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TISSUS CARTILAGINEUX
I. Généralités.
Cartilage en grec se dit « chondro ».
Le cartilage est :
- Un tissu conjonctif spécialisé - Rigide
- Flexible
- Surface lisse, surface douce, nacrée
- PAS DE VAISSEAUX, PAS DE NERFS ! (Il insiste énormément dessus)
Sa rigidité et sa flexibilité (exemple : oreille) permettent un renforcement des téguments (exemple : nez, arbre respiratoire) et maintien de la forme.
Comme il est lisse, il permet le jeu articulaire : articulations mobiles Ces fonctions sont liées aux propriétés physiques du cartilage.
Aspect blanchâtre à bleu pâle que l’on peut voir aux extrémités des os de poulet.
II. Constitution.
A. RAPPELS : Tissu conjonctif.
Le tissu conjonctif a toujours la même constitution. On l’appelle aussi tissu de soutien, tissu mésenchymateux. (C’est la même chose).
Il est constitué de cellules et d’une matrice extracellulaire (MEC). Cette MEC est constituée, en proportions variables, d’eau (généralement très abondante), les protéoglycanes qui permettent à ce que l’eau reste dans la MEC et des fibres.
L’eau et les protéoglycanes (ensemble) forment ce que l’on appelle la substance fondamentale.
B. CONSTITUTION cartilage.
Le tissu cartilagineux est composé d’un seul type cellulaire : les chondrocytes. La matrice extracellulaire est appelée matrice cartilagineuse (MC). Elle est particulière en fonction de ses différents constituants. C’est pour cela que le cartilage est un tissu conjonctif spécialisé.
Le chondrocyte est la cellule qui va élaborer la MC. C’est lui qui va synthétiser TOUS les constituants de la MC. C’est aussi lui qui va dégrader les constituants (les protéoglycanes et les fibres notamment) de la MC. Il y a donc un équilibre.
La composition spécifique en eau, en protéoglycanes et en fibres va définir la MC C’est cette matrice qui engendre les propriétés physico-chimique du cartilage.
La MC n’est pas minéralisée. C’est ce qui la différencie de la matrice osseuse.
C. PROPORTIONS des constituants.
Cellules : 5 %
MC : 95 % : - Eau Extra-Cellulaire 70 %, constituant le plus abondant du cartilage.
- Protéoglycanes 10 % (permet de retenir l’eau dans la MC) - Fibre 15 %
Attention ces données sont une moyenne pour les cartilages mais ces proportions varient aussi entre les différents types de cartilages.
2 Le cartilage est un tissu conjonctif spécialisé très hydratés à cause de sa MC qui est constituée principalement d’eau.
D. CHONDROCYTE.
Le chondrocyte et le chondroblaste, c’est le même type cellulaire, on considère que cela correspond à UNE SEULE ET MÊME CELLULE. C’est juste deux états d’activations différents.
Le chondrocyte est l’unique cellule du cartilage. Il n’a pas d’autres types de cellule dans le cartilage.
Fonctions : synthétise et dégrade tous les constituants de MC (fibres et protéoglycannes).
C’est un équilibre permanent entre la synthèse et la dégradation.
D’où vient le chondrocyte ?
Il provient d’un autre tissu que l’on appelle le périchondre. C’est un tissu qui va entourer les cartilages. C’est un tissu conjonctif fibreux proche du futur cartilage qui est constitué de collagène et de cellule plus aplaties : les fibrocytes, qui sont des cellules quiescentes.
Sous l’effet de certains facteurs de croissance, les fibrocytes vont s’activer et devenir des fibroblastes. En s’activant, leur taille va augmenter, leurs noyaux vont commencer à transcrire différents éléments et le fibroblaste va se transformer sous l’effet de facteurs de croissance et de différenciation en une autre cellule : le chondroblaste. C’est un chondrocyte en devenir, une sorte d’état intermédiaire entre un fibroblaste et un chondrocyte.
Dès lors que la cellule sécrète de la matrice cartilagineuse, on parle de chondroblaste.
Périchondre → Fibrocyte → Fibroblaste → chondroblaste (chondrocyte en devenir)
Le chondroblaste est une cellule très active. C’est lui qui va élaborer la grande majorité de la MC. Il possède d’énormément d’organites de synthèse pour synthétiser les fibres et les protéoglycannes.
MO : noyau avec une chromatine décondensée, vésiculeuse. Souvent, il y a un nucléole qui montre qu’il y a une élaboration protéique importante. On voit aussi un RE et un Golgi très développés.
