Tissu osseux et ossification

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Généralités du tissu osseux

Généralités du tissu osseux

-TC spécialisé -Rigide, dur, résistant -Bien vascularisé et innervé -Hautement dynamique = construction/destruction continuelle

Remodelage de l'os

-Construction/destruction continuelle -Permet croissance et réponse adéquate aux contraintes physiques

Fonction du tissu osseux

-Soutien, support mécanique -Locomotion -Protection organes -Réservoir métabolique sels minéraux -Rôle dans l'hématopoïèse

2 parties de la matrice extracellulaire osseuse

-Matrice organique -Matrice minérale

Cellules du tissu osseux

-Ostéoblastes -Ostéocytes -Cellules bordantes -Ostéoclastes (destruction osseuse)

Ligne ostéoblastique

Renouvellement et maintenance du tissu osseux

Cellules formant la lignée ostéoblastique

-Ostéoblastes -Ostéocytes -Cellules bordantes

Matrice organique de la MEC (ostéoïde)

-Fibres collages type I/III/V -Substance fondamentale = glycosaminoglycanes sulfatés, protéoglycanes, glycoprotéines

Matrice minérale de la MEC

-Complexe d'ions + sels minéraux -Donne dureté à l'os

Ostéoblastes

-De la différenciation des cellules ostéogéniques -Pas de division -Entre l'os et le périoste -Couche continue -Cubique/polyédrique avec grand noyau/nucléole et RER + AG bien développés

Rôles des ostéoblastes

-Formation os -Sécrétion MEC -Minéralisation osseuse -Remodelage osseux

Formation ostéocytes

-Ostéoblastes déposent du matériel osseux autour d'eux, s'emprisonnent et deviennent ostéocytes -Ostéoblastes restent en contact grâce à des prolongements cytoplasmiques

Ostéoblastes au repos

-Lorsque activité osseuse est pas grande -Sous forme de cellules bordantes

Synthèse ostéoïde

-Par les ostéoblastes -Libération de vésicules matricielles avec bcp de Ca et enzymes générant du phosphate -Formation des foyers de minéralisation par précipitation du phosphate de calcium

Ostéocytes

-Forme étoilée, noyau central et ovoïde -Enfermées dans la matrice osseuse (ostéoplastes), mais communication par prolongement connectés ensemble -Différenciées, pas de division -Organites peu développés -Espace périostéocytaire non minéralisé

Fonctions des ostéocytes

-Renouvellement/maintenance de la MEC -Remodelage osseux par sécrétion acide citrique + enzymes

Cellules bordantes

-Aplaties, à la surface de l'os -Ne se divise pas, Peu active -Peu d'organites -Prolongements dans la matrice osseuse

Fonctions cellules bordantes

-Protection contre la dégradation de la MEC -Régulation Ca++ -Nutrition de l'os

Ostéoclastes

-Volumineuses, plurinucléées -Lysosomes et mitochondries ++ -Microvillosités -Mobiles

Fonctions ostéoclastes

-Résorption os -Rôle phagocytaire

Différenciation en ostéoclastes

-Dérivent des cellules précurseurs mononucléées de la moelle osseuse -Sang les ammène dans l'os -Se différencient en préostéoclastes -Fusion plusieurs cellules pour former cellule plurinucléées

Résorption osseuse

1- Microvillosités se lient à la MEC 2- Acidification espace entre surface os et bordure en brosse, Solubilisation matrice minéral 3- Sécrétion enzymes hydrolases/lysosomales et dégradation ostéoïde 4- Formation de la lacune de Howship

Lacune de Howship

Petite lacune à la surface de l'os, produite par activité ostéoclastique

Classification de l'os selon la structure de l'os

-Os compact -Os spongieux

Os compact

-Couche externe -Rigide -Masse pleine, épaisse

Os spongieux

-Interne -Travées (trabécules) osseuses formant un réseau -Moelle osseuse rouge et adipocytes entre les travées

Classification du tissu osseux selon la forme

-Os long -Os court -Os plat

Os long

-Diaphyse = partie centrale -Épiphyses = 2 extrémités de l'os -Métaphyses = zones de croissance de l'os

Cavité médullaire de l'os long

-Diaphyse = tube creux d'os compact, peu de travées d'os spongieux -Creux = cavité médullaire qui contient moelle osseuse rouge/jaune

