LE TISSU OSSEUX ET LES OS Chapitre 6 LE TISSU OSSEUX ET LES OS

Figure 6.1 Os et cartilages du squelette humain. Épiglotte Les cartilages qui soutiennent les voies respiratoires et le larynx sont présentés séparément à droite. Cartilage thyroïde Larynx Cartilage de l’oreille externe Cartilages du nez Cartilage cricoïde Trachée Cartilage articulaire Poumon Cartilage costal Cartilage du disque intervertébral Cartilages des voies respiratoires dans le cou et le thorax Symphyse pubienne Os: Os du squelette axial Os du squelette appendiculaire Ménisque (coussin cartilagineux de l’articulation du genou) Cartilages: Cartilage articulaire Cartilage hyalin Cartilage élastique Cartilage fibreux © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.2 Classification des os selon leur forme. (c) Os plat (sternum) (a) Os long (humérus) (b) Os irrégulier (vertèbre), vue latérale droite (d) Os court (talus) © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.2a Classification des os selon leur forme. (a) Os long (humérus) © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.2b Classification des os selon leur forme. (b) Os irrégulier (vertèbre), vue latérale droite © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.2c Classification des os selon leur forme. (c) Os plat (sternum)

Figure 6.2d Classification des os selon leur forme. (d) Os court (talus)

