ANATOMIE GÉNÉRALE
3 I Les lymphatiques de l'os
li existe à la surface des os un réseau lympathique
périosté.
4 I Les nerfs de l'os
À l'exception des osselets de 1' ouïe, tous les os possèdent
des nerfs.
Les nerfs sont soit satellites des artères (exemple : nerf
diaphysaire), soit isolés (exemple: nerfs du périoste).
Ils sont vaso-moteurs et sensitifs, mais aussi réguJateurs
de l'hématopoïèse.
Les affections traumatiques ou pathologiques des
os peuvent être très douloureuses.
G 1 ANATOMIE FONCTIONNELLE
L'osprésenteunestructure allianc la légèreté à la rigidité,
à la résistance et à l'élasticité.
1 I Les structures fonctionnelles de l'os
L'os est constitué de cellules anastomosées isolées dans
la matrice osseuse. Cette matrice est formée d 'une substance fondamentaleamorphe, dans laquelle sont noyées
des fibres collagènes et élastiques disposées en cordons
plus ou moins gros.
La substance fondamentale est essenciellement constituée de mucoprotéines 10 imprégnées de sels minéraux.
Ceux-ci se présentent sous forme de cristaux d'hydroxyapatite [CA10 (P04) 6 (0 H)
2) qui mesurent 20 à
40 nm 21 de longueur et 3 à 6 nm de largeur. La part
relative des substances organiques (0) et minérales (M )
varie au cours de la vie:
MIO = 1 chez l'enfant; 4 chez l'adulte et 7 chez le sujet
âgé.
t
c D
28
L'ostéodensitométrie est une technique de détermination du contenu minéral osseux. Elle vise a
dépister à un stade précoce l'ostéoporose, en particulier chez la femme ménopausée.
2 I L'os, organe mécanique
• Du point de vue statique, l'os assure le soutien du
corps et la protection de certaines viscères. F.xemple: le cerveau par le crâne.
• Du point de vue dynamique, l'os représente le bras
de levier de transmjssion des forces musculaires au
cours du mouvement.
a) Les contraintes (fig. 2.14)
L'os est soumis en permanence à de nombreuses
contraintes, compressions, tensions, cisaillements, torsion et flexion. De nombreuses techniques mettent en
évidenceccscontrajntes,en particulier: la photo-stress
utilisant l'analyse spectrale en lumière polarisée, les
jauges électriques ...
La force nécessaire à la fracture d'un os est comparable
à celle du fer. Ainsi la force de tension permettant la
fracture d'un os est d'environ 1 000 kg/cm2, soit une
valeur légèrement inférieure à celle du fer.
La résistance aux forces de compression est environ
deux fois plus grande que la résistance à la tension.
L'organisation structurale est adaptée po11r assurer une
efficacité mécanique maximale avec un minimum de
matériaux.
20. Mucopolys.1ccharides ~t protéines.
21. Nm (nanomètre)= 10-9 mètre.
E
flG. 2.14. Les contraintes
subies par les os
A. compression
B. tension
C. cisaillements
O. torsion
E. flexion
Cependant l'os peut se rompre sous l'effet de
contraintes importantes (fractures de surcharge)
ou sous l'effet d'une sommation de contrainte
(fracture de contrainte ou de fatigue). Ces fractures de contrainte intéressent surtout les membres
inférieurs.
b) Adaptation biomécanique de la matrice osse11se
L'os est un matériau composite: fibres de collagène et
cristaux d'hydroxyapatite. Ce sont des matériaux de
propriétés mécaniques différentes et l'os peut être comparé à un béton armé précontraint (Knèse).
• Les fibres collagènes confèrent au tissu osseux ses
propriétés d'élasticité, telles les barres de fer d u
béton; d'où sa résistance aux efforts de tension et de
flexion.
La diminution relative de cette substance organique avec l'âge explique l'augmentation de la fragilité de l'os du vieillard aux contraintes de flexion
et de cisaiUement.
• Les cristaux minéraux, tel le ciment, lui donnent ses
qualités de rigid ité: d'où une résistance à la
compression.
