LA CROISSANCE Rigal Robert Questions • Comment se fait-il que les enfants grandissent? • Comment la taille des os se modifie-t-elle? • Comment les os longs sont-ils structurés et s’ossifientils? • Pourquoi arrêtons-nous de grandir? • Pourquoi des enfants du même âge chronologique ontils des tailles différentes? • Quelles explications peut-on donner au fait que la taille adulte puisse s’écarter de 3,5 fois celle de la naissance? • Comment contrôler la prise de poids et agir sur l’obésité? • Quels sont les impacts du sur-entraînement sur la croissance physique? • Croissance: étude des modifications morphologiques de la taille ou du volume de tout ou partie du corps, de la naissance à la fin de l’adolescence. • Longitudinales: mesure des mêmes sujets à des intervalles de temps réguliers. • Transversales: mesure synchrone de sujets d’âges distincts. 1 • Accroissement régulier de la taille ou du poids, année après année, jusqu’à l’atteinte d’un plateau. Taille en cm (fig. 4.1, 4.2) 2 10 Âge en années 18 ⇑Taille en cm Vitesse de croissance Pics de croissance 2 Vitesse de cet accroissement: apparition des pics. 10 Âge en années 18 Courbes de croissance (fig. 4.3) % de la croissance totale Tissus lymphoïdes: thymus, ganglions Cerveau-tête: encéphale, méninges, tête Corps-général Appareil reproducteur 10 Âge en années 20 Le squelette Près de 200 os pour l’ensemble du corps Caractéristiques des os Deux types de tissus osseux: •l’os spongieux (os courts et extrémités des os longs ou épiphyses) et •l’os compact (diaphyse des os longs). 2 Les os longs • La diaphyse: • partie centrale de l’os creusée d’un canal médullaire; • renferme la moelle osseuse jaune (graisses); • la partie externe, le périoste, Diaphyse assure la croissance en épaisseur de l’os et le répare après une fracture (cal). Les os longs Épiphyse • Les épiphyses: • extrémités de chaque os formées d’os spongieux; • renferment la moelle osseuse rouge (origine des globules rouges); • recouvertes de cartilage articulaire. Épiphyse Le tissu osseux (fig. 4.4) Cartilage articulaire Épiphyse Os spongieux Emplacement du cartilage de croissance Diaphyse Os compact Cavité médullaire Travées osseuses Épiphyse Os spongieux 3 Les os longs Emplacement du cartilage de croissance • Entre diaphyse et épiphyse : • le cartilage de conjugaison ou de croissance assure l’augmentation de la longueur de l’os pendant la croissance puis disparaît à l’âge adulte. L’ostéone ou système de Havers Unité anatomique de l’os long comprenant: • Un canal où passe un capillaire sanguin; • Des lamelles osseuses en forme de tuyaux concentriques; • Des lacunes entre les lamelles renfermant des ostéocytes, cellules osseuses adultes; • Des canalicules, petits canaux reliant les lacunes entre elles. Lacunes, canalicules et ostéocytes se retrouvent dans l’os spongieux, non pas sous la forme de lamelles, mais organisés selon les lignes de tension exercées sur l’os. Le tissu osseux (fig. 4.4) Os compact: système de Havers Ostéone Périoste Ostéone Canalicule Ostéocyte Canal de Havers Vaisseau sanguin Lacune 4 Formation et maturation osseuse Tous les os apparaissent d’abord chez le fœtus sous la forme de cartilage hyalin (transparent) qui doit s’ossifier par la suite à partir de points d’ossification primaires et secondaires. Formation et maturation osseuse • Diaphyse: • chez le fœtus, • • le cartilage s’entoure d’une gaine, le périchondre qui deviendra le périoste; le périoste élabore une couche d’os compact, la paroi diaphysaire ou os périostique primaire; pendant ce temps des vaisseaux sanguins pénètrent dans le cartilage. • Apparition • • de cellules, les ostéoclastes, (cellules sanguines modifiées), qui détruisent les os périostique et enchondral en y formant de petites cavités, les lacunes; Apparition de nouvelles cellules, les ostéoblastes, qui fabriquent des fibrilles de collagène, substance préosseuse; Épaississement des fibres de