Travées de l’os spongieux Figure 6.3 Les os plats comportent une épaisseur d’os spongieux (le diploé), intercalée entre deux fines couches d’os compact. (Photomicrographie du bas, 25x.) Os compact Os spongieux (diploé) Os compact Travées de l’os spongieux © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.4 Structure d’un os long (humérus). (a) Vue antérieure avec coupe frontale montrant l’intérieur de l’extrémité proximale. (b) Vue tridimensionnelle grossie de l’os spongieux et de l’os compact de l’épiphyse de (a). (c) Coupe transversale grossie du corps (diaphyse) de (a). Notez que la surface externe de la diaphyse est recouverte de périoste, mais que la surface articulaire de l’épiphyse est recouverte de cartilage hyalin. Cartilage articulaire Os compact Épiphyse proximale Os spongieux Endoste Ligne épiphysaire Endoste Périoste Os compact Cavité médullaire (tapissée d’endoste) Moelle osseuse jaune Diaphyse Os compact Périoste Fibres de Sharpey Artères nourricières Épiphyse distale © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.4a Structure d’un os long (humérus). Cartilage articulaire Épiphyse proximale Os spongieux Ligne épiphysaire Périoste Os compact Cavité médullaire (tapissée d’endoste) Diaphyse Épiphyse distale © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.4b Structure d’un os long (humérus). Cartilage articulaire Os compact Os spongieux Endoste © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.4c Structure d’un os long (humérus). Endoste Moelle osseuse jaune Os compact Périoste Fibres de Sharpey Artères nourricières © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Cellule qui sécrète la matrice responsable de la croissance osseuse Figure 6.5 Comparaisons des différents types de cellules osseuses. Notez que la cellule bordante, structurellement semblable à la cellule ostéogène et fonctionnellement semblable à l’ostéocyte, n’est pas illustrée ici. Cellule ostéogène Ostéoblaste Ostéocyte Ostéoclaste Cellule souche Cellule qui sécrète la matrice responsable de la croissance osseuse Cellule osseuse mûre qui entretient la matrice osseuse Cellule qui réabsorbe la matière osseuse © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.5a Comparaisons des différents types de cellules osseuses. Cellule ostéogène Cellule souche © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.5b Comparaisons des différents types de cellules osseuses. Ostéoblaste Cellule qui sécrète la matrice responsable de la croissance osseuse © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.5c Comparaisons des différents types de cellules osseuses. Ostéocyte Cellule osseuse mûre qui entretient la matrice osseuse © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.5d Comparaisons des différents types de cellules osseuses. Ostéoclaste Cellule qui réabsorbe la matière osseuse © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Tableau 6.1 Relief osseux (1 de 2) © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Tableau 6.1 Relief osseux (2 de 2) © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.6 Schéma d’un ostéon. Artère et capillaires L’ostéon a été dessiné comme s’il avait été étiré de façon télescopique pour en montrer toutes les lamelles. Structures situées dans le canal central Veine Neurofibre Lamelles Fibres collagènes orientées dans des directions opposées Force de torsion © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.7 Structure microscopique de l’os compact. Os spongieux (a) Schéma d’un segment d’os compact. (b) Une partie d’un ostéon à plus fort grossissement. Remarquez la situation des ostéocytes dans les lacunes osseuses. (c) Photographie par MEB (à gauche, 410x) et photomicrographie (à droite, 410x) d’un os en coupe transversale présentant un ostéon. Cavité médullaire Canal central de l’ostéon Canal perforant de l’os compact contenant des vaisseaux sanguins Endoste tapissant les canaux osseux et recouvrant les travées Ostéon Lamelles circonférentielles Le vaisseau sanguin rejoint la cavité médullaire qui contient la moelle. Fibres de Sharpey Lamelles Vaisseau sanguin du périoste Périoste Nerf Veine Lamelles Artère Canal central Canalicules Ostéocyte dans une lacune Lacunes Lamelles intersitielles Lacune (avec un ostéocyte) © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.7a Structure microscopique de l’os compact. Os spongieux Cavité médullaire Canal perforant de l’os compact contenant des vaisseaux sanguins Canal central de l’ostéon Endoste tapissant les canaux osseux et recouvrant les travées Ostéon Lamelles circonférentielles Le vaisseau sanguin rejoint la cavité médullaire qui contient la moelle. Fibres de Sharpey Lamelles Vaisseau sanguin du périoste Périoste © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.7b Structure microscopique de l’os compact. Nerf Veine Lamelles Artère Canal central Canalicules Lacunes Ostéocyte dans une lacune © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.7c Structure microscopique de l’os compact. Lamelles Canal central Lacunes Lamelles intersitielles Lacune (avec un ostéocyte) © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.8 Ossification endochondrale dans un os long. Enfance et adolescence Neuvième semaine Troisième mois Naissance Cartilage articulaire Point d’ossification secondaire Os spongieux Vaisseau sanguin de l’épiphyse Cartilage épiphysaire Matrice cartilagineuse en cours de désintégration Cartilage hyalin Cavité médullaire Formation de l’os spongieux Gaine osseuse Vaisseau sanguin du bourgeon conjonctivo-vasculaire Point d’ossification primaire Formation d’une gaine osseuse autour du modèle de cartilage hyalin 1 Calcification du cartilage situé au centre de la diaphyse et formation de cavités 2 Invasion des cavités internes par le bourgeon conjonctiovascu-laire et début de la formation de l’os spongieux 3 Allongement de la diaphyse et formation de la cavité médullaire pendant l’ossification; apparition de points d’ossification secondaires dans les épiphyses en prévision du stade 5 4 Ossification des épiphyses; à la fin de ce stade, il ne reste du cartilage hyalin que dans les cartilages épiphysaires et dans les cartilages articulaires 5 © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.8 Ossification endochondrale dans un os long. Neuvième semaine Cartilage hyalin Gaine osseuse Point d’ossification primaire Formation d’une gaine osseuse autour du modèle de cartilage hyalin 1 © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.8 Ossification endochondrale dans un os long. Matrice cartilagineuse en cours de désintégration Calcification du cartilage situé au centre de la diaphyse et formation de cavités 2 © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.8 Ossification endochondrale dans un os long. Troisième mois Formation de l’os spongieux Vaisseau sanguin du bourgeon conjonctivo-vasculaire Invasion des cavités internes par le bourgeon conjonctiovasculaire et début de la formation de l’os spongieux. 3 © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.8 Ossification endochondrale dans un os long. Naissance Vaisseau sanguin de l’épiphyse Point d’ossification secondaire Cavité médullaire Allongement de la diaphyse et formation de la cavité médullaire pendant l’ossification; apparition de points d’ossification secondaires dans les épiphyses en prévision du stade 5. 4 © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.8 Ossification endochondrale dans un os long. Enfance et adolescence Cartilage articulaire Os spongieux Cartilage épiphysaire Ossification des épiphyses; à la fin de ce stade, il ne reste du cartilage hyalin que dans les cartilages épiphysaires et dans les cartilages articulaires. 5 © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6. 