Chapitre 4 : le tissu cartilagineux Les tissu cartilagineux sont des tissus conjonctifs qui sont d origine mésenchymateuse, ils sont constituées de cellules appelées les chondrocytes. Ces chondrocytes sont associés à des fibres et à une substance fondamentale. L ensemble des fibres et de la substance fondamentale constitue la matrice extra-cellulaire du tissu cartilagineux. Le cartilage est entouré en dehors des surfaces articulaires d une enveloppe conjonctive appelé périchondre. Il existe chez l adulte trois types : - le cartilage hyalin - le cartilage élastique - le cartilage fibreux I] Le cartilage hyalin C est le type le plus courant, il est rencontré au niveau des surfaces articulaires, des côtes, de l arbre trachéo-bronchique, de la cloison nasale. Chez le fœtus, il constitue l essentiel du modèle des pièces osseuses avant l ossification, et chez l enfant on le trouve pour former les cartilages de conjugaison permettant la croissance en longueur des os. A- matrice extracellulaire (MEC) C- chondrocyte CARTILAGE HYALIN (Source : Histologie Masson) Ce cartilage est constitué de chondrocytes. Ces cellules sont d origine mésenchymateuse. Elles sont enfermées dans des logettes appelées chondroplastes. Avec les techniques histologiques, on a un phénomène de rétraction dans les cellules : aspect étoilé des chondrocytes. En réalité, le chondrocyte est une cellule arrondie remplissant la logette (diamètre : 40µm). Ces cellules sont responsables de la synthèse de la matrice extra-cellulaire cartilagineuse. En ME, lorsqu on examine ces cellules, on observe les organites habituels en quantité variable selon l état fonctionnel de la cellule. Les chondrocytes jeunes possèdent un noyau central sphérique nucléolé avec une chromatine claire, et on retrouve un REG abondant, un appareil de Golgi proche du noyau (juxta-nucléaire), des vésicules et des vacuoles, des mitochondries, des ribosomes libres, des inclusions lipidiques et de glycogène. En MO, la coloration au PAS est positive. Chondrocyte au ME (Source : Histologie Masson) A- MEC B-chondroplaste C- nucléole D-cytoplasme E-RER 1
Les chondrocytes moins actifs possèdent un REG et un Golgi dont la taille est réduite. Le cytoplasme peut être le siège d une accumulation de lipides. Les chondrocytes peuvent se diviser à l intérieur du cartilage et la disposition des cellules filles dépend de l axe des mitoses. Deux modes de regroupement de ces cellules : - Groupement isogénique axial : les cellules se disposent à la queue leu leu. Les cellules se séparent par des ponts de matrice. - - Groupement isogénique coronaire : disposition en cercle. Cette possibilité de prolifération est à l origine de la croissance des pièces cartilagineuses. Les cellules d un même groupe isogénique correspondent à des clones cellulaires. Matrice extracellulaire (MEC) La substance fondamentale a une apparence in vivo compacte et translucide d où le terme de cartilage hyalin, avec des reflets bleuâtres. Elle est à l origine de la solidité et de l élasticité du cartilage. Le cartilage comporte 70% d eau, des sels, en particulier, des sels de sodium (95g pour 100g de cendres), des glycosaminoglycannes, en particulier la chondroïtine-4-sulfate et la chondrïtine-6- sulfate ; des kératanes sulfate. Ils sont liés à des protéines pour former des protéoglycannes. La matrice extracellulaire apparaît a priori dépourvue de fibres car les fibres ont le même indice de réfraction que la substance fondamentale : aspect homogène sur les colorations de routine. D un point de vue histochimique, la matrice est métachromatique au bleu de toluidine et présente en général une réaction positive au PAS. Au cours du développement, il devient possible de distinguer des zones basophiles entourant des groupes de chondroplastes et des zones éosinophiles séparant ces groupes. Les fibres peuvent être mises en évidence en lumière polarisée, ou par la digestion enzymatique de la substance fondamentale, ou encore par les examens en ME. Il s agit essentiellement de fibres de collagène, elles représentent 43% du poids sec du tissu. Il est essentiellement de type II. Les fibres semblent être disposées au hasard, mais dans certaines régions on note une orientation renfonçant le tissu pour résister aux pressions. On a une organisation particulière autour des chondroplastes : certains auteurs décrivent cette «organisation en paniers», en dénommant cette unité fonctionnelle : chondrone. On distingue également une matrice péri-territoriale et une matrice interterritoriale. Histophysiologie Ce cartilage n est pas vascularisé, il se nourrit par diffusion à partir du périchondre. Les vaisseaux ne font que traverser les pièces cartilagineuses. Il n y vascularisation que dans certains cas particuliers, le cartilage s ossifie alors : chez le fœtus notamment. Les cartilages articulaires ne sont pas entourés de périchondre, ils se nourrissent à partir du liquide synovial. La croissance de ce cartilage peut se faire par croissance interstitielle (groupements isogéniques axiaux ou coronaires dont les chondrocytes élaborent de la substance fondamentale et des fibres, ces différentes cellules s éloignent les unes des autres). 2
