LE CARTILAGE 3eme ANNEE DES ETUDES MEDICALES EU Appareil locomoteur ANNEE UNIVERSITAIRE 2014-2015 ENSEIGNANT : Docteur S. LEPREUX Le cartilage - 1 H - Enseignant : Dr. S. Lepreux
Le cartilage Rappels : définition, constituants, classification Biologie Rôles Cas particuliers : les articulations Conclusion
Constituants - Organisation générale : Microscopie optique Chondrocyte Chondroplaste Matrice extra-cellulaire Zone territoriale Zone inter-territoriale
Constituants - Les cellules Le chondroblaste Cellule mésenchymateuse Cellule mésenchymateuse (Cellule souche multipotente) Pré-chondroblaste (Cellule souche unipotente) Chondroblaste Chondrocyte
Constituants - Les fibres Collagène de type II - La substance fondamentale Eau 70 à 80% Complexes de GlycoAminoGlycanes et de Protéoglycanes: Protéoglycanes contenant des glycosaminoglycanes sulfatés (chondroïtine 4 sulfate, chondroïtine 6 sulfate, kératane sulfate principalement) branchés sur une protéine de liaison et l acide hyaluronique (glycosaminoglycane non-sulfaté). Acide hyaluronique Protéoglycane Collagène de type II
Classification - Le cartilage hyalin Modèle de description Matrice extracellulaire contenant du collagène de type II (I) - Le cartilage élastique Matrice extracellulaire contenant du collagène de type II (I) et des fibres élastiques - Le cartilage fibreux ou fibrocartilage Matrice extracellulaire contenant du collagène de type II et des faisceaux de collagène de type I
Biologie - Innervation - Vascularisation - Divisions cellulaires Groupe isogénique coronaire Groupe isogénique sérié
Biologie - Le périchondre Le périchondre: Cellules mésenchymateuses Collagène de type I +++ Vaisseaux Le cartilage: Chondroblastes Chondrocytes Collagène de type II +++
Biologie - Croissance du cartilage Croissance interstitielle (à partir des chondrocytes)
Biologie - Croissance du cartilage Croissance par apposition (à partir des cellules mésenchymateuses du périchondre) Périchondre: (cellules mésenchymateuses) Cartilage: Chondroblastes Chondrocytes Prolifération Croissance Maturation
Rôles - Architectural: rôle squelettique Embryon: quasi totalité du squelette Enfant: indispensable pour la croissance Adulte: importance au niveau des articulations - Croissance Les cartilages de conjugaison - Mécanique: Glissement articulaire Solidité et Souplesse Résistance Régularité (Fragilité)
Cas particuliers : les articulations - Définitions : selon la structure et la mobilité de l articulation Synarthrose: articulation immobile Syndesmose / Synfibrose Synostose Synchondroses Amphiarthrose: articulation semi-mobile Diarthrose ou articulation synoviale: articulation mobile
Cas particuliers : les articulations - Exemples Diarthrose Capsule Membrane synovial Liquide synovial Cartilage articulaire
Cas particuliers : les articulations - Exemples Diarthrose : la membrane synoviale Liquide synovial Membrane synoviale Synoviocyte de type macrophagique Synoviocyte de type fibroblastique Capillaire
Cas particuliers : les articulations - Exemples Diarthrose : le cartilage articulaire Liquide synovial Couche superficielle Couche transitionnelle Couche radiée Front de calcification Cartilage calcifié Travées osseuses
Cas particuliers : les articulations - Exemples Le disque intervertébral : coupe longitudinale Corps vertébral Annulus fibrosus Nucleus pulposus Corps vertébral
Cas particuliers : les articulations - Exemples Le disque intervertébral : coupe transversale Annulus fibrosus Nucleus pulposus
