Histologie : le cartilage, la synoviale, le liquide articulaire. I. Le tissu cartilagineux en période de croissance et chez l'adulte

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1 13/10/2014 LABORIER Matthieu L3 CR :Claire MARIE APPAREIL LOCOMOTEUR Pr. JM. GRILLO 6 pages Histologie : le cartilage, la synoviale, le liquide articulaire Plan A. Le tissu cartilagineux I. Le tissu cartilagineux en période de croissance et chez l'adulte II. Classifications des tissus cartilagineux chez l'adulte III. Histogenèse du cartilage IV. Les constituants du cartilage ( modèle :le cartilage hyalin) a) les Chondrocytes b) la Matrice extra cellulaire c ) Organisation générale : le chondrone B. L'articulation : la diarthrose I. La capsule articulaire II. La membrane synoviale III. Le liquide synovial IV. Le cartilage articulaire et ses propriétés physico-chimiques A. Le tissu cartilagineux Il faut séparer le tissu cartilagineux en période de croissance (pendant la vie fœtale et embryonnaire et chez l'enfant ) de celui de l'adulte. I. Le tissu cartilagineux en période de croissance et chez l'adulte Lors de la CROISSANCE, Le cartilage est de type hyalin, il est abondant. Il prolifère de manière importante (il y a de nombreuses mitoses) via des groupements isogéniques. Il intervient dans la formation et la croissance des os. Pour rappel au début le squelette est simplement une maquette cartilagineuse qui s'ossifie progressivement. Jusqu 'à l 'adolescence la présence de cartilage de conjugaison permet la croissance. Lorsqu'il disparaît il n'y a plus de croissance. Chez ADULTE. Il est peu abondant. C'est le moins abondant des tissus ( épithéliaux, conjonctifs, osseux ) Il est présent uniquement dans quelques localisations (notamment le cartilage articulaire), Sa prolifération est faible ou nulle (peu de mitoses) : ceci pose des problèmes en cas d'usure. La réparation sera difficile voire impossible. Enfin le cartilage a surtout un rôle mécanique 1/6

2 II. Classification des tissus cartilagineux chez l'adulte cartilage hyalin (ex : cartilage articulaire au niveau de la diarthrose) cartilage fibreux ou fibrocartilage (ex : ménisques, disques intervertébraux...) il est très résistant et très solide cartilage élastique, plus souple et moins rigide III. Histogenèse du cartilage Le cartilage se développe à partir du tissu embryonnaire mésenchymateux (conjonctif). A gauche du schéma vous observez des cellules mésenchymateuses de type fibroblastique au sein d'un tissu conjonctif embryonnaire. Les cellules se transforment et vont devenir un peu plus rondes, globuleuses pour donner des chondroblastes. Elles vont synthétiser une matrice extra-cellulaire cartilagineuse. Cette matrice est élaborée de manière concentrique autour des chondrocytes. Le tissu cartilagineux prend la place du tissu conjonctif et les chondrocytes vont se retrouver inclus dans cette matrice propre au tissu cartilagineux. Parallèlement à la formation du cartilage la croissance a lieu. Des mitoses intéressent les chondrocytes et donnent la formation de groupements isogéniques. ( c'est-à-dire de la même famille). Le cartilage est un tissu conjonctif spécialisé avec cellules et MEC (schéma droite). IV. Les constituants du cartilage Modèle d'étude : le cartilage hyalin Structure des cartilages articulaires (la proportion peut varier entre cartilage hyalin et fibrocartilage) On trouve 10 % de cellules (chondrocytes ) et 90% de matrice extra cellulaire. 2/6

