Composé d'os. Structure et composition chimique des os

Chaque os humain est un organe complexe : il occupe une certaine position dans le corps, a sa propre forme et structure et remplit sa propre fonction. Tous les types de tissus participent à la formation osseuse, mais le tissu osseux prédomine.

Caractéristiques générales des os humains

Le cartilage ne recouvre que les surfaces articulaires de l'os, l'extérieur de l'os est recouvert de périoste et la moelle osseuse est située à l'intérieur. Les os contiennent du tissu adipeux, des vaisseaux sanguins et lymphatiques et des nerfs.

Tissu osseux a des qualités mécaniques élevées, sa résistance peut être comparée à celle du métal. La composition chimique des os humains vivants contient : 50 % d'eau, 12,5 % de substances organiques de nature protéique (osséine), 21,8 % de substances inorganiques (principalement du phosphate de calcium) et 15,7 % de matières grasses.

Types d'os par forme divisé en :

• Tubulaire (long - huméral, fémoral, etc. ; court - phalanges des doigts) ;
• plat (frontal, pariétal, omoplate, etc.) ;
• spongieux (côtes, vertèbres) ;
• mixte (sphénoïde, zygomatique, mâchoire inférieure).

La structure des os humains

La structure de base de l’unité de tissu osseux est ostéon, qui est visible au microscope à faible grossissement. Chaque ostéon comprend de 5 à 20 plaques osseuses situées de manière concentrique. Ils ressemblent à des cylindres insérés les uns dans les autres. Chaque plaque est constituée de substance intercellulaire et de cellules (ostéoblastes, ostéocytes, ostéoclastes). Au centre de l'ostéon se trouve un canal - le canal de l'ostéon ; les vaisseaux y passent. Des plaques osseuses intercalées sont situées entre les ostéons adjacents.

Le tissu osseux est formé d'ostéoblastes, sécrétant la substance intercellulaire et s'y immurant, ils se transforment en ostéocytes - des cellules en forme de processus, incapables de mitose, avec des organites mal définis. En conséquence, l'os formé contient principalement des ostéocytes et les ostéoblastes ne se trouvent que dans les zones de croissance et de régénération du tissu osseux.

Le plus grand nombre d'ostéoblastes se trouve dans le périoste, une plaque de tissu conjonctif fine mais dense contenant de nombreux vaisseaux sanguins, terminaisons nerveuses et lymphatiques. Le périoste assure la croissance osseuse en épaisseur et la nutrition de l'os.

Ostéoclastes contiennent un grand nombre de lysosomes et sont capables de sécréter des enzymes, ce qui peut expliquer leur dissolution de la matière osseuse. Ces cellules participent à la destruction des os. Dans des conditions pathologiques du tissu osseux, leur nombre augmente fortement.

Les ostéoclastes jouent également un rôle important dans le processus de développement osseux : lors du processus de construction de la forme finale de l'os, ils détruisent le cartilage calcifié et même l'os nouvellement formé, « corrigeant » sa forme primaire.

Structure osseuse : compacte et spongieuse

Sur les coupes et coupes d'os, on distingue deux de ses structures - substance compacte(les plaques osseuses sont situées de manière dense et ordonnée), situées superficiellement et substance spongieuse(les éléments osseux sont mal situés), situés à l'intérieur de l'os.

Cette structure osseuse respecte pleinement le principe de base de la mécanique des structures : assurer une résistance maximale de la structure avec le moins de matériau et une grande légèreté. Ceci est également confirmé par le fait que l'emplacement des systèmes tubulaires et des principales poutres osseuses correspond à la direction d'action des forces de compression, de traction et de torsion.

La structure osseuse est un système réactif dynamique qui évolue tout au long de la vie d'une personne. On sait que chez les personnes engagées dans un travail physique pénible, la couche compacte d'os atteint un développement relativement important. En fonction des changements dans la charge exercée sur certaines parties du corps, l'emplacement des poutres osseuses et la structure de l'os dans son ensemble peuvent changer.

Connexion des os humains

Toutes les connexions osseuses peuvent être divisées en deux groupes :

• Connexions continues, plus tôt dans le développement de la phylogénie, de fonction immobile ou sédentaire ;
• connexions discontinues, plus tard en développement et plus mobile en fonction.

Il y a une transition entre ces formes - du continu au discontinu ou vice versa - semi-joint.

La connexion continue des os s'effectue à travers le tissu conjonctif, le cartilage et le tissu osseux (les os du crâne lui-même). Une connexion osseuse discontinue, ou articulation, est une formation plus jeune d'une connexion osseuse. Toutes les articulations ont un plan structurel général, comprenant la cavité articulaire, la capsule articulaire et les surfaces articulaires.

Cavité articulaire se distingue de manière conditionnelle, car normalement il n'y a pas de vide entre la capsule articulaire et les extrémités articulaires des os, mais il y a du liquide.

Bourse recouvre les surfaces articulaires des os, formant une capsule hermétique. La capsule articulaire est constituée de deux couches dont la couche externe passe dans le périoste. La couche interne libère du liquide dans la cavité articulaire, qui agit comme un lubrifiant, assurant le libre glissement des surfaces articulaires.

Types d'articulations

Les surfaces articulaires des os articulés sont recouvertes de cartilage articulaire. La surface lisse du cartilage articulaire favorise le mouvement des articulations. Les surfaces articulaires sont de forme et de taille très diverses ; elles sont généralement comparées à des figures géométriques. Ainsi nom des joints en fonction de la forme: sphérique (humérale), ellipsoïdale (radio-carpienne), cylindrique (radio-ulnaire), etc.

Les mouvements des maillons articulés s'effectuant autour d'un, deux ou plusieurs axes, les articulations sont également généralement divisées en fonction du nombre d'axes de rotation en multiaxial (sphérique), biaxial (ellipsoïdal, en forme de selle) et uniaxial (cylindrique, en forme de bloc).

Selon nombre d'os articulés Les articulations sont divisées en simples, dans lesquelles deux os sont reliés, et complexes, dans lesquelles plus de deux os sont articulés.

Les dents sont situées dans des alvéoles osseuses - des cellules séparées des processus alvéolaires des mâchoires supérieure et inférieure. Le tissu osseux est un type de tissu conjonctif qui se développe à partir du mésoderme et est constitué de cellules, d'une matrice organique intercellulaire non minéralisée (ostéoïde) et de la principale substance intercellulaire minéralisée.

5.1. ORGANISATION ET STRUCTURE DU TISSU OSSEUX DES PROCESSUS ALVÉOLAIRES

La surface de l'os alvéolaire est recouverte périoste(périoste), formé principalement de tissu conjonctif fibreux dense, dans lequel se distinguent 2 couches : la couche externe - fibreuse et la couche interne - ostéogénique, contenant des ostéoblastes. Les vaisseaux et les nerfs passent de la couche ostéogénique du périoste à l'os. Des faisceaux épais de fibres de collagène perforantes relient l’os au périoste. Le périoste remplit non seulement une fonction trophique, mais participe également à la croissance et à la régénération osseuse. En conséquence, le tissu osseux des processus alvéolaires a une capacité de régénération élevée non seulement dans des conditions physiologiques, sous des influences orthodontiques, mais également après des dommages (fractures).

La matrice minéralisée est organisée en trabécules - les unités structurelles et fonctionnelles du tissu osseux spongieux. Les cellules du tissu osseux - ostéocytes, ostéoblastes, ostéoclastes - sont situées dans les lacunes de la matrice minéralisée et à la surface des trabécules.

Le corps subit constamment des processus de renouvellement du tissu osseux par la formation osseuse et la résorption (résorption) des os couplées au temps. Diverses cellules du tissu osseux participent activement à ces processus.

Composition cellulaire du tissu osseux

Les cellules n’occupent que 1 à 5 % du volume total du tissu osseux du squelette adulte. Il existe 4 types de cellules du tissu osseux.

Cellules osseuses mésenchymateuses indifférenciées sont situés principalement dans la couche interne du périoste, recouvrant la surface de l'os de l'extérieur - le périoste, ainsi que dans la composition de l'endoste, tapissant les contours de toutes les cavités internes de l'os, les surfaces internes de l'os. Ils sont appelés garniture, ou contour, cellules. Ces cellules peuvent former de nouvelles cellules osseuses – ostéoblastes et ostéoclastes. Conformément à cette fonction, ils sont également appelés ostéogénique cellules.

Ostéoblastes- des cellules situées dans les zones de formation osseuse sur les surfaces externe et interne de l'os. Les ostéoblastes contiennent des quantités assez importantes de glycogène et de glucose. Avec l'âge, ce montant diminue de 2 à 3 fois.

La synthèse d'ATP est associée à 60 % aux réactions de glycolyse. À mesure que les ostéoblastes vieillissent, les réactions glycolytiques sont activées. Les réactions du cycle du citrate se produisent dans les cellules et la citrate synthase a la plus grande activité. Le citrate synthétisé est ensuite utilisé pour lier le Ca 2+, nécessaire aux processus de minéralisation. Puisque la fonction des ostéoblastes est de créer la matrice organique extracellulaire de l’os, ces cellules contiennent de grandes quantités d’ARN nécessaires à la synthèse des protéines. Les ostéoblastes synthétisent et libèrent activement dans l'espace extracellulaire une quantité importante de glycérophospholipides, capables de lier le Ca 2+ et de participer aux processus de minéralisation. Les cellules communiquent entre elles via des desmosomes, qui permettent le passage du Ca 2+ et de l'AMPc. Les ostéoblastes synthétisent et libèrent des fibrilles de collagène, des protéoglycanes et des glycosaminoglycanes dans l'environnement. Ils assurent également la croissance continue des cristaux d’hydroxyapatite et servent d’intermédiaires dans la liaison des cristaux minéraux à la matrice protéique. En vieillissant, les ostéoblastes se transforment en ostéocytes.Ostéocytes

- des cellules arborescentes du tissu osseux intégrées dans une matrice intercellulaire organique qui entrent en contact les unes avec les autres par des processus. Les ostéocytes interagissent également avec d'autres cellules du tissu osseux : les ostéoclastes et les ostéoblastes, ainsi qu'avec les cellules osseuses mésenchymateuses.- les cellules qui remplissent la fonction de destruction osseuse ; sont formés de macrophages.

