Les maladies articulaires chez le cheval et l’homme

Les maladies articulaires chez le cheval et l’homme

Les mécanismes conduisant à une augmentation de densité de l’os

La densité minérale de l’os est un indicateur très utile des propriétés biomécaniques de l’os, de même qu’un paramètre sensible pour la détermination de la maturité du squelette et pour l’évaluation des effets de facteurs environnementaux comme l’entraînement (Jeffcott, 1985).

Arthrose et augmentation de densité

Définition

L’arthrose se définit comme un désordre essentiellement non inflammatoire des articulations mobiles, caractérisé par la dégénérescence et la perte du cartilage articulaire ainsi que par le développement d’un nouvel os sur les marges et surfaces articulaires (Caron, 2003). De nombreux facteurs contribuent au développement de telles lésions, mais malheureusement l’étiologie de la maladie et les mécanismes mis en jeu restent encore assez flous. McIlwraith a différencié l’arthrose structurale, qui se développe à partir de contraintes mécaniques s’exerçant sur un cartilage affaibli, de l’arthrose mécanique, quand les contraintes mécaniques sont anormalement élevées (McIlwraith, 1996). L’arthrose débute lorsqu’il existe une faiblesse intrinsèque des tissus ostéochondraux. Historiquement connue en tant que maladie du cartilage, on trouve de plus en plus de preuves de l’importance du rôle de l’os sous-chondral dans l’initiation et la progression de l’arthrose chez les hommes et les animaux (Grynpas, 1991 ; Radin, 1990). La sclérose de l’os sous-chondral est souvent associée à l’arthrose. Elle correspond à une condensation osseuse d’intensité variable et se traduit radiographiquement par une opacité de l’os renforcée (Bernigaud, 1997).

Etiologie de l’arthrose

Trois principales hypothèses ont été avancées pour tenter d’expliquer les mécanismes conduisant à l’arthrose .La première se base sur un cartilage de nature défectueuse, ayant des propriétés biomécaniques anormales. Cette matrice cartilagineuse ne résiste pas aux forces physiologiques exercées sur l’articulation. Chez l’homme, un collagène de type II défectueux a récemment été identifié pour illustrer cette forme d’arthrose. Cependant, on n’a pas encore identifié cette forme chez le cheval. La seconde hypothèse implique des changements physiques de l’os sous-chondral. Des contraintes mécaniques normales appliquées sur l’articulation entraînent des microfractures de l’os sous-chondral. En effet, le cartilage articulaire étant trop fin pour absorber efficacement les chocs, les forces s’exerçant doivent être atténuées par les tissus mous, les muscles, et l’os sous-chondral. Celui-ci peut donc être considéré comme un important atténuateur de choc, bien que substantiellement plus rigide que le cartilage ou la capsule articulaire. Normalement, un remodelage osseux répare ces microfractures. Cependant, quand la fréquence de ces fractures est excessive, le seuil de guérison est dépassé, cela augmente la densité de la plaque sous-chondrale, et la capacité de l’os à absorber les contraintes physiologiques répétées s’en trouve réduite (Sobelman, 2003). L’augmentation de rigidité de l’os qui en résulte conduit à un état dans lequel l’unité oscartilage n’arrive pas à se déformer normalement pour répondre aux contraintes mécaniques, les contraintes supra physiologiques appliquées sur le cartilage entraînent ainsi des lésions mécaniques. La troisième hypothèse est la plus répandue. Des forces mécaniques entraînent des lésions sur le cartilage sain. Le métabolisme des chondrocytes s’en trouve altéré, il conduit à la libération d’enzymes protéolytiques causant une fibrillation du cartilage (c’est-à-dire une fragmentation du cartilage articulaire) et une coupure dans la trame des protéoglycanes. Le cartilage est remarquablement résistant pour lutter contre les contraintes mécaniques mais est relativement sensible aux traumatismes répétitifs. Ceci est un facteur prédisposant à l’arthrose bien connu chez l’homme, en particulier chez les athlètes. Les microtraumatismes répétitifs sont le facteur prédisposant le plus commun chez les chevaux.
Pour simplifier, on distingue deux types d’arthrose : l’arthrose primitive ou « idiopathique », et l’arthrose secondaire .