3 a) Les chondrocytes Les chondrocytes sont des cellules de taille moyenne, globuleuse, à noyaux centraux, équivalentes (dans ce tissu spécialisé) aux fibroblastes. Ils peuvent synthétiser, contrôler la composition et détruire la MEC. Ils sont logés dans les chondroplastes : petites cavités. Les chondrocytes sont regroupés en formations isogéniques, renforcées en périphérie par des éléments fibrillaires(cf ent coupe histologique). b) La matrice extra-cellulaire La MEC est solide, ferme et non minéralisée (situation pathologique dans le cas contraire).elle est constituée de collagène type II sous forme de fine fibrilles. On note surtout l' absence de vaisseaux au sein du cartilage constitué. La matrice comprends des éléments fibrillaires et non fibrillaires : substance fondamentale Les Fibres : essentiellement le collagène qui représente 40% du poids sec du cartilage, le type II est le plus abondant, spécifique du cartilage, c'est du collagène fibrillaire (composé de chaînes alpha qui forment une triple hélice de fines fibrilles) ; Il n'a pas l'agencement dense en fibre du collagène de type I. d'autres types de collagène, fibrillaires et non fibrillaires (avec VI et IX) STRUTUCTURE ++++ SOLIDE lié à la présence du réseau de collagène de type 2 (visible en ME) la Substance fondamentale (non fibrillaire), encore appelée «substance amorphe», remplit les espaces entre les cellules et les éléments fibrillaires (espaces interfibrineux) : acide hyaluronique en grande quantité (GAG non sulfaté, molécule très volumineuse) glyco-aminoglycannes sulfatés GAG : chondroitine-4-sulfate, chondroitine-6-sulfate, keratanesulfate. ils peuvent s'associer ensuite aux protéines et forment des protéoglycanes GAG sulfates + protéines (axe) = protéoglycanes protéoglycanes + acide hyaluronique = agrégats de protéoglycanes très hydratés, Les agrégats forment des pièges à molécules d'eau entraînant une forte pression osmotique au sein du cartilage. Le cartilage est un des tissus les plus hydratés du corps. L'eau représente 75% du poids du cartilage qui donne rôle d'amortisseur. SOUPLESSE DU CARTILAGE ++++ Les déplacements d'eau sont essentiels pour la nutrition du cartilage. Le transport d'eau et des solutés repose sur des mouvements de pompage liés aux compressions et décompressions mécaniques successives imposées lors des mouvements. Les mouvements sont indispensables à la bonne santé du cartilage. Protéines ou glycoprotéines d adhésion : ex : la chondronectine (fixation aux GAG, au collagène de type II, et aux intégrines portés par les chondrocytes) adhérence des chondrocytes à la matrice extra-cellulaire Facteurs de croissance et cytokines : IGF 1, TGFβ... Rôle +++important sur le métabolisme des chondrocytes. Les hormones interviennent indirectement via ces facteurs de croissances. Autres... 3/6

4 c) organisation générale : le chondrone : Dans la matrice de collagène de type II, les chondrocytes et la MEC forment des paniers ovoïdes qu'on appelle les chondrones, l'unité fonctionnelle du tissu cartilagineux. Les chondrocytes sont la cible de nombreuses hormones. certaines hormones stimulent leur activité ( ex synth GAG, protéo G) : facteurs de croissance (synthétisés par hypophyse favorise la libération d'igf1 par le foie), thyroxine, testostérone... d'autres ralentissent leur activité : cortisone, hydrocortisone, estradiol... Innervation :absente ce sont les structures autour qui sont innervées et font mal en cas de pathologie Vascularisation : absente aussi : Périchondre non présent ici, la nutrition se fait donc par le liquide synovial. (Le périchondre enveloppe normalement toutes les pièces cartilagineuses, sauf le cartilage articulaire) B. L'articulation : la diarthrose (ex:genou) C'est une articulation classique qui permet de mettre en mouvement les os des membres.(ex genou coude etc ). Elle est caractérisée par une cavité contenant le liquide synovial. Des ménisque peuvent exister, ils favorisent le glissement(non présents sur le schéma ) I. La capsule articulaire Sur le schéma, on voit les deux pièces osseuses qui se font face avec le tissu spongieux.les pièce osseuses sont recouverte de cartilage articulaire. Le périoste recouvre ces pièces osseuses sauf au niveau du cartilage articulaire.le collagène est en continuité avec le périoste et les ligaments : ils forment la partie stable de la structure. La capsule articulaire est composée : d'une couche fibreuse périphérique d'une couche interne la membrane synoviale qui borde la cavité en périphérie et qui tapisse l'articulation des deux côtés sauf au niveau du cartilage articulaire. 4/6

