Le tissu osseux

Le tissu osseux

FONCTIONS

Le tissu osseux est doté de nombreuses fonctions tant mécaniques que métaboliques. L’os est un tissu de soutien supportant le poids du corps et permettant la locomotion. Il sert de point d’ancrage aux muscles et aux tendons, et est indispensable à la contraction musculaire. Ces fonctions mécaniques sont assurées par la structure spécifique du tissu osseux. L’organisation des fibrilles de collagène (éléments protéiques principaux du tissu osseux) dans les trois dimensions de l’espace ainsi que la minéralisation de la matrice osseuse (composée principalement de calcium et de phosphore) apportent solidité et résistance au tissu. (1) Les os, de par leur résistance et leur solidité, ont une fonction de protection des organes vitaux. Ainsi la boîte crânienne protège le cerveau, les corps vertébraux protègent la moelle épinière, et la cage thoracique protège les poumons et le coeur. Le tissu osseux lui-même renferme la moelle hématopoïétique qui permet la maturation et la différenciation des cellules sanguines. Le tissu osseux joue un rôle primordial dans l’homéostasie phosphocalcique. Principal lieu de stockage des minéraux de l’organisme, il est la réserve majeure du calcium de l’organisme. Il participe à l’équilibre acido-basique de l’organisme.

Cependant, les fonctions métaboliques et mécaniques du tissu osseux sont opposées : lorsque du calcium est libéré pour maintenir un taux sérique adapté, le tissu osseux se retrouve fragilisé. Les fonctions métaboliques sont prioritaires aux fonctions mécaniques. Pour assurer ces fonctions, l’os est soumis tout au cours de la vie à des remaniements par des processus de modelage et remodelage faisant intervenir divers acteurs. Ainsi durant les 20 premières années, la croissance osseuse est le processus majeur se déroulant au sein du tissu osseux. Ensuite, le remodelage osseux prend le pas sur la croissance osseuse, avec un équilibre entre résorption et formation osseuse. Le déclin progressif de la masse osseuse survient après la trentaine, avec une dégradation osseuse plus importante que la formation. Cette dégradation de l’os s’accentue chez les femmes après la ménopause, avec la chute du taux d’oestrogènes. (2) (3) Outre les facteurs génétiques prédisposant à une configuration spécifique du tissu osseux, les contraintes mécaniques que subit l’organisme influencent fortement la structure du squelette. Ainsi l’activité physique induit la formation du tissu osseux et permet une adaptation de celui-ci aux diverses contraintes qui s’y appliquent. Ces effets bénéfiques sont particulièrement observés dans la période pré-pubère et au début de la puberté, afin de potentialiser le pic de masse osseuse atteint chez le jeune adulte. (4) (5) L’apport de nutriments spécifiques de qualité et en quantité suffisante (calcium et protéines notamment) est un facteur environnemental essentiel à l’acquisition d’une masse osseuse optimale durant la croissance mais également pour éviter une perte de masse osseuse trop importante à l’âge adulte. (6) En résumé, les facteurs environnementaux tels que l’activité physique et l’alimentation sont bénéfiques à la construction osseuse. Cependant, il est important de connaître les besoins de l’organisme en termes de quantité, mais également en termes de qualité des apports nutritionnels et de l’activité physique.

Os cortical (compact)

