6.3 : Structure osseuse
- Page ID
- 194849
Objectifs d'apprentissage
- Identifier les caractéristiques anatomiques d'un os
- Définir et énumérer des exemples de marques osseuses
- Décrire l'histologie du tissu osseux
- Comparez et contrastez les os compacts et spongieux
- Identifier les structures qui composent l'os compact et spongieux
- Décrire comment les os sont nourris et innervés
Le tissu osseux (tissu osseux) est très différent des autres tissus du corps. L'os est dur et bon nombre de ses fonctions dépendent de cette dureté caractéristique. Des discussions ultérieures dans ce chapitre montreront que l'os est également dynamique en ce sens que sa forme s'adapte aux contraintes. Dans cette section, nous examinerons d'abord l'anatomie générale de l'os, puis nous passerons à son histologie.
Anatomie générale des os
La structure d'un os long permet de visualiser au mieux toutes les parties d'un os (Figure\(\PageIndex{1}\)). Un os long comporte deux parties : la diaphyse et l'épiphyse. La diaphyse est la tige tubulaire qui s'étend entre les extrémités proximale et distale de l'os. La région creuse de la diaphyse est appelée cavité médullaire, qui est remplie de moelle jaune. Les parois de la diaphyse sont composées d'os compacts denses et durs.
La section la plus large à chaque extrémité de l'os est appelée épiphyse (pluriel = épiphyses), qui est remplie d'os spongieux. La moelle rouge remplit les espaces de l'os spongieux. Chaque épiphyse rencontre la diaphyse au niveau de la métaphyse, la zone étroite qui contient la plaque épiphysaire (plaque de croissance), une couche de cartilage hyalin (transparent) dans un os en croissance. Lorsque l'os cesse de croître au début de l'âge adulte (environ 18 à 21 ans), le cartilage est remplacé par du tissu osseux et la plaque épiphysaire devient une ligne épiphysaire.
La cavité médullaire possède un revêtement membraneux délicat appelé endoste (extrémité = « intérieur » ; oste- = « os »), où se produisent la croissance, la réparation et le remodelage des os. La surface externe de l'os est recouverte d'une membrane fibreuse appelée périoste (péri - = « autour » ou « entourant »). Le périoste contient des vaisseaux sanguins, des nerfs et des vaisseaux lymphatiques qui nourrissent l'os compact. Les tendons et les ligaments se fixent également aux os du périoste. Le périoste couvre toute la surface externe sauf là où les épiphyses rencontrent d'autres os pour former des articulations (Figure\(\PageIndex{2}\)). Dans cette région, les épiphyses sont recouvertes de cartilage articulaire, une fine couche de cartilage qui réduit les frottements et agit comme un amortisseur.
Les os plats, comme ceux du crâne, sont constitués d'une couche de diploë (os spongieux) recouverte de chaque côté par une couche d'os compact (Figure\(\Pageindex{3}\)). Les deux couches d'os compact et l'os spongieux intérieur agissent ensemble pour protéger les organes internes. Si la couche externe d'un os crânien se fracture, le cerveau est toujours protégé par la couche interne intacte.
Marquages osseux
Les caractéristiques de la surface des os varient considérablement en fonction de leur fonction et de leur emplacement dans le corps. Le tableau\(\PageIndex{1}\) décrit les marques osseuses, illustrées dans (Figure\(\PageIndex{4}\)). Il existe trois catégories générales de marques osseuses : (1) les articulations, (2) les saillies et (3) les trous. Comme son nom l'indique, une articulation est l'endroit où deux surfaces osseuses se rejoignent (articulus = « articulation »). Ces surfaces ont tendance à se conformer l'une à l'autre, l'une étant arrondie et l'autre cupuliforme, pour faciliter le fonctionnement de l'articulation. Une projection est une zone d'un os qui fait saillie au-dessus de la surface de l'os. Ce sont les points d'attache des tendons et des ligaments. En général, leur taille et leur forme indiquent les forces exercées par le biais de la fixation à l'os. Un trou est une ouverture ou une rainure dans l'os qui permet aux vaisseaux sanguins et aux nerfs de pénétrer dans l'os. Comme les autres marques, leur taille et leur forme reflètent la taille des vaisseaux et des nerfs qui pénètrent dans l'os à ces endroits.
