CAHIER L.AS UE2 - Histologie Tissu osseux Professeur en Faculté : Dr. SHARIF Cours Galien Lille – 2020/2021 L.AS – Histologie – Leo COCKENPOT Table des matières 1. I. Table des matières GENERALITES ........................................................................................................................................................3 A. DEFINITION DE TISSU OSSEUX ..........................................................................................................................3 B. FONCTIONS .......................................................................................................................................................3 II. CONSTITUANTS DES TISSUS OSSEUX ....................................................................................................................4 A. 4 TYPES DE CELLULES ............................................................................................................................................4 1. Les cellules bordantes.......................................................................................................................................4 2. Les ostéoblastes ................................................................................................................................................4 3. Les ostéocytes ...................................................................................................................................................5 4. Les ostéoclastes ................................................................................................................................................5 B. LA MATRICE EXTRACELLULAIRE ............................................................................................................................6 III. CLASSIFICATION DES TISSUS OSSEUX ...............................................................................................................6 A. TISSU OSSEUX NON LAMELLAIRE = RETICULAIRE = OS TISSE ...............................................................................6 B. TISSU OSSEUX LAMELLAIRE ..................................................................................................................................6 1. Tissu osseux lamellaire haversien = os compact ..............................................................................................7 2. Tissu osseux lamellaire spongieux = os trabéculaire ........................................................................................8 C. PERIOSTE ...........................................................................................................................................................8 D. ENDOSTE ...........................................................................................................................................................8 IV. PRINCIPE DE L’OSTEOGENESE ...........................................................................................................................8 A. PRINCIPE DE L’OSSIFICATION ...............................................................................................................................8 1. Ossification primaire .........................................................................................................................................9 2. Ossification secondaire .....................................................................................................................................9 B. GRANDS PRINCIPES DU REMODELAGE OSSEUX ...................................................................................................9 C. DEROULEMENT DU REMODELAGE .....................................................................................................................10 1. Phase d’activation ...........................................................................................................................................10 2. Phase de résorption ........................................................................................................................................10 3. Phase d’inversion ............................................................................................................................................10 D. EXEMPLES D’APPLICATIONS CLINIQUES .............................................................................................................10 2 Cours Galien Lille – 2020/2021 L.AS – Histologie – Leo COCKENPOT I. A. GENERALITES DEFINITION DE TISSU OSSEUX • Tissu osseux = Tissu conjonctif → Présence de substance fondamentale et de collagène → Fait partie des tissus squelettiques (avec le tissu cartilagineux) • Origine embryologique : mésoderme Le TO est un TC constitués de • Contient une matrice fortement minéralisée, calcifiée substance fondamentale et d’une → Lui confère de la résistance, évite les fractures partie organique essentiellement • Richement vascularisé et innervé constituée de collagène. Le TO existe • Abrite la moelle osseuse hématogène tout au long de la vie même chez l’ • En remaniement constant adulte. → Résorption et formation osseuse permanents • Tissu osseux ≠ Os → Dans l’os, on retrouve plusieurs types de tissus (ex de l’humérus) o 60 % moelle osseuse hématogène Le TO correspond à o 25 % tissu osseux ¼ de l’os et le reste o 5 % espace conjonctivo-vasculaire (tissu conjonctif lâche) au niveau des épiphyses sera plus o Périoste en périphérie particulièrement de o Endoste en périphérie moelle. o Tissu cartilagineux aux extrémités des épiphyses B. • • • FONCTIONS Mécanique → Permet la station debout et la locomotion → Point d’ancrage des muscles Protection des organes → Cage thoracique → Boîte crânienne C’est un tissu très résistant, rôle métabolique : une Réserve de minéraux pour l’organisme réserve pour les minéraux. → Contient 99 % des réserves de calcium → Contient 90 % des réserves de phosphore → Contient 50 % des réserves de magnésium → Le calcium et le phosphore sont sous forme de cristaux d’hydroxyapatite o Constituent la matrice minéralisée o Se fixent sur les fibres de collagène 3 Cours Galien Lille – 2020/2021 L.AS – Histologie – Leo COCKENPOT II. CONSTITUANTS DES TISSUS OSSEUX A. 4 TYPES DE CELLULES • • • Cellules d’origine mésenchymateuse : → Cellules bordantes → Ostéoblastes → Ostéocytes Cellules d’origine hématopoïétique : ostéoclastes Différents degrés de différenciation : → Les cellules bordantes se différencient en ostéoblastes → Les ostéoblastes se différencient à leur tour en ostéocytes → Les ostéocytes correspondent au stade terminal de différenciation 1. Les cellules bordantes • • • • Aplaties Les cellules bordantes sont aplaties parce qu’elles sont inactives. Bordent la substance osseuse Cellules inactives, quiescentes → Activités de synthèse réduite Activation de leur différenciation en ostéoblastes sous l’effet de : → Contraintes mécaniques → Action hormonale → Intervention de cytokines ou de facteurs de croissance 2. Les ostéoblastes • • • • Cubiques A la surface du tissu osseux Cellules actives → Interviennent dans la formation du tissu → Synthèse de la substance ostéoïde : partie organique de la MEC o A partir de vésicules matricielles contenant - Phosphatases alcalines - Ostéocalcine - Ions o Dépôt de la substance fondamentale à la surface du tissu o Minéralisation progressive en profondeur de cette substance Régulation du remodelage osseux via des récepteurs aux hormones, cytokines, facteurs de croissance 4 Cours Galien Lille – 2020/2021 L.AS – Histologie – Leo COCKENPOT 3. Les ostéocytes • • • • Etoilés Forme → Possèdent des prolongements très fins Situés dans une logette, petite cavité = ostéoPlaste → Les ostéoplastes sont reliés les uns aux autres par des canalicules où se trouvent les prolongements des ostéocytes → Sont emmurés dans le tissu osseux Cellules quiescentes → Pas de division → Phase terminale de différenciation des ostéoblastes Communiquent entre eux via leurs prolongements → Présence de jonctions communicantes → Echanges d’ions, d’électrolytes 4. Les ostéoclastes • • • • • • • • Cellules post-mitotiques et multinuclées → Proviennent de la fusion de cellules mononucléées (monocytes) → Lignée hématopoïétique Cellules impliquées dans la résorption (dégradation) osseuse Très grandes cellules (jusqu’à 100 micromètres) Comportent 4 à 6 noyaux et de nombreuses mitochondries Polarité fonctionnelle → Les replis de leur membrane en contact avec la substance osseuse minéralisée ont une forme de bordure en brosse Grignotent le tissu osseux pour en permettre la résorption Durée de vie : 12 jours → Meurent ensuite par apoptose Activité importante → Riches en lysosomes o Vésicules contenant des enzymes protéolytiques ou collagénases o Libérées au niveau de la bordure en brosse o Au niveau de la zone de résorption appelée lacune de Howship - Zone située entre la substance osseuse qui va être résorbée et la bordure en brosse - Dégradation de la partie organique