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GTS501 Cours 3

GTS501 Cours 3. Histophysiologie ostéo -articulaire. Articulations. Cartilage. Histophysiologie ostéo-articulaire. Os et tissus osseux . On distingue : - la colonne vertébrale - le sternum et les côtes - la tête - les membres supérieurs - les membres inférieurs.

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Presentation Transcript

  1. GTS501 Cours 3 Histophysiologieostéo-articulaire. Articulations. Cartilage.

  2. Histophysiologieostéo-articulaire

  3. Os et tissus osseux • On distingue : - la colonne vertébrale - le sternum et les côtes - la tête - les membres supérieurs - les membres inférieurs

  4. Os et tissus osseux • Suivant la forme de l’os : • Les os plats • Les os courts • Les os irréguliers • Les os longs : • Diaphyse • Les épiphyses • Les métaphyses STAPS, 2002

  5. Os et tissus osseux • Éléments du tissus osseux : • Périoste et endoste • Ostéoblastes et ostéoclastes • Ostéocytes • Matrice extracellulaire : • Substance fondamentale : liquide et protéines • Fibres : collagène et élastiques • Sels minéraux : calcium et phosphore • Rappel : tissus conjonctifs

  6. Os et tissus osseux Nordin & Frankel, 2001

  7. Os et tissus osseux • Mode de formation et de résorption du tissus osseux : Calcification du tissu Ostéoblastes Tissus ostéoïde + Vit. D Hormone parathyroïdienne Destruction du tissu Ostéoclastes Calcium + phosphore dans les liquides interstitiels

  8. Os et tissu osseux • Structure du tissu osseux : • Tissu osseux compact (os cortical, cortical bone) =80% de la masse osseuse • Tissu osseux spongieux (cancellousbone, trabecularbone) • Différences os long vs. os courts, irréguliers, plats : • Canal médullaire vs. diploé • Moelle jaune vs. rouge • Ostéon vs. travées Nordin & Frankel, 2001

  9. Os et tissu osseux • Croissance de d’os : • Épaisseur : ostéoblastes • Longueur : cartilage de conjugaison • Facteurs d’influence : • Génétiques • Mécaniques • Vasculaires • Métaboliques = phosphore, calcium et vitamine D • Hormonaux

  10. Os et tissu osseux • Remodelage osseux : • Modulé par les contraintes mécaniques : loi de Wolff • Résistance et rigidité : • Affectés par l’immobilisation • Affectés par les implants Nordin& Frankel, 2001

  11. Os et tissu osseux • Effet de l’âge : • Réduction de l’os spongieux • Amincissement de l’os cortical Nordin & Frankel, 2001

  12. Os et tissu osseux - résumé • L’os est un composite bi-phasique • L’unité structurale de l’os est l’ostéon • Le squelette est composé d’os cortical et spongieux • Remodelage suivant les contraintes appliquées • Effet de l’âge, du sexe, des hormones, de l’alimentation, etc.

  13. Articulations • Organe d’union de deux ou plusieurs pièces osseuses : • Fibreuses (sutures) • Cartilagineuses (symphyses) • Synoviales (cartilage, cavité articulaire, capsule articulaire, liquide synovial, ligaments) STAPS, 2002

  14. Cartilage

  15. Cartilage articulaire (hyaline articular cartilage) • Tissu très différentié • Avascularisé – physiologiquement isolé • Cellules : chondrocytes • Composé de fibres collagène et de la substance fondamentale • 2 fonctions : • (1) distribuer la charge sur une grande surface • (2) permettre le mouvement relatif avec une friction et une usure minimale

  16. Cartilage articulaire • Composition et structure : • Chondrocytes(1-10% du volume tissulaire) • Collagène (15-22%) • Protéoglycanes (4-7%) • Eau, sels, protéines, lipides (60-85%) Nordin & Frankel, 2001

  17. Cartilage articulaire • Collagène : • Unité de base : tropocollagène Nordin & Frankel, 2001

  18. Cartilage articulaire • Collagène : Nordin & Frankel, 2001

  19. Cartilage articulaire • Collagène : • Distribution non homogène Hauteur 5-10% 40-45% 40-45% 5-10% Parallèles Obliques Perpendi-culaires Atlas de l'arthrose, J.P. Pujol, 1995

  20. Cartilage articulaire • Collagène : • Type II : structure de base des fibrilles • Type XI : à l’intérieur des fibrilles lié de façon covalente au collagène de type II • Type IX : extérieur des fibrilles • Type VI : à la surface et dans l’espace péricellulaire • Type X : tapis autour des chondrocytes

  21. Cartilage articulaire • Propriétés mécaniques du collagène : • Résistance élevée en tension • Résistance faible en compression • Anisotropique : • Arrangements variés des fibres de collagène • Variation des interactions entre PG et collagène

  22. Cartilage articulaire • Les chondrocytes :

  23. Cartilage articulaire • Les protéoglycanes : Nordin & Frankel, 2001

  24. Cartilage articulaire • Eau : • Concentré au niveau de la surface articulaire • Na+, K+, Ca2+ • Circulation des gaz, éléments nutritifs et déchets entre chondrocytes et fluide synovial • 70% de déplacement d’eau sous charge : contrôle le comportement mécanique + lubrification

  25. Cartilage articulaire • Interactions structurelles et physiques entre les composantes : • Forces répulsives : pressions de gonflement • Chargement : augmentation des forces répulsives Nordin & Frankel, 2001

  26. Cartilage articulaire • Interactions : Pression interne excède la pression de gonflement Déformation des molécules PG Force compressive Liquide sort Augmentation de la concentration en PG Équilibre avec la force externe Augmentation de la pression de gonflement

  27. Cartilage articulaire • Interactions : • La résistance à la compression du cartilage provient de deux sources • La pression osmotique de gonflement associés aux groupes ioniques fixés au GAG • La résistance à la compression du tissu collagénique en lui même

  28. Cartilage articulaire • Comportement mécanique : • Viscoélasticité : • Fluage • Relaxation de la contrainte stotal=ssolide+sfluide Nordin & Frankel, 2001

  29. Cartilage articulaire • Lubrification mixte : • Lubrification limite hors charges : glycoprotéine • Weeping lubrification ou boosted lubrification en charge Nordin & Frankel, 2001

  30. Cartilage articulaire • Hypothèses sur la biomécanique de la dégénérescence du cartilage : • Amplitude des contrainte imposées • Nombre de pics de contraintes • Changements dans la structure moléculaire et microscopique de la matrice de collagène • Changements dans les propriétés mécaniques du tissu

  31. Cartilage articulaire déformation Progression de l’arthrose Exudation de fluide Perte de PG Dommage au collagène Cartilage normal Arthrose Cartilage densité de charges fixes pression traînée de friction perméabilité hydraulique Déformation de la matrice plus importante Échanges de fluides plus importants Agit pour diminuer les propriétés de support de charge du cartilage

  32. Cartilage articulaire - résumé • Fonction du cartilage : augmentation de la distribution des charges (diminuant ainsi les contraintes) et fournir une surface de support lisse et résistante à l’usure • Matériau multiphasique ou triphasique ? • Résistance à la friction au flux de fluide interstitiel et propriétés intrinsèques de la matrice solide • Dommages causés au cartilage : altération des propriétés mécaniques

  33. Cartilage articulaire - résumé Nordin & Frankel, 2001

  34. AffichesFormation des équipesDéfinition du sujet

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