Tissus osseux/Organisation générale

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L'organe osseux est constitué du tissu osseux et du tissu conjonctif vascularisé qui l'accompagne et lui apporte la nutrition.

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Organisation générale : constituants du tissus osseux

La substance fondamentale

On y trouve des cellules, les ostéocytes, et de la matrice fondamentale. Comme dans le TC cartilagineux, les ostéocytes sont situés dans une petite logette, l'ostéoplaste. Le tissu osseux n'est pas vascularisé, (pas de capillaires sanguins) : le tissu osseux n’est pas isolé mais associé à un TC vascularisé.

La matrice osseuse est une matrice minéralisée, c’est le stock principal de calcium et de phosphore du corps humain et des régulations métaboliques. Les ostéocytes, ne sont pas isolés, mais reliés les uns aux autres par des ensembles de prolongements cellulaires qui s'étendent dans la matrice (jonctions à interstices, gap junctions), les ostéocytes forment ainsi un réseau au sein de cette matrice fortement minéralisée.

Les tissus osseux sont dit lamellaires (nuances dans les types de lames) car ils sont constitués de lamelles osseuses. Il existe des sels minéraux en abondance, des fibres de collagène de type I, qui forment un réseau dense, avec des fibres hélicoïdales (trame organisée, support de l'édifice). La substance fondamentale est faiblement hydratée (50%), on y trouve des glycoprotéines (certaines spécifiques de l'os), des protéoglycanes (dont la chondroïtine sulfate de type A, beaucoup d'acide hyaluronique selon l'âge, et de la kératane sulfate). La matrice a une grande affinité pour les sels de calciums, on dit qu'elle est calcaffine.

Les sels minéraux sont le calcium (98% du calcium de l'organisme), le phosphore (85% des sels de phosphore de l'organisme), du sodium (95%) et du magnésium.

Le stockage se fait sous différentes formes, notamment sous forme cristalline, l’hydroxyapatite (

Début d’une formule chimique

Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂

Fin d’une formule chimique

) sous forme de cristaux plats hexagonaux (200 abréviation^nm nanomètre}}, 5 d'épaisseur), répartis de façon extrêmement régulière dans la matrice, fixées aux fibres de collagène, les autres cristaux sont situés à distance, la structure est dense, et confère à la pièce osseuse une grande solidité.

Signification physiologique de réserve et d'échanges. Par différents mécanismes, l'organisme est capable de maintenir constant le taux sanguin de la calcémie, qui fait intervenir les dépôts de calcium à partir du tissu osseux.

Le siège de la régulation se fait essentiellement au niveau des cristaux d'hydroxyapatite. À la surface de chaque cristal, des zones sont plus faciles à atteindre, elles représentent 1/10 de la superficie des cristaux d'hydroxyapatite.

Cellules

• Les ostéocytes : elles sont organisées au sein de la matrice osseuse, chaque ostéocyte est une cellule fusiforme qui présente un noyau et un cytoplasme situé dans la matrice osseuse, qui y déploie des prolongements cytoplasmiques.

Cette dernière est creusée d'un certain nombre de canaux, les canalicules osseux, qui relient entre elle des ostéocytes voisins, et où circule le liquide osseux.

Les ostéocytes forment un réseau coordonné dans la matrice osseuse. Pour ce qui concerne la régulation du dépôt de calcium, l'ostéoblaste est capable de synthétiser, ou de détruire (sous l'effet de la parathormone) de la matrice osseuse.

Par l'activité de l'ostéocyte, la pièce osseuse est en équilibre par rapport à ces deux mécanismes, on appelle l’ensemble de ces mécanismes le remodelage osseux permanent.

Le tissu osseux doit être associé à un tissu conjonctif vascularisé, le périoste, il va apporter la nutrition des ostéocytes, malgré la matrice qui les entoure.

En dehors de la nutrition des tissus osseux, on va trouver les ostéoblastes et les ostéoclastes. Ces deux éléments cellulaires interviennent en complément de l'ostéocyte dans l'équilibre du remodelage osseux permanent.

• Les ostéoblastes : à l'interface tissu osseux / tissu conjonctif, il existe une bordure d'ostéoblastes, qui peuvent être inactifs (cellules aplaties qui forment une véritable bordure au niveau de l'interface), la bordure a une activité fonctionnelle : lorsque les ostéoblastes sont stimulés, ils deviennent cubiques et se mettent à synthétiser de la matrice (cytoplasme basophile), on a une bordure active, les ostéoblastes s'entourent de matrice osseuse, de telle sorte qu’il y a une croissance osseuse par apposition.

La croissance osseuse par apposition entraîne la formation de matrice, les ostéoblastes deviennent ensuite des ostéocytes.

L'ostéoblaste, qui au début est une cellule conjonctive activable, va devenir un ostéocyte après construction de l'os. L'ostéoblaste ne peut détruire de l'os.

• Les ostéoclastes : ce sont des macrophages particuliers. L'ostéoclaste est une cellule conjonctive qui contient de nombreux noyaux. Lorsqu'elle est inactive, c’est une cellule du tissu conjonctif située en distance des lamelles osseuses, qui provient des monocytes sanguins, et qui fait partie du système des phagocytes mono-nuclées.