de la substance osseuse → Présence de pompes à protons au niveau de la bordure en brosse o Permettent d’acidifier la zone de résorption - Dissolution des sels minéraux (partie minérale) de la substance osseuse 5 Cours Galien Lille – 2020/2021 L.AS – Histologie – Leo COCKENPOT B. LA MATRICE EXTRACELLULAIRE • • • • Riche en eau Composé d’une phase organique et d’une phase minérale Phase organique (30 % de la MEC) → 90 % de collagène → 10 % d’autres protéines o Ostéocalcine o Ostéonectine o Ostéopontine o Protéoglycanes o Rôle : permettre la fixation des cristaux d’hydroxyapatite sur les fibres de collagène Phase minérale (70 % de la MEC) → Cristaux d’hydroxyapatite : sels de phosphate et de calcium → Forme hexagonale → Confèrent la résistance au tissu osseux → S’intercalent par précipitation entre les fibres de collagène III. CLASSIFICATION DES TISSUS OSSEUX A. TISSU OSSEUX NON LAMELLAIRE = RETICULAIRE = OS TISSE • • • Trame collagénique non orientées dans une Pas d’orientation particulière des fibres de collagène direction particulière = désordonée et c'est ainsi Tissu osseux primaire, non définitif, provisoire que ça lui confère une fragilité qui le rend provisoire. → Chez le fœtus → Au niveau d’ébauches osseuses en attente d’une ossification secondaire → En cas de fracture o Réparation par formation d’un cale osseux primaire qui sera remplacé ensuite par du tissu osseux lamellaire Fragile B. TISSU OSSEUX LAMELLAIRE • • Fibres de collagène bien orientées 2 types qui co-existent dans tous les types d’os mais en des proportions différentes Type d’os Exemple Tissu osseux lamellaire haversien = os compact Tissu osseux lamellaire spongieux = os trabéculaire Os longs Humérus, radius, fémur Diaphyse Os courts Os des mains et des pieds Os plats Voûte crânienne, côtes En périphérie (le moins abondant) Epiphyses (extrémités de l’os long) Au centre (le plus abondant) De part et d’autre du centre : tables externes et internes Au centre : diploé 6 Cours Galien Lille – 2020/2021 L.AS – Histologie – Leo COCKENPOT 1. Tissu osseux lamellaire haversien = os compact • • • • • Constitué de systèmes de Havers = ostéons → Unités cylindriques → 100 micromètres à 1 millimètre de diamètre → Composés de 5 à 15 lamelles osseuses concentriques o Entre chaque lamelle, présence des ostéocytes dans leurs ostéoplastes o Canalicules entre les ostéocytes → Canal central de Havers dans chaque ostéon contenant o Capillaires o Fibres nerveuses amyéliniques o Ostéoblastes et ostéoclastes → Bordé par ligne cémentante Le système de Havers représentés des unités → Les canaux de Havers des ostéons cylindriques qui sont distancés d'un mm. communiquent entre eux via les canaux de Volkmann o Non entourés de lamelles concentriques o Tapissés de cellules bordantes o Rôle dans le remodelage osseux : Contiennent des ostéoblastes qui peuvent être mobilisés Disposition hélicoïdale des fibres de collagène : → Les lamelles concentriques sont composées de fibres de collagène → Au sein d’une même lamelle, les fibres de collagène sont toutes parallèles entre elles → D’une lamelle à l’autre, les fibres de collagène D'autres se diriges à droites, d'autres à gauche. ont une orientation différente → Confère à l’os une solidité extrême et une flexibilité importante En périphérie des ostéons → Présence d’un système circonférentiel (ou fondamental) externe → Constitué de lamelles concentriques qui entourent les ostéons A la face interne de l’os cortical, à l’approche de la moelle jaune, de la cavité médullaire → Présence d’un système circonférentiel interne → Constitué de lamelles concentriques Conséquence du remodelage permanent : → Présence d’ostéons complets → Présence d’ostéons incomplets (partiellement détruits) entre les ostéons complets qui forment des lamelles interstitielles = systèmes interstitiels 7 Cours Galien Lille – 2020/2021 L.AS – Histologie – Leo COCKENPOT 2. Tissu osseux lamellaire spongieux = os trabéculaire • • • • • • Composé de cavités d’environ 300 millimètres de diamètre Assemblage de lamelles osseuses réunies par des piliers appelés trabécules Contient : → Moelle osseuse hématogène = hématopoïétique → Vaisseaux Se remodèle en fonction des contraintes mécaniques Axe différent de celui de la diaphyse des os longs Entouré par → Une couche de tissu compact haversien o A l’interface entre le tissu spongieux et le tissu compact : présence de l’endoste → Une couche de périoste C. PERIOSTE • • • Couche externe qui entoure le tissu osseux compact Rôle dans : → La