CHEBAB. LE TISSU CARTILAGINEUXmedecinedentaire-promo2014-2015-alger.weebly.com/.../0/9/43097903/… · remplacée par du tissu osseux. Le tissu cartilagineux est avasculaire. A la

UNIVERSITE D’ALGER - FACULTE DE MEDECINE – DEPARTEMENT DE MEDECINE ZIANIA CHATEAUNEUF.PREMIERE ANNEE DE MEDECINE ET DE MEDECINE DENTAIRE DE L’ANNEE 2014/2015MODULE D’HISTOLOGIE : LE TISSU CARTILAGINEUX.

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LE TISSU CARTILAGINEUX

1 - GENERALITES.

Le tissu cartilagineux est une forme d’adaptation morphologique etfonctionnelle en vue de la constitution de pièces de soutènement. Il assure unrôle de soutien.

Il est constitué de cellules, de fibres et de substance fondamentale. Lesfibres et la substance fondamentale donnent au cartilage ses propriétés physiquesparticulières résistance et élasticité nécessaire à sa fonction. La matricecartilagineuse est solide et élastique.

Les importantes analogies avec le tissu osseux sont dues essentiellementau fait qu’ils se développent de façon coordonnée et conjointe jusqu'à la puberté.Au cours de l’ossification primaire, la grande majorité du tissu cartilagineux estremplacée par du tissu osseux.

Le tissu cartilagineux est avasculaire. A la surface du cartilage, on observeun tissu conjonctif, appelé périchondre. Ce dernier assure la nutrition et lacroissance du cartilage.

Le tissu cartilagineux constitue la majeure partie du squeletteembryonnaire et fœtal. Chez l’enfant et l’adolescent il persiste entre la diaphyseet les épiphyses des os longs où il constitue le cartilage de conjugaison. Chezl’adulte le cartilage est plus rare.

2 – METHODES D’ETUDE.

L’étude histologique du cartilage nécessite une étape de décalcificationaprès la fixation de la pièce. La decalcification a pour but d’obtenir des coupesde bonne qualité pour l’observation au microscope. Les décalcifiants les pluscouramment utilisés sont l’acide éthylène diamine tétracétique (EDTA) et lespolyacides. Par la suite des étapes d’imprégnation et d’inclusion dans laparaffine son effectuées.

Les colorations histologiques choisies sont adaptées à l’étude du cartilage.Elles permettent d’évaluer au mieux l’aspect et le contenu du tissu, tant auniveau cellulaire qu’a celui de la matrice extracellulaire.Eu exemple de colorant utilisé est l’hématoxyline-éosine-safran (HES). Ellecolore les noyaux en violet, le cytoplasme en rose-rouge et le collagène enjaune-orangé.


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3 - CLASSIFICATION DU TISSU CARTILAGINEUX.

3.1 - LES CELLULES.

Chez l’adulte, le tissu cartilagineux est formé de chondrocytes et dechondroclastes.

3.1.1 - LES CHONDROCYTES.

Les chondrocytes sont des cellules sphériques ou ovoïdes qui envoient defins prolongements très courts dans la matrice extracellulaire avoisinante.Leur diamètre varie entre 10 et 40 um. Le chondrocyte possède un noyau,arrondi, volumineux avec un à plusieurs nucléoles et un cytoplasme basophile.Au microscope électronique chaque cellule offre à voir un cytoplasme riche enréticulum endoplasmique granulaire, en ribosomes libres en formationGolgiennes, en vacuoles de glycogène et en gouttelettes lipidiques. Lamembrane plasmique est irrégulière, elle envoie de courts prolongements dans lamatrice environnante.

Les chondrocytes sont moulés dans les chondroplastes qui sont des cavitésde la matrice. Sur le cartilage vivant, le chondrocyte rempli tout l’espace duchondroplaste. Après fixation et déshydratation, étapes nécessaires pour lapréparation des coupes histologiques, le chondrocyte se rétracte, prend uneforme étoilée et n’occupe qu’une partie de la logette.

Dans le cartilage fœtal les cellules sont généralement isolées, réparties auhasard. Chez l’adulte, les chondrocytes forment des nids cellulaires, descendantsd’une seule cellule, appelés groupes isogéniques.

Les chondrocytes sont responsables de la synthèse des précurseursprotéiques des fibres et de la substance fondamentale cartilagineuse. Ilssynthétisent aussi des cytokines et des facteurs de croissance.

Les chondrocytes peuvent se diviser pour donner d’autre chondrocytes.Ceux-ci peuvent également se différencier à partir des cellules immaturesdérivées des cellules mésenchymateuses, les chondroblastes. Ce sont descapables de synthétiser et d’organiser une matrice extracellulaire cartilagineuse.

