Les os

Légende alternative :

et les poumons Stocke certains minéraux et éléments chimiques comme le calcium (Ca) et joue le rôle de réserve pour tout l'organisme Si le corps a besoin de calcium, il peut le puiser dans la matière osseuse (au risque de le fragiliser) O o Permet l'accrochage des muscles au moyen des tendons. L o Squelette articulé, associé aux muscles permet de faire des mouvements O Produit les cellules du sang : les globules LES FONCTIONS DES OS Soutien: endosquelette O O Solide ■ Pas rigide ! ■ Soutient les organes. Elastique Faibles contraintes o Plastique ■ Contraintes plus importantes, déformations o Fracturable O Contraintes très importantes Protection : exosquelette o Crâne - encéphale o Vertèbres-moelle épinière O Cage thoracique - organes vitaux du thorax Mouvement o La forme des surfaces articulaires détermine les mouvements o Produit par l'action des muscles squelettiques sur les os Stockage o La matrice osseuse constitue un réservoir de minéraux (calcium, phosphore) O Des graisses sont entreposées dans les cavités internes des os Hématopoïèse : formation des globules Dans le tissu spongieux des os longs, courts et plats LE TISSU OSSEUX L'os est un tissu conjonctif dont la minéralisation lui confère une propriété particulière : la résistance Le squelette de l'homme adulte comprend 2 variétés de tissu osseux : o Réticulaire non-lamellaire = immature Disposition réticulaire des fibres de collagène minéralisées ● Centre primaires de l'ossification pendant la période fœtale, réparation des fractures ▪ N'est pas exposé aux contraintes mécaniques extérieures ■ o Lamellaire ■ Résulte de l'ossification définitive des centre osseux (endo membraneuse ou enchondrale) Deux variantes Os longs Os plats ● Os compact = cortical CLASSIFICATION DES OS (LA FORME GENERALE DES OS) Os courts ● Os spongieux = trabéculaire o Epiphyses des os longs O Intérieur des os courts et plats o Surface de tous les os o Diaphyses des os longs, os plats Os irréguliers Os suturaux : wormiens Forment le squelette des membres Saufs les os o Du carpe (poignet) o Du tarse o Sésamoïdes Sternum Scapula Côtes Os coxaux Voûte crânienne Os du carpe Os du tarse Os sésamoïdes (enchâssés dans un tendon) Vertèbres Mandibule Os palatin Voir schéma page suivante Os lambdaticum Sutura mendosa STRUCTURE DES OS ANATOMIE MACROSCOPIQUE Os interparietale Os astericum Os apicis OS LONGS Partie centrale - diaphyse-corps o Formée du tissu lamellaire compact disposé en trois couches autour de la cavité médullaire o La cavité médullaire contient Os lambdaticum wikanatomie.com Cavitas medullaris La moelle rouge (hématopoïétique chez le fœtus et le jeune enfant) La moelle jaune (principalement des lipides chez l'adulte) Deux parties périphériques - épiphysés - extrémités o Formées de tissu osseux spongieux couvert par une couche mince de tissu osseux compact Substantia corticalis Zone de transition - jonction - métaphyse O Entre la diaphyse et l'épiphyse O Présente pendant toute la période de croissance (jusqu'à 25 ans) o Assure la croissance en longueur de l'os Substantia spongiosa Sutura metopica Sutura coronalis Os bregmaticum Os intraparietale Sutura sagittalis Sutura lambdoidea Articular cartilage Spongy bone Space containing red marrow Compact bone Medullary cavity Yellow marrow Periosteum Epiphyseal disks Femur docplayer.es -Proximal epiphysis Diaphysis -Distal epiphysis B) OS PLATS Formé par 2 lames= tables d'os compact entre lesquelles se trouve une couche d'os spongieux Présence de différences entre les os plats du tronc et ceux de la voûte crânienne o Pour le sternum, les côtes, la scapula, les os coxaux · Entre les tables externe et interne d'os compact se trouve une couche d'os spongieux d'épaisseur variable o Pour les os de la coute crânienne ▪ Entre la table externe, plus épaisse et la table interne mince se trouve un tissu spécial d'os spongieux, diploé, dont les lamelles se disposent autour d'un riche réseau de canaux veineux ▪ Le diploé contribue à l'élasticité de la voute crânienne HISTOLOGIE