collagène qui forment la matrice protéique ou la charpente collagène de l’os; 5 • Dépôt • • de sels calciques (phosphate de calcium) sur les fibres de collagène ce qui forme le premier tube de l’ostéone; transformation des ostéoblastes en ostéocytes; De nouveaux ostéoclastes résorbent ce nouveau tissu osseux; apparition d’ostéoblastes qui fabriquent des fibres de collagène et le processus recommence; Formation du canal médullaire au centre de la diaphyse par la résorption du tissu osseux. Maturation osseuse: étapes de la formation des os longs CARTILAGE VASCULARISATION OSSIFICATION PAR DÉPÔT DE SELS CALCIQUES OSTÉOCLASTES RÉSORPTION D'OS OSTÉOBLASTES FORMATION DE LACUNES GÉNÉRATION DES FIBRILLES DE COLLAGÈNE FIXATION DE SELS CALCIQUES FORMATION DES OSTÉONES OSTÉOCLASTES DESTRUCTION DU OSTÉOBLASTE EMPRISONNÉ TISSU OSSEUX OSTÉOCYTE Formation et maturation osseuse Épiphyses: • apparition du cartilage de conjugaison ou de croissance aux limites entre la diaphyse et chaque épiphyse; • ce cartilage donne de l’os enchondral; • allongement de l’os. 6 Formation et maturation osseuse DIAPHYSE ÉPIPHYSE PÉRIOSTE CARTILAGE DE CONJUGAISON OS PÉRIOSTIQUE COMPACT OS ENCHONDRAL SPONGIEUX AUGMENTATION DU DIAMÈTRE DE L'OS AUGMENTATION DE LA LONGUEUR DE L'OS Hormones et croissance osseuse • Les hormones sont: • des substances chimiques sécrétées par les glandes endocrines; • distribuées dans l’ensemble du corps par le sang; • indispensables pour que la croissance, et en particulier la maturation osseuse, se produise. Vitamines et croissance osseuse • Vitamine C: agit sur la formation de la substance préosseuse. • Vitamine D: stimule l’absorption intestinale du calcium et sa fixation sur le tissu préosseux. 7 Forces de tension et croissance osseuse • Une charge exercée sur l’os en stimule la croissance; forces de compression (poids du corps) et de fonction (traction des muscles). Dégénérescence osseuse • Ostéomyélite: infection du périoste et destruction de l’os. • Tuberculose osseuse: mêmes conséquences. • Ostéoporose: résorption osseuse non • compensée par une nouvelle formation de tissu osseux. Rachitisme: absence de calcification des os Croissance staturale • Taille adulte = taille à la naissance x 3,5. • Augmentation fœtale très rapide suivie d’une décélération postnatale avec poussée pubertaire plus précoce chez les filles que chez les garçons. • Fin de la croissance staturale: lorsque l’augmentation de la taille ne dépasse pas 2% de la taille déjà acquise (vers 15,5 ans pour les filles et 17,5 ans pour les garçons). 8 Croissance staturale • Pas de différence liée au sexe jusqu’à 8-10 ans; Les filles sont toujours plus proches de leur taille adulte que les garçons; • Taille totale=somme des tailles tête+tronc+jambes; La proportion de la taille de la tête par rapport à la taille totale diminue de la naissance à l’âge adulte (de 25 à 12%), celle du tronc demeure stable (32 à 38%), celle des jambes augmente (37 à 48%); Les courbes de croissance varient d’une personne à l’autre. Proportions tête-troncjambes/taille totale Naissance Adulte Proportions tête-troncjambes/taille totale (fig. 4.9) Tête Tronc Jambes Naissance 8 17 Âge en années 9 Courbe de croissance staturopondérale (fig. 4.7A) Garçons Âge en mois Taille Poids Courbe de croissance staturopondérale (fig. 4.7A) Garçons Âge en années Taille Poids Courbe de croissance staturopondérale (fig. 4.7A) Filles Âge en mois Taille Poids 10 Courbe de croissance staturopondérale (fig. Filles Âge en années 4.7A) Taille Poids • Gradients de croissance: • pourcentage de la longueur d’un membre à un âge donné par rapport à sa longueur à l’âge adulte; la main est toujours plus proche de sa taille adulte que l’avant-bras ou le bras. • Modèle de croissance: • forme de croissance héritée des parents et soumise aux influences génétiques et externes. • Rattrapage: • un ralentissement de la croissance résultant d’une maladie ou de malnutrition