Conclusion - Exemple de pathologie : l arthrose Douleur Impotence Inflammation Contraintes mécaniques excessives et/ou Anomalies structurales du cartilage Destruction du cartilage articulaire
L OS 3eme ANNEE DES ETUDES MEDICALES EU Appareil locomoteur ANNEE UNIVERSITAIRE 2014-2015 ENSEIGNANT : Docteur S. LEPREUX L os - 4H - Enseignant : Dr. S. Lepreux
L os Rappels L os en tant qu organe Les tissus osseux - Définition - Origine - Constituant - Synthèse et résorption de la matrice - Classification L ostéogenèse - Définition des ossifications - L ostéogénèse des différents types d os - Remodelage osseux Histophysiologie - Vascularisation - Innervation - Rôles - Voies de contrôle et régulation - Réparation des fractures
L os en tant qu organe Tissus osseux Tissus conjonctifs: Microenvironnement médullaire Périoste / Endoste Moelle adipeuse et / ou Moelle hématopoïétique
Les tissus osseux - Constituants Matrice extracellulaire Les fibres de collagène de type I Les protéines non-collagèniques D origine ostéoblastique : Ostéocalcine, Ostéonectine Sialoprotéines: bone sialoprotein BSP 1 ou ostéopontine - BSP 2 Protéoglycanes: glycosaminoglycane (Sulfate de chondroïtine, de dermatane, de kératane, d héparane) Facteurs de croissance et cytokines: FGF (fibroblast growth factor) - IGF (insulin-like growth factor) - TGF (transforming growth factor) : TGF β - BMP (bone morphogenetic protein) D origine extra-osseuse : Protéines plasmatiques adsorbées
- Constituants Matrice extracellulaire Sels minéraux Calcium: hydroxyapatite de calcium Ca 10 [PO4] 6 [OH] 2 CRISTAL D HYDROXYAPATITE DE CALCIUM Phosphore, Eau
- Constituants Cellules L ostéoblaste Origine Cellule mésenchymateuse Cellule mésenchymateuse (Cellule souche multipotente) Pré-ostéoblaste (Cellule souche unipotente) Ostéoblaste Ostéocyte
- Constituants Cellules L ostéocyte Ostéocytes Prolongements cytoplasmiques dans les canalicules Matrice extracellulaire
- Constituants Cellules L ostéoblaste Ostéoblaste mature Os ostéoïde Bordure épithélioïde ostéoblastique
- Constituants Cellules L ostéoblaste Ostéoblastes quiescents Ostéoblastes au sein du tissu ostéoïde Cellules bordandes +++ Surface endostale
- Constituants Cellules L ostéoclaste Origine Structure Bordure en brosse Zone claire Lacune de Howship
- Synthèse et résorption de la matrice Rôles de l ostéoblaste Formation du tissu osseux - Synthèse de la matrice protéïque - Minéralisation de la matrice Résorption osseuse Rôles de l ostéocyte - Entretien de la matrice de l ostéoplaste - Récepteur des forces de pression et de cisaillement - Communication de ces informations Rôles de l ostéoclaste - Résorption osseuse - Autres rôles
- Classification Tissu osseux primaire Bâti sur un support tissulaire non osseux OS RETICULAIRE ou os immature ou os tissé Support Matrice osseuse minéralisée Matrice osseuse non minéralisée (os ostéoïde) Fibres de collagène non orientées Bordure ostéoblastiques
- Classification Tissu osseux secondaire Bâti sur un support tissulaire osseux OS LAMELLAIRE L os lamellaire compact ou l os haversien Couche cémentante Lamelles osseuses Canal de Volkmann Canal de Havers OSTEONE Canal de Havers Lamelles osseuses Fibres de collagène
- Classification Tissu osseux secondaire Bâti sur un support tissulaire osseux OS LAMELLAIRE L os lamellaire spongieux Système aréolaire Cavite médullaire Système de Havers Os primaire
L os Rappels L os en tant qu organe Les tissus osseux - Définition - Origine - Constituant - Synthèse et résorption de la matrice - Classification L ostéogenèse - Définition des ossifications - L ostéogénèse des différents types d os - Remodelage osseux Histophysiologie - Vascularisation - Innervation - Rôles - Voies de contrôle et régulation - Réparation des fractures
