Cartilage, fibrocartilage et membrane synoviale

Question 1

Quels sont les 3 types de cartilage? Où les retrouve-t-on?

Answer 1

1) Cartilage hyalin :
- Surface articulaire
- Cartilage costaux
- Trachée

2) Cartilage élastique:
- Oreille externe
- Épiglotte

3) Fibrocartilage:
- Disque intervertébraux
- Symphyse pubienne
- Ménisque

*Va voir la diapo 4 :)

Question 2

1) Quels cartilages contiennent un périchondre?
2) Est-ce que toutes les structures qui contiennent du cartilage hyalin ou élastique sont entourées d’un périchondre?
3) Qu’est-ce que le périchondre? Que permet-il?
4) La réparation du cartilage articulaire est-elle bonne suite à une lésion? Pourquoi?

Answer 2

1) Hyalin et élastique
2) Non : toutes les structures sauf le cartilage articulaire

3) -Lame de tissu conjonctif dense qui recouvre le cartilage.
- Il est vascularisé et innervé : il permet la réparation du cartilage

4) Non : il n’a pas de périchondre, donc il n’est pas vascularisé

Question 3

1) Est-ce que le fibrocartilage est vascularisé? Pourquoi? Donne des exemples.
2) Quels types de fibres de collagène contient-il?
3) Les fibres et les cellules sont alignées en fonction de quoi?

Answer 3

1) Non, il est soit :
-Avasculaire : disques intervertébraux
-Très peu vascularisé : ménisque
(il n’a pas de périchondre)

2) Collagène type I et II
3) Lignes de stress

Question 4

De quoi est composé le cartilage?

Answer 4

1. Matrice extracellulaire (25%)
   - Fibres de collagène type II
   - Protéoglycans + eau (60-80%)
2. Cellules (1-5%)
   - Chondrocytes : vivent dans un environnement hypovasculaire ; s’il n’y en a pas du tout, ils sont nourris par diffusion
3. Eau (60-80%)

Question 5

Pourquoi les fibres de collagène de la couche la plus superficielle de la matrice extracellulaire du cartilage sont parallèles?

Answer 5

• Cet orientation lui permet de résister aux forces de tension et de cisaillement.
• En raison de ses protéoglycans, le cartilage cherche à s’épandre en raison de sa pression osmotique : cet orientation permet à la matrice de résister à cette pression.

Question 6

Décrit les couches profondes de la matrice extracellulaire.

Answer 6

• Fibrilles de collagène sont plus denses et plus épaisses
• Disposées autour des chondrocytes de façon + anarchique
• Disposition perpendiculaire à la surface du cartilage
• Cette disposition permet de bien ancrer le cartilage à l’os sous-chondral

Question 7

Vrai ou Faux :

1) Le renouvellement de la matrice dans un cartilage normal est relativement rapide.
2) Le chondrocyte qui est l’unique type cellulaire du cartilage articulaire est une cellule au repos dans des conditions physiologiques normales chez l’adulte.
3) Le chondrocyte est parfois vascularisé et peut donc fonctionner autrement qu’en autarcie et en anaérobie et se nourrir par imbibition.
4) Le chondrocyte possède l’ensemble du répertoire génétique lui permettant de synthétiser les différents produits de la matrice et des enzymes inactives.

Answer 7

1) Faux : il est extrêmement lent
2) Vrai
3) Faux : Il est dépourvu de vascularisation. Le chondrocyte fonctionne en autarcie et en anaérobie et se nourrit par imbibition à partir du liquide synovial.
4) Vrai –> Cela lui permet d’élaborer les éléments de la matrice extracellulaire et les enzymes capables de la dégrader, assurant ainsi l’homéostasie du tissu cartilagineux.

Question 8

Le chondrocyte exprime des intégrines à sa surface qui se comportent comme des mécanorécepteurs. Qu’est-ce qu’elles permettent?