croissance en épaisseur de la corticale des os longs → La réparation des fractures Composition → Couche fibreuse externe vascularisée → Couche interne ostéogène o Permet la formation de tissu osseux et la croissance des os → Cellules mésenchymateuses (dont des ostéoblastes) D. ENDOSTE • • • Feutrage interne de tissu conjonctif Localisations : → Au centre, au niveau de la paroi de la cavité médullaire des os longs (entre le tissu spongieux et le tissu compact) → Au niveau des trabécules des os spongieux → Tapisse les canaux de Havers Rôle dans le remodelage osseux (contient des ostéoblastes et des ostéoclastes) IV. PRINCIPE DE L’OSTEOGENESE A. PRINCIPE DE L’OSSIFICATION • 2 étapes : → Sécrétion de la substance ostéoïde → Minéralisation en profondeur 8 Cours Galien Lille – 2020/2021 L.AS – Histologie – Leo COCKENPOT 1. Ossification primaire • Ossification provisoire non lamellaire → Formation d’un tissu osseux sur un support non osseux Type d’ossification primaire Enchondrale Origine du support Tissu cartilagineux Concerne Diaphyse et épiphyses des os longs Périostique De membrane Périoste Tissu conjonctif riche en collagène Croissance en épaisseur des diaphyses Os plats Os courts 2. Ossification secondaire • • Formation d’un tissu osseux sur un support osseux → Après une première résorption par les ostéoclastes Tissu osseux lamellaire compact ou spongieux B. GRANDS PRINCIPES DU REMODELAGE OSSEUX • • • Equilibre entre : → L’activité de résorption osseuse par les ostéoclastes → L’activité de formation osseuse par les ostéoblastes Objectifs : → Renouvellement du tissu osseux (qui est un tissu vivant → Réponse aux contraintes mécaniques → Réponse aux besoins en calcium et en phosphore pour participer à l’homéostasie phosphocalcique Facteurs de régulation → Contraintes mécaniques o Perçues par les ostéocytes o Transmettent l’information pour aller vers la formation ou la résorption du tissu osseux o Exemples : - Une prise de poids favorise l’activité ostéoblastique et l’augmentation de la densité minérale osseuse - Une perte de poids anormale (anorexie) favorise l’activité ostéoclastique et est un facteur de risque d’ostéoporose - Chez les astronautes, il n’y a plus de contraintes mécaniques en apesanteur ce qui entraîne une activité ostéoclastique excessive : c’est pourquoi ils doivent faire beaucoup d’exercice → Molécules o Ions o Vitamine D o Œstrogènes : favorise la formation - Une carence en œstrogènes après la ménopause favorise la survenue d’ostéoporose o Parathormone : favorise la résorption o Calcitonine : inhibe la résorption 9 Cours Galien Lille – 2020/2021 L.AS – Histologie – Leo COCKENPOT o o TNF : ostéoprotégérine (OPG) TNF : RANK-ligand (produit par les ostéoblastes) et son récepteur (sur les ostéoclastes) C. DEROULEMENT DU REMODELAGE • Unités multicellulaires de remodelage temporaires = BMI → Comportent des ostéoblastes et ostéoclastes → Cellules bordantes quiescentes autour → Formation d’un micro-environnement qui couple formation et résorption → Initialement inactif 1. Phase d’activation • • Sous l’influence des facteurs mécaniques et moléculaires = facteurs initiateurs Recrutement des ostéoclastes et initiation de la résorption 2. Phase de résorption • • • • Rétraction des cellules bordantes pour laisser passer les ostéoclastes Les ostéoclastes arrivent sur le tissu osseux et le grignotent Les ostéoblastes participent en sécrétant des facteurs stimulant le recrutement des ostéoclastes : → M-CSF → RANK-ligand → Prolifération et fusion des précurseurs des ostéoclastes (ce sont des cellules multinucléées) Dissolution de la phase minérale et dégradation de la matrice organique 3. Phase d’inversion • • • Mort des ostéoclastes par apoptose Arrivée d’ostéoblastes sur le tissu osseux, dans les lacunes creusées par les ostéoclastes Formation de tissu osseux → Apposition de substance ostéoïde → Minéralisation par agglomération des cristaux d’hydroxyapatite → Emmurement des ostéoblastes → Différenciation des ostéoblastes en ostéocytes D. EXEMPLES D’APPLICATIONS CLINIQUES • • • Balance déséquilibrée Activité ostéoclastique en excès : → Ostéoporose post-ménopausique → Ostéogénèse imparfaite (maladie des os de verre) : liée à mutation du collagène I Activité ostéoblastique en excès : → Maladie des os de marbre o Anomalie de la fonction des ostéoclastes o Défaut de résorption o Ostéopétrose o Fractures → Maladie de Paget : déformation des os des membres 10 Cours Galien Lille – 2020/2021 L.AS – Histologie – Leo COCKENPOT