- Définition des ossifications Phénomènes conduisant à la formation des os du squelette Tissu osseux primaire [Bâti sur un support tissulaire non osseux] Cartilage: ossification endochondrale Fibres de collagène: ossification périostique et ossification de membrane Tissu osseux secondaire [Bâti sur un support tissulaire osseux] Os lamellaire compact et os lamellaire spongieux
- Ostéogénèse des différents types d os Os longs Maquette cartilagineuse Diaphyse - Ossification primaire - Ossification endochondrale - Ossification périostique - Ossification secondaire Epiphyses Croissance de l os Os adulte Os courts Os plats
- Ostéogénèse des différents types d os Os longs Maquette cartilagineuse Cartilage Périchondre Mésenchyme Condensation des cellules mésenchymateuses Différenciation en chondrocytes
Diaphyse - Ossification primaire - Ossification endochondrale: Formation et Rôles du cartilage hypertrophique - Synthèse de collagène de type X Cartilage Périchondre Hypertrophie du cartilage : - Formation du cartilage hypertrophique - Arrêt de la prolifération - Calcification du cartilage - Induction de la différenciation des cellules périchondrales en ostéoblastes: formation d une lame osseuse ou collier périosté osseux - Induction de la vascularisation par sécrétion de VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) - Apoptose
- Ossification endochondrale Diaphyse - Ossification primaire Formation des bourgeons conjonctivovasculaires Formation de la future cavité médullaire Dépôt de matrice osseuse sur les travées de cartilage calcifié restant
- Ossification endochondrale Cartilage hyalin Cartilage sérié Cartilage hypertrophié Cartilage calcifié Travées directrices Front d érosion Travées directrices Front vasculaire Bordure ostéoblastique et sécrétion de matrice ostéoïde Matrice calcifiée Diaphyse Deuxième vague ostéoblastique - Ossification primaire
Diaphyse - Ossification primaire - Ossification endochondrale : Croissance C. HYALIN C. SERIE C. HYP C. CAL. OS
- Ossification périostique Cartilage Périchondre Collier périosté osseux recouvert de Périoste Diaphyse - Ossification primaire Périoste Fibres de Sharpey Os réticulaire Epaississement des travées
Diaphyse - Ossification primaire - Ossification périostique: Croissance
Diaphyse - Ossification primaire - Ossification périostique: Croissance PERICHONDRE PERIOSTE 2 1 3 2 1 LAMES D OS PERIOSTIQUE
Diaphyse - Ossification primaire - Ossification endochondrale : Croissance et Mécanismes paracrines «Le cartilage hypertrophique est le chef d orchestre de l ossification» Cartilage hyalin Périchondre Cartilage sérié Ihh PTHrp C. hypertrophique Périoste VEGF Bourgeons conjonctivovasculaires Ihh: Indian HedgeHog, PTHrp: Parathormone related peptide, VEGF: Vascular Endothelial Growth Factor
Diaphyse - Ossification secondaire Lames d os périostique Lacune de Howship Ostéoclastes Canal de Volkmann Cavité médullaire Dépôt de lamelles d os compact
Diaphyse - Ossification secondaire Formation d ostéones Remaniement: Lacunes de Howship aux dépends d ostéones Ostéones incomplets Ostéones complets
- Ossification endochondrale Epiphyse - Ossification primaire Epiphyse Métaphyse Diaphyse Métaphyse Epiphyse
Epiphyse - Ossification secondaire Travées d os réticulaire Formation de lacune(s) de Howship Formation de système(s) aréolaire(s)
Cavité médullaire Croissance PERIOSTE ENDOSTE 4 3 4 3