Tableau\(\PageIndex{1}\)
| Marquages osseux | ||
|---|---|---|
| Marquage | Désignation | Exemple |
| Articulations | Où deux os se rencontrent | Articulation du genou |
| Tête | Surface arrondie saillante | Tête du fémur |
| Facette | Surface plane | Vertèbres |
| Condyle | Surface arrondie | Condyles occipitaux |
| Des projections | Marquages en relief | Prophyse épineuse des vertèbres |
| Protubérance | Protubérant | Chin |
| Procédé | Fonction de proéminence | Processus transversal de la vertèbre |
| Colonne | Processus pointu | Colonne ischiale |
| Tubercule | Procédé compact et arrondi | Tubercule de l'humérus |
| Tubérosité | Surface rugueuse | Tubérosité deltoïde |
| Ligne | Arête légère et allongée | Lignes temporales des os pariétaux |
| Cimier | Crête | Crête iliaque |
| Trous | Trous et dépressions | Foramen (trous par lesquels les vaisseaux sanguins peuvent passer) |
| Fossa | Bassin allongé | Fosse mandibulaire |
| Fovéa | Petite fosse | Fovéa capitis sur la tête du fémur |
| Sulcus | Rainure | Sulcus sigmoïde des os temporaux |
| Canal | Passage dans l'os | Canal auditif |
| Fissure | Fendu à travers l'os | Fissure auriculaire |
| Foramen | Trou dans l'os | Foramen magnum dans l'os occipital |
| Meatus | Ouverture sur le canal | Conduit auditif externe |
| Sinus | Espace rempli d'air dans l'os | Sinus nasal |
Cellules et tissus osseux
L'os contient un nombre relativement restreint de cellules retranchées dans une matrice de fibres de collagène qui fournissent une surface à laquelle les cristaux de sel inorganique peuvent adhérer. Ces cristaux de sel se forment lorsque le phosphate de calcium et le carbonate de calcium se combinent pour créer de l'hydroxyapatite, qui incorpore d'autres sels inorganiques tels que l'hydroxyde de magnésium, le fluorure et le sulfate lorsqu'elle cristallise ou se calcifie sur les fibres de collagène. Les cristaux d'hydroxyapatite confèrent aux os leur dureté et leur solidité, tandis que les fibres de collagène leur confèrent de la flexibilité afin qu'ils ne soient pas fragiles.
Bien que les cellules osseuses ne constituent qu'une petite partie du volume osseux, elles jouent un rôle crucial dans le fonctionnement des os. Quatre types de cellules se trouvent dans le tissu osseux : les ostéoblastes, les ostéocytes, les cellules ostéogéniques et les ostéoclastes (Figure\(\PageIndex{5}\)).
L'ostéoblaste est la cellule osseuse responsable de la formation de nouveaux os et se trouve dans les parties osseuses en croissance, y compris le périoste et l'endoste. Les ostéoblastes, qui ne divisent pas, synthétisent et sécrètent la matrice de collagène et les sels de calcium. Au fur et à mesure que la matrice sécrétée qui entoure l'ostéoblaste se calcifie, l'ostéoblaste y est piégé ; par conséquent, il change de structure et devient un ostéocyte, la cellule primaire de l'os mature et le type de cellule osseuse le plus courant. Chaque ostéocyte est situé dans un espace appelé lacune et est entouré de tissu osseux. Les ostéocytes maintiennent la concentration minérale de la matrice via la sécrétion d'enzymes. Comme les ostéoblastes, les ostéocytes n'ont pas d'activité mitotique. Ils peuvent communiquer entre eux et recevoir des nutriments par le biais de longs processus cytoplasmiques qui s'étendent à travers les canalicules (singulier = canalicule), canaux de la matrice osseuse.
Si les ostéoblastes et les ostéocytes sont incapables de mitose, comment sont-ils reconstitués lorsque les anciens meurent ? La réponse réside dans les propriétés d'une troisième catégorie de cellules osseuses : les cellules ostéogéniques. Ces cellules ostéogéniques sont indifférenciées et présentent une activité mitotique élevée et ce sont les seules cellules osseuses qui se divisent. Les cellules ostéogéniques immatures se trouvent dans les couches profondes du périoste et de la moelle osseuse. Ils se différencient et se transforment en ostéoblastes.
La nature dynamique de l'os signifie que de nouveaux tissus se forment constamment et que des os vieux, endommagés ou inutiles sont dissous pour être réparés ou pour libérer du calcium. La cellule responsable de la résorption osseuse, ou dégradation, est l'ostéoclaste. Ils se trouvent à la surface des os, sont multinucléés et proviennent de monocytes et de macrophages, deux types de globules blancs, et non de cellules ostéogéniques. Les ostéoclastes dégradent continuellement les vieux os tandis que les ostéoblastes forment continuellement de nouveaux os. L'équilibre constant entre les ostéoblastes et les ostéoclastes est responsable du remodelage constant mais subtil de l'os. Le tableau\(\PageIndex{2}\) passe en revue les cellules osseuses, leurs fonctions et leur emplacement.
