Os

Introduction(edit | edit source)

L’os a une série de fonctions de soutien, de locomotion et de régulation.⁽¹⁾ L’os est un tissu conjonctif métaboliquement actif qui se remodèle et se répare en permanence. Il est capable de retrouver sa pleine fonction après une blessure. ^{(2) (3)} Pour assurer ses différentes fonctions, l’os doit être à la fois rigide et raide, mais aussi souple et élastique. ⁽⁴⁾

La vidéo facultative suivante donne un aperçu général de l’anatomie du système squelettique (en anglais original) :

⁽⁵⁾

Fonctions de l’os (edit | edit source)

L’os est un tissu très adaptatif qui remplit toute une série de fonctions, notamment : ^{(6) (7)}

• la protection des organes vitaux;
• le soutien et la structure : l’os agit comme un « échafaudage physique »; ⁽²⁾
• le mouvement et la locomotion : il fournit des sites d’attache pour les muscles, les tendons et les ligaments;
• la conduction du son;
• hématopoïèse (formation des cellules sanguines);
• le stockage et la libération de minéraux (par exemple, calcium, phosphore);
• le stockage des graisses dans la moelle osseuse jaune;
• l’équilibre acidobasique (pH) : les os peuvent libérer des sels alcalins pour maintenir un niveau de pH optimal;
• le stockage et la libération périodique de facteurs de croissance (par exemple, le facteur de croissance analogue à l’insuline);
• la détoxification : les ostéocytes peuvent emprisonner des substances nocives, telles que des molécules toxiques et des métaux lourds.

Structure de l’os (edit | edit source)

Deux types de tissus osseux contribuent à ces fonctions :

• l’os cortical (compact) : ⁽⁶⁾
  • représente environ 80 % de l’ensemble des os humains
  • plus solide et plus dense que l’os spongieux
  • peut résister aux forces de flexion, de torsion et de compression
  • forme une enveloppe externe autour de l’os spongieux et se trouve dans la diaphyse (« tige ») des os longs (par exemple, le fémur, le tibia)
• l’os spongieux (trabéculaire) : ⁽⁶⁾
  • représente environ 20 % de l’ensemble des os humains
  • a un rapport surface/volume plus important que l’os cortical
  • peut répondre plus rapidement aux changements de charge, il est donc plus dynamique que l’os cortical
  • commun dans les zones soumises à des charges de compression (par exemple les vertèbres, le bassin et les métaphyses/épiphyses des os longs)

Tous les os ont un intérieur spongieux et un extérieur cortical, mais la proportion et la répartition varient selon la localisation et la fonction de l’os. ^{(4)(8) (9)}

Types d’os (edit | edit source)

Il existe cinq types d’os dans le corps humain : ⁽⁶⁾

• Les os longs : Ils sont plus longs que larges. Ils présentent une couche corticale épaisse, en particulier dans la région diaphysaire. ⁽⁹⁾ La plupart des os des membres sont des os longs (par exemple, le fémur, l’humérus). Ces os se développent par ossification endochondrale. ⁽⁷⁾ Ils supportent le poids et facilitent le mouvement.
• Les os courts : Ils ont à peu près la même longueur, la même largeur et la même épaisseur. Les os courts se développent également par ossification endochondrale. Ils ont une fine couche d’os cortical autour de l’os spongieux (par exemple, les os du carpe).⁽⁷⁾
• Les os plats : Ils sont minces, plats et souvent incurvés. Ils se développent par ossification intramembranaire. ⁽⁷⁾ Ils sont constitués de deux couches externes d’os cortical et d’une couche interne d’os spongieux (par exemple, la plupart des os du crâne, le sternum et les côtes). Les os plats ont souvent un rôle protecteur.
• Les os sésamoïdes : Ils sont encastrés dans les tendons (par exemple, la patella). Ils protègent ces tendons de l’usure et du stress.
• Les os irréguliers : Ce sont les os qui n’entrent pas dans les quatre premières catégories. Ils possèdent une fine couche d’os cortical, qui entoure l’intérieur spongieux (par exemple, les os de la colonne vertébrale et du bassin).