9 Ossification intramembraneuse Figure 6.9 Ossification intramembraneuse. Les schémas 3 et 4 représentent un grossissement moindre que celui des schémas 1 et 2. Cellule mésenchymateuse Fibre collagène Point d’ossification Matériau ostéoïde Ostéoblaste Ostéocyte Matrice osseuse nouvellement calcifiée 1 Un point d’ossification apparaît à l’intérieur de la membrane de tissu conjonctif fibreux. • Certaines cellules mésenchymateuses situées au centre s’amalgament puis se différencient en ostéoblastes pour former un point d’ossification; plusieurs points d’ossification apparaissent et fusionnent par la suite. 2 Une matrice osseuse (matériau ostéoïde) est sécrétée dans la membrane fibreuse, puis elle est minéralisée. • Les ostéoblastes commencent à sécréter le matériau ostéoïde; au bout de quelques jours, celui-ci est minéralisé. • Les ostéoblastes enfermés deviennent des ostéocytes. Périoste fibreux Condensation du mésenchyme Ostéoblaste Plaque d’os compact Travées de l’os fibreux Les cavités du diploé (os spongieux) contiennent de la moelle rouge Vaisseau sanguin 3 L’os fibreux et le périoste se forment. • Le matériau ostéoïde est déposé entre les vaisseaux sanguins embryonnaires, qui forment des ramifications irrégulières. Il en résulte un réseau (plutôt que des lamelles) de travées. • Le mésenchyme vascularisé se condense à la surface externe de l’os fibreux et devient le périoste. 4 L’os lamellaire remplace l’os fibreux, directement sous le périoste. La moelle rouge apparaît. • Les travées situées sous le périoste s’épaississent et forment une gaine osseuse d’os fibreux qui sera plus tard remplacée par de l’os compact lamellaire définitif. • L’os spongieux (diploé), composé de travées distinctes, reste présent à l’intérieur; les cellules mésenchymateuses se différencient en moelle rouge. © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.9 Ossification intramembraneuse. Cellule mésenchymateuse Fibre collagène Point d’ossification Matériau ostéoïde Ostéoblaste 1 Un point d’ossification apparaît à l’intérieur de la membrane de tissu conjonctif fibreux. • Certaines cellules mésenchymateuses situées au centre s’amalgament puis se différencient en ostéoblastes pour former un point d’ossification; plusieurs points d’ossification apparaissent et fusionnent par la suite. © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.9 Ossification intramembraneuse. Ostéoblaste Matériau ostéoïde Ostéocyte Matrice osseuse nouvellement calcifiée 2 Une matrice osseuse (matériau ostéoïde) est sécrétée dans la membrane fibreuse, puis elle est minéralisée. • Les ostéoblastes commencent à sécréter le matériau ostéoïde; au bout de quelques jours, celui-ci est minéralisé. • Les ostéoblastes enfermés deviennent des ostéocytes. © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.9 Ossification intramembraneuse. Condensation du mésenchyme Travées de l’os fibreux Vaisseau sanguin 3 L’os fibreux et le périoste se forment. • Le matériau ostéoïde est déposé entre les vaisseaux sanguins embryonnaires, qui forment des ramifications irrégulières. Il en résulte un réseau (plutôt que des lamelles) de travées. • Le mésenchyme vascularisé se condense à la surface externe de l’os fibreux et devient le périoste. © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.9 Ossification intramembraneuse. Périoste fibreux Ostéoblaste Plaque d’os compact Les cavités du diploé (os spongieux) contiennent de la moelle rouge. 4 L’os lamellaire remplace l’os fibreux, directement sous le périoste. La moelle rouge apparaît. • Les travées situées sous le périoste s’épaississent et forment une gaine osseuse d’os fibreux qui sera plus tard remplacée par de l’os compact lamellaire définitif. • L’os spongieux (diploé), composé de travées distinctes, reste présent à l’intérieur; les cellules mésenchymateuses se différencient en moelle rouge. © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Zone de cartilage quiescent Figure 6.10 La croissance en longueur d’un os long se fait au niveau du cartilage épiphysaire. Zone de cartilage quiescent Le côté du cartilage épiphysaire le plus proche de l’épiphyse (face distale) comprend des chondrocytes au repos. Les cellules du cartilage épiphysaire, situées du côté proximal du cartilage quiescent, sont disposées en quatre zones, une zone de cartilage en prolifération, une zone de cartilage hypertrophié, une zone de cartilage en calcification et une zone de cartilage en ossification, qui vont du premier stade de croissance en 1 jusqu’aux régions où l’os remplace le cartilage en 4 (115x). 1 Zone de cartilage en prolifération Les chondrocytes subissent la mitose. 2 Zone de cartilage hypertrophié Les vieux chondrocytes s’hypertrophient. 3 Zone de cartilage en calcification La matrice se calcifie; les chondrocytes meurent; la matrice commence à se détériorer; les vaisseaux sanguins envahissent la cavité. Spicule de cartilage calcifié Ostéoblaste déposant de la matrice osseuse 4 Zone de cartilage en ossification Ossification en cours Matrice osseuse (os) recouvrant les spicules de cartilage © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Cartilage articulaire Cartilage épiphysaire Figure 6.11 Croissance et remaniement d’un os long au cours de l’enfance. Les phénomènes indiqués à gauche constituent l’ossification endochondrale, qui se produit au niveau des cartilages articulaires et des cartilages épiphysaires pendant la croissance en longueur. Les phénomènes indiqués à droite sont ceux du remaniement osseux, qui a lieu pendant la croissance de l’os long et qui permet à ce dernier de conserver ses proportions. La ligne rouge en pointillé correspond à l’os de gauche. Croissance osseuse Remaniement osseux Le cartilage articulaire croît ici. Cartilage articulaire Le cartilage est remplacé par de l’os ici. Cartilage épiphysaire Résorption osseuse ici Le cartilage épiphysaire croît ici. Addition de matière osseuse par apposition ici Le cartilage est remplacé par de l’os ici. Résorption osseuse ici © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.12 Régulation du taux de calcium sanguin par la parathormone. DÉSÉQUILIBRE Concentration normale du calcium dans le sang: entre 2,24 et 2,74 mmol/L ÉQUILIBRE ÉQUILIBRE Stimulus Chute de la concentration sanguine de Ca2+ DÉSÉQUILIBRE Glande thyroïde Les ostéoclastes dégradent la matrice osseuse et libèrent le Ca2+ dans le sang. Glandes parathyroïdes Les glandes parathyroïdes libèrent la parathormone (PTH). PTH © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.13 Effet d’une contrainte sur l’anatomie de l’os. Le poids corporel transmis à la tête du fémur (os de la cuisse) risque de faire fléchir cet os le long de l’arc illustré en pointillé, le comprimant d’un côté (flèches convergentes à droite) et l’étirant de l’autre, ce qui provoque une tension (flèches divergentes à gauche). Ces deux forces s’annulent en un point, au centre, de sorte que l’intérieur de l’os a besoin de moins de matière osseuse que sa face externe. Charge appliquée (poids corporel) Tête du fémur Tension ici Compression ici Point où les deux forces s’annulent © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.14 La pratique d’une activité physique intense peut entraîner un accroissement considérable de la force des os. Le diagramme montre l’écart moyen dans la dimension de la coupe transversale entre l’humérus du bras utilisé pour le service et celui qui n’est pas utilisé pour servir chez un joueur de tennis professionnel. Les données indiquent une augmentation moyenne de la rigidité et de la force des os de 62 % et de 45 %, respectivement, pour le bras utilisé pour le service. Les changements structuraux sont plus prononcés chez les joueurs qui ont commencé leur entraînement à un jeune âge.   SOURCE : C. B. Ruff, «Gracilization of the Modern Human Skeleton », American Scientist, 94(6), p. 513, nov.-déc. 2006. Dimension de la coupe transversale de la dia-physe de l’humérus L’ajout de matrice osseuse annule le stress additionnel. Bras qui n’est pas utilisé pour le service Bras utilisé pour le service

