TISSU CARTILAGINEUX

Introduction

Ils font parti des tissus squelettiques avec le tissu osseux.

On les trouve donc au niveau des pièces osseuses, mais aussi dans d'autres localisations.

Quand on fait référence à l'os, il faut savoir que le tissu cartilagineux n'est pas, dans les conditions normales, calcifié, on ne le verra pas sur les radiographies.

Ce cartilage n'est pas vascularisé (absence de vaisseaux à l'intérieur). Il dépend du tissu conjonctif environnant ou, pour les articulations, du liquide synovial.

C'est un tissu conjonctif comportant comme tous les tissus conjonctifs des cellules et de la matrice extra-cellulaire, synthétisée par ces cellules pour la plus grande part.

On a un seul type de cellule : les Chondrocytes

Dans l'organisme humain, chez l'adulte, on a 3 types de tissus cartilagineux :

Tissu cartilagineux Hyalin Le Fibro-cartillage Le cartilage élastique.

Lors du processus du développement, on a une forme particulière de cartilage hyalin que l'on rencontre chez le fœtus et l'enfant : c'est le cartilage de conjugaison.

Ce type de cartilage sera décrit avec le processus d'ossification.

I. Description morphologiques des cartilages

A. Le cartilage Hyalin

1. Localisation

Il existe deux localisations de ce cartilage :

Localisation articulaire au niveau des articulations mobiles (diarthrose). C'est le cartilage articulaire.Dans ce type d'articulation on va voir sur le côté une capsule articulaire qui est vascularisée. Sa face interne va présenter des synoviocytes qui vont élaborer la synovie.Lorsqu'il y a une irritation de l'articulation, il peut y avoir un épanchement de synovie.

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1. Capsule articulaire 2. Synovie (ou liquide synoviale) 3. Membrane Synoviale4. Ligaments5. Cartilage articulaire6.Tendons musculaires

Autres localisations du cartilage hyalin : Au niveau du nez Au niveau de l'arbre respiratoire : anneaux trachéaux et cartilage autour des

bronches Cartilage Thyroïde, Cricoïdes, Arythénoïde. Articulation chondro-costale. Articulations immobiles entre les côtes et le sternum.

Ce sont des synchondroses. Ces synchondroses font partis des synarthroses qui comprennent du tissu conjonctif ou osseux. (Syndesmose et synostose)

2. Aspect

Aspect blanc, bleuâtre, translucide, d'où le terme de Hyalin (signifie transparent)

3. Histologie

Les cartilages sont constitués de chondrocytes :

Cellules arrondies de l'ordre de 40µm avec un noyau central et arrondi avec une chromatine relativement clair et plus ou moins nucléolé.

Le cytoplasme apparaît basophile.

En microscopie Electronique :

On va observer dans ce cytoplasme des organites (habituels) impliqués dans la synthèse de la MEC

REG développé

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Appareil de Golgi Mitochondries qui vont fournir de l'énergie pour ce travail Plus ou moins de REL selon les localisations Quelques gouttelettes lipidiques Du glycogène.

On voit également que la cellule va envoyer des prolongements relativement courts de cytoplasme (entourés de membrane plasmique) dans la MEC.

Les chondrocytes ont pour origine les cellules mésenchymateuses, c'est à dire les cellules conjonctives du mésoblaste intra-embryonnaire.

Ces cellules donneront en fonction des conditions locales plusieurs types de cellules comme les fibrocytes, les adipocytes ou les chondrocytes.

Le chondrocyte est à l'intérieur de zone aménagées dans la MEC : Les chondroplastes.

Sur les préparations histologiques, les cellules, du fait de phénomène de déshydratation (à cause des bains d'alcool) auront tendance à prendre une forme étoilée.

A l'état vivant, la cellule occupe toute la partie du chondroplaste, sa membrane plasmique est appliquée directement sur sa paroi.

Les zones où la cellule reste attachée à la MEC est due a des contacts plus intimes avec cette matrice extra-cellulaire

La matrice extra-cellulaire comporte des fibres et de la substance fondamentale.

Les fibres sont des fibres de collagène de type II pour l'essentiel. Le type de collagène est du à sa composition en hélice α. Ici on aura un homotrimère, c'est à dire 3 hélices α identiques.

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Ces fibres représentent 90% du collagène présentent dans le cartilage, ce sont des fibres fines que l'on peut qualifier de fibrilles. Elles sont visibles en microscopie électronique où on va voir cette fameuse striation périodique de 64 à 67 nm.

En Microscopie Optique on ne les voit pas, car ces fibres ont pratiquement le même indice de réfraction que la substance fondamentale. Pour les voir il faut utiliser de la lumière polarisée.

Les mutations des gènes qui vont coder pour le collagène vont être responsable de chondrodysplasies.