• La préco11tminte naîtrait de la croissance plus rapide
des cristaux d 'hydroxyapatite qui entrainent la traction et la tension des fibrilles de collagène.
D'où l'existence d 'une pression intra-osseuse dans certains os, supérieure à la pression atmosphérique.
Cette pression intra-osseusecontribue à annihiler cette
contrainte atmosphériq ue permanente. Ainsi, chez
l'adulte, cette pression est enviro n :
• dans les os plats, inférieure à 10 mm Hg;
• dans le tibia, de 16 mmHg dans la diaphyse, et de
27 mm Hg dans la métaphyse.
c) Adaptatio11 bioméca11ique de l'os compact
• Rôle mécanique des lamelles osseuses
Les contraintes de compression ou de flexion s'épuisent tangentiellement dans !'interphase séparant les
lamelles, comme un matériau polyphasique (exemple: plaque de contreplaqué) (fig. 2.15).
• Rôle mécanique des ostéons (fig. 2. 16 et 2.17)
- Considérés dans leur ensemble, les ostéons sont
accolés et orientés parallèlement à la diaphyse: d'où
un aspect de strncture fibrillaire comparable à un
matériau polyfibrillaire; ceci accroît la résistance
de l'os à la flexion, telle une tige en fibres de verre.
SYSTÈME SQUELETIIQUE Il
- Les fibres collagènes des ostéons sont obliques et
d'orientation opposée d 'une lamelle à une autre;
ceci accroît la résistance de l'os aux contraintes de
cisaillement.
d) Adaptation biomécanique de l'os spo11gieux
L'os spongieux est constitué de trabécules formées de
lamelles osseuses accolées (matériau polyphasique).
Ces trabécules osseuses résistantes aux contraintes de
flexion, de traction et de compression, s'appuient sur
l'os compact, auquel elles transmettent les forces.
• Au niveau des épiphyses, elles sont en arcs-boutants
selon une architecture souvent ogivale qui répartit
harmon ieusement les forces. D'où l'adaptation aux
contraintes de compression très importantes d e
l'épiphyse fémo rale proximale en particulier.
• Au niveau des os plats, la force d'impact de la table
externe est transmise par le diploé à la table interne.
Les trabéculcs du diploé réduisent les contraintes en
les d iffusant sur une surface plus large. Les lésions
de la table interne peuvent donc être plus importantes que celle de la table externe.
e) Rôle du ca11al médullaire
Le canal médullaire permet de reporter en périphérie
les contraintes et augmente ainsi la résistance de l'os
en flexion.
2
l.21..
FIG. 2.15. Rupture d'un matériau po\yphasique
1. phases du matériau
2. interphases
3. contraintes de flexion :
elles se réduisent au fur et
A mesure qu'elles s'épuisent
dans les interphases (4)
5. rupture
29
3
ANATOMIE GÉNÉRALE
FIG. 2.16. Coupe frontale de l'extrémité pretximale du fémur :
structure
1. cartilage articulaire 3. subslanc•e compacte
2. substance spongieuse 4. cavité médullaire
FIG. 2 17. Orientation longitudinale des ostéons (A)
30
f) Rôle des muscles
L'amplitude de la force muscuJaire exercée el sa direction influencent l'architecture du tissu osseux. La traction tendineuse est le meilleur stimulant de l'activité
ostéoblastique.
Ainsi, chez le coureur de marathon, la densité
minéraleosseuseestélevée,en particulier au niveau
du calcanéus et du rachis lombaire. D'où aussi
l'importance de l'activité physique chez le sujet
âgé.
Par leur tonicité, les muscles contigus forment avec l'os
un système de« poutre composite» dont la résistance
est supérieure à celle de l'os isolé (Rabischong).
g) Absence de contrainte
Au cours de l'immobilisation totale (paraplégie), ou en
apesanteur (astronautes), la perte osseuse se fait aux
dépens de l'os spongieux au début. L'os compact n'est
touché que dans un deuxième temps.
L'ostéoporose du paraplégique est plus importante
en raison de l'absence des contraintes musculaires.