Answer 8

Elles agrafent les différentes molécules présentes dans l’environnement direct du chondrocyte :

-Un changement susceptible de désorganiser l’environnement cellulaire (déformation de la matrice) va agir comme un signal pour le chondrocyte qui réagira en activant sa machinerie interne. déterminent son comportement métabolique.

Question 9

Pourquoi le le métabolisme du chondrocyte dépend de l’intensité et du rythme des pressions cycliques auxquels il est soumis?

Answer 9

Lors de compression, le liquide entre et sort (mvts du liquide). Sachant que le chondrocyte est nourri par le liquide synovial, ces échanges sont importants pour garantir la nutrition des chondrocytes pour qu’ils puissent avoir une activité métabolique.

Question 10

Quel est le rôle majeur des protéoglycans dans l’organisation de la matrice extracellulaire?

Answer 10

Ils interagissent avec d’autres molécules telles que les collagènes, les glycoprotéines et l’acide hyaluronique.

Question 11

De quoi dépend le métabolisme normal du chondrocyte?

Answer 11

Un équilibre entre 3 types de cytokines :

• Facteurs régulateurs : réguler le processus inflammatoire
• Facteurs cataboliques : favoriser la dégradation de la matrice extra¢r
• Facteurs de croissance : favoriser la synthèse de la matrice extra¢r

Question 12

Qu’est-ce qui est particulier avec l’acide hyaluronique?

Answer 12

• Donne la viscosité au liquide synovial
• Donne la lubrification au cartilage
• -> Elle est trop grosse pour pénétrer à l’intérieur du cartilage : le seul moyen d’en avoir dans le cartilage est la production interne par les chondroblastes

Question 13

Décrit la nutrition du cartilage.

Answer 13

• Pas de vaisseaux sanguins
• Nourri par des nutriments de faible poids moléculaire qui proviennent du liquide synovial
• Nourri par diffusion passive lors de compression et décompression –> liquide pénètre au travers de canaux interfibrillaires, intermoléculaires

Question 14

Où retrouve-t-on le cartilage le + épais dans le corps humain?

Answer 14

Dans la rotule ; c’est là qu’il y a le plus de stress mécanique.

Question 15

Vrai ou Faux?

Il y a peu d’oxygène et de nutriments dans les zones profondes du cartilage.

Answer 15

Vrai

Question 16

Quelles sont les fonctions des éléments cartilagineux?

Answer 16

Fibres de collagène :

• Résistent à la tension
• Servent d’ancrage du cartilage à l’os

Protéoglycans:

• Offrent une perméabilité tissulaire
• Donnent viscosité au tissu
• Permettent un comportement hydrostatique de résistance à la compression

Chondrocytes:

• Homéostasie du tissu : production de collagène et protéoglycans ; production d’enzymes qui contrôlent la croissance et le remodelage des tissus.
• Ils entretiennent la matrice.

Question 17

Comment les protéoglycans attirent-ils l’eau dans le cartilage?

Answer 17

Ce sont des éléments protéiques chargés négativement : ils ont donc la capacité d’attirer les ions positifs ; les cations qui augmentent dans le cartilage vont attirer l’eau.

Question 18

C’est quoi l’effet Gibbs-Donnan?

Answer 18

Concerne le comportement des particules chargées proches d’une membrane hémiperméable qui ne sont pas distribuées également de chaque côté de la membrane.
–> Certaines substances chargées ne peuvent pas passer au travers de la membrane, créant une charge électrique inégale.

Question 19

1) Qu’est-ce qui cause la pression de gonflement (état de précontrainte)?
2) Qu’est-ce que fait en sorte cette pression interne?

Answer 19

1) Les protéoglycans attirent l’eau dans les tissus par osmose et exercent une pression de gonflement sur le réseau de collagène. C’est le maintien des protéoglycans sous une forme comprimée au travers d’un réseau de collagène inextensible qui cause cette pression de gonflement.
2) Elle fait en sorte que le cartilage peut facilement résister, sans déformation importante de sa structure, à des charges en compression.

