7.5 : Développement embryonnaire du squelette axial
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Objectifs d'apprentissage
- Discutez des deux types de développement osseux embryonnaire dans le crâne.
- Décrire le développement de la colonne vertébrale et de la cage thoracique
Le squelette axial commence à se former au début du développement embryonnaire. Cependant, la croissance, le remodelage et l'ossification (formation osseuse) se poursuivent pendant plusieurs décennies après la naissance, avant que le squelette adulte ne soit complètement formé. La connaissance des processus de développement qui donnent naissance au squelette est importante pour comprendre les anomalies qui peuvent survenir dans les structures squelettiques.
Développement du crâne
Au cours de la troisième semaine de développement embryonnaire, une structure en forme de bâtonnet appelée notocorde se développe dorsalement sur toute la longueur de l'embryon. Le tissu qui recouvre la notocorde grossit et forme le tube neural, qui donnera naissance au cerveau et à la moelle épinière. À la quatrième semaine, le tissu mésodermique situé de chaque côté de la notocorde s'épaissit et se sépare en une série répétée de structures tissulaires semblables à des blocs, chacune étant appelée somite. Au fur et à mesure que les somites s'agrandissent, chacun se divise en plusieurs parties. La partie la plus médiale de ces parties est appelée sclérotome. Les sclérotomes sont constitués d'un tissu embryonnaire appelé mésenchyme, qui donnera naissance aux tissus conjonctifs fibreux, aux cartilages et aux os du corps.
Les os du crâne proviennent du mésenchyme au cours du développement embryonnaire de deux manières différentes. Le premier mécanisme produit les os qui forment le haut et les côtés du boîtier cérébral. Cela implique l'accumulation locale de cellules mésenchymateuses sur le site du futur os. Ces cellules se différencient ensuite directement en cellules productrices d'os, qui forment les os du crâne par le processus d'ossification intramembraneuse. Au fur et à mesure que les os du cerveau se développent dans le crâne du fœtus, ils restent séparés les uns des autres par de grandes zones de tissu conjonctif dense, chacune étant appelée fontanelle (Figure\(\PageIndex{1}\)). Les fontanelles sont les points faibles de la tête d'un nourrisson. Elles sont importantes à la naissance car ces zones permettent au crâne de changer de forme lorsqu'il passe dans le canal génital. Après la naissance, les fontanelles permettent la croissance et l'expansion continues du crâne à mesure que le cerveau grossit. La plus grande fontanelle est située sur la tête antérieure, à la jonction des os frontal et pariétal. Les fontanelles diminuent de taille et disparaissent à l'âge de 2 ans. Cependant, les os du crâne sont restés séparés les uns des autres au niveau des sutures, qui contiennent du tissu conjonctif fibreux dense qui unit les os adjacents. Le tissu conjonctif des sutures permet la croissance continue des os du crâne à mesure que le cerveau grossit pendant la croissance de l'enfant.
Le deuxième mécanisme du développement osseux du crâne produit les os du visage et le plancher du cerveau. Cela commence également par l'accumulation localisée de cellules mésenchymateuses. Cependant, ces cellules se différencient en cellules cartilagineuses, qui produisent un modèle de cartilage hyalin du futur os. Au fur et à mesure que ce modèle de cartilage grandit, il est progressivement transformé en os par le processus d'ossification endochondrale. Il s'agit d'un processus lent et le cartilage n'est pas complètement converti en os tant que le crâne n'a pas atteint sa taille adulte.
À la naissance, l'encéphale et les orbites du crâne sont disproportionnées par rapport aux os des mâchoires et de la partie inférieure du visage. Cela reflète le sous-développement relatif du maxillaire et de la mandibule, qui sont dépourvus de dents, et la petite taille des sinus paranasaux et de la cavité nasale. Au cours de la petite enfance, l'apophyse mastoïdienne s'élargit, les deux moitiés de la mandibule et de l'os frontal fusionnent pour former un seul os et les sinus paranasaux s'élargissent. Les mâchoires se dilatent également lorsque les dents commencent à apparaître. Ces changements contribuent tous à la croissance et à l'élargissement rapides du visage pendant l'enfance.
Développement de la colonne vertébrale et de la cage thoracique
Le développement des vertèbres commence par l'accumulation de cellules mésenchymateuses provenant de chaque sclérotome autour de la notocorde. Ces cellules se différencient en un modèle de cartilage hyalin pour chaque vertèbre, qui se développe ensuite et finit par s'ossifier dans l'os par le processus d'ossification endochondrale. Au fur et à mesure que les vertèbres se développent, la notocorde disparaît en grande partie. Cependant, de petites zones de tissu de la notocorde persistent entre les vertèbres adjacentes, ce qui contribue à la formation de chaque disque intervertébral.
