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Tissus osseux I. Dfinition

Le tissu osseux, comme le cartilage, est un tissu conjonctif spcialis

ou squelettique. Il comporte :

une matrice extra-cellulaire (MEC) minralise qui confre au tissu osseux sa rigidit et sa solidit;

des cellules osseuses. Il joue plusieurs rles :

un rle de soutien,

un rle de protection,

un rle hmatopotique et

un rle dans la rgulation de la calcmie.

I I . Organisat ion gnra le

Le tissu osseux est fait de cellules osseuses noyes dans une matrice

osseuse.

A- Matrice osseuse

Elle est constitue d'une partie organique (qui en constitue les 25%),

d'une partie minrale (70%) et de trs peu d'eau (5%).

1) Partie organique

Egalement appele ostode avant sa minralisation, la matrice

organique est faite de :

collagne (essentiellement de type I) : il en reprsente les 90 95 %.

glycoprotines non collagnes (10%) dont : - l'ostonectine : c'est la plus abondante. Elle possde une

affinit pour le collagne et les cristaux

d'hydroxyapatite. Elle sert de colle entre les parties

minrales et les parties organiques.

- l'ostocalcine : elle intervient dans la minralisation

osseuse (marqueur des ostoblastes matures).

- l'ostopontine.: relie l'hydroxy-apatite aux cellules

osseuses.

protoglycanes : ils sont prsents dans l'ostode mais rares.

eau et lectrolytes.

2) Partie minrale

Les minraux se fixent sur la trame protique de l'ostode. Les

minraux les plus importants sont :

le calcium : le squelette contient 99% du calcium de l'organisme (1100 1200g);

le phosphore : le squelette contient 90% du phosphore total de l'organisme (environ 600g);

le sodium : 18g pour un squelette d'adulte. La matrice organique se minralise par des dpts de phosphate et

de calcium cristalliss, formant des cristaux d'hydroxyapatite

Mots Cls

Ostode

Hydroxyapatite

Ostoblaste

Ostocyte

Ostoplaste

Ostoclaste

Tissu osseux primitif

Tissu oss. lamellaire

Tissu oss. compact

Tissu oss. spongieux

Ostone

Canal de Havers

Canaux de Volkman

Prioste

Endoste

Ossification primaire

Ossif. secondaire

Ossif. de membrane

Ossification enchon.

Ligne d'ossification

Centre d'ossification

Cartilage sri

Cartilage hypertroph.

Cart. de conjugaison

Lacunes de Howship

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Ca10(PO4)6(OH)2. La matrice minrale est responsable de la rigidit

de l'os.

B- Cellules osseuses

Le tissu osseux adulte apparat form des cellules suivantes :

ostocytes,

ostoblastes et cellules bordantes,

ostoclastes.

1) Ostoblastes

a. Aspect au microscope optique

Considres comme des lments de souche msenchymateuse, ces cellules, prismatiques, de

15 20 microns, possdent :

un noyau arrondi le plus souvent excentr pourvu d'un gros nuclole;

un cytoplasme basophile riche en ARN, glycogne, vitamine C, phosphatases. Les ostoblastes sont situs la surface interne et externe de l'os. La face de l'ostoblaste

applique la surface osseuse comporte des prolongements cytoplasmiques qui s'enfoncent

dans la matrice osseuse.

b. Aspect au microscope lectronique

On observe :

un ergastoplasme trs dvelopp;

un appareil de Golgi trs important;

des mitochondries ovodes nombreuses. Les ostoblastes sont unis par des jonctions de type gap et sont spars de la matrice osseuse

par une substance amorphe non encore calcifie.

c. Cytophysiologie

Les ostoblastes interviennent dans :

l'laboration de la matrice organique,

et sa minralisation. Une fois l'ostoblaste compltement enfoui dans la matrice minralise, il devient un ostocyte.

A part, les cellules bordantes qui sont des ostoblastes au repos. Ces cellules revtent les

surfaces osseuses qui, un moment donn, ne sont soumises ni la formation ni la rsorption

osseuse. Elles sont aplaties et allonges, possdent peu d'organites et sont relies entre elles et

avec les ostocytes voisins par des jonctions communicantes.

Les cellules bordantes susceptibles, lorsqu'elles sont sollicites, de redevenir des ostoblastes

actifs.

