Ostéogenèse : comment se produit la croissance osseuse ?

De nombreux facteurs contrôlent le bon fonctionnement du processus à partir duquel les os sont générés. Un déséquilibre dans ce processus peut entraîner des maladies graves telles que l'ostéogenèse imparfaite.

Rédigé et vérifié par le médecin Gilberto Adaulfo Sánchez Abreu.

Dernière mise à jour : 10 août, 2022

L’ostéogenèse est le processus biologique de croissance osseuse. Il commence à la huitième semaine du développement embryonnaire et constitue également le processus dont dépend la réparation des fractures. Les os du squelette humain dérivent de trois structures embryonnaires :

• le mésoderme ;
• les somites ;
• La crête neurale.

Ce processus d’ostéogenèse, également appelé ossification, consiste en la transformation de tissus préexistants en tissus osseux. Il existe deux mécanismes pour effectuer cette transformation :

• Ossification endochondrale. C’est un processus complexe qui se déroule en deux étapes. Le tissu initial est d’abord remplacé par du cartilage, puis il s’ossifie.
• Ossification intramembraneuse. Le tissu originel se transforme directement en tissu osseux.

Physiologie de la formation et de la croissance osseuse

Structures embryonnaires

Le mésoderme est l’une des trois couches cellulaires à partir desquelles se développe tout l’embryon. Au départ, il y a trois couches de cellules : une externe, une médiane et une interne. Le mésoderme est la couche intermédiaire et donne naissance aux os des membres.

Les somites sont des structures embryonnaires transitoires essentielles pour le développement du modèle de structures segmentées typiques des vertébrés. Des somites dérivent les os qui font partie de l’axe central du corps ou du squelette axial. Ce sont l’os hyoïde, les côtes, la colonne vertébrale, le sternum et les os du crâne et des oreilles.

Enfin, la crête neurale est une formation cellulaire transitoire, typique des premiers stades de développement. Sa caractéristique fondamentale est la pluripotentialité de ses cellules.

En d’autres termes, les cellules de la crête neurale peuvent donner naissance à pratiquement n’importe quel type de structure définitive dans le corps. Par exemple, elles donnent naissance aux os et au cartilage craniofaciaux.

Ossification endochondrale

Le processus d’ossification endochondrale se caractérise par la formation de cartilage à partir du tissu embryonnaire et son ossification ultérieure, qui donne lieu à la croissance osseuse. Nous pouvons diviser ce processus en 5 étapes :

• Premièrement, les cellules expriment deux facteurs de transcription : PAX 1 et Scleraxix, qui sont essentiels à l’activation des gènes qui transformeront les cellules d’origine en cartilage. Cela est possible grâce au fait que certaines cellules incitent les cellules voisines à le faire de manière paracrine.
• Les cellules qui ont exprimé les gènes nécessaires s’agglutinent et deviennent des chondrocytes.
• Ces chondrocytes se multiplient très rapidement, ils forment donc une sorte de “moule” pour l’os futur.
• La multiplication s’arrête et les chondrocytes grossissent. De même, ces chondrocytes modifient les composants qu’ils libèrent pour la formation de la matrice qui peut se calcifier grâce au carbonate de calcium.
• Enfin, le moulage cartilagineux est traversé par des vaisseaux sanguins en développement. Les chondrocytes meurent progressivement, remplacés par des ostéoblastes.

Les ostéoclastes sont des cellules responsables de la destruction osseuse dont l’activité doit toujours être maintenue en équilibre avec l’activité des ostéoblastes. En effet, la formation et la croissance correctes des os dépendent de cet équilibre.

Ossification intramembraneuse

Grâce au processus d’ossification intramembraneuse, la formation et la croissance des os plats du crâne se produisent. Cette ossification se produit dans une membrane de tissu conjonctif.

Parmi les cellules de cette membrane, certaines se développeront en ostéoblastes, les cellules qui forment la matrice osseuse. Tandis que d’autres deviennent des cellules qui font partie des petits vaisseaux sanguins qui alimentent les os.

Les ostéoblastes se regroupent pour former ce qu’on appelle le centre d’ossification, autour duquel l’os va progressivement se former. En effet, ces cellules synthétisent et sécrètent des composants nécessaires à la création d’une matrice capable de capter les sels de calcium.

Ostéogenèse imparfaite : que se passe-t-il lorsque la croissance osseuse échoue ?

Si le processus d’ostéogenèse ne se déroule pas correctement, on parle d’ostéogenèse imparfaite, également connue sous le nom de maladie des os de verre. C’est une maladie génétique caractérisée par une fragilité osseuse excessive.

Les personnes qui en souffrent ont constamment de fractures, en plus d’autres symptômes. Par exemple : la dentinogenèse imparfaite ou la sclérotique bleue.

La maladie survient à la suite de mutations qui altèrent le collagène, un composant essentiel de la matrice osseuse. Le manque de cette substance est responsable de la fragilité excessive des os touchés.

C’est une maladie rare. Son pronostic est très variable, car il existe différents types de gravité. De plus, l’évolution de la maladie elle-même est également très variable d’un patient à l’autre, car elle dépend d’un grand nombre de facteurs.

Il n’y a pas de méthode de diagnostic spécifique. La maladie est généralement diagnostiquée par les antécédents médicaux et les examens physiques. Elle pourrait être détectée plus précisément par une analyse du collagène cutané ou par des méthodes génétiques.

Il n’y a pas non plus de traitement autre que le contrôle des symptômes. Les spécialistes recommandent l’exercice physique, la physiothérapie, l’administration d’analgésiques et, dans certains cas, la chirurgie.