3.1.2 - LES CHONDROCLASTES.

Les chondroclastes sont localisés à la surface de la matrice cartilagineuse.Ce sont des cellules géantes multinuclées présentant une membrane plasmique àbordure en brosse à cytoplasme acidophile, riches en lysosomes, possédantl'équipement enzymatique nécessaire à la résorption du tissu cartilagineux etnotamment des métalloprotéases (matrix metalloprotéases : MMP). On appellece phénomène la chondroclasie.


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3.2 - LES FIBRES CARTILAGINEUSES.

Elles sont représentées essentiellement par les fibres de collagène et lesfibres élastiques. Les fibres de collagène sont de type I, II ou IX.

Elles forment un réseau fin dans la substance fondamentale. Les fibrescollagènes ne sont pas visibles à l’état frais. On peut les observer au microscopepolarisant ou les mettre en évidence par des techniques spéciales comme ladigestion de la substance fondamentale par la trypsine. Au microscopeélectronique les fibres de collagène présentent une périodicité de 610 à 640 A°et un diamètre variable de 200 à 600 A°.

Les fibres de collagène sont organisées en paniers, sous la forme dechondrones. De part et d’autres de ces chondrones viennent s’intercaler desfibres inter-territoriales.

3.3 - LA SUBSTANCE FONDAMENTALE.

La substance fondamentale est basophile, homogène et translucide. Elleest riche en eau et en sels minéraux (K+, Na+, Mg+).

La substance fondamentale est constituée des protéoglycanes sulfatés dontles glycosaminoglycanes les plus importants sont la chondroitine sulfate, lekératane sulfate et l’acide hyaluronique. Ce dernier est présent, en quantitébeaucoup moins importante que dans le cas du tissu conjonctif.

Par ailleurs, 75% du poids total de la matrice est représenté par le fluidetissulaire retenu en place par le réseau intrigué consistant principalement auxglycosaminoglycanes sulfatés attachées aux protéines non collagéniques pourformer les protéoglycanes.

La substance fondamentale est basophile en technique ordinaire, elle estmétachromatique au bleu de toluidine et PAS ( acide périodique de Schiff)positive.

4 - CLASSIFICATION DU TISSU CARTILAGINEUX.

4.1 - CARTILAGE HYALIN.

Il est appelé cartilage hyalin (du grec hyalos = glace) ; à cause de sonmatériel blanc perle qui est quelque peu translucide ; cette apparence est due enparticulier à sa substance intercellulaire.

C’est le plus répandu des tissus cartilagineux. Il constitue le modèle, despièces osseuses, chez l’embryon et le fœtus. Il constitue les cartilages deconjugaison, il revêt les surfaces articulaires et constitue à partir de la naissancele cartilage de la trachée, du conduit auditif externe, du nez, intercostaux etc.


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4.1.1 - CARTILAGE HYALIN MATURE.

Les fibres élastiques sont absentes et Les fibres de collagène sontformées, de molécules de tropocollagène de type II.

La substance fondamentale contient essentiellement de l'eau. Cette grandecapacité de rétention de l'eau est liée à la présence abondante deglycosaminoglycanes sulfatés, tel que chondroitine sulfate et kératane sulfate.Les molécules d'acides hyaluronique s’associent à l’eau pour former un maillageà forte capacité d'absorption hydrique. La présence abondante d'eau et deprotéines hydrophiles au sein des tissus cartilagineux est responsable de leurdéformabilité et de leur résistance.

A - exemple du cartilage de conjugaison

Il est localisé au niveau des métaphyses de l’os long. Le cartilage deconjugaison intervient, au cours de l’enfance et de l’adolescence, dans lacroissance des os longs, donc dans la taille du futur adulte. Jusqu’à l’âge adulte,la croissance en longueur des os s’effectue grâce à la prolifération des cartilagesde conjugaison suivie d’une ossification.

B - exemple du cartilage articulaire

Le cartilage articulaire est une couche de matériel ayant un aspect glacé,lisse, rappelant une glace = cartilage hyalin, sous la surface la couche decartilage recouvrant l’extrémité osseuse apparaît comme un matériel blanc perle.

Il est localisé au niveau des articulations mobiles. La face articulaireforme l’interface entre les deux pièces osseuses. Ainsi, les cartilages articulairesassurent la mobilité de l’articulation. La face opposée à l’articulation (ou faceabarticulaire) est enchâssée dans l’os avec une calcification de la MECcartilagineuse située à l’interface osseuse.