2) Ostocytes

a. Aspect au microscope optique

Ce sont des cellules fusiformes et toiles (d'une taille de 15 m) contenues dans des logettes

appeles ostoplastes. Ils prsentent de nombreux prolongements contenus dans des

canalicules (interostoplastiques) avec :

un noyau aplati chromatine homogne;

un cytoplasme peu abondant, lgrement acidophile car les organites intra-cellulaires sont moins dvelopps que dans l'ostoblaste.

b. Aspect au microscope lectronique

Elles possdent :

un noyau ayant l'ultrastructure habituelle avec une membrane aux pores bien visibles;

un cytoplasme limit par une membrane plasmique rgulire;

des mitochondries peu nombreuses (petites et arrondies);

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un ergastoplasme assez abondant. c. Cytophysiologie

Les ostocytes :

sont responsables de l'entretien de la matrice osseuse; on parle de remaniement priostocytaire;

n'ont plus la capacit de se diviser activement (contrairement aux ostoblastes), d'autant que la rigidit de la matrice extra-cellulaire s'y oppose.

3) Ostoclastes

a. Microscopie optique

Ce sont des cellules osseuses gantes de 20 100 m, disposes la surface des traves osseuses en voie de rsorption.

Les ostoclastes :

sont plurinucls (renfermant plusieurs noyaux);

comportent un cytoplasme acidophile, bourr de granules et de vacuoles;

sont hautement mobiles capables de se dplacer la surface des traves osseuses d'un site de rsorption un autre.

b. Microscopie lectronique

Elle rvle :

un noyau double membrane, irrgulier;

un cytoplasme avec de nombreuses mitochondries (riche en crtes), peu de rticulum endoplasmique granuleux, quelques agrgats de ribosomes ainsi que des lysosomes

(+++);

une membrane plasmique qui, au ple en contact avec la matrice osseuse, forme une "bordure en brosse". A ce niveau, des pompes protons relarguent des ions H+ dans le

milieu extra-cellulaire, solubilisant ainsi les cristaux minraux.

c. Cytophysiologie

Cellules drives du systme des monocytes-macrophages, les ostoclastes assurent :

une dminralisation de tissu osseux;

une dgradation de la trame organique.

I I I . Var i ts de t issu osseux

A- Tissu osseux lamellaire et non lamellaire

Cette distinction dpend de l'existence ou non d'une orientation des fibres de collagne au

sein de la matrice organique de l'os.

1) Tissu osseux non lamellaire

C'est le tissu osseux primitif ou immature qui vient de se former partir du tissu conjonctif ou

du cartilage (voir Ossification). Il se caractrise par l'absence d'organisation de la matrice

organique.

Le tissu osseux non lamellaire est retrouv chez le ftus, le jeune enfant. Chez l'adulte, il n'est observ que dans deux situations : en cas de fracture ou au cours de certaines maladies.

2) Tissu osseux lamellaire

C'est le tissu osseux secondaire ou mature ou dfinitif (celui retrouv chez l'adulte). Il se forme

toujours partir du tissu osseux non lamellaire et se caractrise par une matrice osseuse dispose

en lamelles superposes (ou concentriques) lui confrant une grande rsistance mcanique avec

:

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des fibres collagnes orientes dans une direction unique qui varie d'une lamelle l'autre;

des ostocytes situes entre les lamelles.

B- Tissu osseux spongieux et compact

Cette distinction repose sur l'importance de la masse volumique du tissu osseux.

1) Tissu osseux compact (Os compact haversien)

Formant la diaphyse (voir IV. Diffrents types d'os) des os longs surtout (Fmur, Humrus), le

tissu osseux compact est une masse pleine de tissu osseux qui contient :

un assemblage de formations cylindriques appeles ostones (ou systmes de Havers), disposes paralllement entre elles, en suivant la direction de la diaphyse. Chaque ostone

est constitu de 4 6 lamelles osseuses, embotes et disposes autour d'un canal vide :

le canal de Havers;

des systmes interstitiels entre les ostones correspondant des ostones partiellement rsorbs (du fait des remaniements osseux);

un systme circonfrentiel externe : bordant extrieurement la diaphyse des os longs;

un systme circonfrentiel interne : bordant intrieurement la diaphyse des os longs. Les deux systmes circonfrentiels sont forms d'os lamellaire (c'est--dire de plusieurs

ostones contigus).

Les canaux de Havers contiennent des vaisseaux et des nerfs amyliniques (le tissu osseux est

donc un tissu vascularis et innerv, ce qui explique la douleur ressentie lors d'un choc ou d'une

fracture).

Ils sont en rapport avec la cavit mdullaire (voir IV. Diffrents types d'os) et l'extrieur de l'os

par des anastomoses obliques : les canaux de Volkmann.

2) Tissu osseux spongieux (Os compact arolaire)

Il est constitu par un lacis tridimensionnel de spicules et de trabcules de tissu osseux :

ramifi et anastomos;

dlimitant des espaces intercommunicants occups par la moelle osseuse hmatopotique (multiples cavits mdullaires) ainsi que par des vaisseaux : cavits

conjonctivovasculaires.

