Histologie des cartilages

Histologie des cartilages
Dr. Y.Wassef

Référence: Histologie humaine. Stevens-Lowe chapitre 4

Les cartilages

Les cartilages sont des tissus conjonctifs avasculaires, dépourvus de fibres nerveuses. Les cartilages sont durs mais restent flexibles, (Association entre souplesse et rigidité).
Structure:
Les composantes des cartilages sont:

1- Les chondrocytes
2- La matrice extracellulaire sécrétée par les chondrocytes. Elle est formée de:

A-       Fibres de collagène (type II collagène ).

B-       Substance fondamentale. C'est une gelée amorphe qui permet la diffusion de l'oxygène et des molécules dissoutes dans l'eau.
La substance fondamentale contient:
a-      Des protéoglycanes libres.
b-      Des glycoprotéines libres.
c-      Des macromolécules géantes.
d-      Des protéines de liaison

- Les protéoglycanes sont de larges molécules qui ressemblent aux brosses des bouteilles.

1-      Protéine centrale ( la partie centrale de la brosse).
2-      Plusieurs glycosaminoglycanes ( GAGs ) sont attachés à la protéine centrale (les poils de la brosse ).

Les GAGs sont de grosses molécules, formées de longues chaînes de polysaccharides. Leurs charges sont négatives, elles attirent les molécules d'eau (comportement hydrophile), pour former un gel hydraté. Donc les GAGs sont impliqués dans le maintien de la turgescence cellulaire et la diffusion des substances à travers la matrice extracellulaire.
Les GAGs des protéoglycanes sont composés d'une centaine d'unités disaccharidiques ré pétées. Dans chacune de ces unités, se trouve un sucre appelé glycosamine.

NB: les GAGs attachés à la protéine centrale des protéoglycanes sont:

i La chondroïtine-sulfate.

i La kératine-sulfate.

L'acide hyaluronique ( AH) est un GAG formé de milliers d'unités de sucre. Il n'entre pas dans la formation des protéoglycanes.

- Les macromolécules géantes ressemblent à des brosses de bouteilles.

g L'axe central est formé de AH.

g Les poils sont formés de protéoglycanes.

g Des protéines de liaison lient les protéoglycanes à l'AH.

Les macromolécules géantes sont hydrophiles, elles causent la turgescence et donnent au cartilage l'habilité de résister à la compression tout en maintenant une flexibilité.
Les agrégats des macromolécules géantesainsi que les protéoglycanes libres, forment un éseau connecté aux fibrilles de collagène. Ces connections sont effectuées par des liaisons de glycoprotéines ou par des interactions électrostatiques.

Trois variétés de cartilages

I-Le cartilage hyalin.

Il est le cartilage le plus répandu dans le corps humain. Il se trouve dans les régions suivantes :
1-      Il constitue le modèle squelettique des os longs dans le fœtus.
2-      Les plaques épiphysaires des os longs.
3-      Les cartilages articulaires.
Faible grossissement du cartilage articulaire (AC)
Le cartilage articulaire (AC) recouvre les trabécules d'os spongieux (bo). La moelle osseuse (m) se situe entre les trabécules. La membrane synoviale (SM) ne couvre pas le cartilage articulaire.

4-      Les cartilages costaux.

Faible grossissement du cartilage costal (cart)
Le périchondre (PC) entoure le cartilage costal (cart)
5-      La plupart des cartilages des voies respiratoires ( nez, larynx, trachée et bronches).

  Structure du cartilage hyalin
1- La matrice (M) est formée de la substance fondamentale décrite ci-dessus et des fibres de collagène spécialement du type II. Les fibres sont toutefois invisibles, de sorte que la matrice est d'un blanc bleuté, vitré (hyalin) et qu'elle semble amorphe.
2- Les chondrocytes (ch) sont présents en petits groupes appelés groupes isogènes (iso). Les lacunes sont les espaces qui contiennent les chondrocytes (ch)
3- Le périchondre (Pc) est le tissu conjonctif dense qui recouvre la surface du cartilage. Dans les cartilages hyalins, le périchondre est absent dans deux régions:

       A-   La surface des cartilages articulaires.
       B-   La région, où le cartilage est en contact direct avec l'os ex: les cartilages nasaux, les cartilages costaux et les cartilages épiphysaires.
Les cellules du périchondre ressemblent aux fibroblastes. Elles produisent le collagène type I du périchondre. Cependant, durant la croissance par apposition, les cellules de la couche profonde du périchondre se transforment en chondroblastes (cb), et sécrètent autour d'elles du collagène type II ainsi que la matrice cartilagineuse. Les chondroblastes, se transforment en chondrocytes (ch).

Fort grossissement du cartilage hyalin

Faible grossissement du cartilage hyalin.

Moyen grossissement du cartilage hyalin

Les coupes colorées de cartilage hyalin sont basophiles. Due à la présence des sulfates, une métachromasie est présente.
Définition de métachromasie: en utilisant un colorant basique, au lieu d'obtenir une couleur bleue, on obtient une couleur rouge ou pourpre.
Quand on colore les tissus contenant des polyanions, tels que les sulfates, les molécules des colorants basiques forment des agrégats dimères et polymères qui absorbent les colorants d'une façon différente de celle des molécules singulières.

g L'anneau, autour de la lacune, est plus foncé, et se nomme capsule (C)
g La matrice territoriale(T): c'est la matrice qui entoure les anneaux. Elle contient plus de sulfate et se colore plus que la matrice éloignée des chondrocytes, appelée matrice interterritoriale ( I ).

