LES TISSUS SQUELETTIQUES

Transcription

1 PACES B Benzacken LES TISSUS SQUELETTIQUES = TC spécialisés 1) tissus cartilagineux 2) tissus osseux Histologie «Bases fondamentales» Omniscience sous la direction de Bertrand Mace Pr Philippe Vago ; CHU Clermont-Ferrand. Pr J Poirier (Paris VI) Pr Daniel Signeurin ; CHU Grenoble Pr Manuel Mark ; Institut d Embryologie Strasbourg

2 La phase minérale de la MEC du tissu osseux Elle est constituée de cristaux d hydroxyapatite +eau (50%) Les cristaux s empilent entre les fibres de collagène 90% de collagène (surtout Collagène 1) 10% de protéglycanes Ostéopontine, ostéocalcine. Absence de collagène 2

3 Les cristaux sont visibles en me à la surface des fibres de collagène (formes d aiguilles denses aux électrons) d après Manuel Mark (Strasbourg) L os contient 98% du calcium de l organisme Réservoir de calcium Rôle primordial dans le métabolisme phosphocalcique

4 Os non lamellaire ou Os tissé Chez le fœtus et le jeune enfant, ou en cas de fracture, ou encore au cours de certaines maladies, la trame de microfibrilles de collagène produite par les ostéoblastes est irrégulière et le tissu osseux est transitoirement non-lamellaire («tissu osseux tissé»).

5

6 Os Longs

7 OS LONGS

8 Ossification lamellaire Chez l adulte, le tissu osseux est dit lamellaire, La matrice osseuse est disposée en lamelles superposées Les microfibrilles de collagène sont arrangées parallèlement selon une direction qui se modifie dans chaque lamelle successive.

9 Organisation microscopique du tissu osseux

10 Tissu compact haversien On le trouve dans la diaphyse des os longs Formé d ostéones = cylindres - canal de Havers - lamelles osseuses concentriques - ligne cémentante périostéonique - canaux de volkmann

11 Système Haversien Entre les lamelles, les ostéoplastes contenant les corps des ostéocytes

12 L ostéone ou système de Havers Unité structurale élémentaire du tissu osseux compact constitué - du canal de Havers (ou canal central) entouré: - de lamelles osseuses cylindriques; - entre les lamelles, les ostéoplastes contenant les corps des ostéocytes

13 LE TISSU OSSEUX LES TISSUS SQUELETTIQUES Os lamellaire compact = os HAVERSIEN = juxtaposition de colonnes parallèles orientées suivant grand axe os 1 1 colonne = 1- canal de Havers avec Vx et Nfs (au centre) 2- lamelles concentriques de MEC (minéralisée) colonne

14 LE TISSU OSSEUX LES TISSUS SQUELETTIQUES Os lamellaire compact = os HAVERSIEN = juxtaposition de colonnes parallèles orientées suivant grand axe os 1 colonne = 1- canal de Havers avec Vx et Nfs (au centre) 1 2- lamelles concentriques de MEC (minéralisée) 3- entre 2 lamelles logettes = ostéoplastes avec : 2 ostéoblasteөcouche la + int 3 ostéocytes Ө autres lamelles 1 colonne 3 4

15 LES TISSUS SQUELETTIQUES C- LE TISSU OSSEUX 5) Os lamellaire compact = os HAVERSIEN = juxtaposition de colonnes parallèles orientées suivant grand axe os 1 colonne = 1- canal de Havers avec Vx et Nfs (au centre) 1 2- lamelles concentriques de MEC (minéralisée) 3- entre 2 lamelles logettes = ostéoplastes avec : 2 ostéoblasteөcouche la + int 3 ostéocytes Ө autres lamelles 4- les logettes communiquent entre elles par canalicules dans lesquels cheminent prolongements ostéocytes 1 colonne 3 4

16 LE TISSU OSSEUX LES TISSUS SQUELETTIQUES Os lamellaire compact = os HAVERSIEN = juxtaposition de colonnes parallèles orientées suivant grand axe os 5- canaux de Havers contigus communiquent entre eux par canaux de VOLKMANN qui traversent obliquement les lamelles communication entre Cx de Havers & périoste contiennent Vx & Nfs 6 6- remodelage permanent : formation nouvelles colonnes au milieu anciennes