Ils effectuent un processus continu et contrôlé de reconstruction et de renouvellement du tissu osseux, assurant la croissance et le développement nécessaires du squelette, de la structure, de la résistance et de l'élasticité des os.

Substance intercellulaire et fondamentale du tissu osseux Substance intercellulaire

représenté par une matrice intercellulaire organique constituée de fibres de collagène (90-95%) et de substance minéralisée basique (5-10%). Les fibres de collagène sont principalement situées parallèlement à la direction du niveau des charges mécaniques les plus probables sur l'os et confèrent élasticité et élasticité à l'os. Substance principale

La matrice intercellulaire est principalement constituée de liquide extracellulaire, de glycoprotéines et de protéoglycanes impliqués dans le mouvement et la distribution des ions inorganiques. Les substances minérales faisant partie de la substance principale de la matrice organique de l'os sont représentées par des cristaux, principalement l'hydroxyapatite Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2. Le rapport calcium/phosphore normal est de 1,3 à 2,0. De plus, Mg 2+, Na +, K +, SO 4 2-, HCO 3-, hydroxyle et d'autres ions ont été trouvés dans l'os, qui peuvent participer à la formation de cristaux. La minéralisation osseuse est associée aux caractéristiques des glycoprotéines du tissu osseux et à l'activité des ostéoblastes.

Les principales protéines de la matrice extracellulaire du tissu osseux sont les protéines de collagène de type I, qui constituent environ 90 % de la matrice organique osseuse. Outre le collagène de type I, il existe des traces d'autres types de collagène, tels que V, XI, XII. Il est possible que ces types de collagène appartiennent à d’autres tissus situés dans le tissu osseux, mais ne faisant pas partie de la matrice osseuse. Par exemple, le collagène de type V se trouve généralement dans les vaisseaux qui tapissent les os. Le collagène de type XI se trouve dans le tissu cartilagineux et peut correspondre à des restes de cartilage calcifié. La source de collagène de type XII peut être constituée de « blancs » de fibrilles de collagène. Dans le tissu osseux, le collagène de type I contient des dérivés de monosaccharides, présente moins de liaisons croisées que les autres types de tissu conjonctif et ces liaisons sont formées par l'allysine. Une autre différence possible est que le propeptide N-terminal du collagène de type I est phosphorylé et que ce peptide est partiellement retenu dans la matrice minéralisée.

Sur la quantité totale de protéines non collagènes, 10 % sont des protéoglycanes. Premièrement, la grosse chondroïtine est synthétisée

Riz. 5.1.La teneur en protéines non collagènes dans la matrice intercellulaire du tissu osseux [d'après Gehron R. P., 1992].

contenant un protéoglycane qui, au fur et à mesure de la formation du tissu osseux, est détruit et remplacé par deux petits protéoglycanes : la décorine et le biglycane. De petits protéoglycanes sont intégrés dans la matrice minéralisée. La décorine et le biglycane activent les processus de différenciation et de prolifération cellulaires et sont également impliqués dans la régulation des dépôts minéraux, de la morphologie cristalline et de l'intégration des éléments organiques de la matrice. Le biglycane contenant du sulfate de dermatane est synthétisé en premier ; cela affecte les processus de prolifération cellulaire. Lors de la phase de minéralisation, du biglycane apparaît, lié au sulfate de chondroïtine. La décorine est synthétisée plus tard que le biglycane, lors de l'étape de dépôt protéique pour former la matrice intercellulaire ; il reste en phase de minéralisation. On pense que la décorine « polit » les molécules de collagène et régule le diamètre des fibrilles. Lors de la formation osseuse, les deux protéines sont produites par les ostéoblastes, mais lorsque ces cellules deviennent des ostéocytes, elles ne synthétisent que du biglycane.

D'autres types de petits protéoglycanes ont été isolés de la matrice osseuse en petites quantités, qui agissent comme

récepteurs et facilitent la liaison des facteurs de croissance à la cellule. Ces types de molécules se trouvent dans la membrane ou sont attachées à la membrane cellulaire par des liaisons phosphoinositol.

Le tissu osseux contient également de l'acide hyaluronique. Il joue probablement un rôle important dans la morphogenèse de ce tissu.

Outre les protéoglycanes, un grand nombre de protéines différentes liées aux glycoprotéines sont détectées dans les os (tableau 5.1).

Généralement, ces protéines sont synthétisées par les ostéoblastes et sont capables de se lier au phosphate ou au calcium ; ils participent ainsi à la formation de la matrice minéralisée. En se liant aux cellules, aux collagènes et aux protéoglycanes, ils assurent la formation de complexes supramoléculaires de la matrice du tissu osseux (Fig. 5.2).

L'ostéoïde contient des protéoglycanes : fibromoduline, biglycane, décorine, protéines de collagène et protéine morphogénétique osseuse. Les ostéocytes, associés aux collagènes, sont intégrés dans la matrice minéralisée. Les hydroxyapatites, l'ostéocalcine et l'ostéoadérine sont fixées sur les collagènes. Dans l'intercellulaire minéralisé

Riz. 5.2.Participation de diverses protéines à la formation de la matrice du tissu osseux.

Tableau 5.1

Protéines osseuses non collagènes

Dans la matrice, l'ostéoadérine se lie à l'ostéonectine et l'ostéocalcine au collagène. La protéine morphogénétique osseuse est située dans la zone frontière entre la matrice minéralisée et non minéralisée. L'ostéopontine régule l'activité des ostéoclastes.

Les propriétés et fonctions des protéines du tissu osseux sont présentées dans le tableau. 5.1.

5.2. RÉGÉNÉRATION DU TISSU OSSEUX PHYSIOLOGIQUE

Au cours de la vie, l'os est constamment renouvelé, c'est-à-dire détruit et restauré. Dans le même temps, deux processus opposés s'y produisent: la résorption et la restauration. La relation entre ces processus est appelée remodelage osseux.

On sait que tous les 30 ans, le tissu osseux change presque complètement. Normalement, les os « grandissent » jusqu’à l’âge de 20 ans, atteignant leur masse osseuse maximale. Durant cette période, la masse osseuse augmente jusqu'à 8 % par an. Puis, jusqu’à 30-35 ans, il y a une période d’état plus ou moins stable. Ensuite, une diminution naturelle et progressive de la masse osseuse commence, ne dépassant généralement pas 0,3 à 0,5 % par an. Après la ménopause, les femmes connaissent un taux maximum de perte osseuse, qui atteint 2 à 5 % par an et se poursuit à ce rythme jusqu'à 60 à 70 ans. Résultat : les femmes perdent de 30 à 50 % de leur tissu osseux. Chez les hommes, ces pertes sont généralement de 15 à 30 %.

Le processus de remodelage du tissu osseux se déroule en plusieurs étapes (Fig. 5.3). Dans un premier temps, la zone de tissu osseux à

Riz. 5.3.Étapes du remodelage du tissu osseux [d'après Martin R.B., 2000, tel que modifié].

La pression de résorption est déclenchée par les ostéocytes. Pour activer le processus, la participation de l'hormone parathyroïdienne, du facteur de croissance analogue à l'insuline, des interleukines-1 et -6, des prostaglandines, du calcitriol et du facteur de nécrose tumorale est nécessaire. Cette étape de remodelage est inhibée par les œstrogènes. À ce stade, les cellules de contour superficielles changent de forme, passant de cellules rondes plates à des cellules cubiques.

Les ostéoblastes et les lymphocytes T sécrètent l'activateur du récepteur des ligands du facteur de nucléation kappa B (RANKL), et jusqu'à un certain point, les molécules RANKL peuvent rester associées à la surface des ostéoblastes ou des cellules stromales.

Les précurseurs des ostéoclastes sont formés à partir de cellules souches de moelle osseuse. Ils possèdent des récepteurs membranaires appelés récepteurs du facteur de nucléation kappa B (RANK). À l'étape suivante, les ligands RANK (RANKL) se lient aux récepteurs RANK, ce qui s'accompagne de la fusion de plusieurs précurseurs d'ostéoclastes en une seule grande structure et des ostéoclastes multinucléés matures se forment.

L'ostéoclaste actif qui en résulte crée un bord ondulé à sa surface et les ostéoclastes matures commencent à se résorber.

tissu osseux (Fig. 5.4). Du côté où l'ostéoclaste adhère à la surface détruite, on distingue deux zones. La première zone est la plus étendue, appelée bordure en brosse, ou bord ondulé. Le bord ondulé est une membrane torsadée en spirale avec de multiples plis cytoplasmiques qui font face à la direction de résorption à la surface de l'os. Des lysosomes contenant un grand nombre d'enzymes hydrolytiques (cathepsines K, D, B, phosphatase acide, estérase, glycosidases, etc.) sont libérés à travers la membrane des ostéoclastes. À son tour, la cathepsine K active la métalloprotéinase-9 matricielle, impliquée dans la dégradation du collagène et des protéoglycanes de la matrice intercellulaire. Pendant cette période, l'activité de l'anhydrase carbonique augmente dans les ostéoclastes. Les ions HCO 3 - sont échangés contre Cl -, qui s'accumulent dans le bord ondulé ; Des ions H + y sont également transférés. La sécrétion de H + est réalisée grâce à la H + /K + -ATPase très active dans les ostéoclastes. Le développement d'une acidose favorise l'activation des enzymes lysosomales et contribue à la destruction de la composante minérale.

