Tissu osseux

Question 1

Généralités:
-origine
-caractéristiques
-compo
-os

Answer 1

-origine: mésenchymateuse
-caractéristiques:
*TC particulier et spécialisé
*rigide et imperméable
*l’un des tissu les +durs de l’organisme
*vascu
*innervé
*constamment remanié
-compo:
*sub fondamentale amorphe: prépondérante,
minéralisée, calcifiée
*cell et fibres baignant dans la sub
fondamentale
-os: différent du TO: association de différents tissus: 25% de TO, 60% de moelle, 5ù d’espace conjonctivo-vasculaires, 10% de périoste, d’endoste et de cartilage articulaire

Question 2

2 gdes fonctions du TO

Answer 2

ANTAGONISTES:

–>MECANIQUES: -soutien de l’organisme
-locomotion
-protection des organes
vitaux
–>METABOLIQUES: rôle primordial dans le métabolisme phosphocalcique : principal réservoire d’ions minéraux de l’organisme (99% du Ca2+, 88% du Phosphore, 80% des carbonates, 50% du Mg2+)
–>prioritaire par rapport aux fonctions
méca

Question 3

constituants du TO

Answer 3

-cellules: lignée ostéoblastique et ostéoclastique
-MEC: *matrice organique (sub
fondamentale + fibres)
*phase minérale

Question 4

lignée ostéoblastique

Answer 4

-types cellulaires: *cell bordantes= ostéoB
quiescents: les - différenciées
*ostéoblastes: formation +
minéralisation matrice orga
*ostéocytes: les +
différenciés, issus de la
différenciation des terminales
des ostéoB
-origine: mésenchymateuse

Question 5

cellules bordantes

Answer 5

-aplaties, allongées, fusiformes, très peu épaisses
-activité de synthèse très réduite: cell peu actives
-peu de cytoP et d’organites intracell
-QUIESCENTES= au repos: en G0
-où? sur la plupart des surfaces osseuses du squelette adulte soumises ni à la formation, ni à la résorption : monocouche à la surface de la matrice osseuse minéralisée

–>prolifération et différenciation en ostéoblastes (activée par contrainte méca, hormone, cytokine, facteur de croissance et de différenciation)

Question 6

ostéoblastes

Answer 6

-où? à la surface osseuse où se fait l’apposition osseuse, alignés, en contact avec la fraction organique qu’ils synthétisent mais jamais inclus dans le TO
-20 à 30µm de diamètre
-cytoplasme basophile, nucléole
-contours cellulaires irréguliers: nbeux prolongement cytoplasmiques fins au pôle sécréteur , s’enfonçant dans la matrice osseuse : contact avec prolongement ostéosytes et ostéoblastes -présence de jonctions communicantes à l’extrémité

–>construction osseuse, apposition:
*synthèse des composants de l’ostéoide +
minéralisation en matrice osseuse
–>régulation du remodelage osseux:
*directement : sécrétion d’enz protéolytiques
*indirectement: synth de facteurs agissants sur la différenciation des ostéoC et la maturation : M-CSF, RANKL et son antago l’OPG: équilibre entre la résorption et l’apposition osseuse déterminée par l’équilibre RANKL/OPG

-régulation des ostéoB: facteurs induisants l’apposition (hormones: oestrogènes/facteurs de croissance et de différenciation: TGF-bêta, BMP) ou stimulant la résorption osseuse (hormone: PTH, vit D3), cytokines (dont interleukines, Pg)

-devenir: ostéocytes, cell bordantes ou apoptose

Question 7

ostéocytes

Answer 7

-jonction GAP: communication entre ostéocytes et ostéoblaste et entre ostéocytes
-contenus dans les ostéoPlastes (=logettes dans la matrice minéralisée reliées entre elles par de fins canalicules)
-forme étoilée
-REG et Golgi réduits

–> maintien de la matrice osseuse par une petite activité de synthèse
–>régulation du remodelage osseux : rôle de mécanorcpt: perception des variations de contraintes mécaniques
–>régulation des échanges ioniques
–> maintien de l’équilibre phosphocalcique

