Rôle et régulation du remodelage osseux Flashcards
Donner une définition de remodellage osseux:
Survient des quelles manières (2) pour homéostasie calcique/microcracks? Comment?
= Remaniement osseux initié par la résorption et suivi par la formation osseuse.
→ survient de manière alléatoire sur l’ensemble des surfaces osseuses pour maintenir l’homéostasie calcique
→ survient de manière ciblée pour réparer les microcracks
En tous les cas, le remodellage est une activité couplée
Le remodellage affecte quelles structures osseuses? (3)
Surfaces endocorticales, intracorticales et trabéculaires
V/F: Le remodelage a participé à l’évolution
Vrai
(redressement du corps humain → bipédie)
Gravité + locomotion (= cause dommages aux os) + dépravation calcique = nécessité de remodelage
+ nouveau mode de reproduction: lactation (et oeuf chez oiseaux)
De quoi vient le remodelage du coup (évolution)?
Du fait que, durant évolution, environnement hostile (= pauvre en Ca) = nécessité de stockage de calcium dans nos os
Remodelage = mobilisation du calcium et réparation pour reconstituer le squelette ==> PTH
Quel effet a une ovariectomie?
Ostéoporose
Qu’est-ce qui se passe au niveau du squelette lors d’une période de lactation?
Les os mobilisent le calcium qu’ils contiennent pour le transmettre au lait de la mère, afin qu’elle le transmette au bébé et qu’il puisse construire ses os
Le remodelage osseux dû à la lactation est réversible
Par quel moyen?
Après le stress engendré par la lactation sur les os, ces derniers augmentent la réabsorption osseuse (favorisation du rapport ostéoblastes/ostéoclastes)
Lactation = période avec forte ↑ du remodelage osseux
==> Donner la différence entre résorption et formation (= remodelage)
Résorption = 1ère phase du remodelage
→ ↓ transitoire de résistance méca de l’os, surtt trabéculaire = destruction de l’os pour mobiliser du calcium
Formation = récupération du système, reverse le phénomène et refixe du Ca dans l’os pour refaire de l’os
Qu’est-ce qui a le plus d’effet sur la résorption osseuse: ovariectomie ou lactation?
Lactation
(densité minérale osseuse change = remodelage osseux a une rôle dans la reproduction)
Les apports de Ca alimentaire ont un impacte important à quel moment de la lactation?
Lors de la phase de récupération (quand on refait de l’os)
Qu’est-ce que le remodelage ciblé?
C’est quand l’os répare les microfractures internes grâce au remodelage ciblé (os = vivant)
==> Ostéoclaste bouffe autour de la lésion et ostéoblaste vient réparer
Qu’est-ce qui se passe si de façon chronique, le remodelage ciblé est altéré?
Fractures de fatigue, car ø de réparation des micro-fissures
V/F: Le cycle complet de remodellage permet une restitution intégrale de la masse osseuse
Vrai, en condition non-pathologique
V/F: Le remodellage intracortical n’est pas possible
Faux
Précurseurs ostéoclastiques viennent par les cx de Haversiens → résorption interne etc.
Le remodelage est un processus … et …
Aléatoire et continu
Un remodelage excessif conduit à quoi?
À une perte osseuse
→ principalement au niv des sites trabéculaires (ex: lactation multiple/prolongée, ménopause…)
= on a des sites préférentiels de fracture
Donner la distribution du remodellage osseux (%)
Os trabéculaire:
- 20% de la masse osseuse
- 80% du remodellage (surface»_space;)
Os cortical:
- 80% de la masse osseuse
- 20% du remodellage
→ Donc remodelage essentiellement dans les os plats (not vertèbres), épiphyses et métaphyses
Est ce que le collagène est une protéine?
Oui
Quelle cellule du métabolisme osseux est multi-nucléée?
Les ostéoclastes
Origine OC et OB
OC: hématopoïétiques
(= macrophages à différenciation alternative)
OB: mésenchymateuse
2 composantes des ostéoclastes:
Quel enzyme est capable de dégrader la matrice innorganique osseuse?