A) LE PERIOSTE Canales venosi C) OS COURTS, IRREGULIERS, OS PNEUMATISES Sous une couche mince de tissu compact se trouve le tissu spongieux dont les travées sont orientées sur la direction des lignes de force Lamina densa Interne ■ Lamina vitreea Structure conjonctive vasculaire Recouvre la surface externe du corps de l'os long et toutes les surfaces non-articulaires des autres os Formé de 2 couches : o Externe ▪ Ontogénétique (ostéoblastes) Substantia corticalis Substantia spongiosa Fibreuse, dense Dont les fibres de collagène se continuent avec celles des capsules articulaires, ligaments, tendons, et fascias Bien vascularisée, qui adhère au plan sous-jacent par les fibres de Sharpey Est responsable de la croissance de l'os en épaisseur B) OS COMPACT Est formé d'ostéons et des unités lamellaires interstitielles situées entre ceux-ci Ostéon système haversien o Unité structurale et fonctionnelle de l'os compact. O Formé des lamelles osseuses à disposition concentrique autour d'un canal vertical (canal de Havers) situé dans l'axe de l'os Le canal de Havers est occupé par des vaisseaux sanguins et fibres nerveuses Parcouru par des canaux transversaux (canaux de Volkmann) qui permettent la nutrition et l'innervation des systèmes haversiens et la cavité médullaire par des branches issues du périoste Traverse de façon longitudinale Traverse de façon transversale tout Réseau de canaux de Havers (capillaires/fibre nerveuses amyéliniques) O Reliés entre eux, avec la cavité médullaire et la surface de l'os par des canaux transverses de Volkmann Ostéocytes D) COMPOSITION DE L'OS Chez l'adulte de 70kg o 4 kg o Représente 5-6% de son poids total o Occupe un volume d'environ 1700 cm³ Formé Surface C) OS SPONGIEUX Les lamelles (travées) osseuses, loin d'être parallèles, s'anastomosent formant un labyrinthe dont les cavités sont remplies par la moelle osseuse Cavite médullaire O De 10-20% d'eau De résidu sec O Constituants organiques et inorganiques O Comme tous les tissus conjonctifs de cellules dispersées au sein d'une matrice extracellulaire solide ▪ Lieu de stockage de Ca, ions phosphates La MEC est soit : o Encore non minéralisée = ostéoïde ▪ Collagène I . PG ■ H2O o Minéralisée ++ L'os est un tissu vivant jouant un rôle mécanique Les constituants inorganiques o Cristaux d'hydroxyapatites o Phosphates de Ca, carbonates de Ca, fluorure de Ca → 1000g de calcium o Phosphore, phosphate de magnésium, fluor Les cristaux de minéraux s'assemblent le long des fibres de collagène O Les constituants organiques Les cellules L Ostéoblastes, otocystes, ostéoclastes GAGS (glycosaminoglycanes) · Dépôts de phosphate et de calcium o La matrice osseuse Les cellules LA COMPOSITION DE L'OS Cellules ostéoprogénitrices Ostéoblastes Ostéocytes Ostéoclastes Fibres de collagène qui confèrent l'élasticité et la résistance de l'os D'autres protéines sécrétées par les ostéoblastes, avec des fonctions différentes dans le métabolisme de l'os I Très peu différenciées Vont se transformer en cellules osseuses Mais ne synthétisent pas la substance osseuse Se localisent à la périphérie et vont se transformer en ostéoblastes Proviennent des cellules ostéoprogénitrices Ont une activité de synthèse très importante : tous les éléments de la matrice extracellulaire Se disposent les uns à côté des autres pour former une bordure épithélioïde Synthétisent la matrice extracellulaire non minéralisée = ostéoïde Se transforment en ostéocytes Proviennent des ostéoblastes Rentrent en contact les uns avec les autres par leurs prolongements creusés dans les canalicules Continuent de fabriquer la MEC o Sont responsables de sa minéralisation Plurinucléés et assez volumineuses Bordure en brosse formée de microvillosités irrégulières Proviennent des monocytes sanguins qui quittent le sang Responsable de la résorption de l'os La matrice osseuse 25% de matrice organique ▪ 90% de collagène 10% de protéoglycanes et glycosaminoglycanes ■ Présente des facteurs de croissance jouant un rôle fondamental dans la régulation du remodelage osseux O 