APPAREIL LOCOMOTEUR- Muscles et tendons. Aspects histologique, biochimique et physiologique : Muscles et tendons

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1 31/10/2013 LEVY Manon L3 Appareil locomoteur Pr. GUIS 8 pages Plan : Aspects histologique, biochimique et physiologique : Muscles et tendons A. Le muscle I. Structure II. Énergétique musculaire III. Pathologie B. Le tendon I. Structure II. Pathologie A. Le muscle I. Structure Un muscle est formé de faisceaux musculaires, qui se divisent en fibres musculaires, elle-mêmes se divisant en myofibrilles. La contraction musculaire est la base de l'activité du muscle, elle est due à des échanges calciques et potassiques au niveau du réticulum sarcoplasmique. Ce dernier est le principal réservoir de calcium. Il est formé de myofilaments et d'un appareil contractile composé de deux glycoprotéines : la myosine et l'actine, reliées par des pompes (à sodium, potassium, calcium) qui sont des protéines de membrane. L'IRM est actuellement l'examen anatomique le plus précis. En séquence T1 (séquence anatomique), on peut observer la graisse en blanc et le muscle en noir. On peut voir les faisceaux musculaires. La séquence STIR est importante pour le muscle. En effet quand un muscle souffre, en fonction de la pathologie et de l'âge, on va pouvoir observer soit une involution vers de la graisse, soit une atteinte inflammatoire et donc un œdème. La séquence STIR met en exergue l'eau car elle élimine la graisse, un hypersignal va donc montrer un œdème inflammatoire. Avec la dégénérescence due à l'âge ou à une myopathie, le signal s'efface, il devient gris, il y a une invasion graisseuse du muscle. 1/8

2 En microscopie optique ou électronique on voit des cellules musculaires, qui sont très longues et ont un noyau unique. II. Énergétique musculaire Une atteinte d'un muscle entraîne des douleurs et une absence de contraction musculaire. À un moment donné, le cycle du calcium dans le réticulum sarcoplasmique ne marche plus. La membrane musculaire contient énormément de protéines (dont les pompes) dont beaucoup sont connues. Il y aura développement d'une myopathie plus ou moins importante si une de ces protéines est génétiquement atteinte. Elles sont toutes en interaction par des phénomènes de transmission de signal, par conséquent une anomalie d'une protéine va pouvoir entraîner un problème de contraction ou une faiblesse musculaire. La maladie la plus connue est la myopathie de Duchenne. On peut également avoir une altération par des éléments extérieurs, comme des tumeurs ou des traumatismes musculaires, qui viennent perturber les échanges et provoquent une symptomatologie musculaire. Séquence des événements de la contraction : Le muscle est innervé par un nerf qui émet un potentiel d'action, du calcium est relargué par le réticulum sarcoplasmique. Le calcium se fixe aux myofilaments : actine et mysosine, ce qui entraîne une rotation de la tête de myosine et donc une contraction. Enfin le calcium est de nouveau stocké. Pour que ce cycle soit normal, il faut une homéostasie calcique : même si la calcémie (calcium sanguin) est augmentée ou diminuée, le calcium intracellulaire se trouve toujours à l'homéostasie, c'est-à-dire au seuil normal. Par exemple si la calcémie augmente, le calcium est absorbé au niveau des os. S'il n'y a pas d'homéostasie on observe des troubles du rythme musculaire, notamment au niveau cardiaque. 2/8

3 Ce cycle ne peut fonctionner que si l'énergétique musculaire fonctionne : classiquement glycogénolyse ou glycolyse = dégradation simple des sucres par des enzymes pour donner de l'énergie et donc transformer l'adp en ATP (ex : marathon). La deuxième voie est celle des mitochondries : phosphorylation oxydative. La voie des créatines kinases (PCr) est très rapide et ne sera pas abordée. Exemple en pathologie : maladie de McArdle = inactivation d'une des premières protéines de la glycogénolyse, les patients n'arrivent pas à commencer un effort (cet exemple n'est pas à retenir). Il peut donc y avoir des anomalie dans la chaîne de transformation de l'adp en ATP, qui vont induire des anomalies musculaires. Pour explorer les voies énergétiques musculaires, on utilise principalement la spectroscopie de résonance magnétique 31p. Cette technique est de l'ordre de la recherche, elle est utilisée dans certaines myopathies. L'examen se déroule dans un IRM, il se fait le plus souvent au niveau de l'avant-bras. Après traitement informatique on observe des pics qui donnent le contenu en ATP, PCr et toxiques produits lors d'un exercice physique important (lactate...) Exemple de spectroscopie de résonnance magnétique 3/8