Tableau\(\PageIndex{2}\)
| Les cellules osseuses | ||
|---|---|---|
| Type de cellule | Fonction | Endroit |
| Cellules ostéogènes | Devenir des ostéoblastes | Couches profondes du périoste et de la moelle |
| Ostéoblastes | Formation osseuse | Portions osseuses en croissance, y compris le périoste et l'endoste |
| Ostéocytes | Maintenir la concentration minérale de la matrice | Pris au piège dans la matrice |
| Ostéoclastes | Résorption osseuse | Surfaces osseuses et sites d'os vieux, lésés ou inutiles |
Os compact et spongieux
Les différences entre les os compacts et spongieux sont mieux explorées par leur histologie. La plupart des os contiennent du tissu osseux compact et spongieux, mais leur distribution et leur concentration varient en fonction de la fonction globale de l'os. L'os compact est dense pour résister aux forces de compression, tandis que l'os spongieux (spongieux) comporte des espaces ouverts et favorise les changements de répartition du poids.
Os compact
L'os compact est le plus dense et le plus résistant des deux types de tissu osseux (Figure\(\PageIndex{6}\)). On le trouve sous le périoste et dans les diaphyses des os longs, où il apporte soutien et protection.
L'unité structurale microscopique de l'os compact est appelée ostéon, ou système haversien. Chaque ostéon est composé d'anneaux concentriques de matrice calcifiée appelés lamelles (singulier = lamelle). Au centre de chaque ostéon se trouve le canal central, ou canal haversien, qui contient des vaisseaux sanguins, des nerfs et des vaisseaux lymphatiques. Ces vaisseaux et nerfs se ramifient à angle droit par un canal perforant, également connu sous le nom de canaux de Volkmann, pour s'étendre jusqu'au périoste et à l'endoste.
Les ostéocytes sont situés à l'intérieur d'espaces appelés lacunes (singulier = lacune), situés aux limites des lamelles adjacentes. Comme décrit précédemment, les canalicules se connectent aux canalicules d'autres lacunes et finalement au canal central. Ce système permet de transporter les nutriments vers les ostéocytes et d'en éliminer les déchets.
Os spongieux (spongieux)
Comme l'os compact, l'os spongieux, également appelé os spongieux, contient des ostéocytes logés dans des lacunes, mais ils ne sont pas disposés en cercles concentriques. Les lacunes et les ostéocytes se trouvent plutôt dans un réseau de pointes matricielles en forme de réseau appelées trabécules (singulier = trabécule) (Figure\(\PageIndex{7}\)). Les trabécules peuvent sembler former un réseau aléatoire, mais chaque trabécule se forme le long de lignes de contrainte pour renforcer l'os. Les espaces du réseau trabéculé équilibrent l'os compact dense et lourd en allégeant les os afin que les muscles puissent les déplacer plus facilement. De plus, les espaces de certains os spongieux contiennent de la moelle rouge, protégée par les trabécules, où se produit l'hématopoïèse.
Système squelettique : maladie de Paget
La maladie de Paget survient généralement chez les adultes de plus de 40 ans. Il s'agit d'un trouble du processus de remodelage osseux qui commence par une hyperactivité des ostéoclastes. Cela signifie que plus d'os est résorbé qu'il n'en est déposé. Les ostéoblastes essaient de compenser, mais le nouvel os qu'ils déposent est faible et fragile et donc sujet aux fractures.
Alors que certaines personnes atteintes de la maladie de Paget ne présentent aucun symptôme, d'autres souffrent de douleurs, de fractures et de malformations osseuses (Figure\(\PageIndex{8}\)). Les os du bassin, du crâne, de la colonne vertébrale et des jambes sont les plus fréquemment touchés. Lorsqu'elle survient dans le crâne, la maladie de Paget peut provoquer des maux de tête et une perte auditive.
Quelles sont les causes de l'hyperactivité des ostéoclastes ? La réponse est encore inconnue, mais des facteurs héréditaires semblent jouer un rôle. Certains scientifiques pensent que la maladie de Paget est due à un virus non encore identifié.
La maladie de Paget est diagnostiquée par des études d'imagerie et des tests de laboratoire. Les radiographies peuvent révéler des déformations osseuses ou des zones de résorption osseuse. Les scintigraphies osseuses sont également utiles. Dans ces études, un colorant contenant un ion radioactif est injecté dans l'organisme. Les zones de résorption osseuse ont une affinité pour l'ion, de sorte qu'elles s'illuminent sur le scanner si les ions sont absorbés. De plus, les taux sanguins d'une enzyme appelée phosphatase alcaline sont généralement élevés chez les personnes atteintes de la maladie de Paget.