17 D après Manuel Mark (Strasbourg) Les canaux de Volkmann - Sont des canaux transversaux - Relient Les canaux de Havers entre eux, avec la cavité médullaire et la surface de l os Les systèmes interstitiels: - Sont situés entre les ostéones - Sont des reliquats d ostéones anciens partiellement résorbés

18 Tissu compact osseux Haversien

19

20 LE TISSU OSSEUX LES TISSUS SQUELETTIQUES Os lamellaire spongieux lacis de trabécules osseuses délimitant un labyrinthe d'espaces anastomosés Trabécules = lamelles osseuses avec : fibres orientées // axe trabécule ostéoplastes communicants entre eux contenant ostéocytes +/- ostéoblastes (en périphérie)

21 Tissu spongieux Travées de tissu osseux ramifiées et anastomosées Espaces médullaires contenant la moelle osseuse et des vaisseaux Le tissu osseux spongieux ou trabéculaire siège essentiellement dans les os courts et les os plats - (sternum, ailes iliaques) ainsi que dans les épiphyses des os longs

22 LE TISSU OSSEUX LES TISSUS SQUELETTIQUES Os lamellaire spongieux lacis de trabécules osseuses délimitant un labyrinthe d'espaces anastomosés Trabécules = lamelles osseuses avec : fibres orientées // axe trabécule ostéoplastes communicants entre eux contenant ostéocytes +/- ostéoblastes (en périphérie) Trabécules séparées du labyrinthe par endoste Labyrinthe occupé par de la moelle osseuse remodelage continu alternance zones résorption / ostéogenèse

23 LE TISSU OSSEUX LES TISSUS SQUELETTIQUES Périoste & endoste Recouvrent les faces ext et int de l os cortical Sauf au niveau articulaire Périoste Ө surfaces externes Endoste Ө cavités internes = TC dense fibreux avec : -couche externe «tendiniforme» -couche interne «fibro-élastique» avec, au contact os, couche ostéogène d Ollier (fibroblastes ostéoblastes (subs. ostéoïde) ostéocytes) Rôle : -délimiter os -croissance os -réparation fracture (participation)

24 LE TISSU OSSEUX Moelle osseuse LES TISSUS SQUELETTIQUES Contenue dans «cavités osseuses» càd labyrinthe du TO spongieux = «usine à» sanguines : siège de l hématopoïèse Structure : trame de réticuline réseau tridimensionnel à mailles (support architectural) libres = fibroblastes macrophages adipocytes souches (se stock de réserve ; se lignées) lignées à stades de développement érythrocytaire mégacaryocytaire lymphocytaire granulocytaire monocytaire

25 LE TISSU OSSEUX Moelle osseuse LES TISSUS SQUELETTIQUES Contenue dans «cavités osseuses» càd labyrinthe du TO spongieux = usine à sanguines : siège de l hématopoïèse Structure : trame de réticuline réseau tridimensionnel à mailles (support architectural) libres = fibroblastes macrophages adipocytes souches (se stock de réserve ; se lignées) lignées à stades de développement érythrocytaire mégacaryocytaire lymphocytaire granulocytaire monocytaire Aspect variable : moelle rouge = hématogène (chez enfant) moelle jaune = adipeuse (réversible) moelle grise = fibreuse (involution)

26 LES TISSUS SQUELETTIQUES LE TISSU OSSEUX Histogenèse & remodelage - formation & croissance - réparation histogenèse ossification I aire ossification II aire intraconjonctive = ossification d un tissu conjonctif endochondrale = minéralisation d un tissu cartilagineux = remodelage Os lamellaire compact Os lamellaire spongieux périostique de membrane diaphyses épiphyses formation & croissance os longs os courts os plats réparation

27 LE TISSU OSSEUX LES TISSUS SQUELETTIQUES Histogenèse & remodelage ossification I aire 2 types = périostique intraconjonctive = ossification d un tissu conjonctif de membrane endochondrale = minéralisation d un tissu cartilagineux ossification intraconjonctive (ou endoconjonctive) = ossification TC périostique ( couche ostéogène d Ollier du périoste/endoste) de membrane (Ө tissu mésenchymateux) les os plats mésenchymateuses du tissu conjonctif fibroblastes (fibres collagène) ostéoblastes lamelles concentriques tissu ostéoïde autour d eux minéralisation os I aire avec ostéocytes