4 III. Pathologie Le marqueur le plus classique et le plus simple à obtenir en cas de pathologie musculaire sont les CPK (créatine phospho kinases). Ce sont des enzymes contenues dans la cellule musculaire. S'il y a la moindre altération de la cellule musculaire, elles sont relarguées au niveau sanguin. On pourra donc observer ce phénomène par une prise de sang classique. Un petite augmentation des CPK peut s'observer après un effort. En pathologie les CPK sont très hautes (10 fois la norme) et de façon récurrente. Ce dosage est important pour le diagnostic de pathologies musculaires et dans la prévention des effets secondaires de certaines thérapeutiques. Par exemple les statines sont des anti-cholestérolémiants qui donnent beaucoup de douleurs musculaires et peuvent léser fibres musculaires. Pathologies génétiques : Elles sont dues à des anomalie des récepteurs/protéines. Exemple : la maladie de Duchenne. Elles touchent surtout l'adulte jeune et l'enfant, plus rarement l'adulte d'âge mûr. Tumeurs musculaires : Elles sont très rares, bénignes ou malignes : rhabdomyosarcome, de très mauvais pronostic. Elles touchent principalement l'adulte jeune. Traumatismes par effort sportif : Cela relève de la médecine du sport. Ce sont des pathologies fréquentes mais peu graves : il y a une réparation cellulaire physiologique relativement simple. Pathologies inflammatoires du muscle : Exemples : dermatomyosite et polymyosite. Ce sont des pathologies dues à un phénomène extérieur, il y a un infiltrat de cellules inflammatoires dans le muscle. Dermatomyosite : c'est une pathologie rare et grave. Les patients ont des atteintes dermatologiques comme des rougeurs de la peau essentiellement au niveau des mains, un liseré autour des ongles (papules de Gottron) et un aspect liliacé des paupières. Ils présentent des douleurs musculaires, un dérouillage matinal, des arthralgies et une fatigabilité musculaire. Les CPK sont très augmentées dans 95% des cas. Sur une biopsie on observe un infiltrat autour des vaisseaux par des cellules immunocompétentes : lymphocytes T CD4 et B, qui vont pouvoir provoquer des thrombus vasculaires. Cette maladie est traitée essentiellement par des immunosuppresseurs. On peut avoir des atteintes pulmonaires, qui entraînaient le décès avant ce type de traitement. Aujourd'hui on assiste parfois à des rémissions. Le diagnostic est confirmé par la biopsie musculaire. L'IRM peut orienter la biospie. Polymyosite : cette maladie est divisée en plusieurs entités, on parle de syndromes de chevauchement avec d'autres maladies auto-immunes. Auparavant c'était une entité à part entière, aujourd'hui elle se dissout dans plusieurs autres pathologies, dans lesquelles on retrouve toujours un infiltrat global de la fibre musculaire. Dans la polymyosite l'infiltrat inflammatoire est cette fois situé autour de la fibre musculaire, on y trouve des LT CD8 et des LB. Ces deux maladies font partie des maladies auto-immunes. Parfois on a la présence d'anticorps spécifiques, notamment les anticorps anti JO1, qui sont des anticorps nucléaires. On les trouve surtout dans les formes sévères avec plus d'atteintes pulmonaires. C'est ce qu'on appelle le syndrome des anti synthétases. Devant ces maladies il faut chercher un tumeur sous-jacente, car il y a un syndrome para-néoplasique dans 15 à 30% des cas. Ce syndrome para-néoplasique peut être le premier symptôme de cancer. 4/8

5 La morbidité et la mortalité sont non négligeables, aujourd'hui on récupère environ 30 à 50% des patients. Avant on utilisait la classification de Bohan et Peter, qui est aujourd'hui obsolète. Aujourd'hui on a des techniques histologiques et d'immuno-phénotypage pour séparer ces deux pathologies. T1 STIR Exemple 1 : ci-dessus un homme de 56 ans, présentant une fatigabilité musculaire globale et des difficultés à la marche. Les CPK sont augmentées. Le patient présente une tumeur pulmonaire. IRM T1 : image anatomique normale. Séquence STIR : on ne voit plus la graisse sous cutanée mais le quadriceps est en hypersignal : il y a un processus inflammatoire qui fait suspecter une dermatomyosite paranéoplasique. STIR Exemple 2 : ci-dessus un homme de 70 ans avec des douleurs musculaires diffuses, CPK moyennes. L'IRM en STIR montre un hypersignal global : suspicion de polymyosite. Le diagnostic est confirmé par la biopsie musculaire. Il y a différentes classifications, notamment en fonction des signes cliniques. Par exemple dans la dematomyosite, les patients peuvent présenter une faiblesse musculaire proximale (épaules et hanches), des difficultés à la marche, un rash cutané sur les mains, des papules de Gottron (liseré rougeâtre autour des ongles), une élévation des enzymes musculaires et un électromyogramme anormal. (Les classifications ne sont pas à retenir) À retenir : Les dermatomyosites représentent 20% de toutes les myosites idiopathiques (pas de mutation génique). Les formes pures de polymyosite ne sont observées que dans 5 à 10% des cas. Le syndrome des anti-synthétases est caractérisé par la présence des anticorps anti JO1, qu'il faut 5/8

