Les Tissus squelettiques

Deuxième partie: le tissu osseux

Jean Pierre SiffroiService d’Histologie, Biologie de la Reproduction

et CytogénétiqueHôpital Tenon

jean-pierre.siffroi@tnn.aphp.fr

3) Tissu osseux- Introduction- Types cellulaires du tissu osseux

. cellules ostéoformatrices

. ostéoclastes- MEC calcifiée- Organisation du tissu osseux

. os non lamellaire

. os lamellaire: spongieux, compact- Mécanismes d’ossification

. ossification primaire

. ossification secondaire- Remodelage osseux- Capital osseux- Fractures

Le tissu osseux

Variété de tissu conjonctifdont la MEC est calcifiée

Caractère rigide et imperméable

-Fonction mécaniqueSoutien

Protection- Fonctions métaboliques

(métabolisme phospho-calcique)- Fonction hématopoïétique

Le tissu osseux est la seule partie du corpshumain qui persiste après la mort

Malgré son aspect minéral,le tissu osseux est très vivant

et en perpétuels remaniements tout aulong de la vie.

In vivo, le tissu osseux peut être analysé par différentes méthodes

Radiographieaux rayons X

Scintigraphie Scanner avecreconstruction 3D

Types cellulaires du tissu osseux

Actions antagonistes et origines différentes

Formation du tissu osseuxOstéoblastes et ostéocytes

Cellules bordantesOrigine mésenchymateuse

Destruction du tissu osseuxOstéoclastes

Origine hématopoïétique(lignée sanguine monocytaire)

Cellules ostéoformatrices

Des cellules souches à potentialité ostéoformatrice existent chez l’adulteau niveau de la moelle osseuse et sont à l’origine d’un lignage

de cellules impliquées dans la formation du tissu osseux

Cellules bordantes(au repos)

Ostéocytes(entièrement inclusdans le tissu osseux)

Ostéoblastes(MEC osseuse)

Activation Os

TC

Les ostéoblastes:cellules cubiques tapissant la surface

des pièces osseuses en cours de formation

Noyau ovalaire situé au pôleopposé à celui où est élaborée

la MEC de type osseux

Cytoplasme basophile riche enorganites impliqués dans la

synthèse protéique

Nombreux prolongements cytoplasmiquess’enfonçant dans la MEC(phosphatase alcaline ++)

Les ostéoblastes communiquent entre eux et avec les ostéocytespar des jonctions communicantes (Gap)

Ils synthétisent une MEC riche en fibres de collagène de type Iqui ne se minéralise qu’à distance de la cellule (bordure ostéoïde)

Devenir des ostéoblastes:

cellules bordantesde nouveau

Mort par apoptose

s’enfoncent progressivement dans la MECminéralisée pour donner des ostéocytes

Cellules enfermées dans des petites logettes ou ostéoplastes,reliées entre elles par de fins canalicules: communication par des jonctions « gap »

Les ostéocytes

- sont des ostéoblastes totalement différenciés

- ont une activité réduite (échanges par les canalicules seulement)

- sont incapables de se diviser

Doivent être renouvelés régulièrementce qui impose la destruction du tissu osseux qui les entoure

Nécessité pour l’organisme de disposer de cellulescapable de résorber l’os: les ostéoclastes

Les ostéoclastes

Seules cellules capables de résorber une MEC minéralisée

Volumineuses cellulesde 5Oµm à 100 µm de diamètre

multinucléées(30 à 50 noyaux par cellule)

Cellules d’originehématopoïétique:

origine commune avec lescellules de la lignée

monocytes/macrophages

Prolifération etsurvie de la lignée

monocytaire

M-CSF(Monocytes-Colony Stimulating Factor)

RANKLc-fos

Fusion desprécurseurs

ostéoclastiques

NFκB

Différenciationvers la lignée des

ostéoclastes

RANK

RANK: Receptor Activator ofNuclear Kappa B)

Les ostéoclastes se fixent sur la matrice osseusecomme des ventouses grâce à des intégrines spécifiques

reconnaissant le motif Arginine-Glycine-Aspartate (RGD)

αVβ3

Vitronectine

α2β1

Collagène I,Ostéopontine,Sialoprotéine

osseuse

Anneau périphérique de scellage et création d’unechambre étanche (lacune de Howship) dans laquelle

l’ostéoclaste émet de très nombreuses microvillosités (bordure en brosse)

Liaison avec le cytosquelette:vinculine, taline

actine

Une fois fixés, les ostéoclastesvont résorber l’os à l’intérieur

des lacunes de Howship

Acidification de lalacune de Howship:

pompe à protons

Libération d’enzymes lytiques:collagénases, métalloprotéinases,

phosphatase acide, cathepsine

Résorption de la matriceosseuse

40µm

Après avoir creusé une lacune de 40µm de profondeur,les ostéoclastes de déplacent pour une nouvelle phase

d’adhésion-résorption-migrationou meurent par apoptose

Collaborationétroite entre lesostéoclastes etles ostéoblastes(cf remodelage du

tissu osseux)

Matrice extracellulaire calcifiée

L’os est le tissu le moins hydratéde l’organisme mais la MEC osseuse

renferme quand même 50% d’eau

Les ostéoblastes synthétisent la MECqui ne se minéralise qu’à distance

de la cellule(bordure ou tissu ostéoïde)

Phaseorganique

(30%)

Phaseminérale(70%)

Collagène I ++

Phase organique

Protéoglycanes enfaible quantité

Ostéopontine(liaison cellules osseuses-phase minérale, fixation

des ostéoclastes)

Ostéonectine(liaison ++ avec le

collagène et la phase minérale)Croissance des cristaux

Sialoprotéines

OstéocalcineProtéine non collagénique la plus importante

(liaison avec la phase minérale)Marqueur de l’ostéoformationStimulation des ostéoclastes Thrombospondine

(liaison cellules osseuse-MEC via les intégrines)

Phase minérale

Cristaux d’hydroxy-apatite =phosphate de calcium cristallisé

3 nm

30 nm

50 nm

Surface fortement ionisée et liéeà l’eau de la MEC =

couche hydratée ioniséemobilisation rapide des ions

calcium et phosphate Rôle ++ dans l’équilibre phosphocalcique

SangG6P

Phosphatasealcaline

Concentrationdes phosphates

Ca++

Ca++

Fixation du Ca++ sur les chargesnégatives des protéoglycanes

Phosphates de calcium en saturation:cristallisation

Organisation du tissu osseux

Le squelette est composé de trois variétés d’os

Os longs:tibias, fémurs,humérus, …

Os courts:os du carpe,

phalanges, …

Os plats:sternum, bassin,

crâne, …

reliés par des articulation (fixées ou mobiles)

En dehors des zones au contact ducartilage articulaire et de l’insertion des ligaments,

le tissu osseux est recouvert par une gaineconjonctive: le périoste

Os

Périoste

Celui-ci est constitué de 2 couches:- une couche interne, ou cellulaire, où des

cellules peuvent se transformer en ostéoblastes

- une couche externe fibreuse faite de tissuconjonctif dense. Les fibres de collagène

forment des faisceaux arciformes quitraversent la couche interne et vont s’ancrer

dans le tissu osseux sous-jacent:les fibres de Sharpey

Cavité medullaire

Périoste

Cartilagearticulaire

EndosteCorticale

Les os longs possèdent une cavité centraleou cavité médullaire

qui est bordée par une fine couchede tissu conjonctif

ou endostecontenant également des cellules

ostéoprogénitrices(capables de se transformer en ostéoblastes)

Périoste

Endoste

Corticale