Le chondroblaste va se diviser en faisant des mitoses.
Il est très actif pour deux raisons : - la synthèse
- et la capacité de se diviser et d’augmenter le nombre de chondrocytes.
Quand le fibroblaste devient chondroblaste, la première chose qu’il fait, est de synthétiser de la matrice autour de lui. Cette matrice va petit à petit l’éloigner du périchonde et va finir entièrement entouré par de la MC.
Au bout d’un moment, il va vouloir se diviser. Il initie une mitose. Il se scinde en deux. Le problème c’est qu’il est entièrement entouré de matrice. Donc, les cellules ne peuvent pas vraiment s’écarter car il est piégé par la propre matrice qu’il a synthétisé. On se retrouve avec deux chondroblastes piégés dans une même cavité (logette), entourés de MC (rigide donc ne peut pas se déplacer librement).
Une fois la mitose terminée, ils vont tous les deux synthétiser de la matrice et vont s’éloigner petit à petit à force de former de la matrice entre eux.
Cela peut se produire plusieurs fois.
A terme, les chondroblastes vont devenir plus quiescent (diminution de la prolifération) : le chondrocyte.
Le chondrocyte n’est pas totalement endormi. Il a juste une diminution de son activité par rapport au
3 chondroblaste, donc une diminution (et non par un arrêt !) de la synthèse de la matrice. On observe tout de même une maintenance permanente des constituants de la matrice (équilibre entre les activités de synthèse et de dégradation).
→ Le chondrocyte n’est pas inerte. Il va continuer à synthétiser et à dégrader les composants de la matrice. Mais cette activité de synthèse est beaucoup moins importante que le chondroblaste.
L’essentiel de la MC est synthétisé par les chondroblastes. Les chondrocytes servent à la maintenance.
Les chondrocytes ne se divisent plus. Ils sont bloqués dans une sorte de lacune, une chambre dans la matrice qui est rigide donc ils ne peuvent pas en sortir.
La logette cellulaire où se trouvent les chondroblastes s’appelle : le chondroplaste.
Les chondroblastes et les chondrocytes occupent tout l’espace du chondroplaste. Après une mitose, il est possible de voir deux chondroblastes dans une chondroplaste.
➢ CHONDROCYTES : cellule quiescente, activité peu importante, maintenance
➢ CHONDROBLASTES : cellule très active, divisions mitotiques, proches du périchondre, synthèse de la matrice
➢ CHONDROPLASTES : logette dans laquelle on retrouve l’unique cellule du cartilage
E. MATRICE CARTILAGINEUSE.
Elle est composée : - Eau
- Réseau complexe qui associe des protéoglycanes (AGGRECAN) qui est lui-même composé de GlycosAminoGlycanes (GAG) : Chondroïtines-sulfates et Kératanes-sulfates. Il y aussi des fibres : collagène de type II et élastiques.
- Protéines : enzymes (ou molécules de signalisation) pour dégrader la MEC sécrété par des chondrocytes, des facteurs de croissance et de cytokines qui permettent aux chondrocytes de communiquer entre eux.
EAU : Principal constituant quantitatif de la MC en quantité 70%
Cette eau est piégée dans le cartilage grâce à un réseau complexe.
Elle apporte les propriétés de rigidité et de dureté au cartilage puisqu’elle n’est pas compressible/comprimable.
RESEAU COMPLEXE : Le chondrocytes synthétise des protéoglycanes qui vont s’attacher entre eux dans une structure beaucoup plus grande que l’on appelle : les aggrecans.
Les GAG du cartilage, les chondroïtines-sulfates et kératanes-sulfates, sont attachés à un axe protéique, qui est attachés à un axe d’acide hyaluronique. Les GAG attachés à une protéine deviennent un protéoglycane qui est rattaché à un axe d’acide hyaluronique. L’ensemble forme les aggrecans.
Le rôle des aggrecans est de retenir l’eau dans la MC.
Ce réseau n’est pas constitué que de protéoglycanes. Il y a aussi des fibres de collagène de type II et des fibres élastiques.
Selon les fibres présentes dans le cartilage, ce-dernier va avoir différentes propriétés physico- chimiques. Elles déterminent ainsi le type de cartilage.
Les fibres de collagène de type II sont les plus majoritaires ; elles sont spécifiques au cartilage. Il y a aussi le collagène de type IX, XI, III, VI, XII, XIV (minoritaire). Le tissu osseux et les autres tissus
4 conjonctifs ne comporte pas de collagène de type II.
