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HAL Id: hal-00895910 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00895910 Submitted on 1 Jan 1990 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Physiologie du développement du tissu osseux P. Pastoureau To cite this version: P. Pastoureau. Physiologie du développement du tissu osseux. INRA Productions Animales, Paris: INRA, 1990, 3 (4), pp.265-273. hal-00895910
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Physiologie du développement du tissu osseux

Oct 16, 2021

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Page 1: Physiologie du développement du tissu osseux

HAL Id: hal-00895910https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00895910

Submitted on 1 Jan 1990

HAL is a multi-disciplinary open accessarchive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come fromteaching and research institutions in France orabroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, estdestinée au dépôt et à la diffusion de documentsscientifiques de niveau recherche, publiés ou non,émanant des établissements d’enseignement et derecherche français ou étrangers, des laboratoirespublics ou privés.

Physiologie du développement du tissu osseuxP. Pastoureau

To cite this version:P. Pastoureau. Physiologie du développement du tissu osseux. INRA Productions Animales, Paris:INRA, 1990, 3 (4), pp.265-273. �hal-00895910�

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P. PASTOUREAU

INRA Laboratoire de la Croissance et desMétabolismes des HerbivoresTheix, 63122 Saint-Genès-ChampanelleAdresse actuelle:Institut de Recherches Servier11, rue des Moulineaux92150 Suresnes

Physiologiedu développementdu tissu osseux

Quelle que soit l’espèce animale considérée et les fins auxquellescette espèce est élevée, il est indispensable de produire des animaux ayantun squelette bien développé et résistant. Le manque de résistancedu squelette est l’une des causes majeures de réforme chez le cheval deselle et peut également entraîner une réforme précoce des reproducteursmâles ou femelles. Les lésions osseuses des pattes, également fréquenteschez les vaches laitières et les poulains, entraînent des pertes importantespour les éleveurs. Ces problèmes zootechniques soulignent la nécessitéde mieux comprendre la physiologie du développement du tissu osseuxchez les animaux de ferme.

Le squelette conditionne le format de l’ani-mal et donc indirectement sa composition cor-porelle à un poids donné, sa capacité d’inges-tion, au moins pour partie, et sa durée de vie

productive. Il se compose du tissu osseux, ducartilage de conjugaison (pendant la crois-

sance) et du cartilage articulaire. Le tissu

osseux est le siège d’un remodelage permanent(Frost 1973) qui, chez l’adulte, fait suite au

modelage osseux qui se déroule jusqu’à la finde la croissance. Modelage et remodelagecoexistent pendant la croissance, alors que,chez l’adulte, seul le remodelage existe. Le

remodelage permet à l’os d’exercer en premierlieu son rôle de réserve minérale, en particulierde calcium. D’autre part, l’os peut ainsi se

renouveler et garder ses caractéristiques méca-niques.

1 / Structure du tissu osseux

Le tissu osseux est un tissu conjonctif. Il estdonc constitué de cellules et d’une substanceintercellulaire qui a la particularité de se calci-fier (figure 1).

1.1 / Les cellules du tissu osseux

a / Les ostéoclastesLes ostéoclastes sont de grosses cellules mul-

tinucléées (figure 1). Ils résorbent le tissuosseux et forment dans l’os des encoches oulacunes de Howship (Baron et al 1986). Cetterésorption commence par une décalcificationde la matrice organique puis cette dernière estdégradée.

Résumé !

Le tissu osseux est un tissu conjonctif qui a la particularité de se minéraliser.Ceci confère à l’os ses propriétés de banque minérale et de soutien mécanique del’organisme. De son bon développement dépend celui de tous les autres tissus. Ilest ainsi mis en place très tôt au cours de la période foetale et reste sous étroitcontrôle, notamment endocrinien (GH et IGF-1), pendant toute la croissance maisaussi chez l’adulte dont le tissu osseux est le siège d’un remodelage permanent.La physiologie du développement du tissu osseux est bien connue, en particulierlorsqu’elle concerne l’ostéogenèse et la croissance des os longs. Le cartilage deconjugaison est le principal responsable de la croissance en longueur d’un oslong, puisqu’il est le siège de la prolifération des chondrocytes ainsi que de l’ossi-fication endochondrale, mécanisme par lequel le cartilage est transformé en os.La minéralisation de cet os néoformé constitue alors le stade ultime du dévelop-pement du tissu osseux : elle se caractérise par la précipitation de cristaux d’hy-droxyapatite au sein d’une matrice organique riche en collagène de type I. Desméthodes d’évaluation de plus en plus spécifiques (histomorphométrie et dosagesérique de l’ostéocalcine) peuvent être utilisées pour apprécier l’effet des princi-paux facteurs de variation de la croissance osseuse ; une meilleure connaissancede ces derniers permet d’envisager la possibilité de pouvoir agir directement surl’os.