La deuxième zone entoure la première et, pour ainsi dire, scelle la zone d'action des enzymes hydrolytiques. Il est exempt d'organites et appelé

Riz. 5.4.Activation du préostéoclaste RANKL et formation d'une bordure ondulée par des ostéoblastes actifs, conduisant à une résorption osseuse [d'après Edwards P. A., 2005, tel que modifié].

est une zone claire, donc la résorption osseuse se produit uniquement sous le bord ondulé dans espace confiné.

Au stade de la formation des ostéoclastes à partir de précurseurs, le processus peut être bloqué par la protéine ostéoprotégérine qui, en se déplaçant librement, est capable de se lier à RANKL et ainsi d'empêcher l'interaction de RANKL avec les récepteurs RANK (voir Fig. 5.4). Ostéoprotégérine - glycoprotéine avec mol. pesant 60-120 kDa, appartenant à la famille des récepteurs du TNF. En inhibant la liaison de RANK au ligand RANK, l'ostéoprotégérine inhibe ainsi la mobilisation, la prolifération et l'activation des ostéoclastes, de sorte qu'une augmentation de la synthèse de RANKL entraîne une résorption osseuse et, par conséquent, une perte osseuse.

La nature du remodelage du tissu osseux est largement déterminée par l’équilibre entre la production de RANKL et d’ostéoprotégérine. Les cellules stromales indifférenciées de la moelle osseuse synthétisent davantage le RANKL et l'ostéoprotégérine dans une moindre mesure. Le déséquilibre du système RANKL/ostéoprotégérine qui en résulte avec une augmentation de RANKL conduit à une résorption osseuse. Ce phénomène est observé dans l'ostéoporose postménopausique, la maladie de Paget, la perte osseuse due aux métastases cancéreuses et la polyarthrite rhumatoïde.

Les ostéoclastes matures commencent à absorber activement l'os et les macrophages achèvent la destruction de la matrice organique de la substance intercellulaire de l'os. La résorption dure environ deux semaines. Ensuite, les ostéoclastes meurent conformément au programme génétique. L'apoptose des ostéoclastes peut être retardée par un déficit en œstrogènes. Au dernier stade, les cellules souches pluripotentes arrivent dans la zone de destruction et se différencient en ostéoblastes. Par la suite, les ostéoblastes synthétisent et minéralisent la matrice en fonction des nouvelles conditions de charge statique et dynamique sur l'os.

Il existe un grand nombre de facteurs qui stimulent le développement et la fonction des ostéoblastes (Fig. 5.5). L'implication des ostéoblastes dans le processus de remodelage osseux est stimulée par divers facteurs de croissance - TGF-3, protéine morphogénétique osseuse, facteur de croissance analogue à l'insuline, facteur de croissance des fibroblastes, plaquettes, hormones stimulant les colonies - parathyrine, calcitriol, ainsi que nucléaire facteur de liaison α-1 et est inhibée par la protéine leptine. La leptine est une protéine d'un poids moléculaire de 16 kDa et est produite principalement dans les adipocytes ; elle agit par une synthèse accrue de cytokines, de facteurs de croissance épithéliaux et kératinocytaires.

Riz. 5.5.Remodelage du tissu osseux.

Les ostéoblastes sécrétant activement créent des couches d'ostéoïde, la matrice osseuse non minéralisée, et reconstituent lentement la cavité de résorption. Dans le même temps, ils sécrètent non seulement divers facteurs de croissance, mais également des protéines de la matrice intercellulaire - ostéopontine, ostéocalcine et autres. Lorsque l’ostéoïde obtenu atteint un diamètre de 6×10 -6 m, il commence à se minéraliser. La vitesse du processus de minéralisation dépend de la teneur en calcium, en phosphore et en un certain nombre d'oligo-éléments. Le processus de minéralisation est contrôlé par les ostéoblastes et inhibé par le pyrophosphate.

La formation de cristaux minéraux osseux est induite par le collagène. La formation du réseau cristallin minéral commence dans la zone située entre les fibrilles de collagène. Celles-ci deviennent alors des centres de dépôt dans les espaces entre les fibres de collagène (Fig. 5.6).

La formation osseuse ne se produit qu'à proximité immédiate des ostéoblastes, la minéralisation commençant au niveau du cartilage,

Riz. 5.6.Dépôt de cristaux d'hydroxyapatite sur les fibres de collagène.

qui est constitué de collagène situé dans une matrice de protéoglycanes. Les protéoglycanes augmentent l'extensibilité du réseau de collagène. Dans la zone de calcification, la destruction des complexes protéine-polysaccharide se produit à la suite de l'hydrolyse de la matrice protéique par les enzymes lysosomales des cellules osseuses. À mesure que les cristaux se développent, ils déplacent non seulement les protéoglycanes, mais aussi l’eau. Os dense, entièrement minéralisé, pratiquement déshydraté ; le collagène représente 20 % de la masse et 40 % du volume de ces tissus ; le reste est la part de la partie minérale.

Le début de la minéralisation est caractérisé par une absorption accrue des molécules d'O 2 par les ostéoblastes, l'activation des processus redox et une phosphorylation oxydative. Les ions Ca 2+ et PO 4 3- s'accumulent dans les mitochondries.

La synthèse du collagène et des protéines non collagènes commence, qui sont ensuite sécrétées par la cellule après modification post-traductionnelle. Diverses vésicules se forment, contenant du collagène, des protéoglycanes et des glycoprotéines. Des formations spéciales appelées vésicules matricielles ou vésicules membranaires bourgeonnent à partir des ostéoblastes. Ils contiennent une concentration élevée d'ions Ca 2+, 25 à 50 fois supérieure à leur contenu dans les ostéoblastes, ainsi que des glycérophospholipides et des enzymes - phosphatase alcaline, pyrophosphatase,

Dans le même temps, une destruction partielle des protéoglycanes associés au collagène de type I se produit. Les fragments de protéoglycane libérés, chargés négativement, commencent à se lier aux ions Ca 2+. Un certain nombre d'ions Ca 2+ et PO 4 3 forment des paires et des triplets qui se lient aux protéines collagènes et non collagènes qui forment la matrice, ce qui s'accompagne de la formation de clusters, ou noyaux. Parmi les protéines du tissu osseux, l'ostéonectine et les protéines matricielles Gla se lient le plus activement aux ions Ca 2+ et PO 4 3. Le collagène du tissu osseux lie les ions PO 4 3 via le groupe ε-amino de la lysine pour former une liaison phosphoamide.

Des structures en forme de spirale apparaissent sur le noyau formé, dont la croissance se déroule selon le principe habituel de l'ajout de nouveaux ions. Le pas d'une telle spirale est égal à la hauteur d'une unité structurelle du cristal. La formation d’un cristal entraîne l’apparition d’autres cristaux ; ce processus est appelé épitaxie ou germination épitaxiale.

La croissance cristalline est très sensible à la présence d’autres ions et molécules qui inhibent la cristallisation. La concentration de ces molécules peut être faible et elles affectent non seulement la vitesse, mais aussi la forme et la direction de la croissance des cristaux. On suppose que ces composés sont adsorbés à la surface du cristal et inhibent l’adsorption d’autres ions. De telles substances sont par exemple l'hexamétaphosphate de sodium, qui inhibe la précipitation du carbonate de calcium. Les pyrophosphates, polyphosphates et polyphosphonates inhibent également la croissance des cristaux d'hydroxyapatite.

Après quelques mois, après que la cavité de résorption soit remplie de tissu osseux, la densité du nouvel os augmente. Les ostéoblastes commencent à se transformer en cellules de contour impliquées dans l’élimination continue du calcium des os. Quelques

Les ostéoblastes se transforment en ostéocytes. Les ostéocytes restent dans l'os ; ils sont reliés entre eux par de longs processus cellulaires et sont capables de percevoir des forces mécaniques sur l'os.

À mesure que les cellules se différencient et vieillissent, la nature et l’intensité des processus métaboliques changent. Avec l'âge, la quantité de glycogène diminue de 2 à 3 fois ; Le glucose libéré dans les cellules jeunes est utilisé à 60 % dans les réactions de glycolyse anaérobie et à 85 % dans les cellules âgées. Les molécules d'ATP synthétisées sont nécessaires au maintien de la vie et à la minéralisation des cellules osseuses. Dans les ostéocytes, seules des traces de glycogène restent et le principal fournisseur de molécules d'ATP n'est que la glycolyse, grâce à laquelle la constance de la composition organique et minérale dans les sections déjà minéralisées du tissu osseux est maintenue.

5.3. RÉGULATION DU MÉTABOLISME DU TISSU OSSEUX

Le remodelage du tissu osseux est régulé par des facteurs systémiques (hormones) et locaux qui assurent l'interaction entre ostéoblastes et ostéoclastes (Tableau 5.2).

Facteurs système

La formation osseuse dépend dans une certaine mesure du nombre et de l'activité des ostéoblastes. Le processus de formation des ostéoblastes est influencé par

Tableau 5.2

Facteurs régulant les processus de remodelage osseux

la somatotropine (hormone de croissance), les œstrogènes, le 24,25(OH) 2 D 3, qui stimulent la division des ostéoblastes et la transformation des préostéoblastes en ostéoblastes. Les glucocorticoïdes, au contraire, suppriment la division des ostéoblastes.

