Classification du tissu osseux Critères anatomiques: exemple d’un os long Il comprend 3 parties: Elle repose sur des critères - anatomiques - macroscopiques - microscopiques - de mode de formation - des extrémités élargies et arrondies: les épiphyses Epiphyse - des régions coniques intermédiaires: les métaphyses Métaphyse - fût central ou diaphyse Diaphyse

Critères macroscopiques (à l’œil nu) Ils sont basés sur l’aspect plus ou moins poreux de l’os. On distingue: - l’os trabéculaire ou spongieux - centre de la diaphyse - épiphyses et métaphyses - os courts et os plats - l’os compact - corticale des os longs - tables externe et interne des os courts ou plats

Critères microscopiques: la disposition des fibres de collagène dans la MEC permet de distinguer: - l’os réticulaire (tissé ou immature) Fibres de collagène disposées en faisceaux entrecroisés sans ordre apparent MEC peu minéralisée Type d’organisation transitoire: fœtus, réparation de fracture, maladies (maladie de Paget) De faible résistance mécanique, ce type d’os disparaît complètement chez l’adulte (en dehors des zones d’insertion des gros tendons)

- l’os lamellaire (adulte ou mature) Fibres de collagène disposées parallèlement entre elles pour former des lamelles superposées Orientation différente des fibres d’une lamelle à l’autre (angle ~ 90°) Ostéocytes situés à la limite entre deux lamelles contigues

- lamelles fibrillaires Deux types de lamelles en alternance: - lamelles fibrillaires . très riches en fibres de collagène . épaisseur et minéralisation moindre - lamelles cimentantes . plus épaisses . fortement minéralisées

Critères de mode d’apparition selon le nature du tissu à partir duquel se forme l’os selon le moment d’apparition directement à partir du mésenchyme ou d’un tissu conjonctif: ossification intraconjonctive à partir d’un modèle cartilagineux: ossification endochondrale Os primaire (réticulaire) Os secondaire (lamellaire)

Chez l’adulte, l’os est donc de type lamellaire Selon l’agencement des lamelles osseuses, l’os sera plus ou moins poreux (cf critères macroscopiques) Os lamellaire spongieux ou os trabéculaire Os lamellaire compact ou os Haversien

Os lamellaire spongieux Réseau tridimensionnel de travées osseuses anastomosées entre elles Espaces libres occupés par la moelle osseuse (TC riche en fibres de réticuline et en adipocytes) Dans certains os plats (sternum, os iliaque), la moelle a une fonction hématopoïétique (moelle rouge)

aux contraintes mécaniques et est très solide Malgré son aspect « désordonné », l’os spongieux a une architecture soumise aux contraintes mécaniques et est très solide (exemple: col du fémur)

Os lamellaire compact ou os Haversien L’unité de base est l’ostéone: petit cylindre de lamelles concentriques (1mm de diamètre, plusieurs cms de long) Chaque ostéone est centré par un canal longitudinal ou canal de Havers (diamètre 80µm) renfermant du TC lâche, des capillaires (sanguin et lymphatique) et une fibre nerveuse amyélinique Les canaux de Havers communiquent vers l’extérieur (périoste et endoste) par l’intermédiaire de canaux transversaux ou canaux de Volkmann

Ostéones entiers et système interstitiel (fragments d’ostéones)

Système circonférentiel externe Système circonférentiel interne Os spongieux

La transition os compact- os spongieux est brutale

Mécanismes d’ossification Le tissu osseux apparaît de façon séquentielle pendant la vie fœtale (points d’ossification) à partir d’un modèle de squelette mésenchymateux préexistant puis se développe en suivant la croissance de l’enfant et enfin se remanie perpétuellement chez l’adulte pour se renouveler et s’adapter aux contraintes mécaniques changeantes Il existe donc des mécanismes - d’ossification primaire = fabrication de novo de tissu osseux - d’ossification secondaire = remodelage osseux

Ossification primaire Elle survient toujours au sein d’un tissu mésenchymateux qui peut être: - du tissu conjonctif = ossification intraconjonctive - du cartilage = ossification endochondrale