-devenir: pas de division (durée de vie: plusieurs années parfois); mort sur place

Question 8

lignée ostéoclastique : généralités (origine+régulation)

Answer 8

origine: CS d’origine hématopoiétique (commune à la lignée granulocytaire= précurseur GM-CFU): à l’origine de 2 précurseurs: G-CFU et le M-CFU–>migration dans le sang des M-CFU né dans la MO, sous l’action du M-CFU=CF-1, sous la forme de promonocytes puis de monocytes–>différenciation en préostéoclastes au niv du TO–>fusion en ostéoclastes

-régulation rcpt RANK sur les pré- et ostéoclastes (RANKL=acteur principal de la différenciation des ostéoclastes)

Question 9

ostéoclastes (où, description)

Answer 9

-où? groupés dans les zones de dégradation/résorption du TO

-description:
*gde taille: 50 à 100µm
-plurinucléées: 4 à plus de 10 noyaux
*bordure en brosse: µvillosités irrégulières en regard de la matrice minéralisée
*nbeuses mitoch, plusieurs Golgi, peu de RE
*vésicules de pinocytose
*vésicules lysosomales +++ (contenant: collagénase, enz protéolytiques, phosphatases dont TRAP-dont la mesure de l’activité est utilisée comme indicateur de la résorption osseuse)

-devenir: vie:12j environ–>mort par apoptose

Question 10

ostéoclaste: fonctions et fonctionnement

Answer 10

–>résorption osseuse:
production de protons >expulsion des H+ sous la bordure en brosse par les pompes à protons nécessitant de l’E sous forme d’ATP > formation d’un milieu à pH acide dans la chambre de résorption (–>dissolution de la phase minérale; activité des enz protéolytiques favorisée) > formation de la lacune de Howship dans le TO
-expulsion des produits de dégradation de la matrice au pôle opposé de la cell après transcytose

-chambre de résorption = zone étanche délimitée par les cell liées à la matrice osseuse par l’intermédiaire d’intégrines

-régulation: Calcitonine : action HYPOcalcémiante par liaison aux rcpts des ostéoclastes; produite par les cellules C de la thyroide en rép à une augmentation du taux de Ca2+ sanguin

Question 11

MEC: matrice organique= ostéoide

Answer 11

-fibres = 90-95% de l’ostéoide:
*80% de fibres de collagène de type I
*10% de collagène de types III
*5% de collagènes de types IV et VII
*pas de collagène de type II, ni de fibre
élastiques
(orientation des fx et fibrilles modelées par les
lignes de force appliquées à l’os)

-sub fondamentale:
*faible teneur en eau(50%): tissu le -hydraté de l’organisme
*protéoglycanes
*nbeuse prots: ostéonectine+ostéocalcine (minéralisation), ostéopontine (liaison entre ostéoclastes et matrice osseuse), enz, facteurs de croissance (TGF-bêta, BMP), mol de signalisation (communications intercellr osseuses+ régulation des activités biologiques)

Question 12

MEC: phase minérale:

Answer 12

-compo: cristaux d’hydroxyapatite: 70% du poids sec de la matrice osseuse minéralisée:
*Phosphate de calcium cristallisé
*visibles en ME sous forme de petites aiguilles hexagonales denses au é-
*fibres de collagène participant à l’orientation des cristaux grâce à leur périodicité
*ions Ca2+ et P en surface des cristaux (échanges rapides avec le liquide interstitiel, donc avec le courant sanguin)

-minéralisation: de la matrice osseuse: rend compte de la dureté de l’os (ivoire et émail dentaire= tissus les +minéralisés)

Question 13

classification des TO

Answer 13

…selon l’organisation du collagène:

-2types de TO: *TO réticulaire=non lamellaire
*TO lamellaire

Question 14

TO réticulaire

Answer 14

-caractéristiques:
*TO primaire
*faiblement minéralisé: trames collagéniques orientées dans tous les sens
*aspect d’os “tissé” en MO en lumière pola
*mécaniquement fragile