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b / Les ostéoblastesLes ostéoblastes sont les cellules impliquées

dans la formation osseuse c’est-à-dire qu’ils éla-borent la matrice organique osseuse (tissuostéoïde) et contrôlent la calcification de cetissu ostéoïde (Holtrop 1975, Frank 1979)(figure 1). Dans les zones en formation active,ces cellules bordent le tissu osseux et montrenttoutes les caractéristiques des cellules impli-quées dans la formation de matrice organique.Le tissu osseux va ensuite être progressivementcalcifié sous le contrôle des ostéoblastes.

c / Les ostéocytesLes ostéocytes sont des ostéoblastes progres-

sivement entourés de tissu osseux (figure 2). Ilssont situés dans les lacunes périostéocytaires.Selon son activité métabolique, l’ostéocyte peutrésorber du tissu osseux à proximité de sa

lacune, mais est aussi capable de la formationsecondaire d’une matrice organique calcifiéetout autour de cette même lacune.

d / Les cellules bordantesLa plupart des surfaces osseuses non impli-

quées dans une activité de remodelage sontcouvertes par une couche de cellules bor-dantes. Ces cellules, très allongées et aplaties,séparent la surface du tissu osseux et sa finecouche de tissu ostéoïde, du tissu hémato-poïétique de la moelle osseuse. Il se pourraitque ces cellules jouent un rôle important dansl’homéostase minérale et dans la préparationdes mécanismes de remodelage.

1.2 / La substance intercellulaireosseuse

La substance intercellulaire est faite d’unetrame organique sur laquelle se déposent lesconstituants minéraux.

a l La matrice organiqueLa matrice organique est essentiellement

composée de fibrilles de collagène de type I quireprésentent 90 % de la trame organique de l’ossec dégraissé. Ces fibrilles sont séparées parune substance fondamentale interfibrillaire quireprésente 10 % de la matrice organiqueosseuse. Elle est constituée de composants trèsvariés tels que des glycoprotéines (ostéonectineet sialoprotéines en particulier), des phospho-protéines, des protéolipides, des protéinescontenant des acides gamma-carboxyglutami-ques (ostéocalcine), des protéoglycans.

b / La substance minéraleLa substance minérale du tissu osseux est un

phosphate de calcium cristallisé sous forme

d’hydroxyapatite. Les cristaux sont déposésdans les espaces interfibriIlaires, le long desfibrilles de collagènes et parfois dans ces

fibrilles.

La substance minérale représente 50 % dupoids de l’os frais et 70 % du poids de l’os sec.Le squelette d’un adulte contient environ 99 %du calcium de l’organisme et de 80 à 90 % duphosphore.

1.3 / La texture du tissu osseux(structure interstitielle)

Chez le foetus et le jeune, le cartilage est trèsvite remplacé par de l’os fibreux immature nonlamellaire caractérisé par la disposition anar-chique et enchevêtrée des fibrilles de colla-gènes de son armature protéique. Au contraire,chez l’adulte, l’os est caractérisé par une texturelamellaire qui lui garantit sa résistance mécani-que (figure 1).

1.4 / La structure morphologique des os :exemple de l’os long

Un os long comprend trois parties (figure 3) :- la diaphyse : os compact creusé en son centrepar la cavité médullaire remplie de moelleosseuse.

- les épiphyses : os spongieux, recouvert à l’ex-trémité par le cartilage articulaire.- les métaphyses : sous la plaque de croissance,elles sont le siège de l’ossification endochon-drale, responsable de la croissance en longueurde l’os.