Ossification intraconjonctive Des cellules ostéoprogénitrices se transforment en ostéoblastes directement dans un tissu de nature conjonctive Exemples: TC Ostéoblastes Os Ossification de membrane: boite crânienne chez le foetus Ossification périostique: croissance en épaisseur des os

Ossification endochondrale: exemple de la formation d’un os long Il existe un modèle squelettique de nature cartilagineuse (condensation de cellules mésenchymateuses puis cartilage) Des cellules du périchondre se transforment en ostéoblastes (ossification intraconjonctive): formation de la virole osseuse périostique Périchondre Périoste Os périostique primaire

L’apparition de la virole modifie les chondocytes sous-jacents qui deviennent hypertrophiques De chaque côté de la virole, les chondrocytes se multiplient en groupes isogéniques axiaux = cartilage sérié Dans la zone hypertrophiée, la MEC cartilagineuse se calcifie (collagène de type X)

Des bourgeons conjonctivo- vasculaires apportent: 1) des cellules d’origine monocytaire qui se transforment en chondroclastes: destruction des parois calcifiées des chondrocytes hypertrophiés 2) des cellules ostéoprogénitrices qui se transforment en ostéoblastes: formation d’un tissu osseux primaire

Le processus se poursuit ensuite par: L’apparition de centres d’ossification épiphysaires L’érosion continue du cartilage calcifié et le « recul » du cartilage sérié qui « résiste » = maintien d’une zone de croissance ou cartilage de conjugaison au niveau des métaphyses La transformation de l’os primaire en os compact Haversien au niveau de la corticale et en os spongieux au niveau de la moelle = ossification secondaire

A la puberté, sous l’influence des modifications hormonales (stéroïdes sexuels ++), la multiplication des chondrocytes s’arrête, le cartilage sérié disparaît et la croissance de l’os est terminée Exemples de pathologie: Puberté précoce: petite taille Mutation récepteur aux oestrogènes: croissance continue

Remodelage osseux Pour renouveler les ostéocytes, s’adapter à la croissance et aux nouvelles contraintes mécaniques et participer à l’équilibre phospho-calcique de l’organisme, le tissu osseux est en perpétuel remaniement Phases de destruction et de formation de tissu osseux: action concertée des ostéoclastes et des ostéoblastes au sein d’unités fonctionnelles de remodelage

Differentiating Factor Hormone parathyroïdienne (PTH) Vitamine D3 Prostaglandine PgE2 Interleukine 11 Précurseurs médullaires des ostéoclastes M-CSF + RANK Préostéoclaste RANK: Receptor Activator of Nuclear Kappa B) Fusion des préostéoclastes et activation PTH Vit D3 + RANKL ODF = Osteoclast Differentiating Factor Phase d’activation

Differentiating Factor Calcitonine - RANK RANKL ODF = Osteoclast Differentiating Factor Miam-miam Phase d’activation

Differentiating Factor L’OPG, synthétisée par les ostéoblastes va se fixer sur RANKL, empêchant ainsi la liaison RANKL – RANK et la différenciation des préostéoclastes RANK Préostéoclaste X Oestrogènes TGFβ BMPs - OPG = Ostéoprotégérine (OCIF: Osteoclast Inhibiting Factor) MEC RANKL ODF = Osteoclast Differentiating Factor Phase d’activation

Capital osseux La masse osseuse augmente régulièrement pendant toute la période de croissance jusqu’à l’âge de 20 ans puis reste stable Elle diminue ensuite (ostéoporose) +++ chez la femme après la ménopause en raison du manque d’oestrogènes (levée de l’inhibition sur la synthèse de RANKL et donc activation ostéoclastique plus forte) Traitement hormonal substitutif

Fractures Par ses capacités de renouvellement, l’os est capable de se réparer en cas de fracture Réduction de la fracture (alignement) et maintien (plâtre, broches, fixateurs externes) Zone lésée comblée par du tissu conjonctif puis cartilagineux Remplacement par de l’os immature puis remaniement en os lamellaire