3 I L'os, organe métabolique
L'os est une réserve d'éléments minéraux (99 o/o du
calcium de l'organisme). L'importance des échanges
minéraux s'explique par l'étendue de la surface des
cristaux d'hydroxyapatite (1500 à 5 000 m2 pour un
homme de 70 kg). Tl faut y ajouter les 8 m2 du périoste
et de l'endoste. La régulation de cette fonction est assurée par des hormones (parathormone, hormones thyroïdiennes,œstrogène ... ),desvitamines (vitamine D),
du fluor ...
4 I L'os, organe hématopoïétique
Les canaux médullaires et les espaces intertrabéculaires
sont remplis de moelle osseuse, rouge ou jaune.
• La moelle rouge, lieu de formation des cellules
sanguines, siège dans tous les os du fœtus et dans
l'os spongieux de l'adulte.
• La moelle jaune, localisée dans les diaphyses au
début, s'étend avec l'âge par îlots.
Il Système articulaire _____ _
Constitué des articulations, ce système est l'élément privilégié du mouvement. Une articulation
est le moyen d'union entre plusieurs pièces du squelette entre elles, ou entre une dent et un os.
En raison de leur rôle important en biomécanique, leur atteinte pathologique (arthrite, arthrose)
et traumatique (luxation, entorse) peut compromettre les postures et les mouvements. !.'.étude
des articulations est l'arthrologie.
, ' ORGANOC;ENESE
Toutes les articulations dérivent du mésenchyme. La
première trace articulaire des membres apparaît dès la
S< ~emaine du développement.
Le mésenchyme des articulations primitives se transforme:
• soit en tissu fibreux, pour les articulations fibreuses;
• soit en tissu cartilagineux, pour les articulations
cartilagineuses;
• soit en une cavité synoviale, pour les articulations
synoviales (fig. 3.1).
E __ ___.I 7 8 3
;/ ~ 1 )1( d 1
5 6 5
A
FIG. 3.1. Organogénèse des articulations
A. art. fibreuse
B. art. cartilagineuse
C. art. synoviale
1. mesenchyme
2. tissu fibreux
3. point d'ossification primaire
4. art. primitive fibreuse
5. périoste
1
'
"/
B
6. lig. interosseux
7. tissu cartilagineux
8. art. primitive mésenchymateuse
9. cartilage articulaire
JO. fibrocartilage
11. cavité synoviale
12. capsule articulaire
maine du développement.
Le mésenchyme des articulations primitives se transforme:
• soit en tissu fibreux, pour les articulations fibreuses;
• soit en tissu cartilagineux, pour les articulations
cartilagineuses;
• soit en une cavité synoviale, pour les articulations
synoviales (fig. 3.1).
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A
FIG. 3.1. Organogénèse des articulations
A. art. fibreuse
B. art. cartilagineuse
C. art. synoviale
1. mesenchyme
2. tissu fibreux
3. point d'ossification primaire
4. art. primitive fibreuse
5. périoste
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B
6. lig. interosseux
7. tissu cartilagineux
8. art. primitive mésenchymateuse
9. cartilage articulaire
JO. fibrocartilage
11. cavité synoviale
12. capsule articulaire
\ · Il 12 5
1
31
ANATOMIE GÉNÉRALE
CLASSIFICATION
Les arciculations simples mettent en présence deux
éléments et les articulations composées unissent plus
de deux éléments.
A 1 ARTICULATIONS FIBREUSES
L'interzone articulaire des articulations fibreuses est
occupée par du tissu fibretLx. Ce sont des articulations
sa11s mobilité et sa11s cartilage articulaire.
1 I La syndesmose (fig. 3.2)
Elle unit, chez l'adu lte, des os par du tissu fibreux.
Exemple: l'articulation tibio-fibulaire distale.
FIG. 3.2. Syndesmose tibio-fibulaire (coupe frontale)
1. ligament interosseUJt
2. prolongemenl de la membrane synoviale de l'art. talo·crurale
2 I La suture (fig. 3.3)
Le tissu fibreux qui unissait initialement les os, ouprés11t11re,se réduit puis s'ossifie. Exemple: les articulations
de la calvaria.