2 / Ostéogenèse et croissance..,.-..-!----......, -

Au cours du développement foetal, maisaussi pendant la croissance postnatale, chaquepièce squelettique croit en longueur ainsi qu’enlargeur, concomitamment aux phénomènesd’ossification (remplacement du cartilage parde l’os fibreux puis lamellaire) et de minéralisa-tion (dépôts progressifs de cristaux d’hydroxya-patite sur la matrice osseuse néoformée).

Les mécanismes de la croissance en épais-seur des os font appel à l’ossification de mem-brane. Ce type d’ossification a une importancemajeure dans le cas de la croissance des os

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Le squelette se meten place très tôt

chez le foetussous la forme

d’une maquettecartilagineuse.

plats et des os de la face. Dans le cas des oslongs, l’ossification de membrane se développeà partir du périoste et de la virole périchondralequi assurent une croissance en épaisseur de l’oslong tant au niveau de la diaphyse qu’au niveaudu cartilage de conjugaison (Coutelier 1980). Leparagraphe suivant étant plus particulièrementconsacré à l’étude de la croissance des os

longs, nous insisterons uniquement sur lesmécanismes de l’ossification endochondralequi sont les plus impliqués dans la croissanceen longueur de ces os.

2.1 / Ostéogenèse et croissancedes os longs

Toute pièce osseuse dérive du mésenchymeprimitif. Dès les premières semaines de la vie

embryonnaire, les cellules fusiformes dont ilest constitué se divisent activement et élaborentune substance fondamentale déjà riche en col-lagène et protéoglycans. En se condensant, cescellules s’isolent du mésenchyme environnantpour former l’ébauche primitive de la future

pièce osseuse. Dans les os à croissance endo-chondrale, l’ébauche subit très rapidement unetransformation cartilagineuse complète. Chezl’enfant par exemple, dès la 71 semaine de vieembryonnaire, toutes les cellules sont différen-ciées en chondrocytes (cellules caractéristiquesdu cartilage) et l’ébauche cartilagineuse consti-tue alors une véritable « maquette » ayant déjàla forme de l’os qui la remplacera.Dans le cadre de l’ostéogenèse et de la crois-

sance en longueur d’un os long, deux méca-nismes principaux se déroulent simultanément.D’une part, les chondrocytes se multiplient etsynthétisent la matrice cartilagineuse, contri-buant ainsi à l’accroissement en taille de la

pièce squelettique. D’autre part, cette matrice

cartilagineuse est progressivement remplacéepar de l’os. La transformation du modèle carti-lagineux en os définitif de l’adulte (ossificationendochondrale) débute chez l’embryon et se

termine après la puberté. Elle comporte aussiplusieurs étapes étroitement imbriquées quel’on peut artificiellement séparer en trois : ossi-fication primaire, ossification secondaire, crois-sance en longueur.

a / L’ossification primaireL’ossification primaire, avec modèle cartilagi-

neux, se déroule lors de la mise en place de ladiaphyse et de l’épiphyse, ainsi que pendant laphase de croissance au niveau du cartilage deconjugaison. Elle comprend toujours (voirfigure 4) :- une hypertrophie suivie d’une dégénéres-cence des chondrocytes qui crée des cavités

séparées par des cloisons (septa) de matricecartilagineuse calcifiée ;- une invasion des cavités par des vaisseaux

sanguins, des ostéoclastes et des ostéoblastes.Les ostéoclastes (ou chondroclastes) détruisentpartiellement les cloisons interchondrocytaires.Les ostéoblastes, par appositions successives,déposent la substance préosseuse sur les ves-tiges des septa. La progression de cette érosionest schématisée sur la figure 4. Finalement, destravées d’os fibreux sont rapidement déposées.

b / L’ossification secondaireL’ossification secondaire est le mécanisme

par lequel le tissu osseux fibreux est progressi-vement remplacé par du tissu osseux lamel-laire.

c / La croissance en longueurElle s’effectue par la prolifération du carti-

lage de conjugaison, ultime zone cartilagineuserestant active jusqu’à la fin de la croissance.Celle-ci est en effet le siège de nombreusesmitoses des chondrocytes, donnant desgroupes de cellules prolifératives (cartilagesérié ; figure 5). Ces cellules, à fort potentiel desynthèse, produisent de la matrice qui est

ensuite remplacée par du tissu osseux selon leprocessus d’ossification endochondrale. La finde la croissance en longueur signifie l’arrêt du

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pouvoir mitotique des chondrocytes ainsi quel’ossification du cartilage de conjugaison(figure 6).