75% de matrice inorganique = minérale ▪ Constituée de cristaux d'hydroxyapatite (phosphate) et de ++ carbonate de Ca O Origine des cellules osseuses o Les cellules ostéoformatrices dérivent de cellules souches mésenchymateuses pluripotentes l'os Ostéoblaste, ostéocyte L'ostéoblaste Adipocyte Ostéoblastes autour d'une ostéoclaste sur la surface intérieure d'un os plat O Les pré-ostéoclastes, cellules mononucléées de la lignée hématopoïétique monocytaire donnent par fusion cellulaire les ostéoclastes multinucléés qui résorbent Ostéoclaste Os minéralisé Ostéocyte Fibroblaste Monocyte Chondrocyte Cellule musculaire lisse Cellule bordante L'ostéocyte Ostéoblaste Ostéoide L'ostéoclaste Une ostéoclaste avec ses prolongements digitiformes Périste L'OSTEOGENESE ET LA CROISSANCE OSSEUSE MODELES EMBRYONNAIRES La matrice osseuse o Cartilagineux Réseaux de fibres de collagène partiellement minéralisées à l'intérieur de l'ostéoide Ostéoblastes hem a Ontroclastes Oscompart Os spongieux Ostameliae J Canal midulaire (mselle) ortéocytes Les os (= les pièces osseuses) se forment à partir de 2 de modèles embryonnaires différents : Conjonctif ou «< os de membrane >> o ▪ La plupart des petits os de la face et des os plats de la voûte du crâne La formation et la croissance de ces os est simple ● Se fait par dépôt de tissu osseux au sein du modèle conjonctif embryonnaire, au fur et à mesure de la différentiation d'ostéoblastes Au niveau des points d'ossification qui s'étendent progressivement (ossification endoconjonctive) Le tissu osseux non lamellaire mis en place lors de l'ossification primaire est remplacé lors de l'ossification secondaire par du tissu osseux lamellaire : o Compact en périphérie o Spongieux au centre Les os long, court et certains plats . La transformation du modèle cartilagineux embryonnaire en un os adulte définitif ne se termine qu'après la puberté OSSIFICATION PRIMAIRE A) OSSIFICATION PRIMAIRE DE LA DIAPHYSE Résulte de 2 processus évoluant parallèlement de façon séparée : o D'une part, en périphérie de la diaphyse Ossification endoconjonctive O ■ A partir de la couche interne du périchondre qui devient ainsi périoste et réalise une virole, puis un collier de plus en plus étendu et épais (ossification périostique) o D'autre part au centre de la diaphyse Ossification endochondrale partant du point d'ossification centro-diaphysaire et progressant vers chacune des 2 extrémités de l'os ▪ Ce point d'ossification est le siège d'évènements dont le déroulement dans le temps et l'espace est assez stéréotypé : ● Les chondrocytes s'hypertrophient o Leur cytoplasme accumule du glycogène et devient vacuolaire O Leur chondroplaste s'agrandit proportionnellement aux dépens de la matrice organique cartilagineuse, qui se réduit à des fines travées o La matrice se calcifie par dépôt d'hydroxyapatite dans la substance fondamentale o Progressivement, les chondrocytes, dégénèrent et meurent tandis que les chondroplastes agrandissent et deviennent confluents Pendant ce temps, des capillaires sanguins prolifèrent et pénètrent dans les chondroplastes ouverts et devenus vacants du fait de la mort des chondrocytes • Ces capillaires amènent avec eux des cellules mésenchymateuses indifférenciées Les unes se différencient en ostéoblastes et se disposent à la surface des travées résiduelles de matrice cartilagineuse calcifiée et élaborent une couche de tissu osseux contre elles ● Ainsi, progressivement, de proche en proche, le tissu osseux prend la place du tissu cartilagineux . Cette zone d'ossification endochondrale centro diaphysaire est rapidement creusée en son centre par des ostéoclastes qui ébauchent la future cavité médullaire B) OSSIFICATION ENDOCHONDRALE Ebauche précartilagineuse Embryon Foetus Modèles cartilagineux Enfant Ossification diaphysaire Vers 20 ans cartilage articulaire Ossification épiphysaire Les éléments squelettiques des membres dérivent du mésoderme latéral par ossification endochondrale ou intra-cartilagineuse Dans ce mode d'ossification, un modèle cartilagineux dont la forme