Os adulte Cartilage articulaire Epiphyse Diaphyse - Cavité Médullaire - Corticale osseuse Epiphyse Cartilage articulaire
Os adulte Coupe transversale de la corticale Périoste Système Fondamental Externe Systèmes de Havers complets et incomplets Système Fondamental Interne Endoste CAVITE MEDULLAIRE CORTICALE
- Ostéogénèse des différents types d os Os longs Os courts Os plats (modèle des os crâniens) Os à modèle membranaire - Ossification primaire - Ossification interne - Ossification périostique - Ossification secondaire
- Ossification primaire - Ossification interne: CENTRE D OSSIFICATION PRIMAIRE Vaisseaux Tissu Mésenchymateux Fibres de Collagène Bordure ostéoblastique Os réticulaire
- Ossification primaire - Ossification interne: FOYER D OSSIFICATION Tissu Mésenchymateux Périoste Ossification interne
- Ossification primaire - Ossification externe: OSSIFICATION PERIOSTIQUE Formation des tables Tissu Mésenchymateux Périoste Ossification Périostique
- Ossification secondaire - Ossification de la DIPLOE: Os lamellaire spongieux - Ossification des TABLES: Os lamellaire compact Structure définitive de l os plat crânien Périoste Table Externe (Os lamellaire compact) Diploe (Os lamellaire spongieux) Table Interne (Os lamellaire compact) Périoste EXTERNE INTERNE
- Remodelage osseux : Dynamique du tissu osseux adulte Quiescence Séquence de remodelage osseux: 4 phases successives Activation Résorption Inversion Formation Pathologies
Quiescence Cellules bordantes Os calcifié
Séquence de remodelage osseux: 4 phases successives Activation Pré- ostéoclastes Cellules bordantes Os calcifié
Séquence de remodelage osseux: 4 phases successives Résorption Cellules bordantes Ostéoclaste et lacune de Howship Os calcifié
Séquence de remodelage osseux: 4 phases successives Inversion Cellules bordantes Formation de la bordure ostéoblastique Os calcifié
Séquence de remodelage osseux: 4 phases successives Formation Cellules bordantes Bordure ostéoblastique Matrice osseuse ostéoïde Ligne cémentante Os calcifié
Pathologies Exemple d absence de remodelage osseux L ostéopétrose Exemple d excès de remodelage osseux La maladie de Paget osseuse
L os Rappels L os en tant qu organe Les tissus osseux - Définition - Origine - Constituant - Synthèse et résorption de la matrice - Classification L ostéogenèse - Définition des ossifications - L ostéogénèse des différents types d os - Remodelage osseux Histophysiologie - Vascularisation - Innervation - Rôles - Voies de contrôle et régulation - Réparation des fractures
- Vascularisation - Innervation - Moelle osseuse: rapports entre lignées Microenvironnement médullaire: tissus conjonctifs Lignées hématopoïétiques Lignées conjonctives Cellules souches (pluripotentes)
- Vascularisation - Innervation - Moelle osseuse: rapports entre lignées - Rôles Charpente Protection Métabolisme phospho-calcique Vitamine D Parathormone (PTH et PTHrp) Calcitonine
Calcémie Absorption intestinale du Ca++ VIT D3 Absorption intestinale du Phosphate Calcémie No PTH Résorption osseuse Réabsorption tubulaire rénale du Ca++ Phosphatémie No Réabsorption tubulaire rénale du Phosphate Métabolisme phospho-calcique: Vitamine D et Parathormone (PTH et PTHrp)
Calcémie CALCITONINE Résorption osseuse Calcémie No Métabolisme phospho-calcique: Calcitonine
- Vascularisation - Innervation - Moelle osseuse: rapports entre lignées - Rôles Charpente Protection Métabolisme phospho-calcique Niveaux de remise en circulation du calcium Pathologie: Métastases et hypercalcémie Métastases osseuses le plus souvent carcinomateuse Carcinomes ostéophiles: rein sein thyroïde poumon prostate