5 II. La membrane synoviale Ce n'est pas un épithélium, c'est un tissu conjonctif avec des vaisseaux, capillaires et des cellules de types différents : Les cellules de type A, synoviocytes de type macrophagique (A) bordent la cavité articulaire (CV) (périphérie) les cellules de type B, synoviocytes de type fibroblastique B à l'intérieur. C est une membrane perméable collée à la capsule fibreuse. Elle limite avec le cartilage la cavité articulaire. Elle participe à la constitution du liquide synovial. Les cellules de type B interviennent dans la synthèse de la MEC et dans un moindre degré dans sa destruction. Les élément macrophagiques de type A interviennent dans la récupération des différentes substances, débris, et dans les phénomènes immunitaires et inflammatoires. Les vaisseaux (V) sont fenêtrés (échanges importants entre le plasma et le liquide synovial), ils assurent la nutrition du cartilage et permettent l'arrivée des cellules de l'inflammation. Coupe histologique d'une membrane synoviale III. Le liquide synovial +++ Il occupe la cavité synoviale et joue un rôle important pour la pathologie.il est peu abondant à l'état normal. Nous observons une augmentation de la quantité de liquide en cas épanchement. C'est un fluide visqueux, géliforme(couleur claire, jaune citrin) : lubrifiant de l'articulation. Il dérive de la transsudation du plasma et est synthétisé par les cellules fibroblastiques B) de la synoviale. On y trouve de l'acide hyaluronique en très forte concentration (GAG non sulfatés) synthétisé par la membrane synoviale. 5/6

6 Les cellules synoviales et cellules sanguines sont peu abondantes à l état normal, sauf en cas d'inflammation où le nombre de cellules devient plus important (présence de Lymphocytes, de polynucléaires, de plasmocytes). La nutrition des cartilages articulaires se fait à partir du liquide synovial puisque il n'y a pas de périchondre donc pas de vaisseaux. Le liquide synovial fournit l oxygène et les nutriments nécessaires au cartilage articulaire. La pression entraîne un déplacement d'eau du cartilage vers le liquide synovial. Les sollicitations mécaniques sont indispensables pour la nutrition du cartilage, il doit y avoir pression et relâchement (déplacement inverse de l'eau)...les échanges sont liés aux propriétés du cartilage ( agrégats de protéoglycanes). L'eau va se déplacer en permanence. Lors de la pression d 'autres molécules suivent la sortie d'eau du cartilage vers le liquide synovial. De même en sens inverse, lors du relâchement de la pression, l'eau afflue vers le cartilage. C'est par ces pressions et ces relâchement que les échanges se font en suivant ces molécules d'eau. Le Ménisque (pièce qui permet d'amortir les chocs) est constitué de fibro-cartilage. Sous le cartilage articulaire on trouve l os sous chondral qui lui sert de support. IV. Le cartilage articulaire : Les fibres ont des orientations différentes, perpendiculaires à la surface en profondeur et parallèles à la surface en superficie pour permettre une plus grande résistance à la pression en surface. C'est du cartilage hyalin. On peut mettre en évidence plusieurs couches : la surface articulaire (chondrocytes plutôt aplaties, ovoïdes et des fibres de collagènes en forme d'arceau) RESISTANCE dans la couche plus interne on retrouve les chondrocytes et les fibres de collagène sont perpendiculaires à la surface une troisième partie, du cartilage calcifié sur le versant osseux Conclusion La solidité est lié à la présence du collagène de type 2 (fines fibrilles). La souplesse est permise grâce à des protéoglycanes, GAG, très hydrophiles (pression osmotique élevé ) Le cartilage résiste à des contraires mécaniques nécessaires à la formation de la matrice. Peu de renouvellement sont possibles en cas de lésions. Les réparations sont difficiles voir IMPOSSIBLE. 6/6