Parathyrine (hormone parathyroïdienne) synthétisé dans les glandes parathyroïdes. La molécule de parathyrine est constituée d'une chaîne polypeptidique contenant 84 résidus d'acides aminés. La synthèse de la parathyrine est stimulée par l'adrénaline. Par conséquent, dans des conditions de stress aigu et chronique, la quantité de cette hormone augmente. Les parathyrines activent la prolifération des cellules précurseurs des ostéoblastes, prolongent leur demi-vie et inhibent l'apoptose des ostéoblastes. Dans le tissu osseux, les récepteurs de la parathyrine sont présents dans les membranes des ostéoblastes et des ostéocytes. Les ostéoclastes manquent de récepteurs pour cette hormone. L'hormone se lie aux récepteurs des ostéoblastes et active l'adénylate cyclase, ce qui s'accompagne d'une augmentation de la quantité de 3 " 5" camp. Cette augmentation de la teneur en AMPc favorise un apport intensif d'ions Ca 2+ provenant du liquide extracellulaire. Le calcium entrant forme un complexe avec la calmoduline, puis l'activation de la protéine kinase dépendante du calcium se produit, suivie d'une phosphorylation des protéines. En se liant aux ostéoblastes, la parathyrine provoque la synthèse du facteur d'activation des ostéoclastes - RANKL, qui peut se lier aux préostéoclastes.

L'administration de fortes doses de parathyrine entraîne la mort des ostéoblastes et des ostéocytes, qui s'accompagne d'une augmentation de la zone de résorption, d'une augmentation du taux de calcium et de phosphate dans le sang et l'urine, avec une augmentation simultanée de l'excrétion de hydroxyproline en raison de la destruction des protéines de collagène.

Les récepteurs de la parathyrine sont également situés dans les tubules rénaux. Dans les tubules rénaux proximaux, l'hormone inhibe la réabsorption du phosphate et stimule la formation de 1,25(OH) 2 D 3. Dans les parties distales des tubules rénaux, la parathyrine améliore la réabsorption du Ca 2+. Ainsi, la parathyrine assure une augmentation du taux de calcium et une diminution des phosphates dans le plasma sanguin.

Parotine -une glycoprotéine sécrétée par les glandes salivaires parotides et sous-maxillaires. La protéine est constituée de α-, β - et les sous-unités γ. Le principe actif de la parotine est la sous-unité γ, qui affecte les tissus mésenchymateux - cartilage, os tubulaires, dentine dentaire. La parotine améliore la prolifération des cellules chondrogéniques, stimule la synthèse des acides nucléiques et de l'ADN dans les odontoblastes, pro-

processus de minéralisation de la dentine et des os. Ces processus s'accompagnent d'une diminution des taux de calcium et de glucose dans le plasma sanguin.

Calcitonine- un polypeptide constitué de 32 résidus d'acides aminés. Sécrétée par les cellules K parafolliculaires de la glande thyroïde ou les cellules C des glandes parathyroïdes en tant que protéine précurseur de haut poids moléculaire. La sécrétion de calcitonine augmente avec l'augmentation de la concentration d'ions Ca 2+ et diminue avec la diminution de la concentration d'ions Ca 2+ dans le sang. Cela dépend aussi des niveaux d’œstrogènes. En cas de manque d'œstrogènes, la sécrétion de calcitonine diminue. Cela entraîne une mobilisation accrue du calcium dans le tissu osseux et contribue au développement de l'ostéoporose.

Ainsi, la calcitonine supprime l'activité des ostéoclastes et inhibe la libération d'ions Ca 2+ du tissu osseux, et réduit également la réabsorption des ions Ca 2+ dans les reins. En conséquence, la résorption du tissu osseux est inhibée et les processus de minéralisation sont stimulés, ce qui se manifeste par une diminution du taux de calcium et de phosphore dans le plasma sanguin.

Hormones iodées glande thyroïde - la thyroxine (T4) et la triiodothyronine (T3) assurent une croissance osseuse optimale. Les hormones thyroïdiennes peuvent stimuler la sécrétion d’hormones de croissance. Ils augmentent à la fois la synthèse de l’ARNm du facteur de croissance analogue à l’insuline 1 (IGF-1) et la production d’IGF-1 lui-même dans le foie. Dans l'hyperthyroïdie, la différenciation des cellules ostéogéniques et la synthèse des protéines dans ces cellules sont supprimées et l'activité de la phosphatase alcaline est réduite. En raison de la sécrétion accrue d'ostéocalcine, la chimiotaxie des ostéoclastes est activée, ce qui conduit à une résorption osseuse.

Stéroïdes sexuels les hormones sont impliquées dans les processus de remodelage du tissu osseux. L'effet des œstrogènes sur le tissu osseux se manifeste par l'activation des ostéoblastes (effets directs et indirects), l'inhibition des ostéoclastes. Ils favorisent également l'absorption des ions Ca 2+ dans le tractus gastro-intestinal et leur dépôt dans le tissu osseux.

Les hormones sexuelles féminines stimulent la production de calcitonine par la glande thyroïde et réduisent la sensibilité du tissu osseux à la parathyrine. Ils déplacent également de manière compétitive les corticostéroïdes de leurs récepteurs dans le tissu osseux. Les androgènes, ayant un effet anabolisant sur le tissu osseux, stimulent la biosynthèse des protéines dans les ostéoblastes et sont également aromatisés dans le tissu adipeux en œstrogènes.

Dans des conditions de carence en stéroïdes sexuels, qui surviennent à la ménopause, les processus de résorption osseuse commencent à prévaloir sur les processus de remodelage du tissu osseux, ce qui conduit au développement de l'ostéopénie et de l'ostéoporose.

Glucocorticoïdes synthétisée dans le cortex surrénalien. Le principal glucocorticoïde chez l’homme est le cortisol. Les glucocorticoïdes agissent de manière coordonnée sur différents tissus et différents processus – à la fois anabolisants et cataboliques. Dans le tissu osseux, le cortisol inhibe la synthèse du collagène de type I, de certaines protéines non collagènes, des protéoglycanes et de l'ostéopontine. Les glucocorticoïdes réduisent également le nombre de mastocytes, qui sont le site de production d'acide hyaluronique. Sous l'influence des glucocorticoïdes, la dégradation des protéines s'accélère. Les glucocorticoïdes suppriment l'absorption des ions Ca 2+ dans l'intestin, ce qui s'accompagne d'une diminution de celle-ci dans le sérum sanguin. Cette diminution entraîne la libération de parathyrine, qui stimule la formation d'ostéoclastes et la résorption osseuse (Fig. 5.7). De plus, le cortisol présent dans les muscles et les os stimule la dégradation des protéines, ce qui altère également la formation osseuse. En fin de compte, l’action des glucocorticoïdes entraîne une perte osseuse.

Vitamine D 3 (cholécalciférol) provient de l'alimentation et se forme également à partir du précurseur 7-déhydrocholestérol sous l'influence des rayons ultraviolets. Dans le foie, le cholécalciférol est converti en 25(OH)D3, et dans les reins, une hydroxylation supplémentaire du 25(OH)D3 se produit et 2 métabolites hydroxylés se forment - 1,25(OH)2D3 et 24,25(OH)2D3. Les métabolites de la vitamine D 3 régulent la chondrogénèse et l'ostéogenèse dès le développement embryonnaire. En l'absence de vitamine D 3, la minéralisation de la matrice organique est impossible, le réseau vasculaire ne se forme pas et l'os métaphysaire n'arrive pas à se former correctement. Le 1,25(OH) 2 D 3 se lie aux chondroblastes à l'état actif et le 24,25(OH) 2 D 3 se lie aux cellules au repos. Le 1,25(OH) 2 D 3 régule les zones de croissance grâce à la formation d'un complexe avec le récepteur nucléaire de cette vitamine. Il a également été démontré que le 1,25(OH) 2 D 3 est capable de lier

Riz. 5.7.Schéma de l'influence des glucocorticoïdes sur les processus métaboliques conduisant à la perte osseuse

interagir avec le récepteur membranaire-nucléaire, ce qui conduit à l'activation de la phospholipase C et à la formation d'inositol-3-phosphate. De plus, le complexe résultant est activé par la phospholipase A 2 . La prostaglandine E2 est synthétisée à partir de l'acide arachidonique libéré, qui affecte également la réponse des chondroblastes lorsqu'ils se lient au 1,25(OH)2D3. En revanche, après que le 24,25(OH)2D3 se soit lié à son récepteur de liaison membranaire, la phospholipase C puis la protéine kinase C sont activées.

Dans la zone de croissance cartilagineuse des épiphyses du tissu osseux, le 24,25(OH) 2 D 3 stimule la différenciation et la prolifération des préchondroblastes, qui contiennent des récepteurs spécifiques de ce métabolite. Les métabolites de la vitamine D 3 influencent la formation et l'état fonctionnel de l'articulation temporo-mandibulaire.

Vitamine A.

En cas de carence ou d'apport excessif de vitamine A dans le corps des enfants, la croissance osseuse est perturbée et leur déformation se produit. Ces phénomènes sont probablement dus à la dépolymérisation et à l'hydrolyse du sulfate de chondroïtine, qui fait partie du cartilage.Vitamine C

.En cas de manque d'acide ascorbique dans les cellules mésenchymateuses, l'hydroxylation des résidus de lysine et de proline ne se produit pas, ce qui entraîne une perturbation de la formation de collagène mature. Le collagène immature qui en résulte n'est pas capable de lier les ions Ca 2+ et les processus de minéralisation sont donc perturbés.

Vitamine E

. En cas de carence en vitamine E, le foie ne produit pas de 25(OH)D3, précurseur des formes actives de vitamine D3. Une carence en vitamine E peut également entraîner de faibles niveaux de magnésium dans le tissu osseux.Facteurs locaux

Prostaglandinesaccélérer la libération des ions Ca 2+ de l'os. Les prostaglandines exogènes augmentent la génération d'ostéoclastes, qui détruisent les os. Ils ont un effet catabolique sur le métabolisme des protéines du tissu osseux et inhibent leur synthèse.

Lactoferrine- la glycoprotéine contenant du fer, à des concentrations physiologiques, stimule la prolifération et la différenciation des ostéoblastes, et inhibe également l'ostéoclastogenèse. L'effet mitogène de la lactoferrine sur les cellules de type ostéoblaste se produit via des récepteurs spécifiques.