A côté de ce collagène de type II, on a du collagène de type X, XI et I.

Lorsque les chondrocytes s'hypertrophie, il élabore d'autres types de collagènes.

Dans le fibrocartilage c'est du collagène de type I qui représentera l'essentiel des fibres.

On a aussi du collagène non fibrillaire qui joue un rôle important dans le contrôle de la croissance des fibrilles, de leur diamètre et de leur agencement tridimensionnel au sein du collagène.

Ces collagènes non fibrillaires sont impliqués également dans l'adhérence des chondrocytes à la MEC.

On va trouver ces collagènes au niveau des points de contact entre les chondrocytes et les chondroplastes lors des phénomènes de rétraction décrit plus haut.

Le collagène de type IX, qui est un collagène non fibrillaire joue un rôle important dans la constitution d'agrégats de GAG retrouvés dans la MEC qui vont rentrer en contact avec les fibrilles de collagène.

Le collagène non fibrillaire met les GAG en relation avec le collagène de type II.

On trouve également des fibres élastiques en association avec le collagène de type II, ces fibres sont extrêmement bien développés dans le cartilage élastique.

La substance fondamentale contient de l'eau en grande quantité. Le cartilage va comporter de 70 à 80% d'eau.

On a la formation de complexes avec les GAG qui vont donner de l'acide hyaluronique sur lequel se greffe des GAG sulfatés grâce à des axes protéiques. Cela forme des larges complexes en relation avec les fibrilles de collagène qui sont striés.

Tout ça joue un rôle important dans la résistance à la tension, compression, à la déformation en particulier pour les cartilages élastiques.

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Ces complexes joue également un rôle important dans la haute teneur en eau du cartilage (70 à 80%).

Les Protéoglycanes sulfatés correspondent

-60% de la chondroïtine sulfate

-40% de la kératane sulfate

Dans les phénomènes de vieillissement on peut avoir une modification de la quantité de ces protéoglycanes.

Cartilage articulaire :

Cartilage particulier dans la mesure où il limite les cavités articulaires, mais surtout il permet de supporter le poids du corps, les forces qui vont s'exercer dessus, le mouvement régulier des pièces osseuses les unes par rapport aux autres.

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Ce cartilage sur le plan histologique, présente à décrire 4 zones :

La zone superficielle dite tangentielle, qui va comporter des chondrocytes de petites tailles, qui ont tendance à être légèrement anguleux et un peu aplatis. Ils sont orientés parallèlement à la surface articulaire

Sous cette zone superficielle on trouve une zone intermédiaire ou transitionnelle, on aura des chondrocytes plus volumineux avec un aspect sphérique mais qui ne présente pas d'organisation particulière.

Zone radiaire ou profonde avec une disposition particulière des chondrocytes qui vont se disposer en colonnes.

Zone calcifiée avec un cartilage calcifié donc. Ce cartilage va reposer directement sur l'os que l'on qualifie de lame osseuse sous-chondrale.

Il y a donc 3 zones plus superficielles, non minéralisées et vont être séparés de la couche la plus profonde, elle minéralisée, par une ligne dense.

Si on met en évidence les fibres de collagènes, on va s'apercevoir que ces fibres de collagènes vont amarrer le cartilage articulaire à la lame osseuse sous-chondrale en formant des sortes d'arcades.

Ce cartilage est avasculaire et va se nourrir par diffusion à partir des tissus voisins. La couche profonde calcifiée ne permet pas de nutrition à partir du tissu osseux, les nutriments vont donc parvenir par le liquide synoviale qui va diffuser à travers le cartilage.

Au niveau de la couche superficielle du cartilage on trouverait des espèces de fossettes qui favoriserait la pénétration des nutriments.

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B. Cartilage élastique

1. Localisation

Pavillon des oreilles Conduit auditif externe sur sa partie la plus externe Paroi de la trompe d'Eustache qui met en relation l'oreille moyenne avec la cavité

pharyngienne. Epiglotte

Ces cartilages lorsqu'ils sont déformés reviennent à leur position initiale grâce à leur fibres élastiques très présentes.

Chez les animaux peuvent tourner le pavillon de leur oreille vers une source sonore.

2. Aspect

A l'état frais, ce cartilage à une coloration jaunâtre qui témoigne de la présence de fibres élastiques présentent dans ce tissu.

3. Histologie

Tissu qui reprend sa forme après déformation passagère. Comprends des chondrocytes en grande quantité, riche en cellule.

Avec la coloration spécifique des fibres élastiques comme l'orcéine on va mettre en évidence ces nombreuses fibres élastiques.

Il existe une petite région de 1 ou 2 microns respectées autour des cellules.

Ces fibres élastiques sont associées à un peu de collagène.

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C. Cartilage Fibreux

1. Localisation

Région périphérique des disques intervertébraux qui constituent un autre type d'articulation : amphi arthrose.