Os court

Os spongieux entouré d'un os compact

Os plat

-Os spongieux (diploë) -2 couches d'os compact (table interne/externe) -Revêtement de périoste

Périoste

-Toute la surface externe de l'os -Couche externe fibreuses (collagène) -Couche interne vascularisée ++ avec cellules ostéogéniques -Fibres de Sharpey

Endoste

-Cavités internes -1 couche riche en cellules ostéogéniques et vaisseaux sanguins

Fibres de Sharpey

-Attachent le périoste à l'os -Faisceaux de collagène qui s'enfoncent dans les lamelles circonférentielles externes

Cellules ostéogéniques

-Cellules souches de l'os, seules capables de se diviser -Dans la couche interne du périoste et de l'endoste -Se différencient en ostéoblastes pendant ostéogénèse

Organisation du tissu osseux selon la disposition des fibres de collagène

-Non-lamellaire (primaire) -Lamellaire (secondaire)

Tissu osseux non-lamellaire

-À partir du t.c ou cartilage -Transitoire (foetus, réparation fracture) = faible -Riches en ostéocytes -MEC peu minéralisée avec fibres de collagène aléatoires

• Compact ou spongieux

Tissu osseux lamellaire

-Os adulte presque au complet -Fibres de collagène en lamelles avec ostéocytes répartis (une lamelle = même orientation ; des lamelles = orientations différentes) -Mécaniquement résistant -Compact ou spongieux

3 types de tissu osseux lamellaire

-Compact Haversien -Compact non-Haversien -Spongieux (trabéculaire)

Os lamellaire compact Haversien

-Os compact d'ostéones (système de Havers) -Ostéone = 4-20 lamelles cylindrique autour d'un canal de Havers -Ostéocytes dans des ostéoplastes entre les lamelles -Maximum de résistance

Canaux de Havers

-Capillaire sanguins + fibres nerveuses amyéliques -Au centre des ostéones -Reliés entre eux/cavité médullaire/surface d'os par canaux de Volkman

Os lamellaire compact non-Haversien

-Système circonférentiel de lamelles (interne et externe) -Borde os compact intérieur + extérieur -Lamelles séparent os Haversien de l'endoste et périoste

Système interstitiel

Lamelles osseuses non cylindriques partiellement résorbés qui se retrouvent entre les ostéones

Os lamellaire spongieux

-Travées constituées de lamelles osseuses (lamelles parallèles à la surface des travées) -Cavités avec moelle osseuse séparent travées -Diploë, Os courts, Épiphyses + métaphyses os longs

Ostéoblastes dans la régulation de l'activité ostéoclastique

-Précurseurs des ostéoclastes possèdent récepteur RANK -Ostéoblastes synthétisent ligand RANKL pour lier et activer RANK favorisant formation ostéoclastes -Ostéoblastes peuvent sécréter OPG (ostéoprotegérine) qui bloque RANKL pour empêcher différenciation en ostéoclastes

Régulation de l'expression de l'OPG

-Expression OPG stimulée par l'estrogène -Plus d'estrogène = Plus d'OPG = Moins d'ostéoclastes = Résorption osseuse réduite ET V-V

Parathormone (PTH)

-Hypercalcémiante -Sécrétée par glandes parathyroïdes -Fixer sur les ostéoblastes pour stimuler maturation + activation des ostéoclastes et ensuite ostéolyse -Augmentation du taux de Ca++ et Inhibition formation d'os

Calcitonine

-Hypocalcémiante -Sécrétée par cellules parafolliculaires thyroïde -Fixer sur ostéoclastes -Inhiber activité de résorption osseuse = Diminution du taux de Ca++

2 types d'ossification

-Ossification primaire -Ossification secondaire

2 types d'ossification primaire

-Endoconjonctive (os plats) -Endochondrale (os longs et courts)

Cellules du mésenchyme

-Cellules dendriformes -Se touchent par leurs prolongements cytoplasmiques -Pluripotentes pouvant se différencier

Ossification primaire endoconjonctive des os plats

1. Cellules du mésenchyme se différencient en ostéoblastes pour production matrice osseuse organique (ostéoïde)

2. Minéralisation ostéoïde par ostéoblastes et formation ostéocytes

3. Formation réseau travées osseuses os spongieux

4. Cellules du mésenchyme restantes différencient en cellules hématopoïétiques de la moelle osseuse

5. Différenciation mésenchyme surface en périoste où os spongieux s'appuie pour donner os compact (tables sont formées) -Os formé est non lamellaire