est suivi d’une accélération de la croissance lorsque les conditions redeviennent normales. Courbe de croissance staturopondérale (fig. 3.7B, p. 94) Filles Âge en années Règles et blocage de la taille Taille Maladie et rattrapage Poids 11 Croissance pondérale Le poids augmente aussi régulièrement avec l’âge. Poids adulte= poids à la naissance x 20, avec de très grands écarts. Obésité enfantine : de plus en plus fréquente et associée à une alimentation solide précoce; (10 à 40% d’obèses en milieu scolaire) ( 3% pathologiques et 97% alimentaires). Obesity Trends* Among U.S. Adults BRFSS, 2002 (*BMI(*BMI ≥30, ≥30, oror~ ~ 30 30lbslbs overweight overweight for 5’4” for person) 5’ 4” woman) No Data <10% 10%–14% 15%–19% 20%–24% ≥25% Source: Behavioral Risk Factor Surveillance System, CDC • Malnutrition de la femme enceinte (entre les 6e et 9e mois); • Alimentation solide du nourrisson trop précoce; • Augmentation du nombre de cellules adipeuses entre 2 et 3 ans puis diminution normale par la suite ( > 8 ans). Cette diminution ne se produit pas chez l’obèse qui, disposant d’un plus grand nombre de ces cellules, est plus enclin à grossir. 12 • Psychologiques (image du corps); • Santé: maladies coronariennes, hypertension, douleurs articulaires, diabète, cholestérol sanguin avec risques d’athérosclérose. Tissu adipeux sous-cutané: •mesure de l’épaisseur à différents endroits du corps (biceps, triceps, sous-scapulaire, suprailiaque, mollet) •pourcentage de tissu adipeux par rapport au poids total: 18% pour la femme et 12% pour l’homme. Indice de masse corporelle: poids du sujet(kg)/taille2 (m) (P/T2); rapport idéal voisin de 21 pour les femmes et de 22 pour les hommes; lorsque le rapport dépasse de 30% ces normes, => obésité. Les plis sous-cutanés (fig. 4.10) Triceps Sousscapulaire Suprailiaque Abdominaux 13 Typologie morphologique Combinaison de la taille et du poids pour donner: • Ectomorphe: personne longiligne. • Mésomorphe: personne athlétique. • Endomorphe: personne grosse. Différents âges • Âge chronologique: temps écoulé depuis la naissance jusqu’au jour présent. • Âges physiologiques: • Âge osseux: comparaison du degré • d’ossification des os du carpe à celui donné par des chartes et d’où l’on extrait l’âge osseux; écarts fréquents avec l’âge chronologique. Âge dentaire: tenir compte de l’état de calcification des dents et de leur nombre; dents de lait: 20; dents adultes: 32 . Âge osseux (fig. 4.11) Os du carpe Fillette de 1 an Garçon de 5 ans Fillette de 2 ans Garçon de 6 ans 14 Lois de la croissance • Progression • • et amortissement: plus on est jeune, plus on grandit (sauf lors de la poussée pubertaire). Dissociation: les différentes parties du corps croissent dans des proportions différentes. Alternance: périodes plus actives (0-2 et 1015 ans) alternent avec des périodes plus calmes. Facteurs affectant la croissance • les gènes: les tailles de jumeaux monozygotes sont • • • • plus semblables que celles de jumeaux dizygotes; corrélation de .50 entre la taille des parents et celle de leurs enfants de même sexe; le sexe: avant 10 ans, peu de différences entre les garçons et les filles; après cet âge, les filles sont plus proches de leur taille adulte que les garçons; les hormones:indispensables à la croissance; les maladies: ralentissent la croissance; rattrapage; les désordres psychologiques: nanisme par carence affective. Les glandes endocrines: localisation (fig. 4.14) Hypophyse Thyroïde Parathyroïde Thymus Pancréas Surrénales Ovaires (femmes) Testicules (hommes) 15 Hormones et • Les hormones:croissance osseuse • assurent l’homéostasie (état d’équilibre du milieu • • • • • • • • intérieur) et elles s’auto-contrôlent les unes les autres. différentes sortes: - hormone de croissance hypophysaire (hypophyse); - thyroxine ( thyroïde); - insuline (pancréas); - parathormone ( parathyroïde); - gonadotropes (hypophyse); - cortisol, aldostérone, catécholamines (corticosurrénales); - hormones sexuelles. Fonctionnement général: l’hypothalamus sécrète des facteurs de libération qui agissent sur l’hypophyse qui, à son tour, sécrète des stimulines agissant sur les autres glandes lesquelles, en retour, règlent le fonctionnement de l’hypophyse; boucle de contrôle du type feedback négatif permanent. THYROÏDE thyroxine • croissance corporelle et tissus nerveux • métabolisme cellulaire croissance STH ou GH : • stimule la croissance du squelette et des tissus après 2 ans. SURRÉNALES HYPOPHYSE croissance et ACTH développement ANTÉRIEURE musculaire libère les stimulines LH ICSH PANCRÉAS insuline : • contrôle de la taille • régularisation du taux de glucose sanguin FOIE somatomédine: croissance os hormone de et muscles H TS PARATHYROÏDE parathormone : • règle le métabolisme du calcium et du phosphore et leur concentration dans le sang (Ca x P = cte). HYPOTHALAMUS facteurs de libération TESTICULES OVAIRES androgènes œstrogènes : testostérone : • maturation • maturation du morphologique squelette, muscles de l’organisme • caractères féminin sexuels •caractères sexuels secondaires secondaires glucagon : • poussée de •libère le glucose. croissance à progestérone : •hyperglycémie l’adolescence • gestation CORTEX cortisone : • métabolisme des glucides et lipides aldostérone : • réabsorption du sodium et élimination du potassium MÉDULLA sécrétion des catécholamines : • réaction au stress • stimulation cardiaque 16 Effets des hormones • L’hypophyse • • libère l’hormone de croissance hypophysaire qui agit sur le foie pour qu’il libère la somatomédine, substance qui va agir sur la croissance osseuse par les cartilages de conjugaison; La parathyroïde sécrète la parathormone qui stimule la résorption osseuse et l’absorption intestinale du calcium; La thyroïde sécrète la calcitonine aux effets opposés à la parathormone. Effets des hormones • Hormone de croissance: agit sur la croissance • • du squelette, celle des tissus et sur le métabolisme en facilitant la synthèse des protéines et l’absorption des sels minéraux. Dysfonctions: nanisme, gigantisme. Thyroxine: croissance corporelle et nerveuse; agit sur le métabolisme des protéines et des sels minéraux, sur la dépense d’oxygène et la régulation du tissu nerveux. • Insuline: • • • • assure le transfert du glucose sanguin aux cellules du corps; abaisse la glycémie par la transformation du glucose en graisse; agit sur la croissance et la taille. Dysfonctions: diabète, taille réduite. Parathormones: règlent le métabolisme du calcium et du phosphore. Cortisol: métabolisme des glucides et des lipides. Aldostérone: réabsorption du sodium et élimination du potassium dans l’urine. 17 • Catécholamines: • • (adrénaline et noradrénaline) stimulation du cœur, vasoconstriction artérielle, catabolisme des lipides. Corticostimuline: sécrétée à la puberté par l’hypophyse pour stimuler la sécrétion des hormones androgènes par les surrénales (apparition de la pilosité). Gonadostimulines: sécrétées à la puberté par l’hypophyse pour stimuler la sécrétion des hormones androgènes par les testicules et oestrogènes par les ovaires (pilosité). • La nutrition • • • • • • • Éléments indispensables: glucides, lipides, protéines, sels minéraux, eau et vitamines Nutriments: • substances alimentaires pouvant être directement et entièrement assimilables par l’organisme: • eau, glucose, acides gras, acides aminés, sels • • • minéraux, oligo-éléments (fer, zinc, cuivre, fluor, etc.), vitamines; proviennent souvent des résultats de la digestion; besoins quantitatifs de base indépendants de l’activité physique mais à compléter lors de l’exercice; nutriments structurels (constitution de l’organisme: acides aminés, oligo-éléments -fer, cuivre, iode, cobalt, zinc, manganèse- et sels minéraux), fonctionnels (vitamines, sels minéraux, eau) et énergétiques (acides gras, glucose, composés de carbone, hydrogène et oxygène). 