Question 20

Le cartilage présente le comportement ‘‘load relaxation’’. Explique le.

Answer 20

Au début, il y a un stress important, car le liquide ne peut pas quitter immédiatement le cartilage. Au fur et à mesure que le liquide sort du cartilage, la charge est transférée à la matière solide et le stress diminue pour atteindre un nouvel équilibre.

Question 21

Le cartilage présente le comportement ‘‘creep phenomenon’’. Explique le.

Answer 21

Comme un élastique, le cartilage va se déformer en fonction du temps si une charge constante lui est appliquée.

Question 22

Explique le cycle de sortie du liquide du cartilage.

Answer 22

1. Force compressive
2. Déformation des molécules pg
3. Pression externe excède la pression de gonflement (pression interne)
4. Liquide sort
5. Augmentation de la pression de gonflement
6. Équilibre entre la pression externe et la pression interne

Question 23

Vrai ou Faux :

Si je reste debout pendant 2 heures, le cartilage se rapetisse pendant tout le temps.

Answer 23

Faux : On perd du liquide lorsqu’il y a une compression jusqu’à atteindre un certain équilibre.

Question 24

Le cartilage se comporte-il comme une éponge? Pourquoi?

Answer 24

Non : Grâce aux GAGs, il ne se comporte pas comme une éponge qui perd de plus en plus de fluide plus la pression externe augmente.

Le charges négatives vont plutôt tendre à se repousser et à augmenter la pression interne du cartilage : plus on comprime le cartilage, plus la pression interne augmente.

Question 25

Explique le mécanisme de protection du cartilage.

Answer 25

• La compression entraîne une perte d’eau et un rapprochement des GAGs chargés négativement.
• Cette force de répulsion augmente la pression interne et réduit les pertes de fluide et l’affaissement du cartilage.

Mécanisme de protection : le cartilage ne va pas se vider son liquide

Question 26

Comment le cartilage revient à son état de repos?

Answer 26

Rebondissement du cartilage

Question 27

Quelles sont les fonctions du cartilage articulaire?

Answer 27

-Protection de l’os : distribution de la pression sur une + grande surface

• Diminue la friction : coefficient de friction très peu élevé
• Coefficient de friction augmente de 3-5 fois dans les stades précoces de l’arthrose entraînant un véritable cercle vicieux mécanique

Question 28

Explique la lubrification frontière.

Answer 28

• Surfaces articulaires sont en contact. (contact = usure possible)
• Le fluide ne peut pas supporter une charge excessive ou une vitesse d’application importante
• Il est possible que la température du fluide augmente changeant ainsi ses caractéristiques physiques (diminution viscosité)
• L’acide hyaluornique lubrifie l’articulation et donne des propriétés viscosité-élastiques au liquide synovial.

Question 29

Explique la lubrification hydrostatique.

Answer 29

• Pellicule de fluide
• Surfaces articulaires ne sont jamais en contact les unes p.r. aux autres
• Force est transmise au moyen d’une mince couche de liquide lubrifiant

Question 30

Explique la lubrification élastohydrodynamique.

Answer 30

• Inspiré du modèle hydrostatique
• Inclut une déformation élastique du cartilage
• Le cartilage se déforme légèrement sans réel contact entre les surfaces articulaires : le liquide sépare toujours les 2 liquides même s’il y a déformation
• Favorise une meilleure distribution de la force

Question 31

Nomme 2 structures constituées de fibrocartilage.

Answer 31

Ménisque et disques intervertébraux

Question 32

Décrit l’anatomie du ménisque.

Answer 32

• Forme de C d’une longueur d’environ 3,5 cm
• Bord externe + épais que le bord interne
• Plus large à la partie postérieure qu’antérieure
• S’attache à la partie interne de la capsule articulaire = quand il y a une entorse du genou, le ménisque peut aussi être abimé

Question 33

De quoi est composé un ménisque?