En fait, le tissu osseux spongieux diffre du tissu osseux compact par la taille et le nombre de

ces cavits. Les lamelles osseuses sont organises, dans ce cas, autour des cavits et sont

disposes irrgulirement.

Exemple de tissu osseux spongieux : Intrieur des piphyses (voir IV. Diffrents types d'os) des

os longs, Diplo de la vote du crne.

3) Prioste

C'est un tissu conjonctif qui revt la surface externe de tous les os sauf au niveau des cartilages

articulaires (des piphyses). Le prioste comporte deux couches :

une couche interne : en contact avec l'os. A ce niveau, des cellules msenchymateuses peuvent donner des ostoblastes (assurant la rgnration de l'os en cas de fracture).

Une couche externe : riche en fibres de collagne et trs vascularise.

4) Endoste

C'est un tissu conjonctif tapissant toutes les parois des cavits vascularises des os (canaux de

Havers, canaux de Volkman, cavit mdullaire de l'os compact, cavits de l'os spongieux).

IV. Diffrents types d'os :

Ces diffrents types de tissu osseux se combinent de faons diverses pour former une entit

anatomique : l'os. Selon sa forme, celui-ci appartiendra l'une des catgories suivantes :

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A- Os longs (Ex.: Fmur, Tibia, etc.)

L'os long est form par un tube d'os compact, la diaphyse, dont :

la lumire constitue le canal mdullaire, rempli de moelle osseuse;

l'extrieur est tapiss par le prioste et l'intrieur par l'endoste comme cela a t soulign prcdemment.

La diaphyse se termine ses extrmits par des zones largies et arrondies : les piphyses, dont

:

l'extrieur est tapiss par les surfaces articulaires (faites de cartilage hyalin)

l'intrieur est constitu par de l'os spongieux. La zone de jonction entre la diaphyse et l'piphyse s'appelle mtaphyse.

B- Os courts (Ex.: Carpe, Tarse, etc.)

L'os court ne possde pas de grand axe. C'est une masse de tissu osseux spongieux, contenant

de la moelle osseuse et qui est limite en priphrie par de l'os compact (tapiss son tour soit

de prioste, soit de cartilage articulaire).

C- Os plats (Ex. : Omoplate, Sternum, Clavicule, etc.)

L'os plat est form en son centre d'os spongieux, contenant de la moelle osseuse et dlimit en

priphrie par de l'os compact (on parle de tables externe et interne).

V. Oss i f ica t ion

L'ossification se droule, au plan histogntique, en plusieurs tapes :

ossification primaire : - partir d'un tissu conjonctif (ossification de membrane) - ou partir d'une bauche cartilagineuse (ossification endochondrale)

ossification secondaire, partir d'un tissu osseux dj constitu (os primaire).

ossification tertiaire, correspondant elle, chez l'adulte, au remodelage osseux permanent (du fait de l'action ostoformatrice des ostoblates/ostocytes et ostodestructrice des

ostoclastes). C'est grce ce remodelage que le tissu osseux peut remplir ses rles :

- mtabolique : libration de sels minraux lors de sa destruction; - de soutien : adaptation de l'architecture des os aux changements de conditions

mcaniques.

Il est noter que l'ensemble de ces mcanismes est sous la dpendance de nombreux facteurs

de rgulation, en particulier hormonaux.

A- Ossification primaire et Os primaire

1) Ossification de membrane Elle s'effectue partir d'une bauche de tissu conjonctif. Les cellules conjonctives

(fibroblastes) se dterminent en ostoblastes, qui laborent une substance prosseuse

(ostode) calcaffine, rapidement minralise.

Les ostocytes s'entourent ainsi de matrice osseuse au sein de traves plus ou moins

anastomoses dont le remodelage (par rsorption ostoclasique) puis la reconstruction

aboutissent ultrieurement la constitution d'un os spongieux.

Ce mcanisme forme les os plats de la vote du crne et les petits os de la face (c'est--dire le

desmocrne).

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Un exemple particulier est reprsent par l'ossification priostique, o la construction de

lamelles concentriques en priphrie des pices osseuses se fait de faon progressive, par

vagues.

2) L'ossification endochondrale (ou enchondrale) Elle fait intervenir une bauche de cartilage hyalin.

