Anatomie generale du systeme squelettique

Anatomie générale du système squelettique
(Avertissement : Nous n’exposerons pas la description de la partie cartilagineuse du squelette
et la description d’un os type est celle d’un os long des membres.)
1 Définition :
Le système squelettique comprend l’ensemble des structures rigides qui contribuent au
maintien de l’organisme. Il peut être osseux ou cartilagineux. Chez l’homme, il s’agit d’un
endosquelette, c’est à dire situé à l’intérieur du corps, à l’inverse d’un exosquelette (ex :
insecte) situé en surface de l’organisme. Il est plurisegmentaire, divisé en squelette axial (où
l’on retrouve les vertèbres, le thorax, le bassin, la face et le crâne constitué de la voûte ou
calvaria et de la base du crâne) et en squelette appendiculaire pour les membres. Il existe
ainsi 206 os constants. L’étude du système squelettique osseux constitue l’ostéologie.
Les os de la tête regroupent les os du crâne (pariétaux, temporaux, frontal, ethmoïde,
sphénoïde, occipital), les osselets de l’oreille moyenne (malleus, incus, stapès) et les os de la
face (vomer, maxillaire, lacrymal, palatin, cornet nasal inférieur, nasal, zygomatique,
mandibule). A la limite supérieure du cou se situe l’os hyoïde. La colonne vertébrale est
constituée de sept vertèbres cervicales, douze vertèbres thoraciques, cinq vertèbres
lombaires, le sacrum et le coccyx. Le thorax est composé de douze paires de côtes et du
sternum. Le squelette du membre supérieur comprend la clavicule, la scapula (qui forment la
ceinture du membre supérieur), l’humérus, l’ulna, le radius, le carpe (scaphoïde, lunatum ,
triquetrum, pisiforme, trapèze, trapézoïde, capitatum et hamatum), cinq métacarpiens, et
quatorze phalanges. Le squelette d’un membre inférieur comprend un os coxal (qui forme
avec son homologue controlatéral la ceinture du membre inférieur), le fémur, la patella, le
tibia, la fibula, le tarse (calcaneus, talus, naviculaire, cuboïde, trois cunéiformes), les cinq
métatarsiens et quatorze phalanges.
Il existe par ailleurs des os surnuméraires, inconstants, comme les sésamoïdes et des os
doubles, en deux parties comme la patella bipartite.
2 Rôles :
En plus du rôle de maintien de l’organisme, l’appareil squelettique permet la mobilisation
des différents segments les uns par rapports aux autres au sein des articulations. Il permet
les attaches musculaires et ligamentaires. Les os ont aussi un rôle métabolique important,
notamment dans les échanges et le stockage du calcium (près de 99% de la totalité du
calcium de l’organisme est contenu dans les os). Ils ont un rôle essentiel dans
l’hématopoïèse formation de cellules sanguines (surtout au niveau du sternum ou de l’os
iliaque chez l’adulte) (fig 1). Certains os ont aussi un rôle de protection (exemple du crâne
protégeant le cerveau).

Figure 1 : Rôles mécaniques, métaboliques et hématopoïétique du système squelettique osseux
3 Pathologies :
Les fractures sont fréquentes. Les infections osseuses (ostéite suppurée, ostéomyélite)
existent. L’ostéoporose est l’une des maladies épidémiques chez la personne âgée. Le
rachitisme est fréquent dans pays sous-développés. Les cancers osseux primitifs sont
heureusement rares, mais les cancers secondaires (métastases osseuses) sont fréquents. Les
localisations osseuses de maladies du sang (myélome par exemple) sont classiques.
L’ostéogenèse imparfaite (maladie des os de verre) touche les enfants. L’achondroplasie
explique certains nanismes.
4 Organogenèse :
Le système squelettique dérive d’un mésenchyme totipotent, le mésoderme qui se sépare
en dermotome pour le revêtement cutané, en myotome pour les muscles et en sclérotome
pour le tissu conjonctif et le squelette. En dehors de la formation du crâne et de la face, le
mésoderme est situé soit en position para-axial (à côté de l’axe du corps, centré par la tige
notochordale antérieure au tube nerveux primitif), soit dans les bourgeons des membres qui
apparaissent lors de la quatrième semaine de vie in utero (fig 2). A ce moment, l’embryon
présente des bosselures dorso-latérales ou somites qui définiront les futurs étages
(dermatomes, nerfs spinaux, vertèbres dont sept cervicales, douze thoraciques, cinq
lombaires, cinq sacrées et trois à cinq coccygiennes). Les bourgeons des membres crâniaux
(qui deviendront les membres supérieurs) se localisent entre le cinquième somite cervical et
le premier somite thoracique. Les bourgeons des membres caudaux (qui deviendront les
membres inférieurs) se localisent entre le quatrième somite lombaire et le troisième somite
sacré.