Symphyse pubienne, qui joue un peu un rôle lors de l'accouchement Ménisque présent dans les genoux. Ces structures peuvent se déchirer, en particulier chez

les sportifs. L'insertion osseuse de certains tendons, comme le tendon d'Achille.

2. Aspect

A l'œil nu, ce tissu est blanc, nacré.

3.Histologie

Ce cartilage se voit renforcé par d'épais faisceaux de collagène de type I.

On va retrouver bien sûr des chondrocytes, mais surtout ces fibres de collagènes de type I qui peuvent être plus ou moins orientées.

On va trouver associé, un peu de collagène de type II.

Il est parfois difficile de différencier sous le microscope un cartilage fibreux d'un tissu conjonctif dense.

Ces chondrocytes produisent du collagène du type I, probablement à cause des contraintes mécaniques qui s'exerce sur ces cellules et leur condition de vie.

La différence avec la MEC du tissu conjonctif dense est due aux concentrations en GAG plus forte de la matrice extra cellulaire du tissu fibrocartilagineux.

On aura des résistances à des fortes pressions.

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Disque intervertébral :

A la jonction de deux corps vertébraux, le disque intervertébrale comporte dans sa région centrale le nucléus pulposus qui contient des cellules crisaliformes.

Il est plus ou moins important en taille.

Autour on va avoir avec des dispositions un peu en "arrête de poisson" de cartilage fibreux et en périphérie du tissu conjonctif dense.

Cette périphérie s'appel l'anneau fibreux.

C'est à l'origine des lumbago et sciatique, le nucléus pulposus ayant une composition plus gélatineuse va pouvoir, lors de fissure, faire une hernie et compresser les racines nerveuses entraînant des douleurs.

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II. Histophysiologie

A. Nutrition du cartilage

Le cartilage n'est pas vascularisé (absence de vaisseaux). Les cellules seront nourris par des phénomènes de diffusion de petites molécule dans la MEC, les grosses molécules auront plus de mal à pénétrer dans le cartilage.

Cette diffusion se fait à partir du liquide synoviale pour le cartilage articulaire des diarthrose.

Les autres pièces cartilagineuses seront nourris par un tissu conjonctif qui est autour de toutes les autres pièces cartilagineuses quelque soit leur nature : c'est le périchondre.

B. Périchondre

Le périchondre forme une gaine conjonctive autour du péricharde.

Il comporte deux couches :

Une couche externe qui est assez fibreuse, du tissu conjonctif plutôt dense avec une vascularisation relativement développée. Elle est dite couche nourricière (1)

Une couche interne qui comporte des fibres de collagène plus fine avec un trajet un peu arciforme qui pénètre un peu dans le cartilage amarrant le cartilage au périchondre. Des fibres élastiques, quelques vaisseaux, mais beaucoup moins important que dans la couche nourricière. Il y a présence de nombreux fibroblaste qui, en se multipliant peuvent se transformer en chondrocytes. Ils vont d'abord donner des chondroblastes qui en produisant de la matrice extra-cellulaire cartilagineuses vont se transformer en chondrocytes en s'entourant de MEC. C'est un phénomène de croissance du cartilage en épaisseur, par apposition. Cette zone est dite zone chondrogène (2).

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Cette différenciation est importante dans le phénomène de réparation du cartilage. Seul le cartilage des diarthroses ne peut pas cicatriser facilement car il est assez peu riche en cellules et ne comporte pas de périchondre.

C. Croissance interstitielle.

Elle ne fait pas intervenir la zone chondrogène ni le périchondre. C'est à partir des cellules présentent dans le cartilage, les chondrocytes, qui vont être capable de se diviser, donnant naissance à deux cellules filles présentent dans le même chondroplaste. Ces cellules en produisant de la matrice extra-cellulaire vont s'écarter l'une de l'autre et ainsi se situer dans 2 chondroplastes différents.

En se renouvelant, ce phénomène va être à l'origine d'un clone cellulaire c'est à dire toutes les cellules d'une même région vont provenir de la même cellule, c'est ce qu'on appel un groupe isogénique.

Sur le plan morphologique, ces groupes isogénique se comporte en deux façons différentes :

Les cellules qui se divisent peuvent se mettre à la queue leu leu, ce qui forme un groupe isogénique axial.

Les cellules peuvent se développer dans les différentes directions de l'espace, on aura un groupe dit coronaire. Les cellules se disposent de façon centrifuge par rapport à leur origine.

Le cartilage présente des pathologies d'usure au niveau des diarthrose qui n'ont pas une grande quantité de cellules (30 000 cellules/m3). Lors de ca destruction de ce cartilage on a une régénération difficile. C'est un des enjeux de la médecine régénérative.

La seule ressource existante actuellement est de remplacer l'articulation par une prothèse.

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