8.5 : Développement du squelette appendiculaire
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Objectifs d'apprentissage
- Décrire la croissance et le développement des bourgeons des membres embryonnaires
- Discutez de l'apparence des centres d'ossification primaires et secondaires
Sur le plan embryologique, le squelette appendiculaire provient du mésenchyme, un type de tissu embryonnaire qui peut se différencier en de nombreux types de tissus, y compris des tissus osseux ou musculaires. Le mésenchyme donne naissance aux os des membres supérieurs et inférieurs, ainsi qu'aux ceintures pectorales et pelviennes. Le développement des membres commence vers la fin de la quatrième semaine embryonnaire, les membres supérieurs apparaissant en premier. Par la suite, le développement des membres supérieurs et inférieurs suit des schémas similaires, les membres inférieurs étant en retard de quelques jours par rapport aux membres supérieurs.
Croissance des membres
Chaque membre supérieur et inférieur se développe initialement sous la forme d'un petit renflement appelé bourgeon du membre, qui apparaît sur la face latérale du premier embryon. Le bourgeon du membre supérieur apparaît vers la fin de la quatrième semaine de développement, tandis que le bourgeon du membre inférieur apparaît peu après (Figure\(\PageIndex{1}\)).
Initialement, les bourgeons des membres sont constitués d'un noyau de mésenchyme recouvert d'une couche d'ectoderme. L'ectoderme situé à l'extrémité du bourgeon du membre s'épaissit pour former une crête étroite appelée crête ectodermique apicale. Cette crête stimule la prolifération rapide du mésenchyme sous-jacent, produisant ainsi l'excroissance du membre en développement. À mesure que le bourgeon du membre s'allonge, les cellules situées plus loin de la crête ectodermique apicale ralentissent leur vitesse de division cellulaire et commencent à se différencier. De cette manière, le membre se développe le long d'un axe proximal à distal.
Au cours de la sixième semaine de développement, les extrémités distales des bourgeons des membres supérieur et inférieur se dilatent et s'aplatissent en forme de palette. Cette région deviendra la main ou le pied. Les zones du poignet ou de la cheville apparaissent alors comme une constriction qui se développe à la base de la pagaie. Peu de temps après, une deuxième constriction sur le bourgeon du membre apparaît à l'emplacement futur du coude ou du genou. À l'intérieur de la pagaie, des zones de tissu subissent la mort cellulaire, produisant des séparations entre les doigts et les orteils en croissance. Toujours au cours de la sixième semaine de développement, le mésenchyme des bourgeons des membres commence à se différencier en cartilage hyalin qui formera des modèles des futurs os des membres.
Au début de la croissance des bourgeons des membres supérieurs et inférieurs, les membres sont positionnés de telle sorte que les régions qui deviendront la paume de la main ou le bas du pied soient orientées vers le milieu du corps, le futur pouce ou le gros orteil étant tous deux orientés vers la tête. Au cours de la septième semaine de développement, le membre supérieur pivote latéralement de 90 degrés, de sorte que la paume de la main est tournée vers l'avant et que le pouce pointe latéralement. En revanche, le membre inférieur subit une rotation médiale de 90 degrés, amenant ainsi le gros orteil à la partie médiale du pied.
Regardez cette animation pour suivre le développement et la croissance des bourgeons des membres supérieurs et inférieurs. À quels jours du développement embryonnaire ces événements se produisent-ils : (a) première apparition du bourgeon du membre supérieur (crête du membre) ; (b) aplatissement du membre distal pour former le repose-main ou le repose-pieds ; et (c) le début de la rotation du membre ?
Ossification des os appendiculaires
Tous les os de la ceinture et des membres, à l'exception de la clavicule, se développent par le processus d'ossification endochondrale. Ce processus commence lorsque le mésenchyme du bourgeon du membre se différencie en cartilage hyalin pour former des modèles de cartilage pour les futurs os. À la douzième semaine, un centre d'ossification primaire sera apparu dans la région de diaphyse (tige) des os longs, déclenchant le processus de conversion du modèle cartilagineux en os. Un centre d'ossification secondaire apparaîtra ultérieurement dans chaque épiphyse (extrémité élargie) de ces os, généralement après la naissance. Les centres d'ossification primaire et secondaire sont séparés par la plaque épiphysaire, une couche de cartilage hyalin en croissance. Cette plaque est située entre la diaphyse et chaque épiphyse. Il continue de croître et est responsable de l'allongement de l'os. La plaque épiphysaire est conservée pendant de nombreuses années, jusqu'à ce que l'os atteigne sa taille finale, adulte, après quoi la plaque épiphysaire disparaît et l'épiphyse fusionne avec la diaphyse. (Vous trouverez des informations supplémentaires sur l'ossification dans le chapitre sur le tissu osseux.)
Les petits os, tels que les phalanges, ne développeront qu'un seul centre d'ossification secondaire et n'auront donc qu'une seule plaque épiphysaire. Les gros os, tels que le fémur, développeront plusieurs centres d'ossification secondaires, une plaque épiphysaire étant associée à chaque centre secondaire. Ainsi, l'ossification du fémur commence à la fin de la septième semaine avec l'apparition du centre d'ossification primaire dans la diaphyse, qui se dilate rapidement pour ossifier la tige osseuse avant la naissance. Les centres d'ossification secondaires se développent plus tard. L'ossification de l'extrémité distale du fémur, pour former les condyles et les épicondyles, commence peu de temps avant la naissance. Des centres d'ossification secondaires apparaissent également dans la tête fémorale à la fin de la première année suivant la naissance, dans le grand trochanter au cours de la quatrième année et dans le petit trochanter entre 9 et 10 ans. Une fois ces zones ossifiées, leur fusion avec la diaphyse et la disparition de chaque plaque épiphysaire suivent une séquence inversée. Ainsi, le petit trochanter est le premier à fusionner, dès le début de la puberté (vers l'âge de 11 ans), suivi du grand trochanter environ un an plus tard. La tête fémorale fusionne entre 14 et 17 ans, tandis que les condyles distaux du fémur sont les derniers à fusionner, entre 16 et 19 ans. La connaissance de l'âge auquel les différentes plaques épiphysaires disparaissent est importante pour interpréter les radiographies prises sur des enfants. Comme le cartilage d'une plaque épiphysaire est moins dense que l'os, la plaque apparaîtra foncée sur une radiographie. Ainsi, une plaque épiphysaire normale peut être confondue avec une fracture osseuse.
La clavicule est le seul os du squelette appendiculaire qui ne se développe pas par ossification endochondrale. Au lieu de cela, la clavicule se développe par le biais du processus d'ossification intramembraneuse. Au cours de ce processus, les cellules mésenchymateuses se différencient directement en cellules productrices d'os, qui produisent directement la clavicule, sans créer au préalable un modèle de cartilage. En raison de cette production osseuse précoce, la clavicule est le premier os du corps à commencer l'ossification, les centres d'ossification apparaissant au cours de la cinquième semaine de développement. Cependant, l'ossification de la clavicule n'est complète qu'à 25 ans.
Système appendiculaire : pied bleu congénital
Le pied massue, également connu sous le nom de talipes, est une affection congénitale (présente à la naissance) d'origine inconnue et constitue la déformation la plus courante du membre inférieur. Elle affecte le pied et la cheville, provoquant une torsion du pied vers l'intérieur à un angle aigu, comme la tête d'un club de golf (Figure
- limb bud
- small elevation that appears on the lateral side of the embryo during the fourth or fifth week of development, which gives rise to an upper or lower limb
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