Quel enzyme est responsable de dégrader la matrice organique osseuse?
Machinerie chimique et lysosomiale:
- L’acidité (H+) dégrade les cristaux d’hydroxyapatite
- La cathepsine K des ostéoclastes (activée par acidité) dégrade les fibres de collagène
⚠︎ La question était piégeuse, car ce n’est pas un enzyme qui est responsable de dégrader la matrice osseuse, il s’agit d’un proton
Quelles sont les 2 phases d’action des ostéoclastes?
- Phase de déminéralisation (par acidité)
- Phase de collagénolyse (par cathepsine K)
Quels sont les hormones régulant la résorption osseuse au niveau systémique? (2+2)
Quels sont les facteurs locaux de régulation de la résorption osseuse? (2+1)
Hormones systémiques (= syst endocrinien):
- Stimulateurs: PTH et PTHrP not.
- Inhibiteurs: calcitonine et oestrogènes
Facteurs locaux:
- Stimulateurs: M-CSF, RANK-L
- Inhibiteurs: OPG (+ IL)
V/F: RANKL est une cytokine
Explique…
Vrai
= cytokine inflammatoire (comme l’IL-6 btw) = puissants pour destruction osseuse si ø compensés par remodelage physiologique
V/F: Sans RANKL on peut avoir résorption, mais sans M-CSF c’est impossible
Faux, c’est l’inverse → RANKL = le seul 100% indispensable au remodelage
Lance le programme de différentiation ET joue un rôle dans la survie des ostéoclastes (sans RANKL, apoptose)
Qui produit RANKL? (2)
- Ostéoblastes
- Cellules inflammatoires de la moelle osseuse = lymphocyte-T
Quel est l’effet d’un surplus de RANKL?
↑ des ostéoclastes (donc résorption) et hypercalcémie = destruction de l’os (os cortical devient trabéculaire)
==> Ostéoporose
Chez une sourie RANKL KO, que dire du taux de PTH? (Expliquer pourquoi et ce qu’on observe)
On observe:
- Ostéopétrose et légère hypocalcémie, car ø d’ostéoclastes (os trabéculaire devient cortical)
- Montée de la PTH → compense (en partie) hypocalcémie en jouant sur l’excrétion (et absorption) calcique
Pourquoi maintient de la calcémie sanguine = méga important
Car ø de calcium = ø de fonction musculaire ==> cœur s’arrête + paralysie (tétanie)
V/F: Ostéopétrose = os de mauvaise qualité
Vrai
→ ø de résorption = pas de réparation = mauvaise qualité
Quelle est la balance qui va décider de l’ostéoclastogénèse?
Selon quel principe?
La balance RANKL/OPG
OPG = RANKL récepteur soluble
==> antagoniste compétitif
Effet OPG: ↓ de différentiation des ostéoclastes, + d’apoptose des ostéoclastes existants
Quel est le risque artériel d’un manque d’OPG?
Si plus assez d’OPG → il y a trop d’activité des ostéoclastes → trop de Ca++ dans les artères → calcification des artères → risque CV
Et accessoirement (lol) ostéoporose
(si trop d’OPG = densité osseuse ↑ énormément)
Que signifie éthymologiquement l’ostéopétrose?
Quels sont les conséquences de cette maladie?
Os de pierre, car pauvres en ostéoclastes = mutation de RANKL (ø d’ostéoclastes)
→ trop grande minéralisation des os et paradoxalement un risque accru de fractures, car le manque ostéoclaste ne permet plus le remodelage osseux
==> micro-fractures non-réparées
V/F: RANKL est nécessaire mais pas suffisant à la différenciation en ostéoclastes
Faux
RANKL est nécessaire et suffisant à la différenciation des cellules hématopoïétiques en ostéoclastes
Quelles sont les différentes sources d’une ostéopétrose (3)
- Mutation de RANKL
- Mutation du gène pour le transporteur du proton qui fait l’acidification de la lacune de Howship
- Pycnodisostose: la cathepsine K est mutée (gène CTSK)
==> Même effet: os denses mais fragiles
Si ostéopértose dûe à mutation du gène pour le transporteur des proton au niv des ostéoclastes, quel symptômes cause la maladie puisqu’il y a une présence des ostéoclastes du coup?
