week 5

Question 1

combien d’os y a t il dans la squelette humaine?

Answer 1

206

Question 2

quel % du poids de corps fait un squelette?

Answer 2

15%

Question 3

quels sont les rôles d’un squelette?

Answer 3

Le squelette désigne l’ensemble des os qui forment le corps humain.
• Le squelette est une composante essentielle de l’appareil locomoteur.
• Donne la forme au corps.
• Permet l’ancrage des muscles.
• Protège les organes vitaux.

Question 4

nommer les 4 types des os?

Answer 4

• Os longs
• Os courts
• Os plats
• Os irréguliers

Question 5

Les os remplissent plusieurs fonctions:

Answer 5

Rôle mécanique
    • Charpente
    • Ancrage musculaire
    • Locomotion (mouvement)
Rôle protecteur
    • Organes vitaux
    – Crâne (cerveau)
    – Cage thoracique (cœur, poumons)
Rôle métabolique
      • Réserve en ions (calcium, phosphate) • Réserve en    lipides (moelle jaune)
Rôle dans l’hématopoïèse
     • Les globules rouges et blancs sont produits au niveau de la moelle rouge de certains os.

Question 6

L’os est composé :

Answer 6

• d’une matrice minérale (hydroxyapatite)
• d’une matrice organique (protéines, protéoglycanes)
• de cellules (osseuses et hématopoïétiques)
• …et même de lipides (moelle jaune)
Par ailleurs, l’os contient de multiples vaisseaux sanguins (pour nourrir les cellules) et est innervé.

Question 7

structure externe (macroscopique) d’un os long

Answer 7

•La diaphyse
Partie centrale que l’on peut comparer à un tube. L’extérieur est composée d’os compact (cortical) et à l’intérieur du tube (canal médullaire) se trouve la moelle jaune riche en lipides.

•La métaphyse
Partie intermédiaire entre la diaphyse et l’épiphyse.

•L’épiphyse
Partie formant l’extrémité de l’os et qui est plus renflée. L’extérieur est composé d’os compact et l’intérieur d’os spongieux (trabéculaire) qui contient la moelle rouge. Aux extrémités, la surface de l’épiphyse est recouverte de cartilage articulaire.

Question 8

différentes régions au niveau de la structure interne d’un os

Answer 8

•Le périoste
Le périoste est la membrane externe qui recouvre l’os. Elle contient des vaisseaux sanguins nourriciers et des neurofibres. Elles contient aussi des cellules mésenchymateuses qui de différencient en ostéoblastes.

•L’os compact (aussi appelé os cortical)
L’os compact est la partie externe de l’os qui est très dense et qui est composée d’une multitude d’unités cylindriques appelés ostéons (voir Structure de l’os compact).
L’os compact confère à l’os sa solidité.

•L’os spongieux (aussi appelé os trabéculaire) L’os spongieux est formé de nombreux trabécules et forme le cœur de l’os au niveau des épiphyses et de l’intérieur du canal médullaire (pourtour)
L’os trabéculaire confère à l’os sa résilience et sa résistance aux forces de compression.

Question 9

quel type de l’os confère la solidité?

Answer 9

L’os compact confère à l’os sa solidité.

Question 10

quel type de l’os confère la résilience et la résistance aux forces de compression?

Answer 10

L’os trabéculaire confère à l’os sa résilience et sa résistance aux forces de compression.

Question 11

de qui est formé La matrice minérale qui forme l’os?

Answer 11

La matrice minérale qui forme l’os est formée en grande majorité de calcium et de phosphate.
• Le calcium et le phosphate forment un minéral appelé hydroxyapatite selon la réaction chimique suivante :
Hydroxyapatite
• L’hydroxyapatite confère la dureté aux os et aux dents.
• En milieu acide,l’hydroxyapatite se dissout.
• Ex. Os dans un bocal de vinaigre / Carie dentaire

Question 12

quelles sont protéines qui composent la matrice organique (aussi appelée « tissu ostéoïde »)

Answer 12

Voici les principales protéines synthétisées par les ostéoblastes qui composent la matrice organique (aussi appelée « tissu ostéoïde »).
– Collagène de type 1 (80-90% du tissu ostéoïde)
– Protéoglycanes
– Ostéocalcine (rôle structural et hormonal)
– Ostéonectine (glycoprotéine)*
– Ostéopontine (glycoprotéine)*
– Sialoprotéine osseuse (glycoprotéine)*
* Protéines ayant la capacité de lier le calcium

Question 13

quelles sont les protéines qui ont la capacité de lier le calcium?

