4 Le remodelage osseux

4-1 Définition :

Que ce soit dans l'os compact ou trabéculaire le tissu osseux est en constant renouvellement que l'on appelle remodelage. L'observation du tissu osseux a amené à la conception d'unité fonctionnelle de remodelage qui est constituée de deux équipes de cellules comprenant un sous groupe ostéoclastique et un sous groupe ostéoblastique dont les activités métaboliques sont étroitement couplées dans l'espace et dans le temps. Le résultat du travail d'une unité fonctionnelle de remodelage(résorption puis formation) est une unité structurale appelée ostéon. L'ostéon est cylindrique dans l'os compact (Figure 17b) et a l'aspect d'un croissant dans l'os trabéculaire (Figure 18b). Ils sont très bien visualisés en lumière polarisée. La durée de ce cycle de remodelage dure environ 4 mois chez l'adulte, la phase de formation étant plus longue que celle de la résorption. Les unités de remodelage ne sont pas synchrônes ce qui permet d'adapter la quantité et l'architecture de l'os, en fonction de facteurs systémiques (PTH, Vit. D) ou locaux. L'os est ainsi formé de millions d'unités fonctionnelles de remodelage.(Figure 20 remodelage: microscopie optique).

4-2 Phase d'activation (Figure 21 remodelage 1).

Le long de la surface osseuse inactive d'une travée, recouverte de cellules bordantes, surviennent les précurseurs mononucléés des ostéoclastes ou préostéoclastes.

4-3 Phase de résorption

(Figure 2 2 : ostéoclaste : fonction,  Figure 23b : ostéoclaste microscopie optique, Figure 24b : lacune en microscopie à Balayage).

Les cellules ostéoclastiques maintenant différenciées résorbent l'os ancien et forment la lacune. Cette phase débute par l'adhésion de l'ostéoclaste à la surface osseuse au niveau de la zone claire  avec constitution d'une zone de scellement conduisant à la polarisation de la cellule et constitution de la membrane plissée. La zone claire délimite ainsi l'espace de résorption où le pH est bas. Cette acidité du milieu du compartiment sous ostéoclastique est entretenue par des pompes à protons spécifiques de l'ostéoclaste qui expulsent les ions H+. Cette acidité ainsi obtenue favorise la dissolution du cristal d'hydroxyapatite libérant des minéraux (calcium et phosphore) et permettant la mise à nu de la matrice organique et l'activation des enzymes protéolytiques (collagénase et cathepsine). L'ostéoclaste déverse par le biais de la fusion des lysosomes avec la membrane plissée des enzymes protéolytiques. Celà conduit à la destruction de la matrice organique libérant des produits de dégradation du collagène qui passeront dans la circulation sanguine et dont le dosage dans les urines est un marqueur d'activité ostéoclastique. Une partie des produits de dégradation de la matrice sont internalisés par l'ostéoclaste par des phénomènes d'endocytose pour être ensuite métabolisés ou relargués par la partie basolatérale de la membrane (transcytose). Quand les ostéoclastes ont achevé une lacune ils meurent par apoptose.

4-4 Phase d'inversion ou de réversion

Elle correspond au remplacement des ostéoclastes par des cellules mononuclées de type macrophagiques qui vont lisser le fond de la lacune.

4-5 Phase de formation. (Figure 25 : Remodelage osseux 2).

Elle est caractérisée par le recrutement des ostéoblastes au fond de la lacune. Ce fond est appelé ligne cémentante très bien visualisée en lumière polarisé. Les ostéoblastes comblent la lacune en apposant une nouvelle matrice collagénique. Cette matrice non minéralisée ou ostéoïde sera secondairement minéralisée ce qui lui confèrera sa solidité. La minéralisation se fait au niveau du front de minéralisation, c'est-à-dire à la jonction entre tissu ostéoide et tissu minéralisé qui est distant de la surface du tissu l'osteoide de 5 à 30µm. La phosphatase alcaline est l'enzyme synthétisée par les ostéoblastes. Elle est capable d'hydrolyser les esters phosphoriques (pyrophosphates ...-P-O-P-.....) qui sont des inhibiteurs de la minéralisation. Enfin les ostéoblastes synthétisent des facteurs de croissance régulant leur propre métabolisme, des facteurs paracrines qui vont influencer le métabolisme des cellules voisines (Interleukine-1, facteurs stimulant la formation ou l'activité des ostéoclastes). Certains de ces facteurs sont inclus dans la matrice ostéoide et seront ultérieurement libérés quand l'os sera résorbé.

Une unité fonctionnelle de remodelage est mobile et progresse dans le tissu osseux (comme un module de forage de tunnel dans l'os compact), les ostéoclastes étant à l'avant et les ostéoblastes à l'arrière. (Figure 26 : unité fonctionnelle de remodelage).