Fiche de révision : Tissus squelettiques

📋 Plan du Cours

1. Cellules et matrice cartilagineuses
2. Types de cartilage
3. Nutrition et croissance du cartilage
4. Matrice extracellulaire osseuse
5. Cellules du tissu osseux
6. Organisation anatomique du tissu osseux
7. Os lamellaire et organisation haversienne
8. Périoste et endoste
9. Types d’ossification, formation et croissance des os longs
10. Remodelage et réparation osseuse
11. Homéostasie calcique et nutrition
12. Influence des hormones sur l’os

📖 1. Cellules et matrice cartilagineuses

🔑 Notions clés & Définitions

• Cartilage : Tissu mésenchymateux à matrice extracellulaire solide, non minéralisée et dépourvue de vascularisation.

★ À maîtriser

• Les chondrocytes, cellules ovoïdes du cartilage, sont enfermés dans des logettes appelées chondroplastes et élaborent les constituants de la matrice extracellulaire.

• Le chondrocyte provient soit de la division d’un autre chondrocyte, soit de la différenciation d’une cellule mésenchymateuse immature appelée chondroblaste.

• La matrice cartilagineuse contient 70 à 80 % d’eau et des protéoglycanes sulfatés dont les glycosaminoglycanes à chaînes courtes contribuent à sa solidité, son élasticité et la surface lisse du cartilage.

Compléments

• Le chondrocyte possède un noyau volumineux et un cytoplasme basophile riche en réticulum endoplasmique granuleux.

• Les protéoglycanes cartilagineux forment des agrégats reliés par de longues chaînes d’acide hyaluronique, et la chondronectine synthétisée par les chondrocytes favorise leur adhérence à la matrice extracellulaire.

• Les fibres cartilagineuses sont principalement du collagène de type II, accompagné de collagènes minoritaires qui consolident le réseau; leurs faisceaux forment un feutrage.

📖 2. Types de cartilage

★ À maîtriser

• Le cartilage hyalin, le plus répandu, a un aspect vitreux blanc bleuâtre et une matrice extracellulaire homogène en microscopie électronique.

• Le cartilage élastique, jaunâtre en raison de l’élastine, contient des fibres élastiques et reprend sa forme après une déformation passagère.

• Le fibrocartilage est renforcé par d’épais faisceaux de collagène de type I et résiste aux fortes pressions tout en gardant une certaine souplesse.

Compléments

• Chez l’adulte, le cartilage hyalin se trouve dans les articulations, aux jonctions sternocostales, dans les voies respiratoires et dans certains cartilages du larynx; il constitue aussi la plus grande partie du squelette fœtal et persiste dans le cartilage de croissance des enfants.

• Le cartilage élastique se trouve dans :

  • le pavillon des oreilles
  • l’épiglotte
  • la paroi des trompes d’Eustache
  • certains cartilages du larynx

• Le fibrocartilage se trouve dans :

  • : les disques intervertébraux

  • les ménisques articulaires

  • la symphyse pubienne

  • certains gros tendons

  • comme le tendon d’Achille

💡 Astuce mémo

Hyalin vitreux, élastique déformable, fibrocartilage résistant aux pressions

📖 3. Nutrition et croissance du cartilage

🔑 Notions clés & Définitions

• Périchondre : Gaine conjonctive autour de certains cartilages, formant une interface entre le cartilage et les tissus qu’il soutient; le cartilage articulaire en est dépourvu.

★ À maîtriser

• Le cartilage n’est ni vascularisé ni innervé, et les cellules cartilagineuses sont nourries par diffusion de petites molécules dans la matrice extracellulaire.

📌 Le cartilage articulaire reçoit ses nutriments du liquide synovial, tandis que les autres localisations cartilagineuses les reçoivent du périchondre.

• Lors de la croissance interstitielle, les chondrocytes se divisent dans leur chondroplaste puis synthétisent de la matrice extracellulaire, ce qui les éloigne et forme un clone.

• 🔄 La croissance par apposition suit ces étapes : les cellules de la couche chondrogène se différencient en chondroblastes, les chondroblastes élaborent une matrice cartilagineuse, la matrice s’ajoute à la surface du cartilage préexistant et augmente son épaisseur

Compléments

• L’apport vasculaire de sels de calcium provoque la mort du cartilage.

• La croissance interstitielle produit des groupes isogéniques axiaux, dont les cellules sont en file indienne, ou coronaires, dont les cellules sont disposées de manière centrifuge.

• Le périchondre comprend une couche chondrogène profonde, tissu conjonctif lâche dépourvu de vaisseaux, et une couche tendiniforme externe contenant de gros vaisseaux.