-compo:
*ostéocytes+++ dans ostéoplastes
*sub fondamentale moins minéralisée que celle du TO lamellaire (-dense aux rayons X)

-où?
*chez foetus: ébauches osseuses lors de l’ossification
*chez adulte: tissu provisoire remplacé ensuite par lamellaire (qq rares sites de persistance d’os réticulaire; pathologique: fractures)

Question 15

TO lamellaire

Answer 15

-caractéristiques:
*TO secondaire (formé à partir du TO primaire)
*fibres de collagène // formant des lamelles
*mécaniquement solide

-2types:
*haversien=compact=cortical
*non haversien=spongieux

Question 16

Répartition TO lamellaire compact et spongieux dans l’os

Answer 16

-os longs:
*TO compact: surtout au niv de la diaphyse: délimitation de la pièce osseuse
*TO spongieux: loc + centrale : au niv des épiphyses et métaphyses

-os courts: même organisation que longs sauf prédominance de TO spongieux

-os plats: même organisation que pour os longs mais prédominance TO spongieux :
*TO spongieux: diploé
*TO compact: tables externes+internes

Question 17

TO lamellaire:
*TO haversien=compact=cortical

Answer 17

-OSTEONES=ostéons= système de Havers:
=principal élément du TO compact
*cylindre (100µm à 1nm) constitué de 4 à 20 lamelles osseuses cylindriques concentriques (de 3 à 7µm d’épaisseur) disposées autour d’un canal central= canal de Havers; bordé par une ligne cémentante
*constitué de fibres de collagènes // dans chaque lamelle (direction des fibres modifiée de 90° entre lamelles successives…solidité et flexibilité optimales au TO)+ostéocytes entre les lamelles (prolongements cytoP dans les canalicules sans traverser la ligne cémentante: formation d’un réseau de canalicules ouverts dans un canal de Havers)
*canaux de Havers: (20 à 100µm de diamètre), parallèles à la cavité médullaire ; contenant 1 capillaire sanguin+1fibre nerveuse amyélinique; tapissés par des cell bordantes lorsque le TO n’est soumis ni à l’apposition ni à la résorption

-SYSTEMES INTERSTITIELS:
=lamelles osseuses entre les ostéones provenant d’ostéones anciens détruits pndnt la croissance et le remodelage de l’os

-CANAUX DE VOLKMANN:
*où? relient les cx de Havers entre eux, à la cavité médullaire et à la surface de l’os
*obliques ou transversaux
*diamètre sup à celui des cx de Havers
*non entourés de lamelles concentriques
*cell bordantes qd ni apposition ni résorption

-SYSTEMES FONDAMENTAUX:
*système fondamental externe: lamelles osseuse concentriques en périphérie du TO (origine périostique; traversées par les vx sanguins et nerfs provenant de l’enveloppe ext, le périoste)
*système fondamental interne : bordant la partie interne de l’os cortical de manière similaire( limité par une rangée de cell bordantes; percé de petits trous : embouchures des cx de Volkmann dans cavité médullaire)

Question 18

TO lamellaire:
*TO spongieux=non haversien=trabéculaire

Answer 18

-description:
*formé par un lacis 3D de trabécules de TO lamellaire, ramifiés et anastomosés
*contient des niches avec un microenvironnement favorable à la production des éléments figurés du sang

-trabécules=spicules:
*lamelle de TO lamellaire orientées selon le grand axe de la travée
*délimitent un labyrinthe d’espace intercommunicants occupés par la MO et les VX

-cellules:
*au sein des trabécules : ostéocytes dans les ostéoPlastes
*à la surface des trabécules: cell bordantes

Question 19

Les différentes enveloppes du TO

Answer 19

-enveloppe externe=périoste :
* constitué d’un feuillet stérile (externe) de TC fibreux vascu et innervé + un feuillet fertile (interne) contenant les cell ostéoprogénitrices
*–>à l’origine du syst fondamental externe

-enveloppe interne=endoste :
*tapisse la cavité médullaire et les cavités de l’os spongieux
*TC lâche formant une fibre mb
*contient aussi des cell mésenchymateuses ostéoprogénitrices
*remanié par les activités ostéoB et ostéoC (donc difficilement observable)
*–>à l’origine du syst fondamental interne

