Remaniement du tissu osseux<o:p></o:p>

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I) Structure macroscopique du tissu osseux<o:p></o:p>

                  <o:p></o:p>

            A) La diaphyse<o:p></o:p>

- Coque rigide composée d’os cortical.<o:p></o:p>

- Centre constitué d’os trabéculaire sur les côtés du canal médullaire.<o:p></o:p>

- Les CSM qui forment cet os sont sur la face interne des chondroplastes.<o:p></o:p>

- Métaplasie au niveau du canal médullaire.<o:p></o:p>

 

B) L’épiphyse<o:p></o:p>

- Possède une structure alvéolaire (taille entre 40 et 80 microns) dont les cellules proviennent des CSM apportées par les vaisseaux sanguins.<o:p></o:p>

- Si la taille des alvéoles est supérieure à 80 microns ou inférieure à 40 microns → pas de développement des îlots hématopoïétiques.<o:p></o:p>

 

C) Description des différents types d’os <o:p></o:p>

- Os plat : deux tables d’os compact séparées par une couche d’os spongieux. <o:p></o:p>

- Os court : masse de tissu spongieux entourée d’une fine gaine d’os compact (toutes dimensions équivalentes).<o:p></o:p>

- Os long : épiphyses (os spongieux entouré d’os compact) + diaphyse (cylindre d’os compact creusé d’une cavité centrale) + métaphyses.<o:p></o:p>

- Toute pièce osseuse est recouverte de périoste.<o:p></o:p>

- Les os trabéculaire et alvéolaire sont des produits de l’ossification endochondrale // la corticale est un produit de l’ossification endoconjonctive.<o:p></o:p>

II) Description de la MEC et des cellules de l’os<o:p></o:p>

L’os représente plus de 98% des réserves calciques de l’organisme.<o:p></o:p>

 

A) La MEC osseuse (2 phases)<o:p></o:p>

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1/ Phase Organique (35% de la MEC) :<o:p></o:p>

- Constituée par les éléments protéiques, produite par les ostéoblastes. <o:p></o:p>

- 90% de fibres de collagène de type I et V.<o:p></o:p>

- 10% de substance fondamentale, composée des glycosaminoglycanes et d’acide hyaluronique.<o:p></o:p>

- La teneur en eau est très faible : environ 25%.<o:p></o:p>

- On trouve aussi des protéines de liaisons :<o:p></o:p>

                  → Ostéopondine : liaison hydroxyapatite/Cellules osseuse<o:p></o:p>

                  → Ostéonectine : affinité avec le collagène I et le Ca²⁺ + rôle dans la minéralisation. <o:p></o:p>

                  → Ostéocalcine : rôle dans la minéralisation.<o:p></o:p>

                  → Thrombospondine : au niveau des intégrines et de la liaison MEC/Ostéoclaste.<o:p></o:p>

 

2/ Phase minérale (65% de la MEC) :<o:p></o:p>

- Constituée par tous les minéraux (calcium ++), avec une fraction amorphe et cristalline.<o:p></o:p>

- Fraction amorphe : phosphates calciques (= Calcium non assemblé de manière cristalline).<o:p></o:p>

- Fraction cristalline : cristaux d’hydroxyapatite.<o:p></o:p>

 

Ø  Formation de la fraction amorphe :<o:p></o:p>

1)     Calcium brut présent dans la MEC.<o:p></o:p>

2)     Le calcium est associé à une protéine, complexe protéine-Calcium exocyté.<o:p></o:p>

3)     Le calcium se lie au phosphate → complexe Calcium-phosphate.<o:p></o:p>

4)     Le calcium diffuse et précipite sous forme de sels insolubles.<o:p></o:p>

 

Ø  Formation de la fraction cristalline : La fraction amorphe est très instable → nucléation : dépôt des premières mailles, puis l’accrétion : dépôt d’autres mailles par-dessus les premières qui les ont induites.<o:p></o:p>

B) Les cellules constitutives (entre les 2 phases)<o:p></o:p>

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1/ Les Cellules bordantes<o:p></o:p>

- Cellules en attente de se diviser, soit en cellules osseuses, soit en cellules hématopoïétiques.<o:p></o:p>

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2/ Les Ostéoblastes (jeune cellule, de l’os en formation)<o:p></o:p>

- REG ++, noyau rond et volumineux.<o:p></o:p>

- 1ère fonction : fabriquer à partir du calcium la phase organique de la lamelle osseuse = substance ostéoïde.<o:p></o:p>