18 Calorie: Valeur énergétique des aliments exprimée en calories; 1 kcal = quantité de chaleur nécessaire pour élever de 1˚ celsius, de 14,5 ˚ à 15,5 ˚, la température de 1 litre d’eau (1 kcal = 1000 calories = 4.2 kJ) (kilojoules) Éléments nutritifs: • Aliments à valeur calorique et nutritive: • Lipides: 9 kcal/g • Protéines: 4 kcal/g • Glucides: 4 kcal/g • Aliments à valeur nutritive: • vitamines-sels minéraux-eau • Aliments à «calories vides»: pas de valeur nutritive mais valeur calorique! (chips, limonades). • Si notre consommation > notre dépense > obésité (trop de matières grasses) Fonctions des différents éléments • Protéines: nutritifs • rôle dans la structure et le grossissement des cellules. • Lipides et glucides: • fournissent l’énergie nécessaire à la croissance. • Vitamines: • fonctions spécifiques, • l’excès de l’une ne compense pas la déficience d’une autre. • liposolubles: A, D, E, K • hydrosolubles: B, C 19 Les effets des vitamines • Vitamine A: • nécessaire à la formation du pourpre rétinien. • Vitamine D: • nécessaire à l’absorption du calcium intestinal et à sa fixation sur l’os. • Vitamine E: • rôle général dans la reproduction et la régénération de la peau. • Vitamine K: • favorise la synthèse par le foie d’une enzyme pour la coagulation du sang. • Vitamine C: • antiscorbutique et favorise l’absorption du fer. • Groupe des vitamines B: • B1 • • • (thiamine): métabolisme des glucides; prévient les atteintes du système nerveux (polynévrite) et du cœur (bradycardie); B2 (riboflavine): rôle dans la respiration cellulaire; sa carence provoque des troubles digestifs et cutanés; B12 (acide folique): évite l’anémie pernicieuse (diminution des globules rouges); PP (niacine): prévient des troubles cutanés, digestifs et nerveux. Les sels minéraux • phosphore et calcium (croissance osseuse); • sodium et potassium (influx nerveux) ; • fer (hémoglobine); • zinc (élimination de l’acide lactique). 20 Métabolisme: • Ensemble des transformations chimiques et • physico-chimiques s’accomplissant dans tous les tissus des organismes vivants; (anabolisme + catabolisme). État nutritionnel optimal: • État métabolique optimal qui permet à l’organisme d’éviter les maladies associées à la nutrition et qui accroît les résistances aux diverses agressions (froid, infections). Déséquilibre alimentaire: • Dénutrition et malnutrition. • Nécessité du petit déjeuner. • Malnutrition: baisse de l’attention, retard de • croissance, fatigue, diminution du rendement scolaire. Vérifier le contenu des boîtes à lunch, informer les parents. Carence en protéines, vitamine D, calcium et magnésium > échecs plus fréquents en mathématiques au primaire (CECM). Déséquilibre alimentaire: • Surveiller, chez les enfants, les apports en: • - vitamines: • carence fréquente pour « C » mais non pour « D » (lait enrichi); • excès en vitamines éliminés • - minéraux: • Calcium (squelette, dents) • Phosphore (os, cerveau, nerfs, dents) • Fer: carences fréquentes causant, anémie, ralentissement de la croissance. • Varier les sources (céréales, légumes à feuilles vertes, abats, graines entières) • Protéines et glucides: apports souvent trop importants. 21 Déséquilibre alimentaire: • Régimes: • contrôle de l’absorption d’aliments; • ou • dépense énergétique. Expérience avec deux groupes de souris nourries en classe • Groupe A •Groupe B •-CHIPS •-SUCRE BLANC •-PAIN BLANC •-COKE •-PAIN ENTIER •-BEURRE D'ARACHIDE •-LAIT •BAISSE DE: •CROISSANCE NORMALE •.POIDS •.POILS •.PROBLÈMES CUTANÉS Si le même régime est donné aux souris du groupe A, elles retrouvent leur « santé » en 3 semaines! Augmentation de poids en kg Stress et croissance (fig. 4.15) favoris Changement des rations alimentaires groupe B groupe A Infirmière avec le groupe B Infirmière avec le groupe A Semaines d’étude 22 Maladies et alimentation de la mère • Effets Évolution séculaire de la croissance (fig. 4.17) Taille en cm • des maladies d’autant plus sévères qu’elles atteignent la mère au début de sa grossesse: malformation du fœtus. La diète alimentaire de la mère influence la croissance et l’état de santé du fœtus. 