Formation et croissance des os I) Généralités
– Os : structure vivante, dynamique et non inerte... siège en permanence pdt la croissance et la vie adulte de construction et démolition : en perpétuel renouvellement
– Histogenèse :
ostéoblastes et support ( de nature variable)
ostéoclastes = cellules qui détruisent le tissu osseux
→ Deux grandes catégories d'os :
• précédés par un modèle cartilagineux ( la plupart de os : long et court)
• précédés par un modèle conjonctif ( du tissu osseux va se former à partir d'une trame de tissu conjonctif, par exemple les os plats)
Ostéogenèse : voir schéma p85-86
→ cellules mésenchymateuse indifférenciées qui se différencient en ostéoblastes qui, eux, se déposent à la surface d'un support = travée directrice = cartilage ou conjonctif
Les ostéoblastes synthétise une substance pré osseuse = ostéoïde qui englobe les ostéoblastes, cette substance va se minéraliser et devenir alors la matrice osseuse dans laquelle les cellules sont des ostéocytes. Quand une première couche est élaborée elle va servir de support à de nouveaux ostéoblastes.
Ostéoclasie = destruction du tissu osseux par les ostéoclastes, nécessaire
Au cours de la phase de formation et croissance des os, on a en premier temps un os primaire non lamellaire qui est synthétisé et qui sera par la suite progressivement remplacé par un tissu osseux adulte = lamellaire = haversien. Ces deux tissus peuvent être retrouvés dans les os compact et spongieux.
= Os primaire non lamellaire → Os adulte lamellaire
• os compact
• os spongieux
II) Formation et croissance des os longs
os long = diaphyse → métaphyse → épiphyse
1) Période des premiers stades ou ossification première A – Diaphyse : 2eme mois vie intra-utérine
L'ossification des os long commence au niveau de la diaphyse pdt le 2e mois vie intra-utérine, l'ossification des épiphyses débute plus tard, naissance ou années d'après.
Pendant la vie embryonnaire on trouve au niveau des os long, une ébauche cartilagineuse de cartilage hyalin entouré du périchondre.
Deux ossifications qui évoluent en parallèles, se déroulant de façon concomitante : Ossification périostique Ossification enchondral
Au niveau de la partie centrale de la diaphyse on va assister en périphérie à la transformation du périchondre en périoste ( ??? pcq
vascularisation trop importante??) La couche interne du périoste, devenue ostéogène, va élaborer de l'os périostique qui va former une « ceinture » autour de l'os = virole osseuse (périphérie de la diaphyse)Cette ossification va progresser, transformation de périchondre en périoste de proche en proche vers les extrémités mais aussi en épaisseur
Lors des apparitions des premières lamelles d'os périostique on va voir apparaître un point d'ossification centrodiaphysaire visible au rayon X.
Au centre de l'ébauche, au niveau du cartilage hyalin : transformation du cartilage il devient hypertrophique = les chondrocytes augmentent de volume ++ (le chondroplastes aussi) = chondrocytes hypertrophique , cette
transformation s'accompagne de modification fonctionnelles :
- les chondrocytes hypertrophique se mettent à élaborer bcp de phosphatase alcaline
- les chondrocytes sécrètent le VEGF = un facteur de croissance
la phosphatase alcaline → minéralisation du cartilage hypertrophique
Cette minéralisation est responsable de cette opacité en rayon X
La matrice cartilagineuse qui se minéralise perd son élasticité
→ Dégénérescence et mort des chondrocytes hypertrophiques qui laisse place à une énorme cavité chondroplastique
Extension du point d'ossification de façon centrifuge pour occuper toute la partie centrale de l'ébauche
Le VEGF va être responsable de l'attraction de bourgeons conjonctivo- vasculaires précédés par des ostéoclastes / chondroclastes qui vont détruire des travées de cartilage calcifié, forme des cavité médullaire primitive qu'on retrouve au centre de l'ébauche osseuse
Ces bourgeons vont pouvoir arriver dans la cavité médullaire primitive, ces vaisseaux sont accompagnés de cellules mésenchymateuses non différenciées qui vont devenir pour certaines des ostéoblastes qui doit se déposer à la surface d'un support = travée de cartilage calcifié →
élaboration de substance ostéoïde → minéralisation → création de tissu osseux D'autres cellules mésenchymateuse vont occupé la cavité médullaire et deviendra la moelle hématopoïétique
Donc, 2 ossifications en parallèle qui vont s'étendre en direction des épiphyses (évolution de proches en proches)
Jusqu'en fin de 3eme mois les transformations de l'ébauche s'effectue plus vite que la croissance.