- 2ème fonction : production de toutes les protéines de liaison (ostéopondine...) pour donner sa bonne conformation à la MEC et permettre aux cellules de s’y accrocher.<o:p></o:p>

- Plus l’ostéoblaste avance dans la différenciation, plus il va produire de protéines.<o:p></o:p>

- Une de ces cellules est la phosphatase alcaline, qui permet d’inhiber la calcification des fibres de collagène, laissant seulement les cristaux d’hydroxyapatites se fixer autour.<o:p></o:p>

- L’ostéoblaste peut stimuler ou inhiber l’activité des ostéoclastes.<o:p></o:p>

- Lorsque l’ostéoclaste détruit l’os, des FC vont être libérés, ce qui va stimuler l’ostéoblaste qui va reconstruire l’os en piégeant des FC → Cycle de destruction / reconstruction.<o:p></o:p>

- La différenciation d’un ostéoblaste est conditionnée par la synthèse des fibres de collagène et des récepteurs nécessaires à l’accrochage des cellules à ces fibres.<o:p></o:p>

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3/ L’ostéocyte (cellule différenciée, de l’os formé)<o:p></o:p>

- Cellule ovalaire, possédant de multiples expansions cytoplasmiques qui s’associent aux expansions des autres ostéocytes par des gaps jonctions → réseau de communication entre les ostéocytes.<o:p></o:p>

- Chaque ostéocyte est enfermé dans un ostéoplaste.<o:p></o:p>

- De l’eau circule entre l’ostéoplaste et l’ostéocyte, s’il y a une contrainte sur la matrice, l’eau va se déplacer et va appuyer sur la membrane de la cellule → phénomène de mécanotransduction.<o:p></o:p>

- C’est un capteur de tension et de contraintes.<o:p></o:p>

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4/ Les ostéoclastes<o:p></o:p>

- Permettent la résorption osseuse et l’ostéolyse.<o:p></o:p>

- Grandes cellules multinucléées (50 à 100 microns).<o:p></o:p>

- 2 parties : une externe (lisse) et une au contact de la MEC (présente des villosités).<o:p></o:p>

- L’ostéoclaste doit s’accrocher de manière solide → uniquement sur de la matrice osseuse.<o:p></o:p>

- Après l’accrochage, l’ostéoclaste détruit les cristaux (sécrétion de H⁺) puis les fibres de collagène (sécrétion d’enzymes) → endocytose des produits de dégradation pour les recycler.<o:p></o:p>

- Certains de ces produits recyclés, une fois libérés, activeront de nouveaux ostéoblastes → reconstruction.<o:p></o:p>

- Activé par : Vit D et parathormone // Inhibé par : calcitonine et prostaglandines.<o:p></o:p>

- L’ostéoclaste dérive de la CFU-GM.<o:p></o:p>

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5/ Structure des cristaux d’hydroxyapatite<o:p></o:p>

- Nucléation : construction des unités de base (petits hexagones, unité de base du cristal) que l’on assemble ensuite.<o:p></o:p>

- Au final, le cristal va faire 40 à 50nm de long, 2 à 3nm d’épaisseur, 10 à 200nm² de surface par gramme de cristaux, et présenter 3 zones :<o:p></o:p>

                  → Coque d’hydratation (à l’extérieur) : échanges de Ca²⁺ très rapides avec le milieu extérieur.<o:p></o:p>

                  → Zone superficielle : échanges de Ca²⁺ plus lents, zone où se fait le décrochage du calcium.<o:p></o:p>

                  → Zone profonde : échanges de Ca²⁺ très lents.<o:p></o:p>

- Le grand axe des cristaux est parallèle à celui des fibres de collagène. <o:p></o:p>

- Plus la surface d’échange est grande, plus les échanges pourront être rapides et plus l’adaptation se fera vite.<o:p></o:p>

III) Remaniements de l’os<o:p></o:p>

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            A) Introduction<o:p></o:p>

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- L’os est une structure poreuse (plus il est poreux, mieux la substance fondamentale va circuler → décrochage/raccrochage du Ca²⁺).<o:p></o:p>

- Si on se casse un os, il y aura modification des volumes liquidiens → modification de l’activité des cellules.<o:p></o:p>

- Toutes les cellules de l’os sont capables de communiquer, et donc de réguler leur activité/différenciation.<o:p></o:p>