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a. L'ossification endochondrale se dveloppe partir d'un centre d'ossification

Ce dernier apparat dans le cartilage hyalin la suite d'une pntration vasculaire. A ce niveau,

les chondrocytes :

deviennent globuleux, hypertrophis;

montrent un cytoplasme qui se charge de glycogne, de lipides et des phosphatases alcalines;

deviennent vacuolaires par la suite et finissent par dgnrer. Les chondroplastes augmentent de volume en mme temps que les cellules, aux dpens de la

matrice interterritoriale qui est rduite de trs minces traves irrgulires, qui se chargent

de calcium et de phosphastases.

Le cartilage, qui n'tait pas vascularis, est pntr par des vaisseaux sanguins qui se

capillarisent au niveau des cellules hypertrophies.

Ces capillaires sont accompagns de tissu conjonctif, contenant des cellules conjonctives peu

diffrencies ou pr-ostoblastes.

Ces lments effondrent la paroi des chondroplastes et se diffrencient en ostoblastes qui vont

laborer de la matrice osseuse et constituer un os primaire : l'os primaire.

L'ensemble de ces phnomnes constitue la pr-ossification.

b. A partir du centre d'ossification, l'ossification progresse

L'ossification endochondrale va se dvelopper et progresser de faon plus ordonne. Il existe

alors une ligne d'ossification trs nette la limite entre le tissu cartilagineux et le tissu osseux

noform.

Cette organisation ralise en particulier le modle de l'ossification endochondrale au niveau

des mtaphyses des os longs, modle classique de description. En regard de la ligne

d'ossification, le cartilage a subi une rorganisation permettant de distinguer :

une zone de rserve de cartilage banal

une zone de cartilage sri, o les chondrocytes se disposent en groupements isogniques axiaux (de direction perpendiculaire la ligne d'ossification)

une zone de cartilage hypertrophique. Entre les chondrocytes, les traves deviennent progressivement plus minces, irrgulires et se

chargent de calcium.

Au niveau de la ligne d'ossification (ligne d'rosion), le cartilage est en contact avec des axes

conjonctivo-vasculaires qui effondrent et pntrent les logettes cartilagineuses. Les pr-

ostoblastes se diffrencient alors en ostoblastes qui laborent de la matrice osseuse et

contribuent sa minralisation. Ce processus aboutit la formation de traves d'un os primaire,

bordes en priphrie d'ostoblastes et contenant dans leur paisseur des ostocytes. A distance

de la ligne d'ossification, des ostoclastes viennent rapidement rsorber l'os primaire (ligne de

rsorption).

B- Ossification des pices osseuses : L'ossification des pices osseuses, pendant la vie embryo-foetale puis la vie post-natale, fait intervenir des phnomnes d'ossification primaire, secondaire et tertiaire. Au contraire de l'ossification primaire, les ossifications secondaire et tertiaire dbutent toujours par une destruction ostoclasique du tissu osseux.

a. L'ossification des os plats : Elle dbute par une ossification membraneuse. Au sein du tissu conjonctif, le centre d'ossification irrgulier correspond une rgion richement vascularise. L'ossification aboutit la constitution d'une plaque osseuse rticulaire ouverte, vritable dentelle osseuse extrmement

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fine, qui s'tend par sa priphrie. La priphrie de la pice osseuse est elle-mme le sige d'une ossification de type priostique.

Au cours de l'ossification secondaire, l'os priostique est remani est transform en os compact

haversien tandis que l'os membraneux est remplac par du tissu osseux spongieux.

b. L'ossification des os longs

Elle est infiniment plus complexe, associe diffrents phnomnes.

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Lossification primaire : comporte plusieurs tapes associant une ossification

endochondrale une ossification de type priostique :

constitution des maquettes cartilagineuses, faites d'un cartilage hyalin entour de prichondre;

apparition du centre d'ossification primaire de la diaphyse, par pntration vasculaire la partie centrale de celle-ci;

organisation de la diaphyse et formation de la cavit mdullaire, par progression du centre d'ossification

endochondrale jusqu' la rgion des mtaphyses;

formation de la virole priostique et rsorption de la partie centrale de la diaphyse;

ossification des piphyses par apparition de centres d'ossification secondaires de type endochondral;

croissance en longueur des pices osseuses se poursuivant jusqu' l'ge adulte (cartilages de conjugaison au niveau des

mtaphyses).

ii. l'ossification secondaire : est particulirement importante au niveau

de la corticale diaphysaire, o elle aboutit la formation d'un os

compact.

L'bauche constitue de lamelles concentriques d'os priostique est d'abord le sige de phnomnes de rsorption ostoclasique

aboutissant la formation de lacunes de Howship;

La reconstruction autour de ces axes de rsorption aboutit ensuite la formation des premiers systmes de Havers;

La rptition de ce processus dans le cadre de l'ossification secondaire puis surtout de l'ossification tertiaire, aboutit la

constitution de la corticale diaphysaire adulte.

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