💡 Astuce mémo

Interstitielle au cœur du cartilage, apposition à sa surface

📖 4. Matrice extracellulaire osseuse

🔑 Notions clés & Définitions

• Tissu osseux : Tissu mésenchymateux dont la matrice extracellulaire est imprégnée de sels minéraux cristallisés, ce qui la rend rigide et imperméable; c’est un tissu vivant en perpétuel remaniement.

★ À maîtriser

• Le tissu osseux assure plusieurs fonctions : il constitue la charpente du corps, il permet l’insertion des muscles pour la locomotion, il protège certains organes fragiles, comme le système nerveux central, il intervient dans le métabolisme phosphocalcique, il abrite la moelle hématogène rouge

• Les sels minéraux représentent 70 % du poids sec de la matrice osseuse et sont dispersés le long des fibrilles de collagène sous forme de cristaux lamellaires d’hydroxyapatite hydratée d’environ 50 nanomètres.

Compléments

• La matrice osseuse est le tissu le moins hydraté de l’organisme et sa phase organique contient surtout du collagène de type I, associé à de petites quantités d’autres types de collagène.

• Les protéines non collagéniques comprennent notamment :

  • l’ostéocalcine
  • l’ostéonectine
  • l’ostéopontine

• La surface fortement ionisée des cristaux d’hydroxyapatite se lie à l’eau de la matrice avoisinante, formant une couche hydratée ionisée dont les ions phosphates et calcium sont facilement mobilisables et remis en circulation.

• Le plomb ou des particules radioactives peuvent se fixer à la place des ions calcium dans les cristaux osseux et être à l’origine de pathologies.

📖 5. Cellules du tissu osseux

🔑 Notions clés & Définitions

• Ostéoblaste : Cellule cubique alignée à la surface osseuse en formation, qui sécrète la plupart des composants de la matrice osseuse et contrôle sa minéralisation.
• Ostéocyte : Ostéoblaste entièrement entouré par la matrice osseuse minéralisée, logé dans un ostéoplaste et doté de prolongements qui parcourent les canalicules.
• Ostéoclaste : Cellule plurinucléée de la famille des macrophages, capable de détruire la matrice osseuse minéralisée par lyse osseuse.
• Cellules bordantes de l’os : Cellules aplaties et allongées qui tapissent la plupart des surfaces osseuses du squelette adulte et constituent des cellules de réserve.

★ À maîtriser

• Les ostéoblastes déposent autour de leur corps et de leurs prolongements une bordure ostéoïde ayant déjà la morphologie de l’os, qui se calcifie secondairement.

📌 La parathormone augmente l’espace périostéocytaire par ostéolyse périostéocytaire et mobilise le calcium, tandis que la calcitonine sécrétée par les cellules C de la thyroïde favorise la refixation des sels de calcium par ostéogenèse périostéocytaire.

• La résorption osseuse par les ostéoclastes commence par l’acidification de la chambre de résorption grâce à une pompe à protons, qui dissout les sels de calcium, puis se poursuit par la libération d’enzymes lysosomiales qui lysent la matrice.

Compléments

• Les ostéoblastes dérivent d’une cellule souche pluripotente commune à d’autres cellules conjonctives, notamment les adipocytes et les fibroblastes.

• Les ostéoblastes sont reliés entre eux et aux ostéocytes par des jonctions communicantes et possèdent des récepteurs à la parathormone et à certains facteurs de croissance.

• Les ostéoblastes contrôlent la minéralisation notamment par les phosphatases alcalines et modulent l’activité des ostéoclastes lors de la résorption osseuse.

• Les prolongements des ostéocytes sont reliés par des jonctions communicantes dans les canalicules, ce qui crée une surface d’échange considérable avec la matrice.

• Les ostéocytes ne peuvent pas se diviser en raison de la rigidité de la matrice extracellulaire et jouent un rôle majeur dans l’homéostasie de la substance fondamentale osseuse.

• Les ostéoclastes possèdent 30 à 50 noyaux et creusent à la surface de l’os des cavités appelées lacunes de Howship.

• Les ostéoclastes dérivent des cellules monocytaires d’origine hématopoïétique, et leur formation et leur activité sont contrôlées par des facteurs comme RANKL, IL-1, IL-6 et GM-CSF.

💡 Astuce mémo

Ostéoblastes bâtissent, ostéocytes entretiennent, ostéoclastes résorbent

📖 6. Organisation anatomique du tissu osseux

🔑 Notions clés & Définitions

• Os long : Comprend une partie médiane rétrécie appelée diaphyse et deux extrémités appelées épiphyses, reliées à la diaphyse par les métaphyses.