Les présutures des os de la calvaria permettent le
modelage du crâne au cours de l'accouchement.
On distingue:
• la suture dentelée, avec des surfaces articulaires en
dents de scie qui s'engrènent;
• la suture squameuse, avec des surfaces articulaires,
taillées en biseau;
• la suture pla11e, avec des surfaces articulaires, planes
et régulières;
• cr la schyndilèse, qui met en présence une crête s'encastrant dans une rainure (fig. 3.4).
32
FIG. l 3. SutUJes
1. périoste
2. suture plane
3. sulure squameuse
4. sulure dentelée
S. dure-mère
2
s --·
FIG. 3.4. Sthyndilêse (A) (coupe frontale du corps du sphénoïde
et de ses articulations)
1. foramen rond 6. canal palato·vaginal
2. processus clinoïde anL 7. lame verticale du palatin
3. canal optique 8. vomer
4. sinus sphénoïdal 9. processus pterygo1de
5. canal voméro-vaginal 10. processus vaginal
3 I La gomphose (fig. 3.5)
Elle unit une dent à une alvéole dentaire par du tissu
fibreux, le périodontc d'insertion.
_ ______________ sv_s_T_ÈM_E ARTICULAIRE Il
FIG. 3.5. Gomphose (coupe vestibulo-linguale schématique
d'une incisive)
1. périodonte el lig. périodontal
2. émail
3. dentine
4. gencive
S. Uvile coronale
6. os alvéolaire
7. canal dentaire
8. apex dentaire
B 1 ARTICULATIONS CARTILAGINEUSES
L'interw ne articulaire des articulai ions cari ilagineuses
est occupée par du tissu cartilagineux. Ce sont des articulations à mobilité réduite possédant un cartilage
articulaire mais dépourvues de cavité articulaire.
3
[ l
FIG. 5. Synchondrose
1. cartilage hyalin
2. os 3. périoste
1 1 La synchondrose (jig. 3.6)
Ce sont des articulations souvent transitoires dont
l'inter1011e articulaire est constituée par du cnrtilnge
'1;1nli11.
Exc111ple: les articulations de la base du crâne, l'articulation diaphyso-épiphysaire.
2 1 La symphyse (fig. 3.7)
L'interzone articulaire de la symphyse est formée d'un
fibro-cnrtilngc.
Exemple: l'articulation des corps vertébraux.
2
FIG. 3 7 Symphyse
1. périoste
2. 05
3 4
1 1
3. cartilage hyalin
4. fibro-cartilage
C 1 ARTICULATIONS SYNOVIALES
1 1 Caractères
• Elles présentent : des s111faces nrticulnires de fo rme
variable et encroûtées de cartilage hyalin, une cavité
nrtirnlnire, et u11e capsule articulaire constituée de
deux membranes, fibreuse el synoviale.
• Elles sont particulièrement mobiles (fig. 3.8).
FIG. 3 8. Articulation synoviale
1. périoste 4. surface articulaire
2. membrane fibreuse 5. cavite articulaire
de la capsule articulaire 6. métaphY5e
3. membrane synoviale
de la upsule articulaire
33
ANATOMIE GÉNÉRALE
2 1 Classification
Elle est fonction de la morphologie des surfaces articulaires en présence. Il existe une corrélation entre la
forme et le nombre de mouvements.
a) L'articulation sphéroïde (ou cotyloïdienne,
ou énarthrose) (fig. 3.9)
Elle oppose deux segments de sphère, plein et creux.
Elle présente trois axes principaux de mouvement.
Exemple: l'articulation scapulo-humérale.
b) L'articulation ellipsoïde (ou condylaire)
(fig. 3.10)
Elle oppose deux surfaces articulaires, concave et
convexe, taillées dans deux ellipsoïdes. Elle possède
deux axes principaux de mouvement.
Exemple: l'articulation radio-carpienne.
c) L'articulation en selle (ou par emboîtement
réciproque) (fig. 3.11)
Elle oppose deux surfaces dont l'une est concave dans
un sens et convexe dans l'autre sens (comme une selle)
et l'autre surface, inversement conformée (assise du
cavalier). Elle présente deux axes principaux de mouvements.