Les côtes et le sternum se développent également à partir du mésenchyme. Les côtes se développent initialement dans le cadre du modèle cartilagineux de chaque vertèbre, mais dans la région du thorax, la partie des côtes se sépare de la vertèbre à la huitième semaine. Le modèle cartilagineux de la côte s'ossifie alors, à l'exception de la partie antérieure, qui reste le cartilage costal. Le sternum se forme initialement sous forme de modèles de cartilage hyalin appariés de chaque côté de la ligne médiane antérieure, à partir de la cinquième semaine de développement. Les modèles cartilagineux des côtes s'attachent aux côtés latéraux du sternum en développement. Finalement, les deux moitiés du sternum cartilagineux fusionnent le long de la ligne médiane, puis s'ossifient pour former l'os. Le manubrium et le corps du sternum sont d'abord transformés en os, le processus xiphoïde restant sous forme de cartilage jusqu'à la fin de la vie.
Regardez cette vidéo pour passer en revue les deux processus qui donnent naissance aux os du crâne et du corps. Quels sont les deux mécanismes par lesquels les os du corps sont formés et quels os sont formés par chaque mécanisme ?
DÉSÉQUILIBRES HOMÉO
Craniosynostose
La fermeture prématurée (fusion) d'une ligne de suture est une affection appelée craniosynostose. Cette erreur dans le processus normal de développement entraîne une croissance anormale du crâne et une déformation de la tête. Elle est produite soit par des anomalies du processus d'ossification des os du crâne, soit par une incapacité du cerveau à s'agrandir correctement. Des facteurs génétiques sont impliqués, mais la cause sous-jacente est inconnue. Il s'agit d'une affection relativement courante, qui survient au cours d'environ 1 à 2 000 naissances, les hommes étant plus souvent atteints. La craniosynostose primaire implique la fusion précoce d'une suture crânienne, tandis que la craniosynostose complexe résulte de la fusion prématurée de plusieurs sutures.
La fusion précoce d'une suture lors de la craniosynostose primaire empêche tout élargissement supplémentaire des os crâniens et du crâne le long de cette ligne. La croissance continue du cerveau et du crâne est donc détournée vers d'autres zones de la tête, provoquant un élargissement anormal de ces régions. Par exemple, la disparition précoce de la fontanelle antérieure et la fermeture prématurée de la suture sagittale empêchent la croissance sur le dessus de la tête. Ceci est compensé par la croissance ascendante des os du crâne latéral, ce qui donne une tête longue et étroite en forme de coin. Cette affection, connue sous le nom de scaphocéphalie, est à l'origine d'environ 50 % des anomalies de la craniosynostose. Bien que le crâne soit déformé, le cerveau a encore suffisamment d'espace pour se développer et aucun développement neurologique anormal ne s'accompagne donc d'aucun développement neurologique anormal.
En cas de craniosynostose complexe, plusieurs sutures se ferment prématurément. L'ampleur et le degré de déformation du crâne sont déterminés par l'emplacement et l'étendue des sutures impliquées. Cela entraîne des contraintes plus sévères sur la croissance du crâne, ce qui peut altérer ou entraver la croissance et le développement appropriés du cerveau.
Les cas de craniosynostose sont généralement traités par chirurgie. Une équipe de médecins ouvrira le crâne le long de la suture fusionnée, ce qui permettra aux os du crâne de reprendre leur croissance dans cette zone. Dans certains cas, des parties du crâne seront retirées et remplacées par une plaque artificielle. Plus la chirurgie est pratiquée tôt après la naissance, meilleur est le résultat. Après le traitement, la plupart des enfants continuent de grandir et de se développer normalement et ne présentent aucun problème neurologique.
Révision du chapitre
La formation du squelette axial commence au début du développement embryonnaire avec l'apparition d'une notocorde en forme de bâtonnet le long de la longueur dorsale de l'embryon précoce. Des blocs de tissu appariés et répétés appelés somites apparaissent ensuite de chaque côté de la notocorde. Au fur et à mesure de leur croissance, les somites se divisent en plusieurs parties, dont l'une est appelée sclérotome. Il s'agit du mésenchyme, le tissu embryonnaire qui deviendra les os, les cartilages et les tissus conjonctifs du corps.
Le mésenchyme situé dans la région de la tête produira les os du crâne par deux mécanismes différents. Les os du cerveau apparaissent par ossification intramembraneuse au cours de laquelle le tissu mésenchyme embryonnaire se transforme directement en os. Au moment de la naissance, ces os sont séparés par des fontanelles, de larges zones de tissu conjonctif fibreux. Au fur et à mesure que les os se développent, les fontanelles sont réduites à des sutures, ce qui permet une croissance continue du crâne tout au long de l'enfance. En revanche, la base crânienne et les os du visage sont produits par le processus d'ossification endochondrale, dans lequel le tissu mésenchyme produit initialement un modèle de cartilage hyalin du futur os. Le modèle cartilagineux permet la croissance de l'os et est progressivement transformé en os sur une période de plusieurs années.