Anatomie macroscopique de l’os long (edit | edit source)

Les os longs ont trois zones anatomiques : ⁽⁷⁾

• La diaphyse : C’est la tige tubulaire de l’os long. Elle comporte une région creuse, appelée cavité médullaire, qui est remplie de moelle osseuse jaune. Les « parois » de la diaphyse sont constituées d’os cortical dense.⁽¹⁰⁾
• La métaphyse : C’est la zone située entre la diaphyse et l’épiphyse. Cette zone contient la plaque de croissance épiphysaire chez l’enfant. La plaque de croissance épiphysaire permet une croissance osseuse linéaire. Les plaques de croissance fusionnent généralement à la fin de la puberté.
• L’épiphyse : Elle est située à l’extrémité des os longs. C’est un site articulaire et la principale source de moelle rouge dans les os longs. L’épiphyse et la métaphyse se rejoignent une fois que la plaque de croissance épiphysaire fusionne.

Composition osseuse (edit | edit source)

L’os est composé de cellules osseuses spécialisées et d’une matrice extracellulaire (MEC). Les ostéons constituent l’unité fonctionnelle du tissu osseux. L’os abrite également la moelle osseuse.

Matrice extracellulaire (edit | edit source)

La MEC contient à la fois des composants inorganiques et organiques. Elle assure l’intégrité et l’élasticité de l’os. ⁽¹¹⁾ La MEC représente environ 90 % du volume osseux. ⁽³⁾

• La matrice osseuse organique (environ 40 % de la MEC⁽¹¹⁾) : Elle offre une résistance aux forces de traction. Il s’agit principalement de collagène de type I, mais aussi de protéines non collagéniques, de glycoprotéines, de facteurs de croissance et de protéoglycanes. ⁽³⁾
• La matrice osseuse inorganique (environ 60 % de la MEC⁽¹¹⁾) : ⁽³⁾ Elle assure la solidité, la rigidité et la résistance aux forces de compression. Elle stocke :
  • 40-60% du magnésium et du sodium de l’organisme
  • 99% du calcium de l’organisme
  • 85% du phosphore de l’organisme
    • Le calcium et le phosphate sont stockés dans l’os sous forme de cristaux d’hydroxyapatite, qui minéralisent la matrice, donnant à l’os sa dureté et sa rigidité.

La composition de la MEC change en fonction du sexe biologique, de l’âge et de l’état de santé de l’individu.⁽¹¹⁾

Cellules osseuses (edit | edit source)

Les cellules osseuses représentent environ 10 % du volume total de l’os et maintiennent la MEC : ⁽³⁾

• Les cellules ostéoprogénitrices : Des cellules souches qui jouent un rôle important dans la réparation et la croissance des os. ⁽¹²⁾ Elles sont les précurseurs des cellules osseuses spécialisées ⁽¹²⁾ et participent à la formation des compartiments de remodelage osseux. ⁽³⁾
• Les ostéoblastes : Ils synthétisent et sécrètent des ostéoïdes (voir ci-dessous) et régulent la minéralisation osseuse. Ils sont également impliqués dans la production d’hormones (par exemple, les prostaglandines).
• Les ostéocytes : Ils constituent 90 à 95 % de toutes les cellules osseuses. ⁽⁴⁾ Ils se forment à partir des ostéoblastes. Ils sont impliquées dans la mécanosensation (c’est-à-dire la détection de la charge mécanique) et dans le maintien et le renouvellement de la matrice osseuse.
• Les ostéoclastes : De grandes cellules multinucléées de résorption osseuse (c’est-à-dire des cellules qui décomposent l’os). Les deux cytokines essentielles à la formation des ostéoclastes sont le RANK-ligand (RANKL) et les macrophages CSF.

Ostéons(edit | edit source)

Les ostéons (également appelés « systèmes haversiens ») constituent l’unité fonctionnelle des os corticaux. Il existe deux types d’ostéons :

• Les ostéons primaires : Ils sont situés à côté de l’os primaire. ⁽¹³⁾
• Les ostéons secondaires : ⁽¹³⁾
  • Ils se forment à partir d’ostéons primaires.
  • Ils sont généralement cylindrique avec des couches concentriques (lamelles) de tissu osseux qui entourent un canal central (canal de Havers).
  • Le canal central contient des vaisseaux sanguins et des nerfs. ⁽⁶⁾

Les ostéons contribuent à la transmission de la charge, au remodelage et au renouvellement osseux. ⁽¹³⁾ Ce système comprend également des canalicules et des canaux de Volkmann, qui « permettent la communication entre les ostéocytes et les ostéons voisins, respectivement ». ⁽⁶⁾

La vidéo suivante illustre la structure des ostéons (en anglais original) :

⁽¹⁴⁾

Moelle osseuse (edit | edit source)

