Les tissus cartilagineux et osseux

Introduction

Cartilage et os sont les 2 tissus squelettiques, dérivés du tissu conjonctif. Le cartilage est un tissu de soutien dur non calcifié, avasculaire, jouant un rôle d'amortisseur ; le tissu osseux est un tissu de soutien calcifié, en perpétuel remaniement.

I. Le tissu cartilagineux

1. Le cartilage hyalin (type de description)

• Variété la plus répandue (voies aérophores, cartilages articulaires et costaux, squelette fœtal avant ossification). Constitué d'une MEC et d'un seul type cellulaire, le chondrocyte.
• Collagène : peu abondant, non visible en MO standard (même indice de réfraction que la MEC), visible en lumière polarisée (biréfringence). Collagène de type II = 80-90 % du collagène cartilagineux.
• Matrice interfibrillaire : riche en GAG sulfatés (60 % chondroïtine sulfate, 40 % kératane sulfate) et acide hyaluronique, expliquant l'aspect transparent (hyalin), la grande résistance à la compression (eau = 60-90 % du poids du cartilage) et la diffusion facilitée des métabolites (le cartilage étant avasculaire).
• Chondrocytes : cellules arrondies (jusqu'à 40 µm), logées dans des cavités (chondroplastes), isolées ou en groupes isogéniques (axiaux/sériés ou coronaires/radiaires). Synthétisent et dégradent la MEC (homéostasie).
• Périchondre (absent sur le cartilage articulaire) : couche fibreuse externe (vascularisée) + couche chondrogène interne (nutrition et croissance appositionnelle du cartilage).

2. Le cartilage élastique

• MEC combinant collagène et fibres élastiques (mises en évidence à l'orcéine). Localisation : pavillon de l'oreille, conduit auditif externe, épiglotte, trompe d'Eustache.

3. Le fibrocartilage

• Intermédiaire entre TC dense et cartilage hyalin : collagène de type I (en plus du II), chondrocytes épars. Localisation : disques intervertébraux, symphyse pubienne, ménisques, insertions tendineuses (tendon d'Achille).

4. Croissance du cartilage

• Appositionnelle (périchondrale) : par la couche chondrogène du périchondre, active durant la croissance, quiescente chez l'adulte (réactivable après traumatisme ; pas de régénération pour le cartilage élastique). Interstitielle : par division des chondrocytes en place (groupes isogéniques) ; seul mode de croissance du cartilage de conjugaison.

II. Le tissu osseux : composants

1. La matrice extracellulaire

• MEC organique (30-35 % du poids sec) : collagène de type I (90 %), protéines non collagéniques (ostéocalcine — spécifique, forte affinité pour l'hydroxyapatite ; ostéonectine — la plus abondante ; sialoprotéines/ostéopontine — adhésion cellulaire).
• MEC minérale (65-70 % du poids sec) : cristaux d'hydroxyapatite [Ca10(PO4)6(OH)2]. L'os contient 98 % du calcium et 85 % du phosphate de l'organisme total.

2. Les cellules osseuses

III. Architecture du tissu osseux

• Tissu non lamellaire (primitif) : premier os formé, fibres de collagène sans orientation, disparaît après la croissance (sauf réparation de fracture). Tissu lamellaire (secondaire) : tissu définitif de l'adulte, organisé en lamelles superposées (fibres parallèles, orientation changeant d'une lamelle à l'autre).
• Os compact (cortical) : 95 % de matrice osseuse, forme la diaphyse des os longs. Os spongieux (trabéculaire) : 20 % de matrice, 10 % du squelette, contenu dans les épiphyses/os courts/diploë.

Structures de l'os compact (coupe transversale de diaphyse)

• Périoste : couche externe fibreuse (fibres de Sharpey ancrant le périoste à l'os) + couche interne ostéogène. Système de Havers (ostéone) : structure cylindrique centrée sur le canal de Havers (vaisseau + nerf), entouré de 5 à 15 lamelles concentriques, délimité par la ligne cémentante. Canaux de Volkmann : relient perpendiculairement les canaux de Havers entre eux. Système de lamelles fondamentales externes (périostiques) et internes (endostiques).

IV. Formation du tissu osseux (ossification)

2 milieux d'ossification : conjonctif (os de membrane : voûte crânienne, face, clavicule) et cartilagineux (ossification enchondrale : base du crâne, membres, vertèbres).

1. Ossification conjonctive (os de membrane)

• Transformation directe des cellules mésenchymateuses en ostéoblastes le long d'une travée directrice conjonctive, avec dépôt de substance préosseuse (basophile) minéralisée secondairement (10 jours environ) en substance osseuse (acidophile). Croissance appositionnelle en périphérie, remaniement ultérieur en os spongieux.

2. Ossification enchondrale (formation d'un os long)

• Ossification périostique diaphysaire (conjonctive) : différenciation du périchondre en périoste (2ème mois), formation de la virole osseuse péridiaphysaire, permettant la croissance en diamètre, jusqu'à ≈ 18 ans.
• Ossification enchondrale diaphysaire : point d'ossification central (hypertrophie des chondrocytes) → ébauche de cavité médullaire (invasion conjonctivo-vasculaire, chondroclastes) → ligne d'érosion progressant vers les extrémités, permettant la croissance en longueur. Zones successives depuis l'extrémité : cartilage de réserve → cartilage sérié (mitoses) → cartilage hypertrophié (collagène X) → cartilage calcifié → ligne d'érosion → zone ostéoïde → zone ossiforme.
• Ossification épiphysaire : différée, même processus. À la naissance, seuls 2 points d'ossification sont présents (fémur distal, tibia proximal) — leur chronologie d'apparition permet d'estimer l'âge osseux radiologique. Le cartilage de conjugaison persiste entre épiphyse et diaphyse tant que la croissance en longueur se poursuit ; sa disparition marque la fin de la croissance.

3. Ossification secondaire (remodelage)

• Remplace le tissu non lamellaire par du tissu lamellaire, via un couplage résorption (ostéoclastes, lacunes de Howship)/formation (ostéoblastes en couches concentriques successives) aboutissant à des ostéones de 1ère, 2ème... nième génération. Vitesse : résorption ≈ 50 µm/jour, reconstruction ≈ 1-2 µm/jour.
• Renouvellement osseux adulte : 2-10 %/an pour l'os compact, jusqu'à 80 %/an pour l'os spongieux.

V. Régulation hormonale

• BMP (Bone Morphogenic Protein), famille de 8 protéines apparentées au TGFβ, stimulent la différenciation ostéoblastique et interviennent dans la réparation des fractures (cascade : condensation mésenchymateuse → chondroblastes → vascularisation → ossification).

Conclusion

Le cartilage et l'os, tous deux issus du tissu conjonctif, se distinguent par leur matrice extracellulaire (solide non calcifiée versus calcifiée) et leur mode de croissance (interstitiel/appositionnel versus ossification conjonctive/enchondrale strictement régulée). La croissance et le remodelage osseux, sous contrôle hormonal complexe (GH, hormones thyroïdiennes, vitamine D, PTH, calcitonine, BMP), assurent tout au long de la vie l'équilibre entre formation et résorption, dont la rupture est à l'origine de nombreuses pathologies squelettiques. Le chapitre suivant aborde le tissu musculaire, autre grand tissu dérivé du mésoblaste.