Fin de 3eme mois (schéma page102), ces transformations atteignent les régions métaphysaires.
Si ces modifications se poursuivaient plus loin que la métaphyses il n'y aurait PAS de croissance de l'os.
Au niveau des régions métaphysaires on trouve du cartilage d'accroissement
Bilan : os périostique = os compact primaire en périphérie de la diaphyse, os enchondral = spongieux primaire au centre de la diaphyse
Au niveau de cartilage d'accroissement métaphysaire : du haut vers le bas :
– cartilage hyalin de réserve
– cartilage sérié = empilement de chondrocytes (présence de groupes isogéniques axiaux) va permettre la croissance : alimente l'ossification enchondrale
– cartilage hypertrophique = chondrocytes hypertrophiques
– cartilage hypertrophique calcifié = la matrice cartilagineuse est calcifiée / minéralisée : plus de chondrocytes
– Ligne d'érosion = limite d'érosion par les ostéoclastes / chondroclastes (issus de cellules mésenchymateuses)
– Zone ostéoïde – Zone ossiforme
= cavité médullaire primitive ( travée de tissu osseux enchondrale = spongieux)
Rq : la première travée directrice qui a servi de support persiste sous forme de cartilage calcifié
(Trichrome de Masson, fibre en bleu et affinité différente suivant si c'est osseux(rouge) , cartilage (matrice en bleu).... )
Ces cartilages de croissance, dynamiques, assurent la croissance osseuse. La cavité médullaire s'allonge vers les épiphyses en direction des épiphyses, quelques semaines plus tard , la ligne d'érosion est repoussé.
cartilage hyalin → C sérié C sérié → C hypertrophique
cartilage hypertrophique → ligne érosion ligne érosion → Zone ostéoïde
Zone ostéoïde → Zone ossiforme
Ces cartilages de croissance vont persister le long de la croissance de l'os environ jusqu'à la puberté, fin de la croissance.
Dans un deuxième temps, destruction par les ostéoclastes de l'os spongieux du centre de la diaphyse pour dessiner la cavité médullaire, l'os spongieux persiste au niveau de la périphérie de la diaphyse et ce sont la travées périphériques de l'os enchondral spongieux qui persistent au contant de l'os périostique avec en haut, inclusion de cartilage.
B – Épiphyses : naissance →
Débute plus tard : au moment de la naissance ou dans les années qui suit, plus on est proche du corps plus c'est précoce, plus on est vers les extrémités plus c'est tardif : variable selon les épiphyses Essentiellement :
• ossification enchondrale, diffère un peu de celle de la diaphyse
- précédée pdt la vie intra-utérine par la pénétration de bourgeons conjonctivo vasculaire au centre de l'épiphyse ( il ne se passe plus rien jusqu'à la naissance ou après)
- point d'ossification principal apparaît : va s'étendre de façon centrifuge, autour duquel on va observer les mêmes modifications qu'au niveau de la diaphyse
- mise en place d'un cartilage d'accroissement épiphysaire disposé en couronne autour du point d'ossification principal, qui va être remplacé rapidement par une lame osseuse en regard de la métaphyse
- permet l'élaboration et persistance de l'os spongieux épiphysaire Secondairement :
• on peut voir apparaître des points d'ossification accessoires
schéma page 106
(datation os radio poignet gauche)
2) Période des remaniements ou ossification secondaire A – Haversification
L'ossification est un phénomène progressif, haversification = remplacement du tissu osseux primaire non lamellaire par du tissu osseux secondaire.
Débute pendant la vie intra-utérine, mais jusqu'à la fin de la croissance osseuse il y a une coexistante de tissu osseux primaire et secondaire.