Le complexe résultant pénètre dans la cellule par endocytose et la lactoferrine phosphoryle les protéines kinases activant les mitogènes. Ainsi, la lactoferrine agit comme un facteur de croissance et de santé osseuse. Peut être utilisé comme facteur anabolisant dans l’ostéoporose.(Cytokines) - protéines (de l'IL-1 à l'IL-18), synthétisées principalement par les lymphocytes T des lymphocytes, ainsi que par les phagocytes mononucléés. Les fonctions de l'IL sont associées à l'activité d'autres peptides et hormones physiologiquement actifs. À des concentrations physiologiques, ils inhibent la croissance, la différenciation et la durée de vie des cellules. Ils réduisent la production de collagénase, l'adhésion des cellules endothéliales aux neutrophiles et aux éosinophiles, la production de NO et, par conséquent, il y a une diminution de la dégradation du tissu cartilagineux et de la résorption osseuse.

Le processus de résorption du tissu osseux peut être activé par l'acidose et de grandes quantités d'intégrines, d'IL et de vitamine A, mais il est inhibé par les œstrogènes, la calcitonine, l'interféron et les protéines morphogénétiques osseuses.

Marqueurs du remodelage osseux

Les marqueurs biochimiques fournissent des informations sur la pathogenèse des maladies du squelette et les phases de remodelage du tissu osseux. Il existe des marqueurs biochimiques de la formation et de la résorption osseuse qui caractérisent les fonctions des ostéoblastes et des ostéoclastes.

Importance pronostique de la détermination des marqueurs du métabolisme du tissu osseux :

Le dépistage à l'aide de ces marqueurs permet d'identifier les patients à haut risque de développer l'ostéoporose ; des niveaux élevés de marqueurs de résorption osseuse peuvent être associés à

risque accru de fractures; une augmentation du niveau des marqueurs du remodelage osseux chez les patients atteints d'ostéoporose de plus de 3 fois par rapport aux valeurs normales suggère une autre pathologie osseuse, notamment maligne ; Les marqueurs de résorption peuvent être utilisés comme critères supplémentaires pour décider de prescrire ou non un traitement spécial pour le traitement de la pathologie osseuse. Marqueurs de résorption osseuse

La dégradation du collagène est la seule source d’hydroxyproline libre dans le corps. La partie prédominante de l'hydroxyproline

est catabolisé et une partie est excrétée dans les urines, principalement sous la forme de petits peptides (di- et tripeptides). Par conséquent, la teneur en hydroxyproline dans le sang et l’urine reflète l’équilibre du taux de catabolisme du collagène. Chez un adulte, 15 à 50 mg d'hydroxyproline sont excrétés par jour, chez les jeunes jusqu'à 200 mg, et dans certaines maladies associées à des lésions du collagène, par exemple : l'hyperparathyroïdie, la maladie de Paget et l'hyperhydroxyprolinémie héréditaire, dont la cause est un défaut dans l'enzyme hydroxyproline oxydase, la quantité dans le sang et l'hydroxyproline excrétée dans l'urine augmentent.

Les ostéoclastes sécrètent de la phosphatase acide résistante au tartrate. À mesure que l’activité des ostéoclastes augmente, la teneur en phosphatase acide résistante au tartrate augmente et celle-ci pénètre dans la circulation sanguine en quantités accrues. Dans le plasma sanguin, l'activité de cette enzyme augmente dans la maladie de Paget et le cancer avec métastases osseuses. La détermination de l'activité de cette enzyme est particulièrement utile dans le suivi du traitement de l'ostéoporose et des maladies oncologiques accompagnées de lésions du tissu osseux.

Marqueurs de formation osseuse .

La formation osseuse est évaluée par la quantité d'ostéocalcine, d'isoenzyme osseuse phosphatase alcaline et d'ostéoprotégérine. La mesure de la quantité d'ostéocalcine sérique permet de déterminer le risque de développer l'ostéoporose chez la femme, de surveiller le métabolisme osseux pendant la ménopause et le traitement hormonal substitutif. Le rachitisme chez les jeunes enfants s'accompagne d'une diminution de la teneur en ostéocalcine dans le sang et le degré de diminution de sa concentration dépend de la gravité du processus de rachitisme. Chez les patients souffrant d'hypercortisolisme et chez les patients recevant de la prednisolone, la teneur en ostéocalcine dans le sang est considérablement réduite, ce qui reflète la suppression des processus de formation osseuse.

L'isoenzyme phosphatase alcaline est présente à la surface cellulaire des ostéoblastes. Avec une synthèse accrue de l'enzyme par les cellules du tissu osseux, sa quantité dans le plasma sanguin augmente. Par conséquent, la détermination de l'activité de la phosphatase alcaline, en particulier de l'isoenzyme osseuse, est un indicateur informatif du remodelage osseux.

L'ostéoprotégérine agit comme un récepteur du TNF. En se liant aux préostéoclastes, il inhibe la mobilisation, la prolifération et l'activation des ostéoclastes.

5.4. RÉACTION DU TISSU OSSEUX AU DENTAIRE

Pour diverses formes d'édentation, les implants dentaires intra-osseux constituent une alternative aux prothèses amovibles. La réaction du tissu osseux à un implant peut être considérée comme un cas particulier de régénération réparatrice.

Il existe trois types de connexion entre les implants dentaires et le tissu osseux :

Prise de greffe directe - ostéointégration ;

Intégration fibreuse-osseuse, lorsqu'une couche de tissu fibreux d'environ 100 microns d'épaisseur se forme autour de l'implant dentaire ;

Jonction parodontale (le type le plus rare), formée en cas de fusion de type ligament parodontal avec des fibres de collagène péri-implantatoires ou (dans certains cas) de cimentation d'un implant dentaire intra-osseux.

On pense qu'au cours du processus d'ostéointégration après la pose d'implants dentaires, une fine zone de protéoglycanes se forme, dépourvue de collagène. La zone de liaison de l'implant dentaire à l'os est assurée par une double couche de protéoglycanes, comprenant des molécules de décorine.

Avec l'intégration fibro-osseuse, de nombreux composants de la matrice extracellulaire interviennent également dans la liaison de l'implant avec le tissu osseux. Les collagènes de type I et III sont responsables de la stabilité de l'implant dans sa capsule, et la fibronectine joue un rôle majeur dans la liaison des éléments du tissu conjonctif aux implants.

Cependant, après un certain temps, sous l'influence d'une charge mécanique, l'activité de la collagénase, de la cathepsine K et de la phosphatase acide augmente. Cela entraîne une perte de tissu osseux dans la zone péri-implantatoire et une désintégration de l’implant dentaire. La désintégration précoce des implants dentaires intra-osseux se produit dans le contexte d'une quantité réduite de fibronectine, de protéine Gla et d'inhibiteur tissulaire des métalloprotéinases matricielles (TIMP-1) dans l'os.

La composition chimique moyenne du tissu osseux comprend 20 à 25 % d'eau, 75 à 80 % de matière sèche, dont 30 % de protéines et 45 % de composés inorganiques.

Cependant, la composition des tissus varie en fonction de l’espèce et de l’âge de l’animal, ainsi que de la structure osseuse. La composition chimique des différents types d'os de bovins est présentée dans le tableau. 5.5. Tableau 55.

Poing

La structure de l'osséine est principalement constituée de substances protéiques - collagène (93%), ossémucoïde, albumines, globulines, etc. La composition en acides aminés de l'os est caractérisée par une faible teneur en acide glutamique, en lysine et par l'absence de cystine et de tryptophane ; teneur élevée en glycine, proline, hydroxyproline, constituant jusqu'à 43% de la quantité totale d'acides aminés. Les protéines osseuses ne sont donc pas complètes.

Parmi les composés organiques du tissu osseux, on trouve des lipides, notamment la lécithine, les sels d'acide citrique, etc.

Les composants les plus caractéristiques du tissu osseux sont les minéraux, qui constituent la moitié de la masse tissulaire. Ils sont représentés principalement par des sels de phosphore-calcium, nécessaires à la vie de l'organisme, ainsi que par des microéléments - Al, Mn, Cu, Pb, etc.

À mesure que l'animal vieillit, parallèlement à une augmentation générale de la teneur en minéraux du tissu osseux, la teneur en carbonates augmente et la quantité de phosphates diminue. Suite à ce changement, les os perdent leur élasticité et deviennent fragiles. Des modifications des propriétés osseuses peuvent également être associées à un manque de certains sels dans l'alimentation, notamment à un manque de calcium lors de l'engraissement. L'étourdissement électrique de ces bovins entraîne une fragmentation de la colonne vertébrale et des os pelviens.

La moelle osseuse qui remplit les cavités médullaires contient principalement des graisses (jusqu'à 98 % de la moelle jaune sèche) et de plus petites quantités de phosphatides de choline, de cholestérol, de protéines et de minéraux. La composition des graisses est dominée par les acides palmitique, oléique et stéarique.

Conformément aux caractéristiques de la composition chimique, l'os est utilisé pour la production de produits semi-finis, de gelées, de muscles, de graisse osseuse, de gélatine, de colle et de farine d'os.

Tissu cartilagineux. Le tissu cartilagineux remplit des fonctions de soutien et mécaniques.

Le cartilage fibreux constitue les ligaments entre les vertèbres, ainsi que les tendons et ligaments au niveau de leur fixation aux os. Le cartilage fibreux contient de nombreuses fibres de collagène et une petite quantité de substance amorphe. Elle a l’apparence d’une masse translucide.

Le cartilage élastique est de couleur crème et dont la substance intercellulaire est dominée par les fibres d'élastine. La chaux ne se dépose jamais dans le cartilage élastique. Il fait partie de l'oreillette et du larynx.