- Voies de contrôle et régulation Contrôle génétique Contrôle hormonal Général La vitamine D3 La PTH et le PTHrp La calcitonine Les glucocorticoïdes Les hormones thyroïdiennes L Hormone de croissance ou Growth Hormon (GH) Insuline et IGF-1 Les hormones stéroïdiennes sexuelles La leptine Exemples de pathologies: Rachitisme et Ostéomalacie, Ostéoporose
La leptine Régulation de la masse osseuse +++ Adipocyte Leptine - = Modulation de la résorption Hypothalamus Système nerveux sympathique - Récepteur adrβ2 + = Inhibition de l ostéogénèse Régulation de la masse corporelle (Anorexigène) +++, Fonction gonadique,
- Voies de contrôle et régulation Contrôle génétique Contrôle hormonal Régulation locale Facteurs de croissance osseux:tgfβ, BMP, FGF, IGF, Cytokines des systèmes immunitaires et hématopoïétiques: Interleukines (IL1, IL6),... Facteurs locaux paracrines: Contrôle de la croissance Protéines hedgehog, FGFs, BMPs, PTHrp, IGF, Facteurs généraux: Hormone de croissance (GH), Insuline et IGF-1, Hormones thyroïdiennes, Hormones sexuelles, Glucocorticoïdes, Vitamine D,... Contrôle neurologique Facteurs mécaniques
- Réparation des fractures Exemple de la diaphyse d un os long 1- Fracture - hématome 2- Résorption macrophagique du caillot et des tissus lésés 3- Réaction périostéale et endostéale 4- Cal fibrocartilagineux 5- Cal osseux 6- Fracture cicatrisée
- Réparation des fractures RÉACTION PÉRIOSTÉALE ET ENDOSTÉALE: Prolifération périostéale Périoste Diaphyse osseuse Endoste Périoste Cavité médullaire CAL FIBROCARTILAGINEUX: Formation de foyers de cartilage hyalin Coupe longitudinale de la diaphyse d un os long
- Réparation des fractures CAL OSSEUX: Formation d os réticulaire (ossification de type primaire) FRACTURE CICATRISEE: Os haversien (ossification de type secondaire) Coupe longitudinale de la diaphyse d un os long
LE MUSCLE STRIE SQUELETTIQUE 3eme ANNEE DES ETUDES MEDICALES EU Appareil locomoteur ANNEE UNIVERSITAIRE 2013-2014 ENSEIGNANT : Docteur S. LEPREUX Le muscle strié squelettique -1h - Enseignant : Dr. S. Lepreux
Le muscle strié squelettique Rappels Structure du Rhabdomyocyte Organisation du muscle strié squelettique et vascularisation Histophysiologie : la contraction Innervation Hétérogénéité des rhabdomyocytes Régénération
Le muscle strié squelettique Structure du rhabdomyocyte - Microscopie optique - Microscopie électronique et organisation moléculaire L appareil contractile: Microscopie électronique Organisation moléculaire Des myofilaments épais de myosine Des myofilaments fins d actine Le cytosquelette: Le sarcolemme et les tubules T: Le réticulum sarcoplasmique: Les mitochondries et les autres organites cellulaires:
- Microscopie optique Coupe longitudinale Rhabdomyocytes (détail) Axone Noyaux Sarcolemme Lame basale Myofibrilles Endomysium Capillaire Cellule satellite
Myofibrille L appareil contractile: Microscopie électronique I A H I Z M Z LE SARCOMERE
L appareil contractile: Des myofilaments épais de myosine Organisation moléculaire Chaînes légères Chaînes lourdes M Des myofilaments fins d actine Actine G Troponine Tropomyosine Tnt Tni Tnc
Le cytosquelette: Dans le sarcomère Au niveau des myofilaments épais: Myomésine, Protéine M, Titine, Au niveau des myofilaments fins: Tropomyosine, Troponine, Tropomoduline, alpha-actinine, Protéine cap Z, Nébuline,... Alpha-actinine Nébuline Titine En dehors du sarcomère Microtubules, Desmine, Dystrophine, Costamères (alpha-actinine, vinculine, taline, intégrine),...