Les bisphosphonates, médicaments qui diminuent l'activité des ostéoclastes, sont souvent utilisés dans le traitement de la maladie de Paget. Cependant, dans un faible pourcentage de cas, les bisphosphonates eux-mêmes ont été associés à un risque accru de fractures, car le vieil os qui reste après l'administration des bisphosphonates devient usé et fragile. Néanmoins, la plupart des médecins estiment que les avantages des bisphosphonates l'emportent largement sur les risques ; le professionnel de la santé doit évaluer les avantages et les risques au cas par cas. Le traitement aux bisphosphonates peut réduire le risque global de malformations ou de fractures, ce qui réduit le risque de réparation chirurgicale ainsi que les risques et complications associés.
Approvisionnement sanguin et nerveux
L'os spongieux et la cavité médullaire sont nourris par les artères qui traversent l'os compact. Les artères pénètrent par le foramen nutritif (pluriel = foramine), de petites ouvertures dans la diaphyse (Figure\(\PageIndex{9}\)). Les ostéocytes de l'os spongieux sont nourris par les vaisseaux sanguins du périoste qui pénètrent dans l'os spongieux et par le sang qui circule dans les cavités médullaires. Lorsque le sang traverse les cavités médullaires, il est collecté par des veines qui sortent ensuite de l'os par le foramen.
Outre les vaisseaux sanguins, les nerfs empruntent le même chemin jusqu'à l'os, où ils ont tendance à se concentrer dans les régions les plus actives du point de vue métabolique. Les nerfs ressentent la douleur et il semble que les nerfs jouent également un rôle dans la régulation de l'approvisionnement en sang et dans la croissance osseuse, d'où leur concentration dans les sites métaboliquement actifs de l'os.
Révision du chapitre
Une cavité médullaire creuse remplie de moelle jaune s'étend sur toute la longueur de la diaphyse d'un os long. Les parois de la diaphyse sont des os compacts. Les épiphyses, qui sont des sections plus larges situées à chaque extrémité d'un os long, sont remplies d'os spongieux et de moelle rouge. La plaque épiphysaire, une couche de cartilage hyalin, est remplacée par du tissu osseux au fur et à mesure que l'organe grandit. La cavité médullaire possède un revêtement membraneux délicat appelé endoste. La surface externe de l'os, sauf dans les régions recouvertes de cartilage articulaire, est recouverte d'une membrane fibreuse appelée périoste. Les os plats sont constitués de deux couches d'os compacts entourant une couche d'os spongieux. Les marques osseuses dépendent de la fonction et de l'emplacement des os. Les articulations sont des endroits où deux os se rencontrent. Les saillies dépassent de la surface de l'os et fournissent des points de fixation pour les tendons et les ligaments. Les trous sont des ouvertures ou des dépressions dans les os.
La matrice osseuse est constituée de fibres de collagène et de substances organiques broyées, principalement de l'hydroxyapatite formée à partir de sels de calcium. Les cellules ostéogéniques se transforment en ostéoblastes. Les ostéoblastes sont des cellules qui fabriquent de nouveaux os. Ils deviennent des ostéocytes, les cellules de l'os mature, lorsqu'ils sont piégés dans la matrice. Les ostéoclastes participent à la résorption osseuse. L'os compact est dense et composé d'ostéons, tandis que l'os spongieux est moins dense et composé de trabécules. Les vaisseaux sanguins et les nerfs pénètrent dans les os par le biais de la foramine nutritive pour nourrir et innerver les os.