★ À maîtriser

• Les principales variétés anatomiques d’os sont :
  • les os longs
  • les os courts
  • les os plats

📌 Les os courts ont une partie centrale d’os spongieux entourée d’os compact, tandis que les os plats ont deux tables d’os cortical encadrant une couche d’os spongieux appelée diploé.

📌 L’os réticulaire est un os immature rare, à faisceaux de fibres entrecroisés et cellules arrondies dispersées sans ordre, tandis que l’os lamellaire est l’organisation osseuse la plus abondante.

Compléments

• La diaphyse d’un os long possède une cavité centrale remplie d’un tissu jaunâtre riche en graisse et une corticale homogène à l’œil nu, constituée d’os compact ou cortical.

• Dans les épiphyses des os longs, l’os spongieux forme des cloisons de 0,1 à 0,3 mm d’épaisseur dont les cavités contiennent de la moelle rouge hématopoïétique.

• Dans les épiphyses, les cloisons de l’os spongieux sont réparties selon les forces de pression et de traction qui s’exercent sur l’os, ce qui lui donne une grande solidité.

📖 7. Os lamellaire et organisation haversienne

🔑 Notions clés & Définitions

• Ostéone : Unité cylindrique du tissu osseux compact, centrée sur un canal de Havers et constituée de lamelles concentriques.

★ À maîtriser

• L’os lamellaire, le tissu osseux le plus abondant, est formé de lamelles entre lesquelles se trouvent des ostéocytes.

📌 L’os lamellaire se présente sous deux formes : compact, aussi appelé haversien dense ou cortical, et spongieux.

Compléments

• Un ostéone mesure 150 à 300 µm de diamètre et son canal de Havers environ 80 µm ; celui-ci contient un gros capillaire accompagné de fibres nerveuses.

• La périphérie du canal de Havers est entourée de 4 à 15 lamelles concentriques dont les fibres collagènes sont parallèles dans chaque lamelle et disposées en hélice le long de l’ostéone.

• Les canaux de Havers, parallèles entre eux et aux ostéones, sont reliés par des canaux transversaux appelés canaux de Volkmann.

• Les systèmes intermédiaires sont des lamelles partielles correspondant aux restes d’ostéones complets érodés par les ostéoclastes lors du remodelage osseux.

• Les systèmes fondamentaux externe et interne sont des lamelles parallèles au périoste et à l’endoste, situées respectivement sur les faces externe et interne de l’os compact.

📖 8. Périoste et endoste

🔑 Notions clés & Définitions

• Périoste : Enveloppe conjonctive dense qui recouvre la face externe de l’os, sauf au niveau des cartilages articulaires.
• Endoste : Membrane plus fine que le périoste qui recouvre la face interne de l’os.

📝 Points essentiels

• Le périoste comprend une couche externe vascularisée et une couche interne.

💡 Astuce mémo

Le périoste enveloppe l’extérieur ; l’endoste tapisse l’intérieur.

📖 9. Types d’ossification, formation et croissance des os longs

★ À maîtriser

📌 L’ossification primaire forme de l’os en remplaçant un autre type de tissu, tandis que l’ossification secondaire remplace un os préexistant lors des remaniements physiologiques.

📌 L’ossification primaire est intraconjonctive lorsque l’os remplace du tissu conjonctif et endochondrale lorsqu’il remplace du cartilage.

• Lors de l’ossification endochondrale, les bourgeons conjonctivo-vasculaires pénètrent le cartilage, les chondrocytes prolifèrent puis hypertrophient et meurent, le cartilage se calcifie et est érodé, puis les ostéoblastes déposent un os primaire rapidement remanié.

• Lors de l’ossification secondaire, les ostéoclastes creusent un tunnel de résorption à partir d’un espace conjonctivo-vasculaire, puis les ostéoblastes déposent des lamelles de la périphérie vers le centre jusqu’à former un nouvel ostéone.

• Dans un os long en développement, l’arrivée des vaisseaux entraîne la formation d’une virole périchondrale dans la diaphyse, qui s’étend vers les extrémités et donne naissance à la corticale osseuse.

• Après la formation de la virole, des bourgeons conjonctivo-vasculaires pénètrent la diaphyse et déclenchent le point d’ossification primaire diaphysaire, qui progresse en deux fronts vers les épiphyses.

• Lorsque les zones d’ossification atteignent les métaphyses, l’érosion du cartilage se poursuit au niveau des cartilages de conjugaison, dont le renouvellement permet la persistance jusqu’à la fin de la croissance.

• Les plaques de la voûte crânienne s’accroissent par leur périphérie et restent séparées par des sutures et des fontanelles conjonctives, qui permettent l’augmentation du volume crânien tant qu’elles demeurent ouvertes.