Dystrophine Le cytosquelette: En dehors du sarcomère laminine Lame basale Protéine transmembranaire Cytosol Actine Dystrophine Actine
Le sarcolemme et les tubules T: Le réticulum sarcoplasmique: M 1/2 bande A 1/2 bande I Z Lame basale Sarcolemme Tubule T Citernes Terminales de Réticulum Sarcoplasmique Myofibrille (Sarcomère) 1 TRIADE = 1 TUBULE T + 2 CITERNES TERMINALES Les mitochondries et les autres organites cellulaires:
Organisation du muscle strié squelettique - Organisation conjonctive Epimysium Périmysium Endomysium - Vascularisation
- L innervation motrice : la plaque motrice Description Région pré-synaptique Axone Cellule de Schwann Lame basale Mitochondries Vésicules synaptiques (Acétylcholine) Fente synaptique Fente synaptique primaire Fentes synaptiques secondaires Acétylcholinestérase Récepteurs nicotiniques à Acétylcholine La région post-synaptique : Rhabdomyocyte Le sarcolemme Myofibrilles
L innervation - L innervation motrice: la plaque motrice Description: Mécanisme d action: Unité motrice: - L innervation sensitive Le fuseau neuromusculaire : Les organes neuro-tendineux de golgi : La proprioception : - Les autres rôles de l innervation
- L innervation sensitive Le fuseau neuromusculaire : Cellules intrafusales : Fibre à chaîne nucléaire Fibre à sac nucléaire I II Synapse directe avec motoneurone Synapse avec interneurone
Hétérogénéité des rhabdomyocytes TYPE I TYPE II (ROUGE) (BLANC) DIAMETRE PETIT GRAND MYOGLOBINE +++ +/- MITOCHONDRIES +++ +/- ENZYMES OXYDATIVES +++ +/- GLYCOLYSE AEROBIE ANAEROBIE NADH DH +++ - ATPase (ph 4,35) +++ - PHOSPHORYLASE - +++ CONTRACTION LENTE RAPIDE FATIGUE + +++
Régénération (Embryologie) Migration des myoblastes Multiplication Apparition des myofibrilles Fusion en myotubes Rhabdomyocytes
Régénération Recrutement cellulaire Cellules satellites +++ éventuellement cellules souches d origine médullaire Augmentation de la masse musculaire Croissance du muscle en longueur: fusion de cellules satellites avec les rhabdomyocytes préexistants Augmentation de diamètre du muscle: augmentation de la taille et du nombre des myofibrilles Destruction musculaire importante: Fusion asynchrone de cellules satellites Formation de petits myotubes Fusion de cellules satellites avec les myotubes pour former des rhabdomyocytes
Conclusion QUELQUES EXEMPLES DE PATHOLOGIES DELA PLAQUE MOTRICE Vésicules à acétylcholine Région présynaptique Toxine botulinique (Clostridium Botulinum) Fente synaptique Organo-phosphorés (Malathion, Sarin) Acétylcholinestérase Récepteur nicotinique à acétylcholine Région post synaptique Curare Myasthénie
DENOMINATION DES CANCERS DES TISSUS CONJONCTIFS 3eme ANNEE DES ETUDES MEDICALES EU Appareil locomoteur ANNEE UNIVERSITAIRE 2013-2014 ENSEIGNANT : Docteur S. LEPREUX Anatomie pathologique - Enseignant : Dr. S. Lepreux
Généralités Carcinomes Sarcomes Lymphomes / Leucémies Mélanomes (malins) Tumeurs du système nerveux central
Généralités Sarcomes de différenciation cartilagineuse: Chondrosarcome osseuse: Ostéosarcome musculaire strié squelettique: Rhabdomyosarcome