préfigure celle de la pièce osseuse est mis en place puis détruit presque entièrement pour être remplacé par l'os, sauf ses extrémités qui formeront les cartilages articulaires L'ossification endochondrale passe par 4 étapes : 1- Formation des blastèmes pré-cartilagineux 2- Leur chondrification conduisant aux modèles cartilagineux 3- L'ossification diaphysaire 4- Ossification épiphysaire Embryon < 8 semaines formation des blastèmes pré-cartilagineux et chondrification L'expression de Sox9 conduit à la chondrification des blastèmes pré-cartilagineux donnant des éléments cartilagineux qui constituent des modèles pour la formation de l'os (= ils ont la même forme que le futur os) 8ème - 12ème semaines du développement in utéro : ossification primaire diaphysaire Coll II Coll X chondrocytes hypertrophiques 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 (Vasuclar Endothelial Cellule Growth Factor) qui, par chimiotactisme, attire les précurseurs d'ostéoblastes et ceux des ostéoclastes La matrice extracellulaire qui entoure les chondrocytes hypertrophiques se calcifie, puis les chondrocytes meurent o Cette mort cellulaire produit l'ébauche de la cavité médullaire des os Os péristique Périoste Ostéoblastes 200 Chondrocyte hypertrophique Les cellules mésenchymateuses à la périphérie du cartilage hypertrophique se différencient en ostéoblastes qui sécrètent une mince couche d'os périostique Centre d'ossification diaphysaire Des bourgeons conjonctivo-vasculaires (= ensembles de capillaires sanguins, progéniteurs ostéoblastiques et pré-ostéoclastes) O Traversent l'os périostique o Envahissent les espaces vacants (du fait de la mort des chondrocytes hypertrophiques) O Forment un centre d'ossification primaire ou centre d'ossification diaphysaire L'envahissement du cartilage calcifié par les bourgeons conjonctivo-vasculaires se poursuit en direction des épiphyses 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 Ossification primaire des épiphyses Débute une fois que l'ossification primaire de la diaphyse est déjà bien avancée S'effectue par ossification endochondrale progressant de façon centrifuge à partir d'un point d'ossification centro-épiphysaire Ne s'étend pas à toute la sphère épiphysaire et ménage en périphérie, d'une part le cartilage articulaire et d'autre part le cartilage de conjugaison CROISSANCE Epiphyse S Diaphyse Epiphyse OSSIFICATION DIAPHYSAIRE Diaphyse Périoste Ostéoblaste Moelle osseuse Ostéoclaste Os périostique Travée médullaire OSSIFICATION SECONDAIRE Ne modifie pas le schéma architectural général établi par l'ossification primaire mais remanie complétement la structure du tissu osseux Le tissu osseux non lamellaire, qu'il soit d'origine endoconjonctive ou endochondrale, qu'il soit diaphysaire ou épiphysaire est remplacé par du tissu osseux lamellaire En longueur o S'effectue par prolifération des cartilages de conjugaison o Ceux-ci, fertiles sur leur versant diaphysaire, sont le siège de nombreuses mitoses des chondrocytes, donnant des groupes isogéniques axiaux (cartilage sérié) o Au fur et à mesure que les cartilages de conjugaison s'accroissent par ce mécanisme, ils sont progressivement remplacés par du tissu osseux grâce à l'avance de l'ossification endochondrale d'origine centro-diaphysaire, (maturation des cartilages de conjugaison) o Lorsque toute l'épaisseur des cartilages de conjugaison a été remplacée par du tissu osseux et qu'il ne reste donc plus de chondrocytes, susceptibles de se diviser, la croissance en longueur est définitivement terminée En épaisseur o Se fait par l'apposition périphérique successive de nouvelles couches de tissu osseux provenant de l'activité du périoste (ossification périostique de type endoconjonctive) o Conjointement, l'activité des ostéoclastes conduit à un agrandissement de la cavité médullaire Vertèbre Ossification épiphysaire secondaire Doigts Centre d'ossification épiphysaire Expression de Sox9 (signal bleu) dans des condensations pré-cartilagineuses (hybridation in situ) Trachée O Les centre d'ossification