28 LE TISSU OSSEUX LES TISSUS SQUELETTIQUES Histogenèse & remodelage 1) ossification I aire 2 types = périostique intraconjonctive = ossification d un tissu conjonctif de membrane endochondrale = minéralisation d un tissu cartilagineux -ossification endochondrale = minéralisation d un tissu cartilagineux ébauche de TC se transforme en TCartilagineux chondroblastes croissance du cartilage (groupes isogéniques) minéralisation du cartilage os I aire

29 LE TISSU OSSEUX LES TISSUS SQUELETTIQUES Formation & croissance os longs FORMATION «moule/ébauche» en cartilage hyalin ossification I aire : Ө diaphyse intraconjonctive périostique virole périchondrale endochondrale coronaire point ossification I aire diaphysaire Ө épiphysaire endochondrale coronaire points ossification I aire épiphysaires ossification II aire CROISSANCE épaisseur intraconjonctive périostique longueur endochondrale axiale Ө cartilages métaphysaires

30 LES TISSUS SQUELETTIQUES LE TISSU OSSEUX Formation & croissance os longs cartilage hyalin ossification endochondrale Ө cartilages de conjugaison cartilage os cartilage sérié travée directrice cartilage hypertrophié ligne érosion zone ostéoïde groupes isogéniques axiaux zone ossiforme

31

32 L ossification endochondrale - Les éléments squelettiques des membres dérivent du mésoderme par ossification endochondrale ou intra-cartilagineuse de la pièce osseuse est mis en place, puis détruit et presque entièrement remplacé par de l os, sauf pour ses extrémités qui formeront les cartilages articulaires

33 Les chondrocytes du centre de la diaphyse s hypertrophient (= leur volume augmente), et leur phénotype moléculaire se modifie. - Les chondrocytes hypertrophiques sécrètent un facteur angiogénique le VEGF (vascular endothelial cell growth factor) qui, par chimiotactisme, attire les précurseurs d ostéoblastes et ceux des ostéoclastes. - La MEC qui entoure les chondrocytes hypertrophiques se calcifie, puis les chondrocytes meurent. Cette mort cellulaire produit l ébauche de la cavité médullaire des os

34 Les cellules mésenchymateuses à la périphérie du cartilage hypertrophique se différencient en ostéoblastes qui secrètent une mince couche d os périostique

35 Des bourgeons conjonctivo-vasculaires traversent l os périostique, et envahissent les espaces vacants du fait de la mort des chondrocytes hypertrophiques forment un centre d ossification primaire ou centre d ossification diaphysaire

36 L envahissement du cartilage calcifié par les bourgeons conjonctivo-vasculaires qui a débuté au centre de la diaphyse, se poursuit en direction des épiphyses

37 - Sous l action des ostéoclastes, les travées osseuses initialement présentes dans la cavité médullaire sont en grande partie détruites. - Les ostéoclastes érodent également la face interne de l os périostique, permettant l agrandissement de la cavité médullaire.

38 L ossification épiphysaire (d après Manuel Mark, Strasbourg) Les centres d ossification secondaires ou centres d ossification épiphysaires apparaissent après la naissance 1. Les cellules cartilagineuses épiphysaires s hypertrophient 2. les épiphyses sont envahies par des bourgeons conjonctivo-vasculaires 3. les épiphyses s ossifient progressivement dans toutes les directions, de façon centrifuge

39 L ossification épiphysaire Le cartilage de croissance ou de conjugaison persiste entre l épiphyse et la diaphyse après la naissance. Il permet l allongement des os

40

41

42 Ossification Endochondrale

43 Ossification Endochondrale

44 Ossification Endochondrale

45 Ossification endochondrale

46 Ossification Endochondrale

47 Ossification endochondrale

48 Ossification endochondrale

49 Vers 20 ans, les cartilages de conjugaison cessent d être actifs. Epiphyses et diaphyses fusionnent alors, rendant impossible allongement ultérieur des os. La croissance du corps est alors achevée