La composition chimique moyenne du tissu cartilagineux comprend : 40 à 70 % d'eau,

19 à 20 % de protéines, 3,5 % de matières grasses, 2 à 10 % de minéraux, environ 1 % de glycogène.

Le tissu cartilagineux se caractérise par une teneur élevée en mucoprotéine - chondromucoïde et mucopolysaccharide - acide chondroïtine sulfurique dans la substance intercellulaire principale. Une propriété importante de cet acide est sa capacité à former des composés salins avec diverses protéines : collagène, albumine, etc. Cela explique apparemment le rôle de « cimentation » des mucopolysaccharides dans le tissu cartilagineux.

Le tissu cartilagineux est utilisé à des fins alimentaires et on en produit également de la gélatine et de la colle. Cependant, la qualité de la gélatine et de la colle n'est souvent pas assez élevée, car les mucopolysaccharides et les glucoprotéines passent en solution du tissu avec la gélatine, réduisant ainsi la viscosité et la résistance de la gelée.

La matrice organique intercellulaire de l'os compact représente environ 20 %, les substances inorganiques - 70 % et l'eau - 10 %. Les composants organiques prédominent dans l'os spongieux, représentant plus de 50 % ; les composés inorganiques représentent 33 à 40 %. La quantité d'eau est à peu près la même que dans un os compact.

Matrice de tissu osseux organique. Environ 95 % de la matrice organique est constituée de collagène de type I. Ce type de collagène se retrouve également dans les tendons et la peau, mais le collagène du tissu osseux présente certaines caractéristiques particulières. Il contient un peu plus d'hydroxyproline, ainsi que des groupes aminés libres de résidus lysine et oxylysine. Cela détermine la présence de davantage de liaisons croisées dans les fibres de collagène et leur plus grande résistance. Comparé au collagène provenant d’autres tissus, le collagène osseux se caractérise par une teneur plus élevée en phosphate, principalement associé aux résidus de sérine.

Les protéines de nature non collagène sont représentées par les glycoprotéines, composants protéiques des protéoglycanes. Ils participent à la croissance et au développement des os, au processus de minéralisation et au métabolisme eau-sel. Les albumines participent au transport des hormones et d’autres substances du sang.

La protéine prédominante de nature non collagène est ostéocalcine. Il n'est présent que dans les os et les dents. Il s’agit d’une petite protéine (49 résidus d’acides aminés), également appelée protéine glutamine osseuse ou protéine gla. Trois résidus se trouvent dans la molécule d'ostéocalcine
Acide γ-carboxyglutamique. Grâce à ces résidus, il est capable de lier le calcium. La vitamine K est nécessaire à la synthèse de l'ostéocalcine (Fig. 34).

Riz. 34. Modification post-traductionnelle de l'ostéocalcine

La matrice organique du tissu osseux comprend des glycosaminoglycanes dont le principal représentant est la chondroïtine-4-sulfate. Le chondroïtine 6-sulfate, le sulfate de kératane et l'acide hyaluronique sont contenus en petites quantités. L'ossification s'accompagne d'une modification des glycosaminoglycanes : les composés sulfatés cèdent la place aux non sulfatés. Les glycosaminoglycanes sont impliqués dans la liaison du collagène au calcium, dans la régulation du métabolisme de l'eau et du sel.

Le citrate est nécessaire à la minéralisation osseuse. Il forme des composés complexes avec les sels de calcium et de phosphore, permettant d'augmenter leur concentration dans les tissus jusqu'à un niveau permettant de commencer la cristallisation et la minéralisation. Il participera également à la régulation du taux de calcium dans le sang. En plus du citrate, du succinate, du fumarate, du malate, du lactate et d'autres acides organiques ont été trouvés dans le tissu osseux.

La matrice osseuse contient de petites quantités de lipides. Les lipides jouent un rôle essentiel dans la formation des noyaux de cristallisation lors de la minéralisation osseuse.

Les ostéoblastes sont riches en ARN. La teneur élevée en ARN des cellules osseuses reflète leur activité et leur fonction biosynthétique constante.

Composition inorganique du tissu osseux.

À un âge précoce, le phosphate de calcium amorphe Ca 3 (PO 4) 2 prédomine dans le tissu osseux. Dans l'os mature, l'hydroxyapatite cristalline Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2 devient prédominante (Fig. 35). Ses cristaux ont la forme de plaques ou de bâtonnets. Généralement, le phosphate de calcium amorphe est considéré comme une réserve labile d'ions Ca 2+ et phosphate.

La composition de la phase minérale de l'os comprend des ions sodium, magnésium, potassium, chlore, etc. Dans le réseau cristallin de l'hydroxyapatite, les ions Ca 2+ peuvent être remplacés par d'autres cations divalents, tandis que les anions autres que le phosphate et l'hydroxyle sont soit adsorbés à la surface des cristaux ou dissous dans la coque d'hydratation du réseau cristallin.

Riz. 35. Structure du cristal d'hydroxyapatite

Métabolisme osseux caractérisé par deux processus opposés : la formation de nouveau tissu osseux par les ostéoblastes et la résorption (dégradation) du tissu osseux ancien par les ostéoclastes. Normalement, la quantité de tissu nouvellement formé est équivalente à celle détruite. Le tissu osseux du squelette humain est presque entièrement reconstruit en 10 ans.

Formation osseuse

Sur Étape 1 Les ostéoblastes synthétisent d'abord des protéoglycanes et des glycosaminoglycanes, qui forment la matrice, puis produisent des fibrilles de collagène osseux, qui sont distribuées dans la matrice. Le collagène osseux est la matrice du processus de minéralisation. Une condition nécessaire au processus de minéralisation est la sursaturation de l'environnement en ions calcium et phosphore. La formation de cristaux minéraux osseux est déclenchée par
Protéines liant le Ca sur la matrice de collagène. L'ostéocalcine est étroitement liée à l'hydroxyapatite et participe à la régulation de la croissance cristalline en liant le Ca 2+ dans les os. Des études en microscopie électronique ont montré que la formation d'un réseau cristallin minéral commence dans des zones situées dans des espaces réguliers entre les fibrilles de collagène. Les cristaux résultants dans la zone de collagène deviennent alors à leur tour des noyaux de minéralisation, où l'hydroxyapatite se dépose dans l'espace entre les fibres de collagène.

Sur Étape 2 dans la zone de minéralisation, les protéoglycanes sont dégradés avec la participation des protéinases lysosomales ; Les processus oxydatifs s'intensifient, le glycogène se décompose et la quantité requise d'ATP est synthétisée. De plus, la quantité de citrate nécessaire à la synthèse du phosphate de calcium amorphe augmente dans les ostéoblastes.

À mesure que le tissu osseux se minéralise, les cristaux d’hydroxyapatite déplacent non seulement les protéoglycanes, mais également l’eau. L'os dense et entièrement minéralisé est pratiquement déshydraté.

L'enzyme phosphatase alcaline est impliquée dans la minéralisation. L'un des mécanismes de son action est une augmentation locale de la concentration en ions phosphore jusqu'au point de saturation, suivie des processus de fixation des sels de calcium-phosphore sur la matrice organique de l'os. Lorsque le tissu osseux est restauré après des fractures, la teneur en phosphatase alcaline des cals augmente fortement. Lorsque la formation osseuse est altérée, on observe une diminution de la teneur et de l'activité de la phosphatase alcaline dans les os, le plasma et d'autres tissus.

L'inhibiteur de calcification est le pyrophosphate inorganique. Un certain nombre de chercheurs pensent que le processus de minéralisation du collagène dans la peau, les tendons et les parois vasculaires est entravé par la présence constante de protéoglycanes dans ces tissus.

Les processus de modelage et de remodelage assurent un renouvellement constant des os, ainsi qu'une modification de leur forme et de leur structure. Le modelage (formation de nouveaux os) se produit principalement pendant l'enfance. Le remodelage est le processus dominant dans le squelette adulte ; dans ce cas, seule une section distincte de l'ancien os est remplacée. Ainsi, dans des conditions physiologiques et pathologiques, il se produit non seulement la formation, mais également la résorption du tissu osseux.

Catabolisme osseux

Presque simultanément, une « résorption » des structures minérales et organiques du tissu osseux a lieu. Avec l'ostéolyse, la production d'acides organiques augmente, ce qui entraîne un déplacement du pH vers le côté acide. Cela aide à dissoudre les sels minéraux et à les éliminer.

La résorption de la matrice organique se produit sous l'action d'hydrolases acides lysosomales dont le spectre dans le tissu osseux est assez large. Ils participent à la digestion intracellulaire de fragments de structures résorbables.

Dans toutes les maladies du squelette, des perturbations des processus de remodelage osseux se produisent, qui s'accompagnent d'écarts au niveau des marqueurs biochimiques.

Il y a des choses communes marqueurs de la nouvelle formation osseuse, tels que la phosphatase alcaline spécifique aux os, l'ostéocalcine plasmatique, le procollagène I et les peptides plasmatiques. À la biochimie marqueurs de résorption osseuse comprennent le calcium urinaire et l'hydroxyproline, la pyridinoline urinaire et la désoxypyridinoline, qui sont des dérivés de fibres de collagène transversales spécifiques du cartilage et des os.

Facteurs hormones, enzymes et vitamines qui influencent le métabolisme osseux.

Les composants minéraux du tissu osseux sont pratiquement en équilibre chimique avec les ions calcium et phosphate du sérum sanguin. L'hormone parathyroïdienne et la calcitonine jouent un rôle important dans la régulation de l'apport, du dépôt et de la libération de calcium et de phosphate.

L'action de l'hormone parathyroïdienne entraîne une augmentation du nombre d'ostéoclastes et de leur activité métabolique. Les ostéoclastes contribuent à la dissolution accélérée des composés minéraux contenus dans les os. Ainsi, l'activation des systèmes cellulaires impliqués dans la résorption osseuse se produit.