Answer 13

– Ostéonectine (glycoprotéine)*
– Ostéopontine (glycoprotéine)*
– Sialoprotéine osseuse (glycoprotéine)*

Question 14

qu’est ce que produisent les ostéoblastes?

Answer 14

les protéines

En plus des protéines de la matrice organique, les ostéoblastes produisent :
– Facteurs de croissance (stimulent la croissance des cellules osseuses)
– Phosphatase alcaline (enzyme jouant un rôle dans la minéralisation)

Question 15

par qui le collagène est produit?

Answer 15

Le collagène, protéine principale de la matrice organique de l’os produite par les ostéoblastes.

Question 16

fonctions de collagène

Answer 16

• Le collagène est une protéine structurale.
• C’est l’une des protéines les plus abondantes dans le corps humain.
• Elle est présente dans plusieurs tissus (peau, tendons et … os !)
• Confère aux tissus une résistance mécanique à l’étirement.
• Formé de l’agencement de triples hélices en fibrilles.
• Sans le collagène, les os s’effriteraient, se casseraient et n’auraient pas de résistance mécanique à la torsion…

Question 17

qu’est ce qui cause l’ostéogenèse imparfaite?

Answer 17

Certaines mutations génétiques du collagène mènent à une désorganisation des fibres. Cette désorganisation affecte l’intégrité de l’os et cause une maladie appelée ostéogénèse imparfaite.

Question 18

quels sont les 4 principaux types de cellules spécialisées qui assurent le maintien et le métabolisme de l’os?

Answer 18

Les ostéoclastes
Grosses cellules multinucléées spécialisées dans la résorption (dégradation) de la matrice osseuse.

Les ostéoblastes
Cellules spécialisées dans la production de la matrice osseuse.

Les ostéocytes
Cellules osseuses matures (ostéoblastes maturées) qui régulent l’homéostasie osseuse et qui «détectent » les stress physiques imposés à la structure osseuse.

Les cellules bordantes
Cellules situées à la surface de l’os minéralisé. Il s’agit en fait d’ostéoblastes en quiescence. Ils sont sensibles aux facteurs de croissance et peuvent au besoin se retransformer en ostéoblastes actifs.

Question 19

Les ostéoclastes

Answer 19

• Les ostéoclastes sont de grosses cellules (50-100μm) multinucléées qui interviennent dans la résorption (destruction) du tissus osseux.
• Les ostéoclastes sont d’origine hématopoïétique. Ils sont issus de cellules pluripotentes de la lignée des monocytes (pro-monocytes).
• Les pro-monocytes peuvent se différencier en pré-ostéoclastes.
• Suite à un signal d’activation (voir système RANK/RANKL), les pré- ostéoclastes fusionnent pour former une cellule multinucléée,
l’ostéoclaste.
• L’ostéoclaste est caractérisé par une bordure en brosse au niveau de sa membrane cellulaire.
• Pour résorber une région de l’os, les ostéoclastes s’ancrent à la matrice osseuse via leurs podocytes et l’ostéopontine, une protéine présente dans la matrice protéique de l’os.
• Après s’être ancrés à l’os, les ostéoclastes sécrètent :
• Des acides (H+) pour acidifier le microenvironnement et solubiliser la matrice minérale (hydroxyapatite → Ca2+ + HPO42-).
• Des protéases (ex. cathepsine K) pour digérer les fibres de collagènes de la matrice protéique de l’os.
• Le calcium et le phosphate solubilisés de même que des fragments de collagène sont absorbés par l’ostéoclaste et ensuite excrétés (rejoignent la circulation sanguine).