2.2 / Dépendances hormonalesComme tous les tissus, l’os est sous un étroit

contrôle endocrinien pendant sa phase decroissance ainsi que pendant la période deremodelage. L’action des hormones va surtouts’exercer sur le cartilage de conjugaison. Pen-dant la croissance, le cartilage de conjugaisonpeut ainsi être considéré comme un véritableorgane dont l’activité métabolique reste intensejusqu’à la maturité osseuse, âge squelettiqueadulte marqué par la fusion osseuse méta-physo-épiphysaire et l’arrêt de croissance. Enparticulier, il constitue très précocement letissu cible des hormones de l’axe somatotrope(hormones chargées de réguler la croissance).

a / L’hormone de croissanceL’hormone de croissance (GH, somatotro-

pine), d’origine hypophysaire, est nécessairepour assurer une croissance normale après lanaissance. Il est d’une part bien admis que,chez l’enfant insuffisant hypophysaire, le retardstatural induit est caractéristique et qu’il peutêtre corrigé par une injection de GH (Alberts-son-Wikland et al 1986). D’autre part, l’hypo-physectomie d’animaux immatures induit unretard significatif de la croissance et la GHadministrée à des rats hypophysectomisés sti-mule la croissance longitudinale de l’os, l’effetdépendant de la dose et de la durée de l’admi-nistration (Thorngren et a] 1973a,b). La GH pré-sente avant tout une action anabolique avec sti-mulation de la synthèse protéique dans tous lesorganes. Elle intervient sur le métabolisme lipi-dique en mobilisant les acides gras et en four-nissant une certaine quantité d’énergie utiliséepour la multiplication des chondrocytes. Maisla GH agit aussi directement sur la croissancelongitudinale de l’os (Isaksson et al 1982,Isgaard et al 1986).

L’action de la GH pendant la croissance estprépondérante et beaucoup d’études récentesportent sur la régulation de sa sécrétion et surles facteurs de sa stimulation. A cet égard, leGRF (Growth Hormone Releasing Factor, soma-tocrinine), neuropeptide hypothalamique, a unrôle stimulateur de la sécrétion de GH (Thorneret al 1986). Injecté chez l’animal, ses effets surla sécrétion de GH sont très significatifs (Char-rier et al 1984, Lapierre et al 1985).

b / La somatomédine C(IGF 1)L’action de la GH est aussi indirecte puis-

qu’elle s’exerce également par l’intermédiaired’un métabolite : la somatomédine C ou IGF-1(Salmon et Daughaday, 1957). Le terme desomatomédine a été créé pour désigner dessubstances apparaissant comme les médiateursde la GH sur la croissance squelettique. L’IGF-Iest sécrétée en majeure partie au niveau du foiesous l’action de la GH (Schwander et al 1983).Cependant, des travaux récents ont démontréque d’autres tissus que le foie synthétisaientcette protéine. En effet, des tibias de foetus derats maintenus en milieu de culture ont libéréde l’IGF-I dans le milieu et l’addition de GH a

provoqué une augmentation de la concentra-tion en IGF-I dans ce même milieu (Stracke etal 1984). Ses sites d’action sont en fait multi-ples, mais son effet le plus manifeste s’exerceau niveau du cartilage de conjugaison en favo-risant la prolifération des chondrocytes (Burchet al 1986). Agissant aussi sur l’activité ostéo-blastique (Chenu et al 1986), l’IGF-I sembleinfluencer l’ensemble du processus de crois-sance en longueur de l’os puisque des injec-tions locales chez le rat ont abouti à une stimu-lation rapide de la croissance longitudinale del’os (Isgaard et al 1986). En fait l’action del’IGF-I est intimement liée à celle de la GH.Pour résumer un ensemble de mécanismesrelativement complexes, la GH stimule la crois-sance longitudinale de l’os, directement en

favorisant la différenciation des cellules précur-seurs de la plaque de croissance et indirecte-ment en augmentant leur réceptivité à l’IGF-I etla production locale d’IGF-I. Tout ceci contri-bue alors à la prolifération des chondrocytesdifférenciés (Isaksson et al 1987).