épiphysaires apparaissent après la naissance O Les cellules cartilagineuses épiphysaires s'hypertrophient o Les épiphyses sont envahies par des bourgeons conjonctivo-vasculaires et s'ossifient progressivement dans toutes les directions, de façon centrifuge cartilages de croissance ou de conjugaison O Le cartilage de croissance ou de conjugaison persiste entre l'épiphyse et la diaphyse après la naissance o Permet l'allongement des os Le cartilage de conjugaison Croissance de l'os en longueur Front de minéralisation Z. de réserve Z. proliférative Z. hypertrophique Z. calcifiée Bourgeons conjontivo- vasculaires Croissance de l'os épaisseur Ostéoblastes Vers l'épiphyse Ostéoclastes LE CARTILAGE DE CONJUGAISON Vers la diaphyse Z. de réserve Z. proliférative LES MECANISMES DE LA CROISSANCE OSSEUSE Z. hypertrophique Z. calcifiée Ebauche de la cavité médullaire avec bourgeons conjonctivo- vasculaires Centre d'ossification épiphysaire Cartilage de conjugaison Bourgeon conjonctivo- vasculaire Cavité médullaire Elargissement de la cavité médullaire O o Vers 20 ans, les cartilages de conjugaison cessent d'être actifs o Epiphyses et diaphyses fusionnent alors, rendant impossible l'allongement ultérieur des os o La croissance du corps est alors achevée GRE Ossification membraneuse Cellules mésenchymateuses o Est à l'origine des os plats du crâne et de la face o Se fait par différenciation directe de cellules mésenchymateuses en ostéoblastes sans l'intermédiaire d'un modèle cartilagineux DÉRIVÉS DE L'ECTODERME: NEURECTODERME ▪ CELLULES DE LA CRETE NEURALE ENSEMBLE DES O DU CRANE ET DE LA FACE SAUF OCCIPITAL O Le reste du squelette a une origine mésodermique Cuir chevelu Voute du crâne ostéoblaste La croissance osseuse se produit par 2 mécanismes : o L'ostéogenèse métaphysaire ▪ Grâce aux plaques cartilagineuses qui assurent la croissance de l'os en longueur Ossification enchondrale qui se développe dans le tissu cartilagineux de la métaphyse, dans le sens épiphyso-diaphysaire Quand le cartilage est totalement ossifié, la diaphyse fusionne avec l'épiphyse et la croissance s'arrête . o L'ostéogénèse périostique (par apposition) Grâce à la couche interne du périoste qui assure la croissance de l'os en épaisseur Les facteurs de croissance et les besoins nutritionnels pour le développement et la croissance des os o Hormones intervenant dans le métabolisme minéral (phosphocalcique) De croissance GH (Growth Hormone) ▪ Thyroïdiennes ▪ Sexuelles : œstrogène, testostérone Parathyroïdienne ▪ Calcitonine Cortisol O Vitamines A, D, E Pour une croissance osseuse de qualité, avant et après la naissance, il faut assurer à la mère et à l'enfant un apport d'éléments nutritifs (protéines, calcium, vitamines) en quantité suffisante. . Cet apport doit être augmenté dans les périodes d'élaboration osseuse comme la grossesse, la petite enfance, l'enfance, l'adolescence, la consolidation d'une fracture. LA VASCULARISATION ET L'INNERVATION DES OS Artérielle o Artère nourricière o Artères épiphysaires Entre dans l'os par une foramen diaphysaire Parcours l'os compact et arrive dans le canal médullaire où il donne des branches terminales qui se dirigent vers les métaphyses Innervation Veines o Naissent dans des plexus abondants o Suivent les trajets des artères o A cause de leur rapports importants avec la moelle osseuse jaune, elles ont un haut potentiel emboligène Forment de nombreux plexus au niveau de l'épiphyse ■ o Proprioceptive ■ Par les fibres périphériques des neurones issus des ganglions spinaux Reçoivent des informations sur la douleur, la pression, les vibrations o Autonome ▪ Assurée par les fibres des neurones post-ganglionnaires Forment des plexus péri-artériaux et assurent la vasomotricité locale LES REPONSES DE L'OS FACE A L'AGRESSION Inflammation Formation du calus ou cal conjonctif Formation du calus ou cal osseux o Substance constituée de tissu osseux permettant la consolidation d'un os fracturé Remodelage Osteoblastul Celulele osoase are rol in formarea osoasa Osteoclastul are rol in distrugerea osoasa