L’arthrose primaire
Cette forme d’arthrose se développe spontanément et les facteurs étiologiques sont difficiles à mettre en évidence. L’âge, le poids, et les contraintes mécaniques déterminées par le travail du cheval sont les facteurs les plus importants à considérer. Les processus de réparation du cartilage sénescent sont inefficaces face à l’accumulation des microtraumatismes, à l’usure, et à des prédispositions génétiques et autres facteurs inconnus. Le terme « idiopathique » est actuellement préféré pour décrire cette forme d’arthrose car il évoque des formes d’arthroses spécifiques, conséquences de causes particulières mais non identifiées.

L’arthrose secondaire
Les lésions sont dues ici à des facteurs clairement identifiés. Nous pouvons ici différencier deux types de cas : • Des contraintes mécaniques normales s’exercent sur une articulation anormale : on parle de chondrose structurale. Le cartilage peut alors être fragilisé par l’âge, une inflammation articulaire, des facteurs métaboliques ou génétiques, etc. Le cartilage peut aussi être normal mais l’os sous-chondral affaibli par de l’ostéoporose par exemple. • Des contraintes anormales en fréquence, en intensité ou en répartition s’exercent sur une articulation normale : c’est une chondrose mécanique. Ces contraintes proviennent d’instabilité articulaire, de traumatismes, de surcharge pondérale, etc.

Table des matières

Liste des abréviations
Introduction générale
Première partie : étude bibliographique
1. Les maladies articulaires chez le cheval et l’homme
2. L’os sous-chondral et son importance dans l’articulation
2.1. Rappels anatomiques de l’articulation synoviale
2.2. Rappels anatomiques de l’articulation du carpe
2.3. Fonction de l’os sous-chondral
3. Les mécanismes conduisant à une augmentation de densité de l’os
3.1. Arthrose et augmentation de densité
3.1.1. Définition
3.1.2. Etiologie de l’arthrose
3.1.2.1. Arthrose primaire
3.1.2.2. Arthrose secondaire
3.1.3. Sclérose de l’os sous-chondral
3.1.4. Os sous-chondral et cartilage articulaire : des relations étroites
3.1.5. Modèles expérimentaux
3.2. Exercice et augmentation de densité
3.3. Lésions ostéochondrales et fractures du cheval de course
4. L’évaluation de l’os sous-chondral : imagerie qualitative
4.1. Radiologie
4.2. Echographie
4.3. Scintigraphie nucléaire
4.4. Imagerie par résonance magnétique
5. La tomodensitométrie
5.1. Principe
5.2. Limites
5.3. Applications cliniques
5.3.1. Programme OsteoApp
5.3.2. Utilisation des mesures de densité
Deuxième partie : étude expérimentale
1. Introduction
1.1. But de l’étude
1.2. Hypothèses
1.3. Buts spécifiques
2. Matériels et méthodes
2.1. Animaux
2.1.1. Etude « GERA »
2.1.2. Etude « HMT »
2.2. Scanner
2.3. Calibrage
2.4. Modèle
2.4.1. Représentation en 3D de chaque rangée du carpe
2.4.2. Mesure de la densité moyenne
2.4.3. Application de couleurs
2.4.4. Réalisation de coupes sagittales
2.4.4.1. Rangée proximale
2.4.4.2. Rangée distale
2.4.5. Mesure de la densité et de l’écart-type de chaque région d’intérêt spécifique
2.4.6. Synthèse des données disponibles
2.5. Statistiques
3. Résultats
3.1. Effet de l’exercice sur la densité osseuse au niveau de la rangée proximale carpienne
3.2. Effet de l’exercice sur la densité osseuse au niveau de la rangée distale carpienne
3.3. Effet de l’arthrose sur la densité osseuse au niveau de la rangée proximale carpienne
3.4. Effet de l’arthrose sur la densité osseuse au niveau de la rangée distale carpienne
4. Discussion
Conclusion
Références bibliographique

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