1900 1940 1970 Croissance et activité physique L’activité physique normale, accompagnée d’une bonne diète, agit favorablement sur la croissance. Effets sur: régulation du poids, tissu musculaire, tissu adipeux, minéralisation osseuse, rapport tissus maigres-gras, fonctions cardio-respiratoires, métabolisme. 23 Croissance et surutilisation articulaire • zones • • • cartilagineuses en croissance susceptibles d'être endommagées par la pratique sportive intensive et provoquant: tendinite (inflammation d'un tendon), apophysite de traction (inflammation des apophyses iliaque, tibiale, calcanéenne, en particulier lors de courses), ostéochondrite (atteinte de l’os sous le cartilage, pouvant se terminer par le détachement d’un fragment osseux). Croissance et surutilisation articulaire Troubles favorisés par: des erreurs d'entraînement (intensité, fréquence, volume musculaire trop important); de mauvais équipements (chaussures) ou revêtements de sol (asphalte, ciment); des asymétries ou déformations corporelles (jambes inégales, pieds plats, jambes arquées ou en X, rotules non alignées); la croissance du sujet. Croissance et surutilisation sportive Articulation du coude En gymnastique aux agrès ou au sol: passage permanent de compressions (appuis) à des distractions (suspensions) sollicitant largement l'articulation du coude à une époque où s'effectue la maturation osseuse des os la constituant; Lancers et frappers répétés (tennis, base-ball) traumatisent aussi cette articulation. 24 Croissance et surutilisation sportive Articulation du coude Les lésions les plus fréquentes sont: - les luxations et - l’ostéochondrose :désordre de l'ossification osseuse secondaire des tissus cartilagineux avec souvent séparation d'une portion de l'os, en particulier du condyle huméral (mais aussi fémoral) (ostéochondrite disséquante); le repos à long terme est encore le meilleur traitement de cette dernière affection. Croissance et surutilisation sportive Gymnastique féminine athlètes généralement plus petites, pèsent moins et ont moins de tissus adipeux que leurs consœurs du même âge; densité de minéral osseux plus élevée dans leurs avantbras, conséquence de la sur-utilisation de cette partie du corps dans cette activité sportive; l'entraînement intensif (18h/semaine) peut être source de réduction de croissance staturale momentanée (ou permanente) associée à une alimentation souvent déficiente, à l'aménorrhée (absence de flux menstruel chez une femme en âge d'en avoir) et aux risques d'ostéoporose. Croissance et activités sportives Certaines activités sportives favorisent-elles la croissance alors que d’autres la freinent? (idées reçues sur la natation et le basketball); Tenir compte de la taille au départ et pas seulement de celle à l’arrivée! 25 Croissance et apprentissages scolaires • Tenir compte de l’âge physiologique; • Effets psychologiques de la taille; • Surveiller les effets des maladies sur la taille; • Tenir compte des poussées de croissance dans les efforts demandés aux enfants; • Rôle de conseiller dans l’alimentation. Effets de la prématurité sur le développement des enfants (d'après Dehan et coll, 1990) Cette étude porte sur un échantillon de prématurés représentant 1% (539 enfants) d'enfants nés avant 33 semaines parmi plus de 50000 naissances dans la région parisienne en 1985. Les effets du degré de prématurité (âge et poids) sur les chances de survie et sur les risques de présence de troubles associés sont d'autant plus importants que la gestation a été écourtée. Dans les cas de prématurité extrême (moins de 800g ou de 25 semaines), plus de 50% des enfants survivants (35%) ont une forme ou autre de handicap mental ou physique (Whitfield et coll., 1997). FIN 26