Answer 33

• Fibres de collagène; majoritairement type 1
• Cellules : fibroblasts, chondrocyte
• Matrice extracellulaire : eau, protéoglycans, glycoprotéines

Question 34

Quelles sont les fonctions des ménisques?

Answer 34

• Lubrification et nutrition des cartilages : maintiennent un espace entre les os (diminue friction et augmente la diffusion des fluides)
• Absorption des chocs/répartition de la charge : réduit le stress sur le cartilage et prévient la formation d’arthrose
• Stabilisation de l’articulation : efficace si les ligaments sont intacts

Question 35

Décrit la vascularisation méniscale.

Answer 35

• Peu vascularisés
• Capillaires périméniscaux qui irriguent 10 à 30% de la dimension totale
• Région vascularisé est rarement endommagée

Question 36

Décrit l’anatomie macroscopique du disque intervertébral.

Answer 36

Annulus fibrosus :

• Partie externe faite de lamelles concentriques (collagène type I)
• Chaque lamelle adjacente a une orientation différente : s’attache aux ligaments longitudinaux post. et ant. et aux plaques cartilagineuses

Nucleus pulposus:
-Partie centrale :
faible densité de collagène; 
fibrilles de collagène type I;
Grande qt de protéoglycans;
Pupleux, aqueux : on y retrouve bcp de GAGs

Question 37

Qu’est-ce qu’une hernie discale? Où les retrouve-t-on souvent?

Answer 37

Noyau qui brise le mur de collagène de type I et la portion centrale va sortir pour faire un bombement (douleur +++)
Lésion souvent L4-L5

Question 38

Décrit l’anatomie microscopique du disque intervertébral.

Answer 38

• Faible densité cellulaire : chondrocytes encapsulés (synthèse de la matrice)
• Collagènes : types I et II
• Innervation : périphérique
• Vascularisation : pratiquement absente dans un disque normale (tissu avasculaire le plus épais du corps humain)

Question 39

Décrit l’irrigation du disque par diffusion passive.

Answer 39

• Capillaires enveloppés en périphérie du disque
• Une calcification des plaques cartilagineuses pourrait réduire les échanges nutritifs et provoquer la mort cellulaire
• Les chondroblastes de la partie centrale sont anaérobies (production de lactate). Ils ont besoin de glucose, mais peu d’oxygène pour maintenir leur territoire.

Question 40

1) Qu’est-ce qu’une membrane synoviale?

2) À quoi sert-elle?

Answer 40

1. Tissu conjonctif lâche qui recouvre les structures intraarticulaires
2. -Contrôle la concentration des électrolytes et protéines en circulation dans le liquide synovial
   - Donne une fluidité à l’articulation
   - Sert de défense immunitaire
   - Capte des composés du liquide synovial : acide hyaluronique (viscosité), protéines, glycoprotéines, glucose, eau et minéraux, ¢

Question 41

1) Quelles sont les deux couches qui composent la membrane synoviale? Décrit les.

Answer 41

1. Couche initiale :
   Synoviocytes de types A (macrophages) :
   - produisent acide hyaluronique
   -phagocytent et éliminent les débris

B (fibroblastes):

• Moins abondantes
• Glycoprotéines et protéines sont libérés dans le liquide synovial

2. Couche subintimale :
   (moins profonde)
   -Très vascularisée et innervée
   -Plus fibreuse (fibres de collagène)

Question 42

L’articulation est une entité fonctionnelle comportant 3 composantes, quelles sont-elles?

Answer 42

• Cartilage (arthrose)
• Membrane synoviale (arthrite)
• Os sous-chondral (ostéonécrose)

Question 43

Décrit une thérapie future pour la régénération du cartilage.

Answer 43

1. Multiplication de ¢ pluripotentes en culture (molle osseuse, sang du cordon ombilical, etc)
2. Injection des ¢ sur une membrane synthétique ou naturelle.
3. Implantation de biomatériaux et de biomolécules actives sur le cartilage lésé