Compléments

• L’ossification intraconjonctive participe à la formation des os plats, à la croissance des os courts et à l’épaississement des os longs.

• Lors de l’ossification de membrane, la néovascularisation est suivie de la prolifération des cellules mésenchymateuses, de leur différenciation en ostéoblastes, puis de la production et de la minéralisation de la matrice extracellulaire.

• Lors de l’ossification périostique, les ostéoblastes déposent en surface de nouvelles couches de tissu ostéoïde, ce qui épaissit l’os.

• L’ossification endochondrale forme les os courts et longs et contribue principalement à la croissance en longueur en stimulant la prolifération du cartilage.

• Les ostéones anciens partiellement détruits lors du remaniement forment les systèmes intermédiaires, et la durée de vie d’un ostéone n’est que de quelques mois.

• Chez le fœtus, la plupart des os longs se développent à partir d’un modèle de cartilage hyalin de forme proche de l’os adulte.

• Derrière les fronts d’ossification endochondrale, l’os est remanié à plusieurs reprises avant que la cavité médullaire diaphysaire ne se forme.

• Des vaisseaux pénètrent plus tard dans les épiphyses et y provoquent de nombreux points d’ossification endochondrale secondaire, dont l’apparition est génétiquement programmée pour chaque os.

💡 Astuce mémo

Résorption du tunnel → dépôt concentrique des lamelles → nouvel ostéone.

📖 10. Remodelage et réparation osseuse

★ À maîtriser

• Pendant la croissance, la résorption du tissu osseux précédemment formé en excédent par rapport au tissu perdu permet de conserver la forme de l’os.

• Lors d’une fracture, les macrophages résorbent les débris du foyer, les cellules conjonctives forment un cal fibrocartilagineux, les cellules ostéogéniques de réserve du périoste et de l’endoste prolifèrent et déposent un os primaire, puis celui-ci est remodelé en os secondaire.

Compléments

• Les remodelages osseux complexes sont génétiquement programmés et font intervenir simultanément les ostéoclastes et les ostéocytes.

• Le remaniement osseux est lié à :

  • Tractions et compressions dues aux contractions musculaires et aux mouvements du corps
  • Grossesse
  • Hormones
  • Facteurs de croissance

💡 Astuce mémo

Caillot → cal fibrocartilagineux → os primaire → os secondaire.

📖 11. Homéostasie calcique et nutrition

★ À maîtriser

• Le maintien d’une calcémie constante est vital pour l’organisme et dépend d’un mécanisme rapide et d’un mécanisme lent de mobilisation du calcium.

• Lors d’une augmentation de PTH, les ostéoblastes inhibent le dépôt osseux et libèrent un facteur stimulant les ostéoclastes, qui résorbent l’os et libèrent du calcium.

• La calcitonine sécrétée par les cellules C de la thyroïde inhibe directement les ostéoclastes et la résorption osseuse, à l’inverse de l’action de la PTH sur la mobilisation du calcium depuis l’os.

Compléments

• Le mécanisme rapide de mobilisation du calcium repose sur la diffusion des ions Ca des cristaux d’hydroxyapatite vers le liquide interstitiel, puis vers le sang.

• Le calcium le plus facilement mobilisable se trouve dans les ostéones les plus jeunes.

• La PTH diminue les pertes rénales de calcium et augmente son absorption intestinale.

• Une carence en calcium provoque une raréfaction osseuse et augmente le risque de fracture.

• Chez l’enfant, une carence en vitamine D provoque le rachitisme, avec déformation des cartilages de conjugaison, absence de calcification de la matrice osseuse et déformation des membres.

• Une carence en vitamine C perturbe la synthèse du collagène et entraîne un retard de croissance ainsi qu’un retard de consolidation des fractures.

💡 Astuce mémo

PTH mobilise le calcium ; calcitonine freine sa résorption osseuse.

📖 12. Influence des hormones sur l’os

★ À maîtriser

• Chez l’enfant, l’absence d’hormone de croissance provoque un nanisme, tandis que son excès provoque un gigantisme.

• Les œstrogènes et les androgènes stimulent la croissance osseuse, mais favorisent aussi l’ossification des cartilages de croissance, de sorte qu’une puberté précoce peut arrêter la croissance de l’enfant.

Compléments

• Chez l’adulte, après l’ossification des cartilages de croissance, un excès d’hormone de croissance provoque une acromégalie caractérisée par un épaississement des os.

• Chez le sujet âgé, le déficit hormonal augmente la fragilité osseuse.

📊 Tableaux de synthèse

Variétés de cartilage