Figure 6.15 Phases de la consolidation d’une fracture. Hématome Cal engainant Cal osseux d’os spongieux Cal central (tissu fibreux et cartilage) Nouveaux vaisseaux sanguins Fracture consolidée Travées d’os spongieux 1 Formation d’un hématome 2 Formation du cal fibrocartilagineux 3 Formation du cal osseux 4 Remaniement osseux © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.15 Phases de la consolidation d’une fracture. Hématome 1 Formation d’un hématome

Figure 6.15 Phases de la consolidation d’une fracture. Cal engainant Nouveaux vaisseaux sanguins Cal central (tissu fibreux et cartilage) Travées d’os spongieux 2 Formation du cal fibrocartilagineux © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.15 Phases de la consolidation d’une fracture. Cal osseux d’os spongieux 3 Formation du cal osseux © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.15 Phases de la consolidation d’une fracture. Fracture consolidée 4 Remaniement osseux © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Tableau 6.2 Types de fractures les plus courants (1 de 3) © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Tableau 6.2 Types de fractures les plus courants (2 de 3) © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Tableau 6.2 Types de fractures les plus courants (2 de 3) © Pearson ERPI, tous droits réservés.

(a) Os normal (b) Os ostéoporotique Figure 6.16 Différences structurales entre un os normal et un os ostéoporotique. Photomicrographie par balayage électronique, 300x. (a) Os normal (b) Os ostéoporotique © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.16a Différences structurales entre un os normal et un os ostéoporotique. Photomicrographie par balayage électronique, 300x. (a) Os normal © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.16b Différences structurales entre un os normal et un os ostéoporotique. Microphotographie par balayage électronique, 300x. (b) Os ostéoporotique © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Figure 6.17 Points d’ossification primaires à 12 semaines. Os pariétal Les points d’ossification primaires dans le squelette de ce fœtus de 12 semaines correspondent aux régions plus foncées. Os frontal du crâne Os occipital Mandibule Clavicule Scapula Radius Ulna Humérus Fémur Tibia Côtes Vertèbre Os coxal © Pearson ERPI, tous droits réservés.

Synthèse