L’hypoclacémie
(Car ø d’acidité dans lacune de Howship donc pas de résorption pour libérer du Ca)
= entraîne les mêmes symptômes que pour mutation de RANKL
V/F: La pycnodysostose est une maladie affectant la quantité d’ostéoclastes
Faux
Même nombre, mais ostéoclastes ont un défaut de la synthèse de la cathepsine K = fonctionnent pas bien, car peuvent ø digérer la matrice osseuse organique constituée de collagène
Donner le synonyme d’IGF-1:
Somatomédine
Quels sont les facteurs que vont relarguer les ostéoclastes afin de faire venir les ostéoblastes (= prot de couplage)?
TGF-ß et IGF-1 (liste non-exaustive)
==> essentiellement facteurs de croissance
Comment appelle-t-on les facteurs de croissance relâchés par les ostéoclastes?
Clastokines
Les facteurs influançant les ostéoblastes à venir dans la zone lysée par les ostéoclastes viennent d’où?
Ils viennent:
Soit de la matrice osseuse lysée et vont voyager par transcytose à travers les ostéoclastes
Soit de la synthèse directe des ostéoclastes
Quels sont les molécules de signalisation autocrine/paracrine produites par les OB qui vont induire l’auto-prolifération des OB? (2)
- IGF-1
- PTHrp (plutôt foetal)
Quel est le couple principal agissant au niveau local et régulant la formation osseuse?
Couple Wnt/sclérostine
(~équivalent RANKL-OPG)
Et quelles sont les H régulant la formation osseuse?
Stimulent: PTH, oestradiol, IGF-1
Inhibent: cortisol (cortisone en ttt) → activent un peu les ostéoclastes (donc inflammation↓) mais inhibent surtout les ostéoblastes
Quels sont les molécules que vont libérer les ostéoblastes afin de moduler l’activité des ostéoclastes (en paracrine)?
-
RANKL
(stimuler encore l’activité des ostéoclastes, pour plus creuser) -
OPG
(inhiber l’ostéolyse)
==> boucle d’auto-amplification de la formation osseuse (via IGF-1 et PTHrp = autocrine)
Production IGF-1? (Où et grâce à quoi)
Effet si diminution de la prod?
Prod dans foie grâce stimulation par GH
Si diminution: croissance os↓
Quelles sont les molécules que vont sécréter les ostéocytes quand ils sont lésés, lors par exemple d’une micro-fracture? (4)
+ effet?
(NO, PGE (prostaglandines)), le couple OPG/RANKL
→ ↓ sécrétion d’OPG et ↑ celle de RANKL
Lors d’un microcraque, qu’est-ce qu’il advient du rapport RANKL/OPG?
Il ↑, car on a besoin de faire venir des ostéoclastes
Qu’est-ce qui induit l’augmentation du rapport RANKL/OPG?
Microcracks = lésions du cytoplasme
==> mort ostéocytes (= signal)
→ sécrètent RANKL, ↓ OPG
Qui sécrète la sclérostine (sost)?
Effet?
Les ostéocytes
Bloque la formation osseuse (empêche différentiation des C mésenchymateuses)
Idée: on ne veut pas avoir un squelette trop lourd pour pouvoir courir et ne pas se faire manger par le lion lol
Si on enlève la sclérostine, cela créé quelle pathologie?
La maladie de Van Buchem ou la sclérostose
= 2 maladies qui ↑ la densité osseuse fortement (car ostéoblastes continuellement stimulés)
Os de bonne qualité tho
Quelle est la différence entre sclérostose et pycnodysostose?