L'hormone parathyroïdienne augmente également la réabsorption des ions Ca 2+ dans les tubules rénaux. L’effet net est une augmentation des taux de calcium sérique.

L'effet de la calcitonine est de réduire la concentration d'ions Ca 2+ en raison de son dépôt dans le tissu osseux. Il active le système enzymatique des ostéoblastes, augmente la minéralisation osseuse et réduit le nombre d'ostéoclastes dans la zone d'action, c'est-à-dire inhibe le processus de résorption osseuse. Tout cela augmente le taux de formation osseuse.

La vitamine D est impliquée dans la biosynthèse des protéines liant le Ca 2+, stimule l'absorption du potassium dans l'intestin, augmente la réabsorption du calcium, du phosphore, du sodium, du citrate et des acides aminés dans les reins. Avec un manque de vitamine D, ces processus sont perturbés. La prise excessive de vitamine D sur une longue période entraîne une déminéralisation des os et une augmentation des concentrations de calcium dans le sang.

Les corticostéroïdes augmentent la synthèse et la sécrétion de l'hormone parathyroïdienne et augmentent la déminéralisation osseuse ; les hormones sexuelles accélèrent la maturation et raccourcissent la période de croissance osseuse ; la thyroxine améliore la croissance et la différenciation des tissus.

L’effet de la vitamine C sur le métabolisme du tissu osseux est principalement dû à son influence sur le processus de biosynthèse du collagène. L'acide ascorbique est un cofacteur des prolyl et lysyl hydroxylases et est nécessaire à la réaction d'hydroxylation de la proline et de la lysine. Un manque de vitamine C entraîne également des modifications dans la synthèse des glycosaminoglycanes : la teneur en acide hyaluronique du tissu osseux augmente plusieurs fois, tandis que la biosynthèse des sulfates de chondroïtine ralentit.

Un manque de vitamine A entraîne des modifications de la forme des os, une altération de la minéralisation et un retard de croissance. On pense que ce fait est dû à une violation de la synthèse du sulfate de chondroïtine. Des doses élevées de vitamine A entraînent une résorption osseuse excessive.

En cas de manque de vitamines B, la croissance osseuse ralentit, ce qui est associé à une altération du métabolisme protéique et énergétique.

Caractéristiques du tissu dentaire

La partie principale de la dent est dentine. La partie de la dent qui dépasse de la gencive, la couronne, est recouverte émail, et la racine de la dent est recouverte ciment dentaire. Le cément, la dentine et l’émail sont construits comme du tissu osseux. La matrice protéique de ces tissus est principalement constituée de collagènes et de protéoglycanes. La teneur en composants organiques du ciment est d'environ 13 %, dans la dentine – 20 %, dans l'émail – seulement 1 à 2 %. La teneur élevée en substances minérales (émail - 95 %, dentine - 70 %, ciment - 50 %) détermine la dureté élevée du tissu dentaire. Le composant minéral le plus important est l'hydroxyapatite [Ca 3 PO 4) 2 ] 3 Ca(OH) 2 . De l'apatite carbonatée, de la chlorapatite et de l'apatite de strontium sont également contenues.

L'émail recouvrant la dent est semi-perméable. Il participe à l'échange d'ions et de molécules avec la salive. La perméabilité de l'émail est influencée par le pH de la salive ainsi que par un certain nombre de facteurs chimiques.

En milieu acide, le tissu dentaire est attaqué et perd de sa dureté. Une maladie aussi courante que carie, est causée par des micro-organismes vivant à la surface des dents et libérant des acides organiques comme produit de la glycolyse anaérobie, qui éliminent les ions Ca 2+ de l'émail.

Questions de sécurité

1. Nommez les principaux composants organiques du tissu osseux.

2. Quels composés inorganiques constituent le tissu osseux ?

3. Quelle est la différence entre les processus biochimiques se produisant dans les ostéoclastes et les ostéoblastes ?

4. Décrire le processus de formation osseuse.

5. Quels facteurs influencent la formation du tissu osseux et son métabolisme ?

6. Quelles substances peuvent être des marqueurs biochimiques des processus se produisant dans le tissu osseux ?

7. Quelles sont les caractéristiques de la composition biochimique du tissu dentaire ?

Littérature

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Le squelette de tout humain adulte comprend 206 os différents, tous différents par leur structure et leur rôle. À première vue, ils semblent durs, inflexibles et sans vie. Mais c'est une impression erronée : divers processus métaboliques, destruction et régénération s'y produisent continuellement. Ils forment, avec les muscles et les ligaments, un système spécial appelé « tissu musculo-squelettique », dont la fonction principale est musculo-squelettique. Il est formé de plusieurs types de cellules spéciales qui diffèrent par leur structure, leurs caractéristiques fonctionnelles et leur signification. Les cellules osseuses, leur structure et leurs fonctions seront discutées plus en détail.

La structure du tissu osseux

Il s'agit d'un type distinct de tissu conjonctif ; tous les os du corps humain en sont formés. Il se compose de cellules spéciales et de substance intercellulaire. Cette dernière comprend une matrice organique constituée de fibres de collagène (90 à 95 % de la masse totale) et de composants minéraux, principalement des sels de calcium (5 à 10 %). Grâce à cette composition, le tissu osseux humain présente une combinaison harmonieuse de dureté et d'élasticité. Il existe trois groupes de cellules : les ostéoclastes (à gauche), les ostéoblastes (au milieu), les ostéocytes (à droite sur la photo).

Examinons-les plus en détail ci-dessous. Le collagène contenu dans la matrice diffère de ses homologues présents dans d’autres tissus, principalement par le fait qu’il contient des polypeptides plus spécifiques. Les fibres sont généralement situées parallèlement au niveau des charges les plus probables sur l'os. C'est grâce à lui que l'élasticité et la fermeté sont préservées.

Si l'os est exposé à l'acide chlorhydrique, les substances minérales seront dissoutes, mais les substances organiques (osséine) resteront. Ils conserveront leur forme, mais deviendront trop flexibles et très sensibles à la déformation. Cette condition est typique des jeunes enfants. Ils ont une teneur élevée en osséine, leurs os sont donc plus élastiques que ceux des adultes. Et le cas inverse se produit lorsque les substances organiques sont perdues, mais que les substances minérales restent. Cela se produit si, par exemple, un os est brûlé : il conservera sa forme, mais en même temps il deviendra très fragile et pourra s'effondrer même sous un léger contact. La composition du tissu osseux subit de tels changements avec la vieillesse. La part des sels minéraux atteint 80 % de la masse totale. Par conséquent, les personnes âgées sont plus sensibles à divers types de fractures et de blessures.

Si vous établissez la densité (volume) du tissu osseux, cela vous permettra d'évaluer la résistance du squelette et de ses différentes parties. Ces études sont réalisées par tomodensitométrie. Un diagnostic rapide vous permet de commencer un traitement ou un traitement d'entretien à temps.

Ostéoblastes (actifs): caractéristiques structurelles

Les ostéoblastes sont des cellules du tissu osseux situées dans ses couches supérieures, ayant une forme polygonale et cubique avec divers types de processus. Le contenu interne n'est pas très différent des autres. Un réticullum endoplasmique granulaire bien développé contient divers éléments, des ribosomes, l'appareil de Golgi, un noyau de forme ronde ou ovale riche en chromatine et contenant un nucléole. À l’extérieur, ces cellules du tissu osseux sont entourées des microfibrilles les plus fines.

La fonction principale des ostéoblastes est la synthèse des composants de la substance intercellulaire. Il s'agit du collagène (principalement du premier type), des glycoprotéines matricielles (ostéocalcine, ostéonectine, ostéopontine, sialoprotéine osseuse), des protéoglycanes (biglycane, acide hyaluronique, décorine), ainsi que diverses protéines morphogénétiques osseuses, facteurs de croissance, enzymes, phosphoprotéines. Une production altérée de tous ces composés par les ostéoblastes est observée dans certaines maladies. Par exemple, la carence en vitamine C (scorbut) chez les enfants se caractérise par une altération du développement et de la croissance des os due à un défaut de synthèse du collagène et des glycosaminoglycanes. Pour la même raison, la restauration du tissu osseux et la cicatrisation des fractures ralentissent. Puisque les ostéoblastes sont en réalité responsables de la croissance, ils sont présents exclusivement dans le tissu osseux en développement.

Mécanisme de minéralisation de la matrice organique par les ostéoblastes

Il existe deux manières :

1. Dépôt de cristaux d’hydroxylate le long des fibrilles de collagène provenant d’un liquide extracellulaire sursaturé. Un rôle particulier est attribué à certains protéoglycanes, qui fixent le calcium et le retiennent dans les zones vides.
2. Sécrétion de vésicules matricielles spéciales. Ce sont de petites structures membranaires synthétisées et sécrétées par les ostéoblastes. Ils contiennent de fortes concentrations de phosphate de calcium et de phosphatase alcaline. Le microenvironnement particulier créé à l’intérieur des bulles favorise la formation des premiers cristaux d’hydroxyapatite.

Le taux de minéralisation de l'ostéoïde (tissu osseux au stade de formation) peut varier considérablement ; il faut normalement environ 15 jours ; Des perturbations peuvent survenir lorsque la concentration d’ions calcium ou phosphate dans le sang diminue. Il en résulte un ramollissement et une déformation des os - ostéomalacie. Des troubles similaires sont observés, par exemple, avec le rachitisme (carence en vitamine D).

Ostéoblastes inactifs (au repos)

Ils sont formés d'ostéoblastes actifs ; dans l'os en non-croissance, ils couvrent environ 80 à 95 % de sa surface. Ils ont une forme aplatie avec un noyau fusiforme. Les organites restants sont réduits. Mais les récepteurs qui répondent à diverses hormones et facteurs de croissance sont préservés. La connexion entre les ostéoblastes au repos et les ostéocytes est maintenue et un système se forme ainsi qui régule le métabolisme minéral. Si des dommages surviennent (blessures, fractures), ils sont activés et la synthèse active de collagène et la production d'une matrice organique commencent. En d’autres termes, grâce à eux, la régénération du tissu osseux se produit. Dans le même temps, ils peuvent être à l'origine d'une tumeur maligne - l'ostéosarcome.