Cela dépend des cartilages mais ça peut aller jusqu’à 90 % de collagène de type II.
Les fibres élastiques ne sont pas forcément présentes dans tous les cartilages.
Les propriétés physiques du cartilage dépendent de la composition chimique de la matrice. Selon les constituants, les cartilages peuvent être plus au moins dur, plus au moins souple, résistent plus ou moins. Cela va dépendre de la proportion des différents constituants.
Différents types de résistances :
- Le cartilage résiste à la pression parce qu’il est plein d’eau.
- Le collagène permet une résistance aux forces de tractions.
- Certains types de cartilage présentent des caractéristiques déformables. C’est lié aux fibres élastiques.
F. PERICHONDRE.
Ce n’est pas du tissu cartilagineux mais de par sa localisation il est intimement lié avec le cartilage. Le périchondre n’est pas seulement à l’origine des chondrocytes. Le périchondre est un tissu conjonctif fibreux qui entoure ou qui est proche du cartilage. A la différence du cartilage, il est vascularisé.
Il est constitué de collagène, de cellules (fibroblaste ou fibrocyte. Cela dépend de l’état d’activation de la cellule et des vaisseaux sanguins)
Le périchondre entoure PRESQUE tous les cartilages. Il y a deux exceptions : le cartilage articulaire et le cartilage fibreux
Le périchondre est divisé en deux parties :
- Une partie externe, fibreuse, appelée la « couche externe fibreuse » : elle a un rôle nourricier car elle est riche en vaisseaux et en nerfs. Elle est située à l’opposé du cartilage puisqu’elle est externe
- Une partie interne, chondrogène. Elle est plus cellulaire, c’est elle qui comporte les fibroblastes qui vont se différencier plus tard en chondroblastes donc elle est à l’origine des cellules du cartilage.
On observe ainsi une spécialisation, selon si on se trouve sur le versant externe (rôle surtout de nutrition) ou sur le versant interne (rôle surtout de croissance) du périchondre.
Il a deux rôles principaux : la croissance du cartilage et la nutrition du cartilage.
➢ La CROISSANCE : Périchondre → Fibrocyte → Fibroblaste → chondroblaste (chondrocyte en devenir)
A partir de la périphérie, mais du versant interne du périchondre, les cellules se différencient, sécrètent de la matrice et se divisent. Il y a beaucoup de matrice cartilagineuse qui est élaborée par les groupes de chondroblastes qui sont très actifs. Ensuite, après avoir bien fait de la matrice, ils se retrouvent au centre, s’éloignent du périchondre et cela devient des chondrocytes. L’essentiel de l’élaboration matricielle se fait sous le périchondre par les chondroblastes et au centre du cartilage, on a des chondrocytes qui s’occupent du renouvellement.
On parle ici de croissance appositionnelle
On a au total deux types de croissances dans le cartilage :
- Ce type de croissance, quand la périphérie est par apposition successive de matrice : on parle de CROISSANCE PERICHONDRALE, ou appositionnelle. (cela ne provient pas vraiment du périchondre mais plutôt des chondroblastes qui sont issus du périchondre). Cette croissance est très importante quantitativement.
5 - Un autre type de croissance, quantitativement limitée : la CROISSANCE INTERSTITIELLE. Les chondrocytes élaborent un peu de matrice et s’écartent un tout petit peu des uns des autres formant un espacement progressif. Cet écart est beaucoup moins important que la croissance périchondrale. C’est une croissance centrale, entre les chondocytes. Elle est moins importante car les chondrocytes secrètent moins de matrice.
➢ La NUTRITION :
C’est par diffusion à partir des vaisseaux du périchondre au travers de la MC que les chondroblastes et les chondrocytes sont nourris, dans le cas des cartilages non-articulaires.
Toutefois, le périchondre n’entoure pas tous les cartilages. La nutrition du cartilage articulaire se fait par diffusion, soit à partir du liquide synovial dans lequel il baigne, soit via le tissu osseux mais de manière moins importante (car il possède des vaisseaux). C’est donc à partir de ce liquide que la nutrition se fait (par diffusion toujours, à partir des structures adjacentes).
On observe donc une double nutrition pour les cartilages articulaires.
La nutrition du cartilage fibreux (absence de périchondre) se fait par diffusion à partir des vaisseaux du tissu conjonctif le plus proche, généralement c’est un tissu conjonctif dense.
