondrogène ücellules ® chondroblastes Cartilage hyalin Périchondre Croissance du cartilage • Interstitielle (a) – division des chondrocytes ® synthèse de matrice ® emprisonnement – groupes isogéniques axiaux ou coronaires • Appositionnelle (b) couche chondrogénique interne du périchondre ® chondroblastes ® synthèse de matrice ® emprisonnement secondaire Groupes isogéniques II - Cartilage fibreux • Riche en collagène I (hyalin : type II) • Travées de substance fondamentale où se concentrent les chondrocytes • Localisation – zone d’insertion des ligaments ou des tendons – disques intervertébraux – Ménisques Fibrocartilage Fibro cartilage Fibro cartilage III - Cartilage élastique • Riche en fibres élastiques • Localisation – pavillon de l’oreille – ailes du nez – Épiglotte Cartilage élastique Cartilage élastique Epiglotte Epiglotte Cartilage Nutrition du tissu cartilagineux Absence de vaisseaux ® • Imbibition à partir des vaisseaux du périchondre • Liquide synovial pour le cartilage articulaire pas de vaisseaux dans le cartilage