6 vérifier car elle est liée aux formes graves. Il faut toujours chercher un syndrome para-néoplasique. Traitement : cortisone pour les douleurs, immunosuppresseurs. On a 70% de réponses incomplètes et un échappement dans 10% des cas. Les choses avancent très vite en matière de traitement : découverte des anti CD20 qui donnent une meilleure réponse. La 1ère cause de douleur musculaire sont les effets secondaires de traitements ou toxiques (statines, alcoolisme, venins). Les viroses comme la grippe sont aussi une cause classique. Si ces causes sont éliminées il faut mener un interrogatoire précis. En paraclinique on utilise l'histologie sur biopsie musculaire, qui est un moyen de diagnostic précis, l'irm, l'électromyogramme et les examens génétiques. B. Le tendon I. Structure Le tendon est concerné par beaucoup de pathologies classiques et fréquentes, pour la plupart bénignes. C'est un organe un peu «oublié» en médecine. C'est un organe de transmission entre le muscle et l'os, blanc nacré, possédant des propriétés viscoélastiques pour transférer les forces mécaniques. On le divise en 3 parties : - la jonction musculo-tendineuse - le corps du tendon - la jonction tendino-osseuse = enthèse Au niveau morphologique il peut être vu en IRM. En histologie on le divise en péritendon, en faisceaux fibreux primaires et secondaires, recouverts par l'endotendon. Coupe histologique 1 : péritendon, 2 : faisceaux fibreux secondaires, 3 : faisceaux fibreux primaires recouverts par l'endotendon La structure est un arrangement de fibres de collagène : elles s'agencent en fibrilles primaires qui s'agencent elles-même en fascicules : fibrilles secondaires puis en fibrilles tertiaires. Le tout forme l'épitendon qui entoure les structures vasculaires et nerveuses. Le tendon est composé de 68% de matrice extracellulaire, il contient peu de cellules. Globalement il est composé de 2/3 d'eau (c'est pour cela qu'il faut bien boire pendant l'effort), et 1/3 de cellules qui sont des ténocytes (quiescents) et des ténoblastes (actifs). Il y a très peu de tumeurs tendineuses. Les fibres sont des fibres de collagène de type I principalement, on trouve quelques fibres d'élastine. La vascularisation est faible, ce qui explique la longue durée de réparation des tendons. En revanche l'innervation est importante. Il y a très peu de mise en jeu énergétique contrairement au muscle. 6/8

7 II. Pathologie Les principales pathologies du tendon sont les tendinites ou tendinopathies : le tendon s épaissit, devient irrégulier, brunâtre, mais on trouve peu de cellules inflammatoires même en cas d'atteinte chronique. Les pathologies mécaniques du tendon se manifestent par une désorganisation des fibres de collagène. L'atteinte traumatique entraîne la formation de néo-vaisseaux, l'échographie doppler est performante pour les mettre en évidence. On a aussi une augmentation des glycosaminoglycanes. On peut avoir une rupture du tendon, qui est le risque maximum, ou des fissures. La pathologie peut être aiguë ou chronique. On la divise en : - dégénérescence chronique focale ou globale = tendinose - rupture partielle = fissure - rupture totale - enthésopathie = inflammation au niveau de l'os par répercussion des forces mécaniques - téno-synovite = inflammation de la gaine synoviale qui entoure le tendon, avec présence possible de liquide synovial autour du tendon. Les lésions mécaniques sont traumatiques ou toxiques médicamenteuses (quinolones, statines, cortisone, inhibiteurs de l'aromatase utilisés dans les tumeurs du sein). Enfin on peut avoir des atteintes inflammatoires du tendon. Exemple : la spondylarthrite ankylosante. Elle fait partie du groupe des spondyloarthrites, qui font elle-mêmes partie des rhumatismes inflammatoires (avec la polyarthrite rhumatoïde qui est l'autre grande pathologie du groupe). C'est une pathologie inflammatoire de l'enthèse (enthésite), qui touche les sujets jeunes. Elle atteint surtout les enthèses axiales, notamment les ligaments paravertébraux, et on observe une calcification/ossification de l'enthèse. Sa fréquence est de 0,5%, ce qui est relativement fréquent. Des facteurs génétiques entrent en jeu. Apparaît souvent a l'age de ans Si on laisse évoluer les personnes atteintes se recourbent, deviennent bloquées, tous leurs tendons et ligaments au niveau du rachis s'ossifient progressivement. Avant l'ossification on a une inflammation (vue en IRM STIR) : c'est ce qu'on appelle une «colonne bambou». 7/8

8 On dispose aujourd'hui de traitements efficaces. Cette pathologie peut toucher le rachis et les articulations sacro-illiaques. On observe souvent un caractère familial : la spondylarthrite est associée à des maladies intestinales inflammatoires (maladie de Crohn et rectocolite hémorragique) ou à des maladies de peau (psoriasis). Les traitement utilisés sont actuellement les mêmes pour toutes ces pathologies. Merci à Chloris et Léa pour leur aide. 8/8