Ostéocytes : structure et fonctions

Ces cellules constituent la base du tissu osseux mature. Leur forme est fusiforme, avec de nombreuses branches. Les organites sont nettement plus petits que les ostéoblastes ; il y a un noyau arrondi (l'hétéochromatine y prédomine) avec un nucléole. Les ostéocytes sont situés dans des lacunes, mais ne sont pas directement en contact avec la matrice, mais sont entourés d'une fine couche de liquide osseux. Il nourrit les cellules.

Leurs processus, assez longs, jusqu'à 50 µm, et situés dans des tubules spéciaux, sont également séparés. Il y en a beaucoup, le tissu osseux en est littéralement imprégné, ils forment son système de drainage, qui contient le liquide tissulaire. Grâce à lui, se produit l'échange de substances entre la substance intercellulaire et les cellules. Il convient également de noter qu'ils ne se divisent pas, mais sont formés d'ostéoblastes et constituent les principaux composants du tissu osseux formé.

La fonction principale des ostéocytes est de maintenir l'état normal de la matrice osseuse et l'équilibre du calcium et du phosphore dans l'organisme. Ils sont capables de percevoir les contraintes mécaniques et sont sensibles aux potentiels électriques résultant de l'action des forces de déformation. En y réagissant, ils déclenchent un processus local au cours duquel le tissu conjonctif osseux commence à se reconstruire.

Ostéoclastes

Ce nom a été donné à de grosses cellules contenant de 5 à 100 noyaux, d'origine monocytaire, détruisant les os et les cartilages ou, en d'autres termes, provoquant leur résorption. Le cytoplasme des ostéoclastes contient de nombreuses mitochondries, des éléments de l'appareil ER (granulaire) et de Golgi, des ribosomes, ainsi que des lysosomes aux fonctions diverses. Les noyaux contiennent une grande quantité de chromatine et possèdent des nucléoles clairement visibles. Il existe également un nombre suffisant de processus cytoplasmiques, dont la plupart sont situés sur la surface adjacente à l'os détruit. Ils augmentent la zone de contact avec celui-ci. Le tissu osseux commence à se dégrader lorsque le niveau d'une hormone spéciale (parathyroïde) augmente, ce qui entraîne l'activation des ostéoclastes. Le mécanisme de ce processus est associé à la libération de dioxyde de carbone qui, sous l'influence d'une enzyme spéciale (anhydrase carbonique), est converti en un acide appelé acide carbonique, qui dissout les sels de calcium.

Mécanisme de résorption osseuse

Il convient de noter que le processus de destruction se produit de manière cyclique et que les périodes de forte activité de chaque cellule sont invariablement suivies de périodes de repos. La résorption se déroule en plusieurs étapes :

1. Fixation de l'ostéoclaste à la surface osseuse détruite, avec une restructuration prononcée de son cytosquelette observée.
2. Oxydation du contenu des lacunes. Cela se produit soit par la libération du contenu des vacuoles, qui ont un environnement acide, soit par l'action de pompes à protons.
3. Destruction de la composante minérale de la matrice.
4. Dissolution de composés organiques résultant de l'action d'enzymes sécrétées par les ostéoclastes dans la lacune et activées par un environnement acide.
5. Élimination des produits de destruction du tissu osseux.

La régulation de l'activité des ostéoclastes est déterminée par des facteurs généraux et locaux. Les premiers comprennent par exemple l’hormone parathyroïdienne et la vitamine D, ils stimulent l’activité. La calcitonine et les œstrogènes sont inhibiteurs. Les facteurs locaux incluent un facteur tel que la création d'un champ électrique local sous contrainte mécanique, auquel ces cellules sont très sensibles.

La structure du tissu osseux à fibres grossières

Son deuxième nom est réticulofibreux. Il se forme dans l'embryon comme future base des os. Chez l'adulte, sa présence est minime ; elle reste dans les sutures du crâne après leur cicatrisation et dans les zones où les tendons sont attachés aux os, ainsi que dans les zones d'ostéogenèse, par exemple lors de la cicatrisation de divers types de fractures. La structure du tissu osseux de cette espèce est spécifique. Les fibres de collagène sont rassemblées en faisceaux denses, disposés de manière aléatoire et comportant des « barres transversales » entre eux. Il a une faible résistance mécanique, la teneur en ostéocytes est nettement plus élevée que celle de la variété lamellaire. Dans des conditions pathologiques, ce type de croissance du tissu osseux se produit lorsqu'un os est fracturé ou dans la maladie de Paget.

Caractéristiques du tissu osseux lamellaire

Il est formé de plaques osseuses d'une épaisseur de 4 à 15 microns. Ils sont à leur tour constitués de trois composants : les ostéocytes, la substance fondamentale et les fines fibres de collagène. Tous les os d’un adulte sont formés à partir de ce tissu. Les fibres de collagène du premier type sont parallèles les unes aux autres et sont orientées dans une certaine direction, tandis que dans les plaques osseuses voisines, elles sont dirigées dans la direction opposée et se coupent presque à angle droit. Entre eux se trouvent les corps des ostéocytes dans les lacunes. Cette structure du tissu osseux lui confère la plus grande résistance.

Os spongieux

On retrouve également le nom de « substance trabéculaire ». Si nous faisons une analogie, la structure est comparable à une éponge ordinaire, construite à partir de plaques osseuses avec des cellules entre elles. Ils sont disposés de manière ordonnée, en fonction de la charge fonctionnelle répartie. Les épiphyses des os longs sont principalement constituées de substance spongieuse, certaines sont mixtes et plates et toutes sont courtes. On peut voir qu'il s'agit principalement de parties légères et en même temps solides du squelette humain, qui subissent des charges dans différentes directions. Les fonctions du tissu osseux sont en relation directe avec sa structure, qui dans ce cas offre une grande surface aux processus métaboliques qui y sont effectués, donne une résistance élevée combinée à une faible masse.

Substance osseuse dense (compacte) : qu’est-ce que c’est ?

Les diaphyses des os tubulaires sont constituées d'une substance compacte ; de plus, elle recouvre leurs épiphyses de l'extérieur d'une fine plaque. Il est percé de canaux étroits, à travers lesquels passent les fibres nerveuses et les vaisseaux sanguins. Certains d'entre eux sont situés parallèlement à la surface osseuse (centrale ou Haversienne). D’autres sortent à la surface de l’os (ouvertures nutritives), à travers lesquelles les artères et les nerfs pénètrent vers l’intérieur et les veines pénètrent vers l’extérieur. Le canal central et les plaques osseuses qui l'entourent forment ce qu'on appelle le système Haversien (ostéon). C’est le contenu principal de la substance compacte et il est considéré comme son unité morphofonctionnelle.

L'ostéon est une unité structurelle du tissu osseux

Son deuxième nom est le système Haversien. Il s'agit d'un ensemble de plaques osseuses qui ressemblent à des cylindres insérés les uns dans les autres, l'espace entre elles étant rempli d'ostéocytes. Au centre se trouve le canal Haversien, par lequel passent les vaisseaux sanguins qui assurent le métabolisme des cellules osseuses. Entre les unités structurelles adjacentes se trouvent des plaques intercalaires (interstitielles). En fait, ce sont les restes d’ostéons qui existaient auparavant et qui ont été détruits au moment de la restructuration du tissu osseux. Il existe également des plaques générales et environnantes ; elles forment respectivement les couches les plus internes et externes de la substance osseuse compacte.

Périoste : structure et signification

D'après son nom, nous pouvons déterminer qu'il recouvre l'extérieur des os. Il y est attaché à l'aide de fibres de collagène, rassemblées en faisceaux épais, qui pénètrent et s'entrelacent avec la couche externe des plaques osseuses. Il comporte deux couches distinctes :

• externe (il est formé de tissu conjonctif fibreux dense et non formé, il est dominé par des fibres situées parallèlement à la surface de l'os) ;
• la couche interne est bien définie chez les enfants et moins visible chez les adultes (formée de tissu conjonctif fibreux lâche, qui contient des cellules plates fusiformes - des ostéoblastes inactifs et leurs précurseurs).

Le périoste remplit plusieurs fonctions importantes. Premièrement, trophique, c'est-à-dire qu'il fournit de la nutrition à l'os, car il contient des vaisseaux à la surface qui pénètrent à l'intérieur avec les nerfs à travers des ouvertures nutritionnelles spéciales. Ces canaux alimentent la moelle osseuse. Deuxièmement, régénératif. Cela s'explique par la présence de cellules ostéogéniques qui, lorsqu'elles sont stimulées, se transforment en ostéoblastes actifs qui produisent de la matrice et provoquent la croissance du tissu osseux, assurant sa régénération. Troisièmement, la fonction mécanique ou de support. C'est-à-dire assurer la connexion mécanique de l'os avec les autres structures qui y sont attachées (tendons, muscles et ligaments).

Fonctions du tissu osseux

Parmi les principales fonctions figurent les suivantes :

1. Moteur, support (biomécanique).
2. Protecteur. Les os protègent le cerveau, les vaisseaux sanguins et les nerfs, les organes internes, etc. des dommages.
3. Hématopoïétique : l'hémo- et la lymphopoïèse se produisent dans la moelle osseuse.
4. Fonction métabolique (participation au métabolisme).
5. Réparateur et régénérateur, consistant en la restauration et la régénération du tissu osseux.
6. Rôle de formation de morphing.
7. Le tissu osseux est une sorte de dépôt de minéraux et de facteurs de croissance.