Il existe deux types de transformation du mésoderme en squelette osseux, l’ossification de
membrane et l’ossification endochondrale.
Figure 2 : Schéma en vue latérale d’un embryon à 4 semaine de vie intra-utérine
4.1 L’ossification de membrane :
Des cellules ostéoblastiques envahissent du centre vers la périphérie le mésoderme.
L’envahissement se produit en « tâche d’huile ». Le plus souvent, l’os ainsi formé est un os
plat appelé diploïque, composé d’une table interne et d’une table externe entre lesquelles
se trouve de l’os spongieux appelé diploé. Cette formation intéresse essentiellement le
crâne et certains os de la face (fig 3).
Figure 3 : Principes de l’ossification de membrane. A : Envahissement du mésenchyme totipotent par un tissu
osseux. B : Ossification en tâche d’huile. C : Os plat issu d’une ossification de membrane

4.2 L’ossification endochondrale :
Dans l’ossification endochondrale, ce sont des cellules cartilagineuses (chondroblastes) qui
envahissent le mésoderme jusqu’à former dans un premier temps un noyau cartilagineux.
Ce noyau cartilagineux est entouré d’une gaine fibreuse appelé virole périchondrale. Des
ostéoblastes envahissent le centre de ce noyau cartilagineux pour former le noyau
d’ossification primaire. Cette transformation osseuse est centrifuge jusqu’à la virole
périchondrale qui devient alors le périoste. La couche osseuse située juste en profondeur du
périoste est responsable de la croissance de l’os en largeur. C’est la croissance périostée. Le
noyau d’ossification primaire est ensuite creusé par un pédicule vasculaire dont l’artère
nourricière de l’os.
Le plus souvent et pour l’exemple du squelette appendiculaire, les extrémités du noyau
restent cartilagineuses. Ces extrémités sont ensuite envahies par d’autres noyaux osseux
appelés noyaux d’ossification secondaires. Il reste une surface chondrale recouvrant les
noyaux d’ossification secondaire dont une partie forme le cartilage articulaire et dont l’autre
partie est au contact du noyau d’ossification primaire. Ce cartilage compris entre les noyaux
d’ossification primaire et secondaire est appelé cartilage de croissance, ou cartilage de
conjugaison. Il est responsable de la croissance en longueur de l’os. Ils disparaissent au fur et
à mesure de la croissance par soudure des noyaux d’ossification pour ne laisser qu’une pièce
osseuse unique (fig 4).
Figure 4 : Schémas de l’ossification endochondrale

La différenciation cartilagineuse débute à la cinquième semaine de la vie in utéro et
l’ossification proprement dite (noyau d’ossification primaire) débute à la fin de la période
embryonnaire. Les noyaux d’ossification secondaire apparaissent après la naissance. La
croissance osseuse est sous la dépendance de nombreux facteurs génétique, hormonal
(hormone de croissance, hormones sexuelles, hormone thyroïdienne) nutritionnel (vitamine
D), et mécanique (sport, activités physiques, …). Pour chacun des os des membres, les
cartilages de croissance les plus actifs sont situés près des genoux et loin des coudes.
Le cartilage de croissance n’est pas visible sur des radiographies, contrairement aux noyaux
d’ossification. Il est alors possible de définir un âge osseux en fonction (fig 5).
Cette croissance liée au cartilage de conjugaison est déficitaire dans le nanisme
achondroplasique. Elle peut être atteinte (par décollement épiphysaire traumatique, par
exemple) sur tout ou partie du cartilage de croissance, c’est l’épiphysiodèse qui peut se
compliquer ultérieurement d’une désaxation de l’extrémité osseuse (fig 6).
Figure 5 : Exemple d’évaluation de l’âge osseux et du potentiel de croissance restante selon Risser.
Il est réalisé à partie d’une radiographie standard de l’os coxal et s’intéresse à l’ossification de la crête iliaque
Au stade 0, il n’existe pas d’ossification de la crête iliaque. Au stade 1, le noyau d’ossification secondaire
apparaît dans la portion latérale. Au stade 2, le noyau d’ossification a envahi plus de la moitié du cartilage
primitif. Au stade 3, la crête est complètement ossifiée. Au stade 4, le noyau d’ossification se soude de dedans
en dehors à l’aile iliaque par disparition du cartilage de croissance. Au stade 5, il est pratiquement
complètement fusionné. Au stade 6, il est d’aspect adulte.
Figure 6 : Schéma montrant le cartilage de croissance distal de l’humérus atteint par un traumatisme de type
décollement épiphysaire (« étoile ») et l’évolution possible avec une désaxation en valgus de l’épiphyse (axe
« B ») par rapport à l’axe d’une croissance normale (axe « A »).