La structure de base de l’os cortical est l’ostéon ou système de Havers. En forme de fuseau, l’ostéon est composé de lamelles osseuses concentriques associant principalement fibres de collagène de type I et ostéocytes (cellules matures du tissu osseux.). Un ostéon complet mesure entre 200 et 300μm de diamètre. Les fibres de collagène sont parallèles les unes aux autres et sont disposées de manière hélicoïdale. D’une lamelle à l’autre, les fibres changent d’orientation à 90°, pour assurer une solidité optimale du tissu osseux. Les ostéocytes communiquent entre eux au sein de l’ostéon via des jonctions communicantes. Au centre de ce système se situe le canal de Havers, mesurant environ 50μm de diamètre, dans lequel circulent des vaisseaux sanguins, lymphatiques et des fibres nerveuses. Les canaux de Havers sont connectés entre eux via les canaux de Volkmann, contenant des vaisseaux sanguins provenant de la moelle et du périoste. La limite extérieure de l’ostéon est caractérisée par une ligne cémentante ayant une proportion réduite en fibres de collagènes mais avec un taux élevé de protéoglycanes. Au cours de l’ostéogenèse, de nouveaux systèmes de Havers viennent remplacer ceux déjà en place, amenant à retrouver des ostéons complets et incomplets lors de l’observation d’une coupe transversale d’un os. Les lamelles interstitielles représentent les vestiges d’anciens ostéons et sont la marque d’un remodelage osseux incessant (cf. Figure 5.) Au niveau de la diaphyse des os longs, l’os compact est délimité sur sa face externe par des systèmes fondamentaux externes, ou lamelles circonférentielles externes, et sur sa face interne par des lamelles circonférentielles internes (systèmes fondamentaux internes) qui sont en contact avec la cavité médullaire. Les lamelles internes permettent le passage des canaux de Volkmann vers la cavité médullaire. De même, les lamelles circulaires externes permettent le passage de vaisseaux sanguins issus du périoste. Au sein de ce tissu osseux, les ostéons sont disposés de telle sorte que les canaux de Havers soient parallèles à la contrainte s’exercant sur la pièce osseuse.

Vascularisation et innervation du tissu osseux

Le tissu osseux est un tissu richement vascularisé. La vascularisation apparaît comme un lien entre les différentes fonctions de l’os. La circulation intraosseuse permet les échanges de minéraux entre le compartiment sanguin et le compartiment osseux. Le drainage des cellules sanguines produites au sein de la moelle osseuse est aussi assuré par la circulation intraosseuse. Le système vasculaire a un rôle majeur dans le développement et la croissance osseuse, dès le stade embryonnaire jusqu’à la croissance en longueur des os longs, en passant par l’ossification endochondrale via le bourgeon conjonctivo-vasculaire. La réparation des fractures et la chirurgie osseuse nécessite également un apport vasculaire important. Au niveau des os longs, les artères nourricières sont situées aux 2/3 internes de la diaphyse. Elles pénètrent au sein de l’os via des foramens nourriciers, atteignent la matrice corticale ou elles circulent dans des canaux nourriciers. Elles permettent d’irriguer la moelle osseuse, car l’os spongieux est dépourvu de vaisseaux. Les artères épiphysaires et métaphysaires sont très développées lors de la croissance osseuse. Les artères épiphysaires, fragiles, sont responsables du développement du point d’ossification secondaires des os longs. Les artères métaphysaires, plus nombreuses et moins fragiles, sont responsables de la croissance du cartilage de conjugaison chez l’enfant. Les artères périostées sont issues d’artères locales et musculaires. Elles circulent en réseau à la surface de l’os. Le retour veineux des os longs est assuré par une veine centro-médullaire. Cette veine se draine dans les veines diaphysaires, épiphysaires et métaphysaires, qui suivent le trajet artériel. Des veines perforantes drainent aussi le système vasculaire osseux, en traversant rapidement la zone corticale pour rejoindre le système veineux du membre. Un réseau capillaire chemine dans les canaux de Havers et secondairement dans les canaux de Volkmann, permettant des échanges entre le tissu osseux et la circulation sanguine.