Le remplacement progressif se fait de la vie IU jusqu'à la fin de la période de croissance.
Lacune d'Howship = futur système de Havers : de la périphérie vers le centre plusieurs lamelles osseuses concentriques sont créées, laisse un canal au centre = élaboration de système d'Havers complet
Ligne cémentant = limite d'érosion par les ostéoclastes = « contour du tunnel »
Il faut remplacer tout le tissu primaire, les ostéoclastes creusent un nouveau tunnel qui va déborder sur les systèmes de Havers (donc les complets dont plus récents que les incomplets) VOIR
SCHEMA FORMATION SYSTEME HAVERS PAGE107
Fin de la croissance : tout le tissu primaire a été remplacé par des système de Havers complets et
→ Au niveau de la diaphyse : pour que se réalise l'haversification il faut que le primaire soit
remplacé par le secondaire : destruction
progressive de l'os primaire grâce aux ostéoclastes qui arrivent soit du périoste soit de la cavité médullaire. Ils creusent des tunnels = futur canaux de Volkman et des tunnels parallèles par rapport à l'axe de la diaphyse = futur système de Havers.
incomplets et se met en place les systèmes circonférentiel externes et internes B – Croissance en épaisseur
La croissance en épaisseur est réalisé grâce à l'ossification périostique + ostéoclasie pour augmentation du diamètre de la cavité médullaire.
Exemple d'expérience : fil métallique déposé sous le périoste, attendre quelques mois / années, observation d'un fil métalliques englobé dans la corticale diaphysaire
Expérience de résection périostée : observation d'une lacune osseuse en regard de la résection périostique → prouve l'activité
Résecction sous périostée : quelques moi après, lacune osseuse rapidement comblée par activité ostéogène du périoste
schéma page 108
C – Croissance en longueur
• lié à l'activité des cartilages de conjugaison
• activité caractérisé par :
- phénomène de croissance du cartilage
- phénomène de maturation = phénomène d'ossification enchondrale
Différentes phases : phase de croissance qui alterne avec phase de maturation tout le long de la croissance (schéma page 109)
• deux phénomènes en équilibre
• arguments :
- destruction → arrêt définitif de la croissance - pose d'agrafes → arrêt temporaire et réversible
- achondroplasie = pathologie d'anomalie de structure des cartilages d'accroissement métaphysaire → nanisme inharmonieux
• activité soumise à l'influence de plusieurs facteurs
Fin de la croissance : phénomène de maturation (prépondérant) qui amène a remplacé la totalité du cartilage d'accroissement
– plus de cartilage d'accroissement = plus de croissance de tissu osseux = fin de croissance
D – Modelage schéma p110
Les pièces osseuses sont modelés en fonction des contraintes qu'elles subissent.
Si on veut une face convexe : ostéogenèse périostique et ostéoclasie médullaire Si on veut une face concave : ostéogenèse médullaire et ostéoclasie périostique
III) Formation et croissance des os courts
schéma page 111
Phénomène semblable à celui des os longs : – précédé par un cartilage
– point d'ossification au centre de l'os court qui s'étend de façon centrifuge
– mise en place d'un cartilage d'accroissement qui se dispose en couronne → permet la croissance de l'os court
– os enchondral spongieux au centre de l'os court qui sera remplacé par de l'os spongieux secondaire
– tjrs de l'os spongieux au centre et en périphérie périchondre → périoste (qui sera remplacé en os compact secondaire)
– ce périoste, ostéogène, va synthétisé une corticale osseuse périostique
IV) Formation et croissance des os plats
schéma page 112
Ossification en milieu conjonctif :
– Membrane conjonctive ( donc TC vascularisé avec fibre de collagène) – Cellules mésenchymateuse indifférenciées → ostéoblastes
– Ostéoblastes choisissent comme travée directrice les fibres de collagène du TC – première travée d'os synthétisé : constitué par TC
– haversification
Au centre de l'ébauche tissu osseux spongieux
En périphérie : ossification qui va aboutir à 2 tables osseuse d'os compact
Au niveau des os du crâne : territoire encore souple à la naissance → ossification non terminée, encore présence de la membrane conjonctive