ABS AU NIV DES SURFACES ARTICULAIRES où se trouvent les cartilages articulaires et des points d’insertion des muscles et des ligaments

–>fonctions (surtout périoste!): participation à la croissance en épaisseur de la pièce osseuse+ rôle important dans la réparation

Question 20

formation du TO

Answer 20

• 2étapes: sécrétion de la matrice organique (ou ostéoide) puis minéralisation de cette matrice organique

-ossification: apposition osseuse : toujours dans une zone où préexiste:
*soit un TC très riche en collagène:
ossification de mb pour les os
plats/ossification périostique pour formation
de diaphyse des os longs (ossification 1ère)
*soit du cartilage: ossification enchondrale=
endochondrale (ossification 1r)
*soit une couche de TO déjà formé
(ossification 2ndr)–>remodelage osseux (=2 activité opposées mais complémentaires: résorption et construction osseuses en même temps, tout au long de la vie; permettant le maintien de la masse osseuse et permettant au TO de remplir son rôle métabolique et de soutien )

-description:
*réalisée surtt par ostéoblastes (et un peu par ostéocytes)
*liée à la prolifération des ostéoblastes: dépendante d’une stimulation de la division de leurs précurseurs, les cell souches mésenchymateuses, dans le stroma médullaire de l’os et la couche int du périoste et de l’endoste

-régulation: différenciation des ostéoblastes contrôlée par :
*des facteurs de croissance et de différenciation (BMP et TGF-bêta)
*des hormones :œstrogènes et progestérone (effet mitogène)

Question 21

étapes détaillées de la formation du TO

Answer 21

1) appositions successives :
*rangées unicellr d’ostéoblastes disposées côte à côte contre la travée en voie de formation sécrétant de la sub pré-osseuse= sub ostéoide sous forme d’un liseré pré-osseux (couche claire) séparant les ostéoblastes de la travée
*certains ostéoblastes sont inclus dans la sub et deviennent des ostéocytes car libération de la sub sur tout le pourtour de la cell parfois > différenciation de nouveaux ostéoblastes pour compenser cette disparition

2) Minéralisation : de l’ostéoide au bout d’une dizaine de jour : apparition d’une ligne +/- sinueuse, le front de calcification, du côté du TO
*formation des vésicules matricielles à la partie basale des ostéoblastes (contenant une fraction de cytoP enrichi en phosphatases): précipitation et dépôt des ions calcium et P sous forme de cristaux d’hydroxyapatite dans ces vésicules
*accentuation des dépôts minéraux
*croissance des plages minéralisées par accrétion jusqu’à confluence, càd jusqu’à la minéralisation complète de la matrice organique
*intervention probable des fibres de collagène

Question 22

observation de 3couches au niv du TO en formation

Answer 22

1) assise ostéoblastique
2) liseré de sub pré-osseuse
3) tissu calcifié séparé par le front de calcification

Question 23

remodelage osseux (déf+rôles+lieu+étapes)

Answer 23

-remodelage osseux= synthèse et résorption permanente sous l’action de contraintes mécaniques, d’hormones et de facteurs locaux (os adulte: tissu dynamique)

-3rôles du remodelage permanent:
*renouvellement du TO pour pallier le
vieillissement des ostéocytes
*modif de l’architecture du TO en fonction des
contraintes mécaniques
*contrôle de l’homéostasie phosphocalcique

-lieu : unités muticellulaires de remodelage =BMUs: formation temporaire où ostéoblastes et ostéoclastes sont étroitement associés ; délimité au-dessus par une rangée de cell bordantes formant un compartiment de remodelage (micro-environnement facilitant le couplage entre résorption et apposition)

-séquence du remodelage osseux:
*signaux initiateurs : facteurs pro-résorbants : mécanique/hormonal ou local (PTH, Vit D3, PgE2)
*4phases successives: “ARIF”:

