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Biologie osseuse et cartilagineuse
L’os ou système osseux
Le squelette évolue avec l’âge : à la naissance, nous avons 270 os et à l’âge adulte nous n’en avons plus que 206.
Les os plus nombreux chez le nouveau-né vont fusionner, c’est le cas essentiellement pour les os de la colonne vertébrale, du crâne et du bassin.
Le squelette est formé de trois types d’os : les os longs (tibia, fémur, etc.), les os courts (carpes, tarses, etc.) et les os plats (sternum, côtes, etc.).
Les os qui n’entrent dans aucune des trois catégories sont simplement qualifiés comme « non classés ».
Le rôle du squelette est multiple, néanmoins il peut être divisé en deux grands ensembles, un rôle mécanique et un rôle biologique.
Rôle biologique du système osseux
Le système osseux assume plusieurs rôles biologiques d’une très grande importance.
La moelle osseuse est le centre de fabrication des cellules sanguines (hématopoïèse).
Le système osseux stocke les minéraux comme le calcium et le phosphore.
Il assure la détoxification du corps dans les cas d’intoxications aux métaux lourds, comme le plomb.
Composition des os
On distingue deux parties dans le tissu osseux, une partie corticale et une partie trabéculaire :
• l’os cortical, aussi appelé os compact, est solide ; il se situe dans la partie centrale des os longs (diaphyse). Il assure un support mécanique et une protection de l’os. L’os compact représente 80 % de la masse osseuse ;
• l’os trabéculaire, aussi appelé os spongieux, représente 20 % de la masse osseuse : il occupe l’intérieur des vertèbres, du bassin, des os plats et les extrémités des os longs (figure 3.1) (épiphyse et métaphyse). L’os trabéculaire est formé d’une structure spongieuse (contenant la moelle osseuse), riche en cellules conjonctives adipeuses, en éléments sanguins et en cellules souches. Sa résistance est faible, en cas de fracture, il s’écrase facilement.
L’extrémité des os longs est recouverte de cartilage articulaire. Les parties des os non recouvertes par celui-ci sont entourées d’une fine enveloppe conjonctive : le périoste. Le périoste contribue à l’innervation, à la croissance et à la cicatrisation de l’os.
La partie minérale des os est composée essentiellement de phosphate de calcium apatitique, dont la structure dépend du type de l’os et de son âge.
Les cellules osseuses
Le tissu osseux est composé de cellules entourées d’une matrice extracellulaire minéralisée : ce sont les ostéocytes.
Il existe deux types cellulaires : les ostéoblastes qui synthétisent la matrice osseuse et les ostéoclastes qui éliminent la matrice osseuse vieillissante. Cette matrice osseuse est renouvelée en permanence grâce à l’équilibre entre l’action de ces deux types de cellules (cf. chapitre 4) [2].
Structure de l’os cortical
L’os cortical, qui constitue les parois de la diaphyse, est formé de systèmes dits de Havers. Chaque système ou ostéon est constitué d’un canal central (de Havers), composé de tissu conjonctif vascularisé, d’ostéoblastes et d’ostéoclastes et de lamelles osseuses concentriques où se situent les ostéocytes (figure 3.2).
Ces canaux sont orientés selon le grand axe de l’os ; ils communiquent entre eux par de fins canaux transversaux, ou obliques (canaux de Volkmann), qui contiennent des éléments vasculo-nerveux.
Structure de l’os trabéculaire
L’os trabéculaire est formé trabécules osseuses dans lesquelles se trouve la moelle osseuse (figure 3.3). Ces travées épaisses de 0,1 à 0,5 mm forment une structure alvéolée (0,5 à 1 mm de diamètre).
Figure 3.3 Structure de l’os trabéculaire.
A. Structure microscopique. B. Microscopie à balayage électronique d’os trabéculaire montrant la moelle osseuse (en orange) remplissant les espaces entre les trabécules (gris bleu).