Cartilage articulaire Flashcards
Synonyme de cartilage articulaire
cartilage hyalin
Dans quels types d’articulations retrouve-ton le cartilage articulaire?
• Recouvre la surface de l’os aux surfaces articulaires des articulation diarthrodiales
– articulations mobiles, synoviales
• Aussi présent dans certaines synchondroses
– ex. cartilage costal des articulations sternocostales
Vrai ou faux.
Le cartilage hyalin est vascularisé
Faux
• Absence de nerf et de réseau sanguin – cartilage sain dans les animaux matures
Quelles sont les trois composantes du cartilage articulaire?
- Cellules
- Matriceextracellulaire
- Eau
Qu’est-ce qu’un chondrocyte?
– Cellule de formation et de maintenance du cartilage articulaire – Répond aux stimuli environnementaux • Physiologique • Mécanique – Pression de chargement & hydrostatique
Comment pourrait-on décrire l’état (solide, liquide, gazeux) du cartilage articulaire en fonction des ses composantes extra-cellulaires?
Matériau composite bi-phasique
– Phase liquide: Eau
– Phase solide: Matrice extra-cellulaire
Qui suis-je?
Je fais partie de la matrice extra-cellulaire du cartilage articulaire. Je représente 60-70% du poids sec de celle-ci.
Protéines, glycoprotéines et lipides
Décris le collagène de la matrice extra-cellulaire du cartilage articulaire
– Composante numéro 1 de la MEC
– Principalement type II, au moins 15 types
– Réseau réticulé (filet)
• Ajoute de la stabilité 3D
Qui suis-je?
Je fais partie de la matrice extra-cellulaire du cartilage articulaire. Je représente 30% du poids sec de celle-ci.
• Protéoglycanes
– 30% du poids sec
– Configuration en “brosse de bouteille ”
• Cœur de protéines (protéine centrale)
• Appendices de glycosaminoglycanes (GAG): Sulfate de chondroïtine, Sulfate de kératane
– Hydrophile
Décrit l’organisation moléculaire de la matrice solide du cartilage articulaire.
Une matrice solide composite renforcée par des fibres
Quelles sont les 4 zones du cartilage articulaire?
– Zone tangentielle de surface (superficielle)
– Zone intermédiaire (milieu ou transition)
– Zone profonde (radiaire)
– Zone calcifiée
Comment sont organisés les chondrocytes dans la zone de surface tangentielle?
La forme et l’arrangement reflètent l’orientation du collagène
– Zone de surface tangentielle (ZST) • Allongés
– Axe long parallèle à la surface
Comment sont organisés les chondrocytes dans la zone intermédiaire?
• La forme et l’arrangement reflètent l’orientation du collagène
– Zone intermédiaire
• Apparence arrondie
– Arrangement pseudo- aléatoire
Comment sont organisés les chondrocytes dans la zone profonde?
• La forme et l’arrangement reflètent l’orientation du collagène
• Sphériques
– Disposés en colonnes
Comment sont organisés les chondrocytes dans la zone calcifiée?
• La forme et l’arrangement reflètent l’orientation du collagène
– Zone calcifiée
• Petits
– Distribués dans une matrice cartilagineuse
– Incrustés de sels apatites (phosphate de calcium)
Décrit les fibrilles de collagène du cartilage articulaire dans la zone tangentielle
– Surface de contact / glissement
– Fibrilles minces: Parallèles à la surface articulaire
Décrit les fibrilles de collagène du cartilage articulaire dans la zone intermédiaire
– Fibrilles de plus large diamètre
Décrit les fibrilles de collagène du cartilage articulaire dans la zone profonde
– Fibrilles de large diamètre: Perpendiculaires à la surface articulaire
Décrit les fibrilles de collagène du cartilage articulaire dans la zone calcifiée
– Fibrilles orientées comme dans la zone profonde
Qu’est-ce qui confère les propriétés anisotropes du cartilage articulaire?
L’organisation du collagène confère au cartilage des propriétés anisotropes
Donne un exemple de propriétés anisotrope du cartilage articulaire dans la zone tangentielle
• Une petite perforation circulaire de la surface du cartilage prend une forme elliptique
– Ligne d’axe long de l’ellipse → lignes de fissure
Comment le patron de l’organisation du collagène dans le cartilage articulaire reflète-il les lignes de contraintes?