La moelle osseuse est située dans la partie spongieuse des os. L’hématopoïèse, c’est-à-dire la production et le renouvellement des globules rouges, des globules blancs et des plaquettes, se produit dans la moelle osseuse. ^{(6) (15)}

Pour en savoir plus sur l’hématopoïèse, regarder la vidéo suivante de 4 minutes (en anglais original) :

⁽¹⁶⁾

Périoste et endoste (edit | edit source)

Tous les os, à l’exception des os sésamoïdes, sont recouverts d’une couche externe appelée « périoste« . Le périoste recouvre l’ensemble de l’os, à l’exception des zones où s’attachent les ligaments et les tendons et où se trouve le cartilage articulaire. Il est relié à l’os par les fibres de Sharpey. Le périoste se modifie avec l’âge. Il est plus élastique chez les enfants. Avec l’âge, l’innervation et la vascularisation du périoste augmentent et celui-ci devient plus ferme. ⁽¹⁷⁾ Il est composé de deux couches : ^{(18) (17)}

• une couche fibreuse externe : ferme et remplie de collagène
• une couche cellulaire interne : contient des cellules ostéoprogénitrices et des ostéoblastes Les ostéoblastes peuvent être absents chez les adultes, mais ils se forment en cas de besoin (pour la guérison d’une fracture, par exemple).

Le périoste est irrigué par quatre systèmes vasculaires et joue un rôle essentiel dans la formation et la résorption osseuse. Il peut répondre « aux agressions subies par l’os cortical, telles que les tumeurs, les infections, les traumatismes, les médicaments et les maladies arthritiques ». ⁽¹⁷⁾

L’endoste est une membrane qui tapisse la paroi de la cavité de la moelle osseuse. Il tapisse également le canal central des ostéons et les cavités internes de l’os.⁽¹⁸⁾

Remodelage osseux (edit | edit source)

Au cours du remodelage osseux, l’os ancien ou endommagé est éliminé et remplacé par de l’os nouveau. ^{(19) (20)} La formation de l’os nouveau et la résorption de l’os ancien doivent être soigneusement équilibrées pour que la masse osseuse reste la même. Ce processus implique les quatre types de cellules osseuses et se compose de quatre phases qui se chevauchent : ⁽³⁾

1. Le remodelage osseux est initié ou activé dans une zone spécifique par le recrutement de précurseurs d’ostéoclastes dans les compartiments de remodelage osseux. ⁽³⁾
2. Les ostéoclastes résorbent l’os ancien tandis que les cellules ostéoprogénitrices sont recrutées dans le compartiment de remodelage osseux.
3. Différenciation des ostéoblastes : les ostéoblastes produisent de l’ostéoïde pour remplacer l’os résorbé.
4. La minéralisation ostéoïde se produit, ce qui complète le cycle de remodelage osseux. ⁽³⁾

Pour en savoir plus sur le remodelage osseux, visionner la vidéo suivante (en anglais original) :

⁽²¹⁾

Importance clinique (edit | edit source)

Un certain nombre d’affections peuvent avoir un impact sur le tissu osseux, notamment : ⁽⁶⁾

• Ostéoporose : Faible densité minérale osseuse due à une altération de la microstructure osseuse
• Ostéomalacie: Ramollissement des os (appelé « rachitisme » chez les enfants)
• Fracture
• Ostéomyélite: infection aiguë ou chronique de l’os
• Achondroplasie: La cause la plus fréquente d’une petite taille disproportionnée.⁽²²⁾ Les personnes atteintes d’achondroplasie présentent des extrémités courtes en raison d’un développement insuffisant de l’os endochondral.
• Maladie osseuse de Paget : Elle survient lorsqu’il y a un déséquilibre entre les actions des ostéoblastes et des ostéoclastes. La maladie de Paget n’affecte pas l’ensemble du corps, mais plutôt un ou plusieurs os adjacents.
• Ostéosarcome: Associé à une « prolifération maligne d’ostéoblastes ». ⁽⁶⁾ Cela touche plus souvent le fémur distal et le tibia proximal. Les individus peuvent avoir des douleurs osseuses, des gonflements ou des fractures pathologiques.
• Hémangiome des vertèbres : Néoplasme bénin le plus fréquent au rachis Cela apparaît souvent chez les femmes âgées de 40 à 50 ans. ⁽⁸⁾
• Nécrose avasculaire: Mort d’un tissu causée par un manque d’apport sanguin.
• Troubles de la plaque de croissance épiphysaire

Références(edit | edit source)