De par son absence d’innervation et de vascularisation (il dépend donc des structures voisines), la capacité de réparation et de régénération du cartilage est très réduite (arthrose (altération du cartilage articulaire), vieillissement, traumatismes, fractures).
III. Types de cartilages.
La composition de la matrice définit 3 TYPES de cartilages différents chez l’adulte.
Leurs noms ont été donnés par l’aspect de leur matrice lorsque l’on les voit au MO.
A. HYALIN (=vitreux)
Au MO, on a vu un aspect vitreux, un peu translucide. On voit les chondrocytes mais la matrice a l’air amorphe et homogène. On ne voit pas de fibres. Ce n’est pas parce que l’on ne les voit pas qu’ils ne sont pas là. Il existe un réseau fibrillaire, on ne peut juste pas le voir au MO.
Le cartilage hyalin est le plus abondant de l’organisme. Sa principale caractéristique est qu’il est rigide. Il résiste aux pressions.
Toutes les surfaces articulaires mobiles (sans périchondre) sont recouvertes de cartilage hyalin. Cela permet donc le jeu articulaire.
Il est également présent dans les articulations non articulaires, qui eux, sont entourés de périchondre :
- le nez (fosses nasales),
- le larynx (cartilages thyroïdes, cricoïdes, arythénoïdes),
- au niveau des anneaux trachéaux et bronchiques de l’arbre respiratoire
6 - et les insertions costales des côtes sur le sternum (partie antérieur).
Il sert au maintien des formes. Il a un rôle au niveau des voies respiratoires en les maintenant ouvertes tout en permettant le passage de l’air. Son aspect lisse et nacré permet un glissement des articulations.
Le cartilage hyalin est également présent chez les enfants au niveau des extrémités des os longs (cartilage de conjugaison). Il permet la croissance en longueur des os chez l’enfant : l’ossification endochondrale (ou enchondral, c’est pareil).
B. FIBREUX (fibrocartilage)
Au MO, on voit les fibres. Elles sont donc présentes et cette fois-ci visibles. Ces fibres sont principalement du collagène de type II en très grand nombre, mais il y a également des épaisses fibres de collagène de type I qui forment de gros faisceaux (il a beaucoup insisté dessus). On remarque un aspect tissé. Le cartilage fibreux est éosinophile.
C’est un tissu qui a des caractéristiques de tissu cartilagineux mais un peu également des caractéristiques de tissu fibreux. C’est donc un état intermédiaire entre un état conjonctif fibreux et du tissu cartilagineux (pas de vaisseaux, présence de chondrocytes mais beaucoup de grosses fibres de collagène de type I). La limite entre les deux n’est pas complètement nette.
Les fibres épaisses de collagène permettent la transmission de forces mécaniques.
On les retrouve dans 4 zones de contrainte mécaniques importantes : - les disques intervertébraux (externes),
- la symphyse pubienne,
- les ménisques (zone d’appui privilégiée qui se régénère très mal) - et l’insertion osseuse du tendon d’Achille.
Ce sont des zones qui supportent le poids du corps.
Les chondrocytes et les fibres collagène de type II vont s’aligner selon les lignes de force pour donner à ce cartilage une meilleure transmission des forces : ils ont un alignement préférentiel.
Il n’y a pas de périchondre dans le cartilage fibreux.
La nutrition du cartilage fibreux vient des vaisseaux du tissu conjonctif dense le plus proche, par diffusion.
C. ELASTIQUES.
Au MO, on peut observer les fibres. Les fibres spécifiques à ce cartilage sont les petites fibres élastiques. Elles permettent une certaine déformabilité du cartilage et un maintien de la forme. Si on le déforme, il revient à sa position d’origine.
Les 5 localisations préférentielles sont : - le pavillon de l’oreille,
- le conduit auditif externe, - la trompe d’eustache,
- le cartilage cunéiforme du larynx - et l’épiglotte.
Le cartilage élastique se trouve dans l’oreille (captation et concentration des ondes sonores), le larynx (phonation) et l’épiglotte (déformation entre cycle déglutition/respiration).
7 Les fibres élastiques sont dans toutes les directions (de façon anarchique). Elles ne suivent pas les lignes de force car leur but est de revenir à leur équilibre (pas d’orientation préférentielle).
C’est le cartilage qui est le plus cellulaire, il y a plus de chondrocytes que dans les autres types de cartilages.