Enfin, latéralement, l’articulation est limitée par le tissu synovial.La disposition des chondrocytes dans ce type de cartilage est particulière.

Les cellules superficielles (au voisinage de l’articulation) sont aplaties; lescellules profondes sont plus arrondies.Les cartilages articulaires empêchent, avec le liquide synovial, le frottement dessurfaces osseuses.

Le cartilage articulaire doit être rigide mais aussi déformable pour assurerune répartition harmonieuse des pressions qui s’exercent sur l’articulation.

Dépourvus de périchondre, les cartilages articulaires se nourrissentessentiellement à partir du liquide synovial.


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4.1.2 - CARTILAGE HYALIN IMMATURE.

Il est observé au niveau des cartilages de croissance. Chez le fœtus, les ossont exclusivement constitués de tissu cartilagineux hyalin immature. La matricede ce tissu est différente de la matrice du cartilage hyalin mature. En particulier,on observe la présence de collagène de type IX.

4.2 - FIBRO-CARTILAGE.

Il se localise dans les endroits nécessitant à la fois rigidité et granderésistance tels que les disques intervertébraux, la symphyse pubienne et lesménisques articulaires etc. Ces derniers sont des zones de contrainte mécanique.Le fibrocartilage est particulièrement apte à résister de très fortes pressions, touten gardant une certaine souplesse.

Le fibrocartilage diffère du cartilage hyalin par la présence abondante defibres de collagène, épaisses, de type I. Ces fibres forment des faisceauxorientés détectables en microscopie optique après coloration au trichrome deMasson.

4.3 - CARTILAGE ELASTIQUE.

Le cartilage élastique est caractérisé par l'abondance de fibres élastiques.Ces fibres sont entrecroisées et forment un réseau tridimensionnel dense, dansles mailles desquelles sont logés de nombreux chondrocytes.

Le cartilage élastique s’observe au niveau des zones nécessitant unegrande flexibilité, tels que le conduit auditif externe, l’épiglotte, la tromped’eustache et certains cartilages du larynx. Les faisceaux de fibres élastiques luipermettent de reprendre sa forme après une déformation passagère.

5 - LE PERICHONDRE.

Le périchondre est une gaine de tissu conjonctif qui entoure le cartilage,sauf au niveau des surfaces articulaires. Il est formé de deux couches :- Une couche externe tendiniforme (c’est une couche nourricière). Elle présentede nombreuses fibres de collagène, des fibroblastes et une importantevascularisation.- Une couche interne chondrogéne cellulaire. Elle est formée par des fibres descharpey. Ces dernières sont des fibres collagènes arciformes, servant de pointsd’ancrage, pénétrant dans le tissu cartilagineux. On y observe aussi des cellulesmésenchymateuses qui sont à l’origine des chondroblastes dont ladifférenciation donne des chondrocytes. Le cartilage formé à partir deschondroblastes du périchondre est apposé à la surface du cartilage préexistant eten augmente l’épaisseur.


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6 - HISTOPHYSIOLOGIE DU CARTILAGE

6. 1 - CROISSANCE DU CARTILAGE.

La croissance du cartilage s’effectue selon une double modalité :- La croissance appositionnelle s’opère par la différenciation de cellulesmésenchymateuses, localisées dans la couche chondrogéne du périchondre,capables de se différencier en chondroblastes puis en chondrocytes. Lacroissance appositionnelle est une croissance en épaisseur qui s’effectue parapposition de couches successives de substance cartilagineuse à la surface de lapièce cartilagineuse.

- La croissance dite interstitielle s’effectue par mitoses successives deschondrocytes eux-mêmes. Dans ce cas, les cellules filles d’un même clonecellulaire se disposent soit de manière rectiligne formant des groupes isogéniqueaxiaux soit de manière circulaire, formant des groupes isogéniques coronaires.Ces différentes dispositions permettent la croissance axiale ou circonférentielledu cartilage. La croissance interstitielle est observée chez le fœtus maiségalement au cours de la croissance osseuse post-natale des os long. En effetjusqu'à la puberté, la métaphyse des os longs renferme un cartilage de croissancenommé cartilage de conjugaison et qui participe à la croissance osseuse.

6.2 - NUTRITION DU CARTILAGE.

Le cartilage est un tissu avasculaire et ne comporte pas de capillairesuppléant à son oxygénation et à sa nutrition. La remarquable grande quantité deliquide présente dans la matrice du cartilage permet la diffusion des gaz, dessubstances nutritives et le rejet des déchets, la circulation se fait en 2 sens ; dansles capillaires se trouvant à l’extérieur des pièces cartilagineuses et les lacunesqui se trouvent dans la matrice.

