L'os contient un nombre relativement faible de cellules enracinées dans une matrice de fibres de collagène qui fournissent une surface permettant aux cristaux de sel inorganique d'adhérer. Ces cristaux de sel se forment lorsque le phosphate de calcium et le carbonate de calcium se combinent pour créer l'hydroxyapatite, qui incorpore d'autres sels inorganiques comme l'hydroxyde de magnésium, le fluorure et le sulfate lorsqu'elle cristallise, ou se calcifie, sur les fibres de collagène. Les cristaux d'hydroxyapatite confèrent aux os leur dureté et leur résistance, tandis que les fibres de collagène leur confèrent une certaine souplesse afin qu'ils ne soient pas fragiles.

Bien que les cellules osseuses ne représentent qu'une petite partie du volume osseux, elles sont essentielles à la fonction des os. On trouve quatre types de cellules dans le tissu osseux : les ostéoblastes, les ostéocytes, les cellules ostéogéniques et les ostéoclastes.

Cellules osseuses Quatre types de cellules se trouvent dans le tissu osseux. Les cellules ostéogéniques sont indifférenciées et se développent en ostéoblastes. Lorsque les ostéoblastes sont piégés dans la matrice calcifiée, leur structure et leur fonction changent et ils deviennent des ostéocytes. Les ostéoclastes se développent à partir de monocytes et de macrophages et diffèrent des autres cellules osseuses par leur aspect.

L'ostéoblaste est la cellule osseuse responsable de la formation de nouvel os et se trouve dans les parties de l'os en croissance, y compris le périoste et l'endostème. Les ostéoblastes, qui ne se divisent pas, synthétisent et sécrètent la matrice de collagène et les sels de calcium. Lorsque la matrice sécrétée entourant l'ostéoblaste se calcifie, l'ostéoblaste y est piégé ; il change alors de structure et devient un ostéocyte, la cellule primaire de l'os mature et le type de cellule osseuse le plus courant. Chaque ostéocyte est situé dans un espace appelé lacune et est entouré de tissu osseux. Les ostéocytes maintiennent la concentration minérale de la matrice par la sécrétion d'enzymes. Comme les ostéoblastes, les ostéocytes manquent d'activité mitotique. Ils peuvent communiquer entre eux et recevoir des nutriments par le biais de longs processus cytoplasmiques qui s'étendent à travers les canalicules (singulier = canalicule), canaux situés dans la matrice osseuse.

Si les ostéoblastes et les ostéocytes sont incapables de mitose, comment se reconstituent-ils lorsque les vieux meurent ? La réponse réside dans les propriétés d'une troisième catégorie de cellules osseuses, les cellules ostéogéniques. Ces cellules ostéogéniques sont indifférenciées, avec une forte activité mitotique, et ce sont les seules cellules osseuses qui se divisent. Les cellules ostéogéniques immatures se trouvent dans les couches profondes du périoste et de la moelle. Elles se différencient et se développent en ostéoblastes.

La nature dynamique de l'os signifie que de nouveaux tissus sont constamment formés et que les os anciens, blessés ou inutiles sont dissous pour être réparés ou pour libérer du calcium. La cellule responsable de la résorption, ou de la dégradation, de l'os est l'ostéoclaste. On les trouve à la surface des os, ils sont multinucléés et proviennent de monocytes et de macrophages, deux types de globules blancs, et non de cellules ostéogènes. Les ostéoclastes décomposent continuellement le vieil os tandis que les ostéoblastes forment continuellement du nouvel os. L'équilibre permanent entre les ostéoblastes et les ostéoclastes est responsable du remodelage constant mais subtil de l'os. Le tableau 6.3 passe en revue les cellules osseuses, leurs fonctions et leurs emplacements.

Cellules osseuses

Os compact et spongieux

Les différences entre l'os compact et l'os spongieux sont mieux explorées par leur histologie. La plupart des os contiennent du tissu osseux compact et spongieux, mais leur répartition et leur concentration varient en fonction de la fonction globale de l'os. L'os compact est dense, ce qui lui permet de résister aux forces de compression, tandis que l'os spongieux (spongieux) présente des espaces ouverts et supporte les variations de la répartition du poids.

Os compact

L'os compact est le plus dense et le plus solide des deux types de tissu osseux. On le trouve sous le périoste et dans les diaphyses des os longs, où il apporte soutien et protection.

Diagramme de l'os compact (a) Cette vue en coupe de l'os compact montre l'unité structurelle de base, l'ostéon. (b) Sur cette micrographie de l'ostéon, on peut voir clairement les lamelles concentriques et les canaux centraux. LM × 40. (Micrographie fournie par les Régents de la faculté de médecine de l'Université du Michigan © 2012)

L'unité structurelle microscopique de l'os compact est appelée ostéon, ou système haversien. Chaque ostéon est composé d'anneaux concentriques de matrice calcifiée appelés lamelles (singulier = lamelle). Au centre de chaque ostéon se trouve le canal central, ou canal de Havers, qui contient les vaisseaux sanguins, les nerfs et les vaisseaux lymphatiques. Ces vaisseaux et nerfs se ramifient à angle droit à travers un canal perforant, également appelé canal de Volkmann, pour s'étendre au périoste et à l'endostème.

Les ostéocytes sont situés à l'intérieur d'espaces appelés lacunes (singulier = lacune), que l'on trouve aux limites des lamelles adjacentes. Comme décrit précédemment, les canalicules se connectent aux canalicules des autres lacunes et éventuellement au canal central. Ce système permet de transporter les nutriments vers les ostéocytes et d'en retirer les déchets.

Os spongieux

Comme l'os compact, l'os spongieux, également appelé os spongieux, contient des ostéocytes logés dans des lacunes, mais ils ne sont pas disposés en cercles concentriques. Les lacunes et les ostéocytes se trouvent plutôt dans un réseau de pointes matricielles en forme de treillis appelé trabécules (singulier = trabécules). Les travées peuvent sembler être un réseau aléatoire, mais chaque travée se forme le long des lignes de contrainte pour donner de la résistance à l'os. Les espaces du réseau trabéculaire assurent l'équilibre de l'os compact, dense et lourd, en rendant les os plus légers afin que les muscles puissent les déplacer plus facilement. En outre, les espaces de certains os spongieux contiennent de la moelle rouge, protégée par les travées, où se produit l'hématopoïèse.

Diagramme de l'os spongieux L'os spongieux est composé de travées qui contiennent les ostéocytes. La moelle rouge remplit les espaces de certains os