Coupe démontrant la métachromasie dans un cartilage hyalin
Croissance des cartilages
Deux mécanismes de croissance
A- Croissance interstitielle:
       Les chondrocytes, dans leurs lacunes, se divisent. Temporairement, les cellules filles occupent la même lacune. Plus tard, avec la formation d'une nouvelle matrice, elles occupent des lacunes séparées. Dus à plusieurs divisions successives durant les dernières phases de croissance, des groupes isogènes sont formés (typiques au cartilage hyalin adulte).
B- Croissance par apposition:
   Les cellules du périchondre ressemblent aux fibroblastes. Elles produisent le collagène type I du périchondre. Cependant, durant la croissance par apposition, les cellules de la couche profonde du périchondre se transforment en chondroblastes, et sécrètent autour d'elles du collagène type II ainsi que la matrice cartilagineuse. Les chondroblastes, se transforment en chondrocytes.
  II- Cartilage élastique

1-   Le cartilage élastique possède une architecture semblable à celle du cartilage hyalin (un périchondre (PC), des chondrocytes (ch) et une matrice (M)
  Faible grossissement du cartilage élastique

2- En plus du collagène type II, il contient un très grand nombre de fibres élastiques (e) qui confère une résistance et une élasticité. Ces fibres forment des faisceaux linéaires qui séparent les chondrocytes (ch).
3- On trouve le cartilage élastique dans les endroits suivants:
      - L'oreille externe. (Auricule et conduit auditif externe)
      - Trompe d'Eustache et épiglotte.
  Fort grossissement du cartilage élastique

III- Cartilage fibreux
A-      Il ressemble au tissu conjonctif dense, ce qui le distingue des autres cartilages. Il contient des fibres de collagènes types I & II.
B-      Structure:
      -  Des agrégats de chondrocytes alignés en groupes isogènes (IG)
      -  Des faisceaux de tissu conjonctif dense (CT), des fibres de collagène et d'une matrice (M) parallèles aux agrégats
      -  Le périchondre est absent.

Faible grossissement du cartilage fibreux Fort grossissement du cartilage fibreux

C-      Les endroits où l'on trouve le cartilage fibreux sont:
          1- Les disques intervertébraux formés d'un noyau pulpeux (NP), et d'un anneau fibreux (Fc).

  Faible grossissement du disque intervertébral

2-      La symphyse pubienne.
3-      Les bourrelets de la hanche et de l'épaule
4-      Les ménisques du genou
5-      Les régions où les tendons s'attachent aux os
6-      Les disques articulaires

Les articulations synoviales
1- Les surfaces articulaires des os sont couvertes de cartilage articulaire hyalin ( le périchondre est absent.)
2- Une capsule fibreuse entoure l'articulation. Elle s'attache aux os au-delà des cartilages articulaires.
Les ligaments et les tendons (T) sont formés de tissu conjonctif fibreux dense régulier (très orienté.)
Des fibres de collagène ( C ) sont étroitement tassées, orientées dans la même direction. Les fibroblastes (F) sont peu nombreux, ils s'interposent entre les fibres de collagène ; leurs noyaux sont ovales ou aplatis.

Faible grossissement de la jonction d'un muscle (M) Fort grossissement d'un tendon à un tendon (T)

Les ligaments ressemblent aux tendons, mais les bandes de fibres des ligaments sont moins régulières. Plusieurs ligaments sont formés principalement de fibres élastiques.
  Fort grossissement d'un ligament
L'insertion des ligaments sur l'os est semblable à celle des tendons, les fibres de collagène se mêlent au périoste et aux fibres de Sharpey

3-      La capsule synoviale (SM) tapisse la capsule fibreuse (FC), elle couvre les surfaces non articulaires des os, ainsi que toutes les structures intra-articulaires ex: la graisse, les cartilages fibreux, les tendons. Les cartilages articulaires (AC) ne sont pas recouverts de membrane synoviale.
  La membrane synoviale (SM) est une mince couche formée de tissu conjonctif lâche (L) vasculaire, elle présente 1 - 4 couches de cellules synoviales épithéloïdes (ec) et des adipocytes (Ad), les formes des cellules sont variables.

Faible grossissement d'une articulation synoviale Fort grossissement de la membrane synoviale
2 Formes de cellules sont présentes:
g Les cellules "A" sont des Phagocytes.
g Les cellules "B" sécrètent le liquide synovial. Ce liquide visqueux lubrifie l'articulation. Parfois la membrane synoviale présente des replis. Dans les vastes replis, dus a une métaplasie des fibroblastes, des îlots de cartilages peuvent se former.
NB:
g Une bourse séreuse est un sac synovial en dehors d'une articulation . Il sépare le muscle d'un os afin de prévenir la friction.
g Une gaine synoviale est tubulaire ; elle entoure un tendon.

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