Un autre point très important, le mécanisme de diffusion de la matrice estbloqué, lorsque la matrice devient calcifiée. La calcification de la matriceentraine la mort des chondrocytes.

La nutrition du cartilage se fait soit à partir des capillaires sanguins de lacouche externe du périchondre, soit grâce au liquide synovial pour les cartilagesarticulaires

6.3 – VIEILLISSEMENT DU CARTILAGE

Lors du vieillissement du cartilage on observe une augmentation ducontenu en fibres conjonctives comme dans les phénomènes de réparation, maisce processus conduit au ramollissement de la matrice.

Le cartilage vieillissant peut également se calcifier par les dépôts dephosphate de calcium et de carbonate de calcium dans la matrice. Cette


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calcification qui précède la transformation du calcium en os ; empêche lanutrition des chondrocytes et entraine leur mort.

6.4 - RENOUVELLEMENT DU CARTILAGE.

Les capacités de régénération du cartilage sont faibles. Classiquement, lescellules cartilagineuses ne se multiplient pas chez l'adulte. Le nombre deschondrocytes diminue très lentement au cours de la vie.

Actuellement des chercheurs étudient diverses approches visant à réparerou même à régénérer le cartilage comme dans le cas de l’arthrose.

7- PATHOLOGIE DU CARTILAGE

Syndrome campomelie dystrophique :.

C’est une mutation dans le gène SOX9 dans la région de détermination dusexe sur le chromosome Y. Cela conduit à une absence de différenciation desprécurseurs de chondroblastes en chondrocytes.Les symptômes : tibia et fémur courbés dans la zone ventrale, sexes non-déterminé.

Chondrome :

Il s’agit de néoplasies.Les symptômes : tumeur cartilagineuse bénigne des cartilages ou parfois aussides os ou d'autres tissus avec tendance à un ramollissement central.


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1 - Histogenèse du cartilage.1.1 - Pré-cartilage, 1.2 - Cartilage embryonnaire, 1.3 - Cartilage fœtal,1.4 - Cartilage adulte.2 - Ultrastructure du chondrocyte.Vacuole lipidique, nucléole, noyau, REG, appareil de Golgi, mitochondrie etGlycogène.3 - Localisation du chondrocyte.Matrice cartilagineuse, membrane plasmique et chondroplaste.4 - Ultra structure du chondroclaste.Noyaux (multiple), lysosomes, bordure en brosse et matrice cartilagineuse.5 - Organisation des fibres de collagèneChondrome, fibres de collagène interterritoriales et chondrocyte.6 - Les proteoglycanes de la matrice extracellulaire.7 - Structure du périchondre

1 - couche externe tendiniforme,2 - couche interne chondrogéne cellulaire,3 - périchondre,4 - tissu cartilagineux.

Cellule mésenchymateuse, fibroblaste, fibre collagène, vaisseau sanguin,chondroblaste, fibre de scharpey, chondrocyte et matrice cartilagineuse.8 - Cartilage hyalin.9 - Localisation du cartilage hyalin.Cartilage du nez, cartilage de la trachée, cartilages intercostaux et cartilagearticulaire.10 - Fibrocartilage.11 - Localisation du fibrocartilage.Disques intervertébraux, symphyse pubienne, ménisque du genou et insertion dutalon d’Achille.12 - Cartilage élastique.13 - Localisation du cartilage élastique.Trompes d’eustache, conduit auditif, épiglotte et certains cartilages du larynx.14 - Croissance interstitielle.A - Groupe isogénique axial.B - Groupe isogénique coronaire.15 - Nutrition du cartilage.151 - Nutrition du cartilage par diffusion à partir des capillaires sanguins dupérichondre.Fibres de collagène, fibroblaste, capillaire sanguin, chondrocyte, périchondre etcartilage.152 - Nutrition des cartilages articulaires par diffusion à partir du liquidesynovial.Cartilages articulaires, épiphyse, membrane synoviale, liquide synovial etépiphyse.


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Cartilage hyalin avec des groupes isogéniques entourés d’une matriceextracellulaire très basophile. Les chondrocytes avec cette matrice formentensemble des chondrones.Coloration : bleu de toluidine

Le cartilage élastique est riche en fibres élastiques. Ces fibres sont entrecroiséeset forment un réseau tridimensionnel dense, dans les mailles desquelles sontlogés de nombreux chondrocytes.Coloration : resorcine-fuchsine


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Le cartilage fibreux est riche en fibres de collagènes. Entre les fibres, orientées,se localisent des chondrocytes.Coloration : Azan.

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