Question 20

Les ostéoblastes

Answer 20

• Les ostéoblastes sont des cellules mononucléées responsables de la formation osseuse.
• Les ostéoblastes sont d’origine mésenchymateuse (cellules précurseurs présentes dans le périoste et l’endoste).
• Diamètre de 20 à 30 μm.
• Les ostéoblastes sont responsables de la synthèse des constituants de la matrice organique de l’os (collagène, protéoglycanes, glycoprotéines).
• Les ostéoblastes forment des groupes de cellules qui déposent la matrice organique sur l’os et qui participent ensuite à sa minéralisation.
• Les ostéoblastes s’agencent pour recouvrir la zone à minéraliser et forment un tapis cellulaire.
• Pour qu’il y ait minéralisation, les ostéoblastes alcalinisent la région qu’ils recouvrent en « pompant » les ions H+ vers l’extérieur (augmente le pH).
• En même temps, ils sécrètent du calcium, du phosphate et des pyrophosphates dans l’espace à minéraliser.
• Une enzyme, la phosphatase alcaline, est exprimée à la surface des ostéoblastes et permet de produire des ions phosphates à partir des pyrophosphates et d’autres molécules phosphorylées.
• Dans cet espace alcalin, le calcium et le phosphate s’associent pour former de l’hydroxyapatite sur la matrice protéique (minéralisation).

Question 21

comment les ostéoblastes sont indirectement impliqués dans la résorption osseuse?

Answer 21

• L’effet des ostéoblastes sur la résorption osseuse se fait indirectement via l’activation de la différenciation des ostéoclastes (voir diapo plus loin).
• Des travaux ont démontré la présence de récepteurs à la surface des ostéoblastes pour les facteurs ostéolytiques comme la PTH, des prostaglandines et certaines interleukines (ex. IL-1 et IL-6) qui stimuleraient l’expression de la protéine RANKL à la surface des ostéoblastes.
• C’est la protéine RANKL qui active la différentiation des ostéoclastes.
• Pourquoi les ostéoblastes activent-ils la résorption osseuse ?
Pour mieux reconstruire sur une surface uniforme préparée par les ostéoclastes (voir remodelage osseux)

Question 22

Les ostéocytes

Answer 22

• Les ostéocytes sont des originellement des ostéoblastes qui se sont emmurés vivants lors de la fabrication de la matrice osseuse.
• Il s’agit de cellules allongées (30μm de long et 15μm de largeur)
• Chaque ostéocyte est emprisonné dans une niche appelée lacune ou ostéoplaste. Ces lacunes sont reliées entre elles par des canalicules dans lesquels circule du liquide interstitiel (nutriments + O2).
• Les ostéocytes communiquent entre eux via des prolongements cytoplasmiques dans les canalicules.
• Les ostéocytes ont pour rôles :
• de maintenir la structure osseuse qui les entoure.
• de détecter les stress mécaniques ou les bris dans la structure
osseuse et d’y répondre (stimulation de la synthèse osseuse).

Question 23

Système RANK-RANKL (contrôle de la résorption osseuse)

Answer 23

Le système RANK/RANKL/OPG permet de régulariser l’activation des ostéoclastes et donc de réguler la résorption osseuse.
Les acteurs moléculaires impliqués sont :
RANKL (receptoractivatorofnuclearfactorkappa-Bligand)
Protéine exprimée à la surface des ostéoblastes ou sécrétée. Elle lie le récepteur RANK à la surface des pré-ostéoclastes.
RANK (receptor activator of nuclear factor kappa-B)
Récepteur transmembranaire exprimé à la surface des pré-ostéoclastes. La liaison de ce récepteur à la protéine RANKL produite par les ostéoblastes stimule la fusion des pré-ostéoclastes et leur différentiation en ostéoclastes actifs.
Ostéoprotégérine (OPG)
Protéine sécrétée par les ostéoblastes pour stopper l’activation des ostéoclastes et la résorption osseuse. L’OPG se lie à RANKL et empêche sa liaison à RANK sur les pré-ostéoclastes. L’œstradiol stimule la production d’OPG ce qui explique l’effet ostéoprotecteur de l’hormone.