Exemple: l'articulation carpo-métacarpienne du
pouce.
..._
--
(
FIG. 3.9. Articulation sphéroïde
34
1 FIG. 3.10. Articulation ellipsoïde
d) La ging1yme 1 (fig. 3.12)
Les surfaces articulaires en présence forment une charnière.
La surface articulaire est soit cylindrique, soit en sablier
(ginglyme hyperboloïde), soit convexe, en tonneau
(ginglyrne paraboloïde).
FIG. 3.11. Articulation en selle
1. Ancien. : art. trochl enn~.
FIG. 3.12. Ging\yme
A. cylindrique B. hyperboloïde
Elle possède un axe de mouvement.
Exemple: l'articulation huméro-ulnaire.
e) L'articulation trochoïde (fig. 3.13)
B
Elle met en présence deux segments de cylindre, creux
et plein.
Elle possède un axe de mouvement.
Exemple: l'articulation radio-ulnaire.
f) L'articulation plane 2
Elle oppose deux surfaces planes. En fait ces surfaces
sont rarement véritablement planes, mais légèrement
convexes, aussi présentent-elles une infinité d'axes.
Mais l'amplitude de ses mouvements est réduite.
g) L'articulation bicondylaire
Elle oppose deux paires de condyles, la première généralement très convexe, et la seconde presque plane.
Articulation complexe, elle possède un axe principal
de mouvement et souvent deux axes accessoires.
Exemple: l'articulation du genou.
c
J
c
C. paraboloïde
FIG. 3.13. Articulation trochoïde
2. Ancien. : arthrodie.
STRUCTURES ARTICULAIRIES
A 1 STRUCTURE DE PROTECTION
Elle est représentée par la capsule articulaire qui
en forme la cavité articulaire.
Elle est constituée d'une membrane fibreuse et d'une
membrane synoviale.
1 1 La 1membrane fibreuse de la capsule
C'est un manchon fibreux très résistant et peu élastique; c'est un prolongement du périoste.
• Elle s'insère d'autant plus loin du cartilage articulaire que l'articulation est plus mobile. Parfois quelques fibres récurrentes rejoignent les surfaces arti35
ANATOMIE GÉNÉRALE
culaires: ce sont les freins capsulaires (ou frenula
capsulae).
• Ses fibres ont une orientation différente selon les
articulations: longitudinales, circulaires ou arciformes.
• Elle assure la protection mécanique de l'articulation.
2 1 La membrane synoviale de la capsule
C'est une membrane conjonctive mince et transparente
qui adhère à la face profonde de la membrane
fibreuse.
• Elle recouvre les parties osseuses, les tendons et les
ligaments intracapsulaires.
• Elle forme parfois des replis au niveau des culs-desacs: les plis synoviaux.
• Elle sécrète un liquide, la synovie. Elle est bien vascularisée et riche en cellules histiocytaires.
• Elle assure la défense de l'articulation contre les
germes. Elle entretient les tissus articulaires.
Après synovectomie, la membrane synoviale se
reconstitue en quelques mois. Les arthrites sont
dues à une inflammation de la membrane synoviale.
B 1 STRUCTURES D'AMORTISSEMENT
DES PRESSIONS
Ce sont des structures dont le rôle essentiel est de
réduire, d'amortir et de répartir les contraintes de pressions s'exerçant sur les articulations.
1 1 Le cartilage articulaire
C'est un cartilage hynli11, qui protège les surfaces articulaires contre l'usure.
Il constitue une résistance aux contraintes de pression,
grâce à l'eau séquestrée dans sa matrice extra cellulaire,
tel un coussin en plastique plein d'eau.
• Son étendue est directement fonction de l'amplitude du mouvement. Son épaisseur est proportionnelle à la pression subie par unité de surface. Elle est
pour une même pression en raison inverse de l'étendue des surfaces qui la supportent.
• Il est déformable dans tous les sens et peut perdre
50 % de son épaisseur sous pression. 11 augmente
d'épaisseur rapidement sous l'effet de la mobilisation dynamique répétée.
36
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