Les deux font ↑ largement la densité osseuse, mais
Sclérostose: os solides
→ car elle ne touche pas à la fonction primaire du remodelage osseux (ostéolyse)
Pycnodysostose: os fragiles
→ car elle touche uniquement à la fonction primaire du remodellage osseux: les ostéocytes qui permettent l’ostéolyse et ainsi la réparation des micro-fissures
Mnémotechnique: hollandais ramène sclérostose en Am du sud ==> résistent accident MAIS se noient… et se font squeeze la tête
Quel effet produit l’augmentation des contraintes mécaniques (≠ microcracks) sur les os?
Inhibition de la sclérostine → ↑ de la formation osseuse à la surface de l’os cortical (= périoste)
Impacte d l’exercice physique sur les os?
↑ de la formation osseuse à la surface (périoste) de l’os cortical
Résumer les deux mécanismes de contrôle des osctéocytes
Senseurs:
- Si microcracks: joue sur RANKL/OPG ==> ostéoclastes → remodellage
- Si contrainte méca → inhibe sclérostine ==> formation osseuse (appositionnelle ?)
Encore une fois, activateur et inhibiteur PRINCIPAUX du remodelage osseux?
- PTH (active)
- Œstrogène (inhibe)
V/F: La PTH est une hormone stéorïde produite par les glandes parathyroïdes
Mdrr totalement faux
La PTH est une hormone peptidique (= protéine de 84 a.a.)
Organes cibles de la PTH?
Rein:
- ↑ réabsorption de Ca, ↓ celle de Pi
- ↑ calcitriol
Os:
- ↑ résoption
- ↑ formation
==> ↑ les deux !!
Pi to hell, Ca to heaven
Une diète pauvre en Ca induit quoi?
↑ PTH et donc ↑ de la résorption: principalement os trbéculaire qui se fait bouffer = ↓densité osseuse
PTH a pour but de maintenir le niveau de Ca, si stress calcique ==> PTH pompe du Ca dans l’os trabéculaire (vertèbres) car lieu où il y a le plus de surface de remodelage (80%)
Comment PTH et PTHrp vont agir sur leur récepteur: PTH1-Rc?
Où se situe ce récepteur?
Elles partagent ce récepteur commun et elles vont activer les voies de l’AC (G⍺s) ou de la phospholipase C (G⍺q)
Récepteur sur ostéoblaste
Quand est produite le PTHrp essentiellement? Qu’est-ce qu’on en déduit?
Durant le dvt embryo et lactation
→ Régulateur habituel du Ca = PTH (active résorption et formation)
Effet PTH/PTHrP sur les ostéoblastes? (5)
Stimulent:
- différentiation
- prolifération
- activation
- différentiation en ostéocytes
- inhibent l’apoptose
Comment la PTH augmente-t-elle la résorption osseuse?
Via les ostéoblastes!!!
Pas sur le ostéoclastes!!
En fonction de la [PTH], ostéoblastes expriment ± de RANKL et d’OPG
→ si [PTH]↑: ↑RANKL et ↓OPG
PTH = activation indirecte du remodelage
Quel est l’effet de la PTH sur les ostéocytes?
Inhibe la sécrétion de sclérostine ==> donc stimule ostéoblastes
Si PTH augmente trop, que se passe-t-il (hyperparathyroïdie)?
+ d’ostéoblaste et + de RANKL, moins d’OPG
Donc + d’ostéoclastes, donc + d’ostéoblastes etc.
Final: ↓ de la masse osseuse ==> fragilité osseuse et surplus de Ca dans le sang (paradoxal)
V/F: La PTH est un activateur à la fois de la formation et du remodelage osseux
Vrai
Car ses récepteurs de situent sur les ostéoblastes et PTH active les ostéoblastes
Comment inverse-t-on l’effet de la PTH?