Le cartilage va également grandir par apposition à partir du périchondre (cellules mésenchymateuses présentes en dehors du cartilage) qui va donner les chondroblastes. Les chondroblastes différenciés à partir des cellules conjonctives élaborent de la matrice extracellulaire dans laquelle ils s emprisonnent pour former des chondroplastes : transformation en chondrocyte. II] Le cartilage élastique A- fibres élastiques dans la matrice extracellulaire (MEC) C- chondrocyte CARTILAGE ELASTIQUE (Source : Histologie Masson) C est un cartilage particulier dans la mesure où sa matrice contient de nombreuses fibres élastiques associées aux fibres de collagène. Ces fibres donnent une grande souplesse au tissu qui peut supporter de légères déformations qui seront toujours réversibles. Chez l homme, ce cartilage se trouve dans le pavillon de l oreille, au niveau du conduit auditif externe, de l épiglotte et du larynx. Aspect macroscopique Il apparaît jaunâtre et présente une assez grande densité cellulaire (chondrocytes). Ces chondrocytes contiennent souvent d assez volumineuses inclusions lipidiques. Les fibres élastiques s organisent autour (à une distance de 1 à 2µ) des chondrocytes. On peut les mettre en évidence grâce aux colorations habituelles (coloration orcéine, fuschine-résorcine). III] Le cartilage fibreux CARTILAGE FIBREUX (Source : Histologie Masson) A- matrice extracellulaire (MEC) C- fibre de collgène D- chondrocyte 3
Le cartilage fibreux ou fibrocartilage fournit une très grande résistance aux tractions et pressions. On le trouve au niveau des disques intervertébraux, de la symphyse pubienne, des ménisques, au niveau de l insertion de certains tendons et en particulier au niveau du tendon d Achille. La matrice va contenir des fibres de collagène de type I (en telle quantité qu elles sont visibles en MO avec les colorations de routine) et II. Elles sont souvent associées à du tissu conjonctif dense, et il est très difficile de faire la différence. Les chondrocytes ont un aspect particulier : tendance à être fusiformes, ne comportent pas d inclusions lipidiques. Ces chondrocytes vont être entourés d une zone péri-cellulaire totalement dépourvue de fibres, contenant uniquement la substance fondamentale. IV] Le périchondre. Il est représenté autour des pièces de cartilage. Il se dispose sous la forme d un tissu conjonctif d épaisseur variable (en moyenne 300µ). Il englobe tous les types de cartilage sauf l articulaire. Ce tissu conjonctif adhère fortement aux cartilages et est responsable de sa nutrition et de sa croissance. Histologiquement, on distingue une couche externe relativement fibreuse, très richement vascularisée. Cette couche est aussi appelée couche nourricière. La couche interne est beaucoup plus cellulaire, assez peu vascularisée. Elle a un rôle dans la croissance et dans la réparation des pièces cartilagineuses : elle est appelée chondrogène. Ce sont les cellules présentes dans cette couche qui deviennent de nouveaux chondrocytes. On a de fines fibres de collagène qui attachent le périchondre à la pièce cartilagineuse. (Schéma cours Amiens) V]Le cartilage articulaire C est un cartilage hyalin formant la limite des cavités articulaires. Ce cartilage est disposé au niveau de la surface des pièces osseuses. Le cartilage permet le mouvement d une pièce osseuse par rapport à l autre et de supporter le poids du corps. Dans certaines articulations (synchondroses) on trouve du cartilage fibreux. Le cartilage présente des particularités. Il se comporte de 4 zones : - zone superficielle : chondrocytes de petite taille, aplaties, avec des formes anguleuses, orientées parallèlement à la surface - zone transitionnelle (intermédiaire) : chondrocytes plus volumineux, sphériques, sans organisation particulière - zone radiaire profonde : chondrocytes disposés en colonne - zone de cartilage calcifié : repose directement sur l os 4
Schéma cours Amiens) Les trois zones superficielles sont non-minéralisées, elles sont séparées de la couche profonde, qui est minéralisée, par une ligne dense. Des fibres de collagène amarrent le cartilage articulaire à la lame osseuse sous-chondrale en constituant des arcades. Le cartilage articulaire est non vascularisé comme tous les cartilages, et il se nourrit par diffusion à partir des tissus voisins, à savoir le liquide synovial : présence de dépressions/fossettes pour favoriser la pénétration des nutriments. La couche profonde calcifiée ne permet pas la nutrition à partir du tissu osseux, c est la diffusion à partir du liquide synovial qui la nourrit. Localisation des cartilages chez l Homme 5