50 LE TISSU OSSEUX LES TISSUS SQUELETTIQUES Formation & croissance os courts FORMATION ossification I aire endochondrale coronaire ossification II aire CROISSANCE épaisseur intraconjonctive périostique os plats (voute crânienne) FORMATION ossification I aire intraconjonctive de membrane ossification II aire CROISSANCE Ө fontanelles = TConjonctif (totalement ossifié chez adulte)

51 Ossification de membrane Elle est à l origine des os plats du crâne et de la face Elle se fait par différenciation directe de cellules mésenchymateuses en ostéoblastes sans l intermédiaire d un modèle cartilagineux

52 LE TISSU OSSEUX LES TISSUS SQUELETTIQUES Histogenèse & remodelage -2) ossification II aire = remodelage -ostéoclastes front de résorption de l os

53 LE TISSU OSSEUX LES TISSUS SQUELETTIQUES Histogenèse & remodelage 2) ossification II aire = remodelage -ostéoclastes front de résorption de l os -bourgeon conjonctivo-vasculaire front de résorption amène : -Vx sanguins -fibroblastes ostéoclaste bourgeon conjonctivo-vasculaire ostéoblastes substance ostéoïde se minéralise os lamellaire

54 LE TISSU OSSEUX LES TISSUS SQUELETTIQUES Histogenèse & remodelage 2) ossification II aire = remodelage ROLE = 1) os lamellaire «adulte» 2) maintien & renouvellement de l os (pour pallier au vieillissement ostéocytes ds ostéoplastes) 3) équilibre ionique (recirculation du Ca ++ ) apport Ca ++ par alimentation absorption intestinale vitamine D fixation & stockage Ca ++ ds os calcitonine mobilisation Ca ++ depuis os recirculation parathormone

55 Tissu osseux

56 Le cycle du remodelage osseux La cascade de différenciation des ostéoclastes dépend de 3 molécules : RANKL(Ligand de RANK), OPG (ostéoprotégérine) et RANK (Receptor for Activation of Nuclear factor Kappa B)

57 Remodelage osseux 1- phase d activation d après Manuel Mark (Strasbourg) Les ostéoblastes synthétisent RANKL qui se lie à RANK, situé dans la membrane des précurseurs ostéoclastiques. La liaison RANKL /RANK stimule le programme de différenciation cellulaire qui aboutit à l ostéoclaste actif

58 Remodelage osseux 1- phase d activation d après Manuel Mark (Strasbourg) Les ostéoblastes synthétisent également l OPG une protéine «leurre» qui se fixe sur RANKL. La fixation de l OPG sur RANKL empêche la différenciation complète des ostéoclastes. Par compétition entre RANKL et OPG, l ostéoblaste régule le nombre d ostéoclastes actifs

59 liaison Remodelage osseux 2. Phase de résorption Tropisme pour le tissu minéralisé Libération de protons Elle s effectue en deux étapes : 1) dissolution de la phase minérale par acidification du compartiment de résorption (lacune de Howship) 2) dégradation de la matrice organique sous l action d enzymes protéolytiques lysosomales

60 3. Phase d Inversion Les macrophages remplacent les ostéoclastes morts par apoptose et lissent le fond de la lacune

61 4. Phase de formation de l ostéoide puis de minéralisation Les ostéoblastes présents à proximité de la matrice érodée se divisent et sécrètent des composants d une MEC non minéralisée (Collagène I, protéoglycanes, ostéocalcine): l ostéoïde ( = tissu ostéoïde)

62

63 LES TISSUS SQUELETTIQUES LE TISSU OSSEUX Réparation (= formation cal puis ossification II aire ) -1 er tps hématome (résorption débris par granulocytes neutro & macrophages) Une fracture entraine hémorragie avec formation d un caillot sanguin qui sécrète des signaux chimioattractants et d angiogenèse. - Des signaux chimioattractants attirent sur place des granulocytes neutrophiles et les macrophages éliminent localement les débris cellulaires -2 ème tps colonisation par fibroblastes TC hypervascularisé -3 ème tps cartilage qui II airement se minéralise (ossification endochondrale) en périphérie : ossification périostique cal -4 ème tps remodelage (réparation définitive)