Table des matières

Liste des enseignants
Remerciements
Table des matières
Table des figures
Table des tableaux
Liste des abréviations
Introduction
Chapitre 1 : Le tissu osseux
1.Fonctions
2.Anatomie
2.1. Os longs
2.2. Os courts, plats et irréguliers
3.Histologie
3.1. Structure osseuse
3.1.1. Os cortical (compact)
3.1.2. Os trabéculaire (spongieux)
3.1.3. Endoste et périoste
3.1.4. Vascularisation et innervation du tissu osseux
3.2. Matrice osseuse
3.2.1. Matrice organique
a) Collagène de type I
b) Protéines non collagéniques
3.2.2. Matrice minérale
3.3. Cellules osseuses
3.3.1. Ostéoblastes
3.3.2. Ostéoclastes
3.3.3. Ostéocytes
4.Développement osseux
4.1. Ostéogénèse
4.1.1. Ossification intramembraneuse
4.1.2. Ossification endochondrale
a) Ossification diaphysaire
b) Ossification épiphysaire
4.2. Croissance osseuse
4.3. Remodelage osseux
4.3.1. Le cycle de remodelage osseux
4.3.2. Régulation du remodelage osseux
a) Contrôle de l’ostéoclastogénèse
b) Contrôle de la formation ostéoblastique
Conclusion
Chapitre 2 : Les déterminants de la croissance osseuse
1.Caractéristiques quantitatives et qualitatives du tissu osseux
1.1. Masse osseuse
1.1.1. Evolution de la masse osseuse
1.1.2. Mesure de la masse osseuse
1.1.3. Pic de masse osseuse
1.2. Qualité osseuse
1.2.1. Macroarchitecture osseuse
1.2.2. Microarchitecture osseuse
1.2.3. Rôle des activités cellulaires et moléculaires
a) Rôle des ostéoclastes
b) Rôle des ostéoblastes
c) Rôle des ostéocytes
2.Facteurs influençant l’acquisition du pic de masse osseuse
2.1. Facteurs génétiques
2.1.1. Mutations et polymorphisme génique du récepteur à la vitamine D
2.1.2. Mutations et polymorphisme génique des chaînes protéiques du collagène de type I
2.1.3. Autres facteurs génétiques
a) Les récepteurs aux oestrogènes
b) Le LRP5
c) L’interleukine 6
2.2. Facteurs hormonaux
2.2.1. Hormones dépendantes de l’axe hypothalamo-hypophysaire
a) Hormone de croissance
b) Hormones thyroïdiennesc) Stéroïdes sexuels
2.2.2. Hormones calciotropes indépendantes de l’axe hypothalamo-hypophysaire
a) Hormone parathyroïdienne (PTH) et peptide apparenté à la PTH
b) 1,25(OH)2 vitamine D3
2.2.3. Autres hormones
a) L’insuline
b) La leptine2.3. Facteurs nutritionnels
2.3.1. Calcium
a) Fonctions et métabolisme
b) Besoins, sources et niveaux de consommation
c) Calcium, produits laitiers et santé osseuse
d) Conclusion
2.3.2. Phosphore
a) Fonctions et métabolisme
b) Besoins, sources et niveaux de consommation
c) Phosphore et santé osseuse
d) Conclusion
2.3.3. Magnésium
a) Fonctions et métabolisme
b) Besoins, sources et niveaux de consommation
c) Magnésium et santé osseuse
d) Conclusion
2.3.4. Autres minéraux
a) Le zinc
b) Le cuivre
c) Le manganèse
d) Le fluore) Le silicium
2.3.5. Vitamine D
a) Fonctions et métabolisme
b) Besoins, sources et niveaux de consommation
c) Vitamine D et santé osseuse
d) Conclusion
2.3.6. Autres vitamines
a) La vitamine A
b) La vitamine C
c) La vitamine K
2.3.7. Protéines
a) Fonctions
b) Besoins, sources et niveaux de consommation
c) Protéines et santé osseuse
d) Conclusion
2.3.8. Lipides
a) Fonctions
b) Besoins, sources et niveaux de consommation
c) Lipides et santé osseuse
d) Conclusion
2.4. Activité physique
2.4.1. Effets positifs de l’exercice physique
2.4.2. Nature de l’activité physique
2.4.3. Age et activité physique
2.4.4. Mécanismes d’actions
2.4.5. Effets négatifs d’une pratique intensive
2.4.6. Conclusion
2.5. Autres facteurs environnementaux
2.5.1. Alcool
2.5.2. Tabac
Conclusion
Chapitre 3 : Conséquences pathologiques et rôle du pharmacien
1.Conséquences pathologiques
1.1. Rachitisme carentiel
1.2. Ostéoporose liée à l’âge
1.3. Risque de fractures chez l’enfant et l’adolescent
2.Rôle du pharmacien d’officine
2.1. Nouveau-nés et nourrissons
2.1.1. En cas d’allaitement
2.1.2. Préparations pour nourrissons et préparations de suite
2.2. Enfants et adolescents
2.2.1. Conseils nutritionnels
2.2.2. Activité physique
2.3. Conclusion
Conclusion
Annexes
Bibliographie

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