Oestrogènes (oestradiol)
Effet “détaillé” des oestrogènes? (3+)
- Inhibent la différentiation des ostéoclates et ↑ leur apoptose (direct)
- Inhibe l’apoptose des ostéoblates
- Inhibe la libération de RANKL par les ostéoblastes DONC inhibe la ∆ des ostéoclastes ET ↑ leur apoptose
Ménopause: on n’a ø d’œstrogènes = activation de remodelage continu et pathologie ==> perte osseuse
PTHrp va avoir quel effet sur le calcium?
↑ du Ca++ plasmatique
Pourquoi dit-on que PTHrp n’a pas un rôle dans l’homéostasie du calcium, alors qu’elle est hypercalcémiante?
Car elle ne se fait pas activer par une ↓ du Ca
→ elle ne participe donc pas au maintient de l’équilibre même si elle joue un rôle dans la concentration du Ca plasmatique
Appréciez la nuance!
Quel est le point commun entre PTH et PTHrp?
Les deux sont hypercalcémiantes
Bien que seul PTH ait un rôle dans l’homéostasie du calcium
Où se situe PTH1-Rc?
Sur les ostéoblastes, ostéocytes, etc…
⚠️Mais pas sur les ostéoclastes⚠️
Comment PTH induit une résorption osseuse?
De manière indirecte
→ via ostéoblastes, cellules bordantes et ostéocytes
==> en induisant leur production de RANKL et en inhibant la production d’OPG
→ ↑ de l’activité de l’ostéocytes
Quels sont les 2 facteurs importants pour que l’effet de la PTH soit maximum?
- Durée d’exposition
- Concentration d’exposition des ostéoblastes
Quand on a un taux très élevé de PTH, la balance penche de quel côté? Quand on a un taux très faible de PTH, la balance penche de quel côté?
Élevé: elle penche du côté des ostéoclastes → ↑de la concentration plasmatique de Ca++
Bas: elle penche du côté des ostéoblastes → ↑de la masse osseuse calcifiée
(La photo montre une hyperparathyroïdie non pathologique, causée par exemple par une hypocalcémie primaire)
Quel gène est inhibé au niveau osseux lors d’une activité physique qui provoque des chocs sur les os?
Le gène SOST → sclérostine
Que va engendrer sans le savoir et dans le corps de sa maman, le bébé qui tète?
Par un réflexe neuro-endocrinien
= engendre la sécrétion de PRL par l’adénohypophyse
PRL induit dans le sein (en plus de stimuler la prod de lait) la sécrétion de PTHrp → stimule le récepteur PTH1-Rc → active le remodelage osseux (principalement au niv de l’os trabéculaire, rappel: perte osseuse transitoire) de la même manière que si PTH s’y était lié
+ PRL inhibe ostrogènes durant l’allaitement→ ostéoclastes ø inhibés ==> ↑ remodelage aussi donc
Comment les oestrogènes agissent sur l’os? (3)
Ils agissent en:
- Inhibant toutes les cytokines pro-inflammatoires activatrices des ostéoclastes (RANKL, M-CSF etc…)
- Induisant l’apoptose des ostéoclastes
- Prolongent la demi-vie des ostéoblastes
Pourquoi et comment PRL inhibe les oestrogènes lors de l’allaitement?
PRL inhibe les oestrogènes lors de l’allaitement pour pouvoir agir sur l’ostéolyse sans être inhibés pas les oestrogènes et ainsi ↑ la [Ca] dans le sang et in fine dans le lait de la mère
PRL inhibe l’axe gonadotrope (GNRH) → LH et FSH ↓ → oestrogènes ↓ → résorption osseuse de la mère peut s’effectuer correctement pour fournir assez de Ca au bébé
On retrouve la PTHrp en grande quantité dans le lait que l’enfant absorbe, pourquoi?
Même si PTHrp = H peptidique, peu quand même un peu passer la barrière intestinale
→ Aide l’enfant à régler son propre Ca sanguin durant les premier mois car glandes parathyr pas encore mures
(+ régule le production de Ca propre à la mère durant la lactation)