Questions de révision
Q. Lequel des symptômes suivants se produit dans l'os spongieux de l'épiphyse ?
A. croissance osseuse
B. remodelage osseux
C. hématopoïèse
D. absorption des chocs
Réponse : C
Q. La diaphyse contient ________.
A. la métaphyse
B. réserves de graisse
C. os spongieux
D. os compact
Réponse : B
Q. La membrane fibreuse recouvrant la surface externe de l'os est le ________.
A. périoste
B. épiphyse
C. endoste
D. diaphyse
Réponse : A
Q. Parmi les personnes suivantes, lesquelles sont incapables de subir une mitose ?
A. ostéoblastes et ostéoclastes
B. ostéocytes et ostéoclastes
C. ostéoblastes et ostéocytes
D. cellules ostéogéniques et ostéoclastes
Réponse : C
Q. Quelles cellules ne proviennent pas de cellules ostéogéniques ?
A. ostéoblastes
B. ostéoclastes
C. ostéocytes
D. cellules ostéoprogénitrices
Réponse : D
Q. Lesquels des éléments suivants se trouvent dans l'os compact et l'os spongieux ?
A. Systèmes haversiens
B. Canaux de Haverse
C. lamelles
D. lacunae
Réponse : C
Q. Parmi les substances suivantes, lesquelles se trouvent uniquement dans l'os spongieux ?
A. canaliculi
B. Les canaux de Volkmann
C. trabécules
D. sels de calcium
Réponse : C
Q. La zone d'un os où passe le foramen nutritif forme quel type de marque osseuse ?
A. un trou
B. une facette
C. un canal
D. une fissure
Réponse : A
Questions sur la pensée critique
Q. Si le cartilage articulaire situé à l'extrémité de l'un de vos os longs devait dégénérer, quels symptômes croyez-vous ressentir ? Pourquoi ?
R. Si le cartilage articulaire situé à l'extrémité de l'un de vos os longs devait se détériorer, ce qui se produit en fait dans le cas de l'arthrose, vous ressentiriez des douleurs articulaires à l'extrémité de cet os et une limitation des mouvements au niveau de cette articulation, car il n'y aurait pas de cartilage pour réduire la friction entre les os adjacents et il n'y aurait pas de cartilage pouvant servir d'amortisseur.
Q. En quoi la structure des os compacts et spongieux est-elle bien adaptée à leurs fonctions respectives ?
R. Les anneaux concentriques denses de la matrice de l'os compact sont idéaux pour résister aux forces de compression, qui sont la fonction de l'os compact. Les espaces ouverts du réseau trabéculé d'os spongieux permettent à l'os spongieux de supporter les changements de distribution du poids, qui sont la fonction de l'os spongieux.
Lexique
- cartilage articulaire
- fine couche de cartilage recouvrant l'épiphyse ; réduit les frottements et agit comme un amortisseur
- articulation
- où deux surfaces osseuses se rencontrent
- canalicules
- (singulier = canalicule) canaux de la matrice osseuse qui abritent l'une des nombreuses extensions cytoplasmiques d'un ostéocyte qu'il utilise pour communiquer et recevoir des nutriments
- canal central
- canal longitudinal au centre de chaque ostéon ; contient des vaisseaux sanguins, des nerfs et des vaisseaux lymphatiques ; également connu sous le nom de canal haversien
- os compact
- tissu osseux dense pouvant résister à des forces de compression
- diaphyse
- tige tubulaire qui s'étend entre les extrémités proximale et distale d'un os long
- diploë
- couche d'os spongieux, qui est prise en sandwich entre deux couches d'os compacts que l'on trouve dans les os plats
- endoste
- paroi membraneuse délicate de la cavité médullaire d'un os
- plaque épiphysaire
- (également plaque de croissance) feuille de cartilage hyalin dans la métaphyse d'un os immature ; remplacée par du tissu osseux à mesure que l'organe grossit
- épiphyse
- section large à chaque extrémité d'un os long ; remplie d'os spongieux et de moelle rouge
- trou
- ouverture ou dépression d'un os
- lacunes
- (singulier = lacune) Espaces dans un os qui abritent un ostéocyte
- cavité médullaire
- région creuse de la diaphyse ; remplie de moelle jaune
- foramen nutritif
- petite ouverture au milieu de la surface externe de la diaphyse, par laquelle une artère pénètre dans l'os pour fournir de la nourriture
- ostéoblaste
- cellule responsable de la formation d'un nouvel os
- ostéoclaste
- cellule responsable de la résorption osseuse
- ostéocyte
- cellule primaire de l'os mature ; responsable du maintien de la matrice
- cellule ostéogénique
- cellule indifférenciée à forte activité mitotique ; seules cellules osseuses qui se divisent ; elles se différencient et se développent en ostéoblastes
- osteon
- (également, système haversien) unité structurale de base d'un os compact ; constituée de couches concentriques de matrice calcifiée
- canal perforant
- (également le canal de Volkmann) canal qui part du canal central et abrite des vaisseaux et des nerfs qui s'étendent jusqu'au périoste et à l'endoste
- périoste
- membrane fibreuse recouvrant la surface externe de l'os et continue avec les ligaments
- projection
- marques osseuses où une partie de la surface dépasse du reste de la surface, là où se fixent les tendons et les ligaments
- os spongieux
- (également, os spongieux) tissu osseux trabéculé qui favorise les changements dans la distribution du poids
- trabécules
- (singulier = trabécula) pointes ou sections de la matrice en forme de réseau dans un os spongieux