La cellule contient des lysosomes, et est capable de macro-phagocytose. Lorsque l'ostéoclaste est activé, elle s'approche de la matrice osseuse, est s'attache à cette dernière au niveau d'une pseudo-bordure en brosse, l'ostéoclaste va phagocyter la matrice, entraînant la formation d'un espace clair qui témoigne de la destruction de la matrice osseuse, c’est la lacune de Howship. Il faut comprendre l'édifice osseux comme une structure présentant des ostéocytes et la matrice osseuse, qui est en équilibre du remodelage osseux permanent grâce aux trois populations cellulaires, dont deux conjonctives, les ostéoblastes et les ostéoclastes. Une cellule potentiellement constructrice et destructrice qui est l'ostéocyte, au niveau d'une résorption ostéocytaire.

Dans les pièces osseuses de l'adulte, on retrouve des unités constituées de tissu osseux et conjonctif, présentant les trois populations cellulaires. Ce sont les ostéones, ou système de Havers.

Les ostéones

Un ostéone, au sein d'un organe osseux, est une unité élémentaire en forme cylindre branché et anastomosé, qui comporte, au niveau de ses extrémités des unités multicellulaires de bases (les BMU), et à sa partie proximale, une organisation qui se caractérise par la présence d'un canal neurovasculaire (tissu conjonctif) entouré de lamelles osseuses concentriques à petit rayon de courbures (4 à 20 rangées) et d'un cément périphérique.

Les ostéones se sont développées comme un réseau de galeries qui se creusent de proche en proche. Les parties qui creusent la galerie sont les BMU, au fur et à mesure que les BMU progressent, il y a une ossification qui se produit : formation de canaux neurovasculaires entourés de lamelles osseuses.

L'ostéone est limité en périphérie par la ligne cémentante de Von Ebner.

L'intérieur du canal de Havers est constitué de tissu conjonctif lâche, et non de tissu osseux, il est vascularisé et innervé (par des fibres nerveuses amyéliniques), il n'y a pas de connexions entre les fibres nerveuses et les canaux sanguins, donc pas de régulation nervo-motrice au sein du système de Havers. Il y a bien, à la périphérie de chaque canal de Havers (neurovasculaire), des ostéoblastes inactifs, qui bordent toute la périphérie de ce canal.

La rangée cellulaire continue formant un cylindre tout le long du canal neurovasculaire, représente la rangée de cellules bordantes (bone ligning cell). Autour du canal de Havers, on trouve 4 à 20 lamelles concentriques à petit rayon de courbure. L'existence de ces lamelles permet de définir du tissu osseux, des organisations au sein de chaque lamelle osseuse extrêmement élaborées, une solidité extrême, c’est du tissu osseux dense, fortement minéralisé. Entre les lamelles osseuses, on va trouver les ostéocytes, logés dans les ostéoplastes qui les sépares de la matrice osseuse, et se connectant les uns avec les autres par des prolongements cytoplasmiques, pour former des canalicules osseux où circule le liquide osseux.

À la périphérie, au delà du canal neurovasculaire et de la dernière lamelle osseuse, on trouve la ligne cémentante de Von Ebner. Les substances ne peuvent pas diffuser à travers la matrice osseuse, car elle est trop dense. La nutrition d'un ostéocyte va se faire à partir de capillaires sanguins, que l’on trouve dans le canal de Havers.

Les ostéoblastes émettent également des prolongements dans l'espace, ils sont en relation avec la périphérie, les ostéocytes de la bone ligning cell sont en relations avec les ostéocytes de l'ostéone. Ce qui est situé entre les prolongements cellulaires et les cellules, l'espace extra-cellulaire, est un espace où circule le liquide osseux, avec une valeur physiologique essentielle de nutrition. On a d'un côté le sang et, un peu plus loin le liquide osseux. On distingue deux barrières cellulaires :

• pour aller du sang au liquide osseux, les substances doivent traverser l'endothélium et la basale de l'édifice vasculaire.
• les substances, une fois dans la matrice du tissu conjonctif de Havers, doivent aller au niveau de la périphérie de la bordure du canal de Havers, elles doivent traverser les ostéoblastes limitant le canal de Havers, afin de passer dans les canalicules.

C'est à partir d'un creusement dans un os préexistant que se fait l'ostéone. Chaque BMU est une unité multicellulaire de base, car on y trouve les trois populations cellulaires osseuses.

À l'extrémité des ostéones, on trouve une partie cylindrique possédant des vaisseaux et du TC, avec des ostéoclastes (résorption osseuse). Lorsque les ostéoclastes sont en activité, ils viennent au contact du tissu osseux de voisinage. Pour qu'une BMU fonctionne, il faut qu’il y ait de l'os préexistant. Lorsque les ostéoclastes sont activés, ils se rapprochent de la matrice osseuse, et la résorbent par phagocytose (formation des lacunes de Howship).

À une certaine distance du front de résorption, il existe des ostéoblastes, cellules conjonctives mono-nuclées, qui vont synthétiser de l'os (par apposition). Jusqu'à 4 à 20 générations d'ostéoblastes se sont mis à synthétiser de la matrice osseuse. Un peu plus loin (distale), on aura deux lamelles osseuses, puis trois…