 >Activation : rétraction cell bordantes, accès aux ostéoclastes libéré; sécrétion de M-CSF (=CSF-1) et de RANKL par les ostéoB: prolif et fusion des ostéoclastes; diminution sécrétion OPG par les ostéoblastes -->équilibre entre production de RANKL et d'OPG en faveur de la résorption
 >Résorption: sécrétion d'enz protéolytiques par les ostéoclastes (fixation des intégrines des ostéoclastes pour former des chambres de résorption) -->dissolution de la phase minérale de la matrice osseuse par les sécrétions des ostéoclastes
 >Inversion: recrutement d'ostéoblastes à partir des cell bordantes
 >Formation: apposition d'une nouvelle matrice ostéoide sur le support par les ostéoblastes+ minéralisation de cette matrice

-cycle de remodelage : arrêt du cycle qd la qté d’os résorbé= qté d’os reformé
*chez l’adulte: durée du cycle de remodelage: environ 4mois (formation+ longue que résorption)
*phase de quiescence entre deux cycles : matrice osseuse non soumise à la formation ni à la résorption: recouverte de cell bordantes

Question 24

Principaux facteurs de régulation du remodelage osseux (cf schéma)

Answer 24

-contraintes mécaniques : perçues par ostéocytes, transmission info aux ostéoblastes+ cell bordantes–>stimulation de l’apposition et/ou résorption (adaptation de l’organisme)

-très nbeux facteurs moléculaires:
*ions, protéoglycanes (ex: fibromoduline,
décorine, biglycan, vit.)
*facteurs de croissance
*cytokines

-2 gds systèmes endocriniens:
*action HYPERcalcémiante par l’h parathyroidienne PTH (rcpts PTH-R sur les ostéoblastes —>stimulation résorption par action indirectesur ostéoclastes: stimulation des rcpts des ostéoB produisant des effecteurs 2ndr (IL-6 et CSF-1) agissant sur des rcpts des ostéoclastes et leurs précurseurs
*action HYPOcalcémiante par la calcitonine (rcpt est CALCR)—>inhibition de la résorption osseuse par action directe sur les ostéoclastes

-RANKL et OPG : triade d’effecteurs terminaux de la famille du TNF et de ses rcpts:
*RANK à la surface des ostéoclastes
*RANKL : surtt prod par ostéoblastes et précurseurs —>stimulation et activation des ostéoclastes
*OPG(ostéoprogénitrice): surtout prod par ostéoB et leurs précurseurs —> inhibition de la fixation de RANKL et donc antagoniste de RANKL

Question 25

pathologies et effets hormonaux et nutritionnels:
*ostéoporose
*ostéogénèse imparfaite
*ostéopétrose
*maladie de Paget
*pathologies liées à la somatotrophine
*pathologies liées aux hormones sexuelles
*rachitisme
*croissance retardée

Answer 25

*ostéoporose: diminution taux oestrogènes
–>activation résorption et diminution
apposition: perte accélérée de la
densité minérale osseuse

*ostéogénèse imparfaite=maladie des os de verres: mutation dans un gène codant les chaines polypeptidiques du collagène I (dérégulation synth collagène)
–>fragilisation du TO (maladie rare)

*ostéopétrose=maladie des os de marbre: défaut fonctionnement des ostéoclastes
–>anomalie du remodelage osseux…mort
rapide

*maladie de Paget: remodelage osseux trop important de l’os adulte
–>déformations osseuses

*pathologies liées à la somatotrophine (h de croissance):
°carence pendant l’enfance: nanisme
°excès pendant l’enfance: gigantisme
°excès chez l’adulte: acromégalie
(épaississement des os du visage)

*pathologies liées aux hormones sexuelles (oestrogènes/androgènes):
°dvlppmnt sexuel précoce: croissance arrêtée
°déclin des sécrétions hormonales dû à l’âge:
fragilisation du TO

*rachitisme (incurvation des membres infs): carence en vit D chez un enfant
–>désorganisation des chondrocytes des
cartilages de conjugaison; présence
d’os incomplètement calcifiés;
déformation des os

*croissance retardée: carence en vit C
–>retard de croissance et de la
consolidation des fractures