Les vertèbres, les côtes et le sternum se développent également par ossification endochondrale. Le mésenchyme s'accumule autour de la notocorde et produit des modèles de cartilage hyalin des vertèbres. La notocorde disparaît en grande partie, mais les restes de la notocorde contribuent à la formation des disques intervertébraux. Dans la région du thorax, une partie du modèle de cartilage vertébral se divise pour former les côtes. Ceux-ci se fixent ensuite en avant au modèle cartilagineux en développement du sternum. La croissance des modèles de cartilage pour les vertèbres, les côtes et le sternum permet d'élargir la cage thoracique pendant l'enfance et l'adolescence. Les modèles de cartilage subissent progressivement une ossification et sont transformés en os.
Questions sur les liens interactifs
Regardez cette vidéo pour passer en revue les deux processus qui donnent naissance aux os du crâne et du corps. Quels sont les deux mécanismes par lesquels les os du corps sont formés et quels os sont formés par chaque mécanisme ?
Réponse : Les os situés sur le dessus et sur les côtés du crâne se développent lorsque les zones de la membrane fibreuse s'ossifient (se transforment) en os. Les os des membres, des côtes et des vertèbres se développent lorsque des modèles cartilagineux des os s'ossifient pour former des os.
Questions de révision
Q. Le développement embryonnaire du squelette axial implique ________.
A. ossification intramembraneuse, qui forme les os du visage.
B. ossification endochondrale, qui forme les côtes et le sternum
C. la notocorde, qui produit les modèles de cartilage pour les vertèbres
D. la formation de modèles de cartilage hyalin, qui donnent naissance aux os plats du crâne
Réponse : B
Q. Une fontanelle ________.
A. est le modèle cartilagineux d'une vertèbre qui est ensuite convertie en os
B. donne naissance aux os et aux vertèbres du visage
C. est la structure en forme de bâtonnet qui s'étend sur toute la longueur de l'embryon précoce
D. est la zone de tissu conjonctif fibreux trouvée à la naissance entre les os du cerveau
Réponse : D
Questions sur la pensée critique
Q. Discutez des processus par lesquels les os du crâne se forment et se développent lors de l'élargissement du crâne.
R. Les os du boîtier cérébral qui forment le dessus et les côtés du crâne sont produits par ossification intramembraneuse. Ainsi, le mésenchyme de la partie sclérotomique des somites s'accumule à l'emplacement du futur os et se différencie en cellules productrices d'os. Elles génèrent des zones osseuses qui sont initialement séparées par de larges régions de tissu conjonctif fibreux appelées fontanelles. Après la naissance, à mesure que les os grossissent, les fontanelles disparaissent. Cependant, les os restent séparés par les sutures, où la croissance des os et du crâne peut se poursuivre jusqu'à ce que la taille adulte soit atteinte.
Q. Discutez du processus qui donne naissance à la base et aux os faciaux du crâne.
R. Les os du visage et la base du crâne apparaissent lors du processus d'ossification endochondrale. Ce processus commence par l'accumulation localisée de tissu mésenchymateux sur les sites des futurs os. Le mésenchyme se différencie en cartilage hyalin, qui forme un modèle cartilagineux du futur os. Le cartilage permet la croissance et l'agrandissement du modèle. Il se transforme progressivement en os au fil du temps.
Q. Discutez du développement des vertèbres, des côtes et du sternum.
R. Les vertèbres, les côtes et le sternum se développent tous par le biais du processus d'ossification endochondrale. Le tissu mésenchymateux de la partie sclérotomique des somites s'accumule de chaque côté de la notocorde et produit des modèles de cartilage hyalin pour chaque vertèbre. Dans la région du thorax, une partie de ce modèle de cartilage se divise pour former les côtes. De même, le mésenchyme forme des modèles de cartilage pour les moitiés droite et gauche du sternum. Les côtes se fixent ensuite en avant au sternum en développement, et les deux moitiés du sternum fusionnent ensemble. L'ossification du modèle cartilagineux dans l'os se produit au sein de ces structures au fil du temps. Ce processus se poursuit jusqu'à ce que chacune soit transformée en os, à l'exception des extrémités sternales des côtes, qui restent les cartilages costaux.
Lexique
- fontanelle
- zone élargie de tissu conjonctif fibreux qui sépare les os du cerveau du crâne avant la naissance et au cours de la première année suivant la naissance
- pas d'accord
- structure en forme de bâtonnet le long de la face dorsale de l'embryon précoce ; elle disparaît en grande partie au cours du développement ultérieur mais contribue à la formation des disques intervertébraux
- sclérotome
- partie médiane d'un somite constituée de tissu mésenchyme qui donnera naissance aux os, au cartilage et aux tissus conjonctifs fibreux
- somite
- l'un des blocs de tissu appariés et répétés situés de chaque côté de la notocorde chez l'embryon précoce