Le patron reflète l’arrangement prédominant de fibrilles de collagène
– Lignes de contrainte en traction pendant un chargement en compression
Dans quelle zone du cartilage articulaire y a t’il le plus de protéoglycanes?
• Coucheprofonde>superficielle
Dans quelle zone du cartilage articulaire y a t’il le plus d’eau?
Couche superficielle>profonde
– reflète la capacité du protéoglycane à s’étendre au sein du réseau de fibrilles
Qu’est-ce que la ligne de marée?
• Sépare les zones profonde et calcifiée
– concentration de la contrainte de cisaillement sous un chargement en compression
• en raison de la transition en tissus calcifiés
Dans les propriétés mécaniques, la compliance du cartilage permet…
la congruence articulaire
Dans les propriétés mécaniques, explique comment la compliance du cartilage articulaire fait une distribution de la charge
Plus grande surface → ↓ contrainte pour une force donnée
Distribution relativement égale en présence de liquide interstitiel sous pression et d’une couche de film lubrifiante (eau imp pour stabilité et répartition charge)
Dans les propriétés mécaniques, explique pourquoi la lubrification des surfaces articulantes aide à la compliance du cartilage articulaire et donc la congruence articulaire.
Friction faible
Usure faible
Sachant que le cartilage articulaire est bi-phasique et est comparé à une éponge, quelle est sa relation avec l’eau lorsqu’il est déchargé?
• Le cartilage articulaire attire l’eau à l’intérieur lorsqu’il est déchargé
Qu’est-ce que la pression de gonflement? Quelles forces sont en jeu?
C’est la pression d’équilibre dans le cartilage NON CHARGÉ
• Équilibre entre:
– Forces physicochimiques
• Entraînent l’eau dans le cartilage
– Force équilibrante: Module d’élasticité isotonique de la matrice solide (permet l’extension pour accueillir l’eau avec une certaines limite)
• Prévient l’expansion exagérée du cartilage
Décrit comment les protéoglycanes ont un rôle dans la force physicochimique du cartilage articulaire
Protéoglycanes sont polyanioniques en solution aqueuse (chargements négatifs multiples)
1. Osmose
– Protéoglycanes attirent les ions solubles (Ca2+, Na+, etc.)
– Crée un gradient de concentration (attire le liquide interstitiel dans le cartilage)
• Effet net: la matrice solide s’expand & imbibe l’eau
- Expansion électrostatique
– Répulsion mutuelle des charges négatives
– Les agrégats de protéoglycanes se distancent → pression négative (vacuum) → tire la solution dans le cartilage
• Effet net: la matrice solide s’expand & imbibe l’eau
Comment les forces équilibrantes du cartilage articulaire limitent-elles le contenu d’eau du cartilage?
Module d’élasticité isotonique de la matrice solide
– Protéoglycanes sont emprisonnés à l’intérieur des mailles de collagène
• Compactés au 1/5 du volume de solution libre
– La matrice solide est forte et cohésive • Résiste à l’expansion
• Effet net:le contenu en eau est limité
Quelle est la pression de gonflement d’un cartilage articulaire dans un salin physiologique?
– Pression de gonflement = 0.1 à 0.25 MPa.
– Contribution à la charge compressive est difficile à mesurer
• probablement minimale
En compression, comment les deux phases du cartilage articulaire se partagent la charge?
Partagedelacharge
– Phase liquide → pression hydrodynamique
– Phase solide → contrainte dans la matrice solide
Quels sont les 3 facteurs déterminants la capacité de portance de chaque phase?
– perméabilité tissulaire
» La facilité avec laquelle l’eau voyage vers et hors de la matrice solide
– vitesses de chargement
» Les propriétés visqueuses rend le comportement vitesse-dépendant
– mode de chargement
» tension, compression, et cisaillement
Décrit le mécanisme de résistance visqueuse à la déformation indépendant du flux de fluide (tous les modes de chargement)
- Déformation des pochettes de fluides en absence de flux de liquide
- Déformation de la matrice solide (collagène- protéoglycanes)
Décrit le mécanisme de résistance visqueuse à la déformation dépendant du flux de fluide (compression seulement)
Les forces de traînée résultant du flux de fluide à travers la matrice