- Phénomène de mécanotransduction : cellule accrochée à la MEC par des liaisons et des intégrines, qui sont rattachées au cytosquelette de la cellule, lui-même rattaché au noyau → MEC directement reliée aux K et aux gènes du noyau → si la MEC bouge, la transcription de certains gènes va être modifiée → augmentation ou diminution de la production de certaines protéines.<o:p></o:p>

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            B) Remaniement de l’os primaire (= fabrication de l’os secondaire/Haversien)<o:p></o:p>

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- On a, à la base, d’énormes lamelles osseuses déposées de manière centrifuge par les progéniteurs osseux présents dans le périoste du canal médullaire.<o:p></o:p>

- Puis, l’ostéoclaste va attaquer la paroi perpendiculairement, suivi par un vaisseau sanguin qui va apporter des CSM qui vont se déposer sur la face interne du canal de Havers et des progéniteurs osseux qui vont se différencier et déposer lamelles osseuses de manière centripète → formation d’un ostéon (sur 300 microns).<o:p></o:p>

- La structure Haversienne est la structure définitive de l’os et lui donne de la souplesse.<o:p></o:p>

- Tous les ostéons sont parallèles entre eux.<o:p></o:p>

- Un canal de havers pour un ostéon.<o:p></o:p>

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            C) Remaniement de l’os secondaire (= renouvellement constant de l’os)<o:p></o:p>

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- Canaux de Wolkmann : canaux qui permettent la communication des vaisseaux entre eux.<o:p></o:p>

- L’ostéoclaste creuse son tunnel à travers l’os Haversien où il va être suivi par des vaisseaux → des précurseurs vont sortir pour se poser à l’intérieur du canal de Havers et y déposer des lamelles osseuses de manière centripète.<o:p></o:p>

- Ce renouvellement a lieu en permanence, il peut donc y avoir de légères modifications de la morphologie.<o:p></o:p>

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            D) Remaniement de l’os trabéculaire et alvéolaire<o:p></o:p>

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- Il n’existe pas de structure équivalente à l’ostéon dans l’os trabéculaire et alvéolaire.<o:p></o:p>

- Cycle de remodelage de l’os trabéculaire et alvéolaire :<o:p></o:p>

1)     Phase de résorption → destruction par l’ostéoclaste.<o:p></o:p>

2)     Phase d’inversion → nettoyage des débris par les monocytes et macrophages.<o:p></o:p>

3)     Phase de formation → reconstruction par les cellules bordantes qui se transforment en progéniteur osseux.<o:p></o:p>

4)     Phase de quiescence → couche de cellules bordantes qui se mettent en repos en attendant le cycle suivant.<o:p></o:p>

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IV) RANK Ligand (= Médiateur essentiel de la formation, fonction et survie des ostéoclastes)<o:p></o:p>

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- L’ostéoblaste, après stimulation, va produire :<o:p></o:p>

ü  Des facteurs stimulant les progéniteurs monocytaires → activation de la prolifération des progéniteurs ostéoclasiques.<o:p></o:p>

ü  Un activateur appelé Rank Ligand (= NFKB), qui se fixe sur les ostéoclastes pour les activer.<o:p></o:p>

ü  Un facteur appelé ODF qui se fixe sur les récepteurs au Rank Ligand → différenciation du progéniteur ostéoblastique en ostéoclaste.<o:p></o:p>

→ On a d’abord une activation de la différenciation, puis une activation des fonctions de l’ostéoclaste.<o:p></o:p>

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V) Ostéoprotégérine OPG (= récepteur leurre qui inhibe différenciation, fonction et survie des ostéoclastes)<o:p></o:p>

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- Plus on a d’OPG → moins on a d’activité ostéoclasique → plus on peut fabriquer d’os.<o:p></o:p>

- ODF + OPG = inhibition de la différenciation → on favorise l’ostéogénèse en bloquant l’ostéorésorption.<o:p></o:p>

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VI) Conclusion<o:p></o:p>

- L’os est la mémoire de forme et des contraintes de forme de l’espèce.<o:p></o:p>

- L’os est la mémoire génétique de l’espèce.<o:p></o:p>

- L’os est la mémoire de vie de l’espèce.<o:p></o:p>

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- Il y a 3 composantes dans l’os :<o:p></o:p>

                  → Biomécanique : élasticité due aux ostéons / contraintes perçues par les ostéocytes.<o:p></o:p>

                  → Biophysique : signaux électriques dus aux mouvements d’ions (Ca²⁺).<o:p></o:p>

                  → Biochimique : régulations dues aux hormones.<o:p></o:p>

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