Ossification primaire endoconjonctive de la voûte crânienne

1. Organisation centres ossification

2. Fusion centres ossification en travées

3. Comblement espaces libres

4. Formation des travées os spongieux à l'intérieur et os compact primaire à la surface

Caractéristiques de l'ossification primaire endochondrale

-À partir du cartilage hyalin -Cartilage remplacé par tissu osseux -Exclusivement à l'intérieur des os -Futurs os longs et courts

Ossification primaire endochondrale

1. Transformation chondrocytes dans la diaphyse, front d'ossification progresse vers épiphyses

2. Chondrocytes hypertrophiés augmentant taille des lacunes (chondroplastes)

3. Matrice cartilagineuse entre chondrocytes amincit en septa + se calcifit

4. Vaisseaux sanguins pénètrent dans cartilage calcifié

5. Vaisseaux accompagnés de t.c pour cellules préostéoblastiques

6. Formation ostéoblastes pour production matrice osseuse déposée sur septa de cartilage calcifié

7. Chondrocytes vacuolisent-dégénèrent-meurent

8. Formation os primaire endochondrale

9. Formation centres ossification secondaires niveau épiphyses (plus tard)

Ossification d'un os long de l'épiphyse vers la diaphyse

-Zone de réserve (cartilage hyalin) -Zone prolifération (cartilage sérié - groupes isogéniques) -Zone d'hypertrophie (cartilage hypertrophié) -Zone de calcification (cartilage calcifié) -Ligne d'érosion (début destruction cartilage) -Zone ossiforme (tissu osseux remplace tissu cartilagineux)

Ce qui détruit le cartilage à la ligne d'érosion

Bourgeons vasculo-conjonctifs

Ossification d'un os long

-Combine les deux modes d'ossification -Endochondrale (intérieur - os spongieux) -Endoconjonctive (extérieur - os compact)

Ossification primaire endoconjonctive de la diaphyse d'un os long

1. Périchondre entourant milieu diaphyse se transforme en périoste, Cellules chondrogéniques en cellules ostéogéniques, Chondroblastes se différencient en ostéoblastes

2. Production de l'os sous-périoste

3. Ostéoblastes produisent matrice osseuse déposée sur septa cartilage calcifié

4. Complexe matrice osseuse+cartilagineuse calcifiée détruite par ostéoclastes dans la diaphyse

5. Cavité médullaire est agrandie pour développement cellules hématopoïétiques (moelle osseuse)

Ossification primaire endochondrale des épiphyses d'un os long

-Débute lorsque ossification endoconjonctive primaire de la diaphyse est déjà commencée -Comparable au processus pour la diaphyse -Couche de cartilage externe forme cartilage articulaire -Couche de cartilage interne forme cartilage conjugaison

2 types de croissance de l'ossification primaire

-Croissance en longueur -Croissance en épaisseur

Croissance en longueur

-Remplacement du cartilage du conjugaison par tissu osseux -Ossification endochondrale

Croissance en épaisseur

-Croissance appositionnelle au niveau de la diaphyse -À partir du périoste, couches successives de matrice osseuse -Ostéoclastes augmentent diamètre cavité médullaire en détruisant os à l'intérieur

Caractéristiques de l'ossification secondaire

-S'achève à la fin de la puberté -Formation d'un tissu osseux mature -Remaniement osseux = nouveau tissu osseux remplace tissu de l'ossification primaire -Os non lamellaire devient os lamellaire

Ossification secondaire de l'os spongieux

-Épiphyses = Travées remplacées par nouvelles travées faites de lamelles osseuses parallèles orientées selon lignes de force exercées sur épiphyses -Diaphyse = Travées disparaissent pour cavité médullaire

Ossification secondaire de l'os compact

-Os compact NL remplacer par os mature lamellaire haversien

1. Bourgeons conjonctivo-vasuclaires avec ostéoclastes creusent canaux parallèles au grand axe de l'os dans os compact NL

2. Ostéoblastes tapissent cavité d'ostéoïde avec fibres collagène parallèles pour former première lamelle osseuse ostéone

3. Autres lamelles sont placées pour réduire diamètre cavité pour laisser juste les vaisseaux et nerfs devenant canal de Harvers

4. Lamelles osseuses recouvrent os haversien pour former système circonférentiels ext. et int.