c / Les autres hormonesLa GH et l’IGF-I sont les deux principales

hormones impliquées dans la régulation de lacroissance squelettique. Quelques études onttoutefois démontré que d’autres hormones pou-vaient intervenir soit directement, soit indirec-tement en potentialisant les effets de la GH oude l’IGF-1.

Les hormones thyroïdiennesIn vitro, la triiodothyronine (T3) a un effet

sur le cartilage de conjugaison (Burch et VanWyk 1987). Il est tout d’abord probable qu’ellestimule la prolifération des chondrocytes enpotentialisant les effets de l’IGF-I. Par ailleurs,elle pourrait favoriser la maturation du cartilageen accélérant le mécanisme de différenciationdes chondrocytes prolifératifs en chondrocytesdégénératifs.Thorngren et Hansson (1973) ont démontré

que la thyroxine (T4) stimulait la vitesse decroissance longitudinale de l’os chez le rat

hypophysectomisé en potentialisant les effetsde la GH.

Les hormones stéroïdiennes sexuellesLes oestrogènes et androgènes ont un effet

sur la croissance de l’os qui est à peu près anta-goniste de celui de la GH (Silberberg 1971).

Page 7: Physiologie du développement du tissu osseux

La minéralisationconstitue le stade

ultime dudéveloppement du

tissu osseux.

Leurs mécanismes d’action sont encore malélucidés. Les études expérimentales sur les hor-mones sexuelles montrent néanmoins que leseffets dépendent essentiellement de l’âge, del’espèce, du sexe et de la dose. Les oestrogènessuppriment l’action de la GH mais agissentaussi directement sur les chondrocytes en blo-quant leur multiplication dans la plaque decroissance (Gustafsson et ai 1975). En revanche,ils accélèrent la maturation des chondrocytes etcontribuent à la calcification de la matrice car-tilagineuse (Koshino et Olsson 1975). La testos-térone accélère simultanément la croissance

longitudinale et la maturation osseuse alorsque, expérimentalement, la castration lesretarde (Morscher 1968).

Les hormones sexuelles jouent un grand rôledans la phase terminale de la croissance dusquelette car il est à peu près évident qu’ellessont directement impliquées dans l’arrêt de lacroissance des os. Mais les mécanismes par les-quels la plaque de croissance cesse son activitésont encore mal élucidés.

3 / La minéralisation du tissu

osseuxOn peut considérer que la minéralisation (ou

calcification) constitue le stade ultime et pri-mordial du développement du tissu osseux

néoformé, lui conférant son rôle de banqueminérale et lui permettant de remplir ses fonc-tions mécaniques en tant que tissu dur. Laminéralisation se traduit au microscope électro-nique par l’apparition de cristaux minéraux quiviennent emplir les espaces interfibrillaires ducollagène (figure 2). Le mécanisme histochimi-que de la calcification du tissu préosseux estmal connu. Le collagène osseux n’est en effetpas très différent des collagènes tendineux oucutanés mais a pourtant la propriété d’induirela nucléation cristalline. Certains facteurs sontnécessaires à cette nucléation, telle uneconcentration suffisante au niveau des sites decalcification des ions calcium (Ca) et phos-phore (P). Les ostéocytes situés au sein de l’os-téoïde jouent un rôle important dans la minéra-lisation par l’intermédiaire de petites vésiculescalcifiantes (matrix vesicles d’Anderson) richesen phosphatases alcalines, libérées à distancede la cellule. La vitamine D permettrait au cal-cium de se fixer sur ces vésicules.

La vitamine D3 est nécessaire à cette calcifi-cation par l’intermédiaire de ses métabolitesactifs. Elle est transformée dans le foie en 25-hydroxycholécalciférol. Ce 25-OHCC est à sontour transformé dans le rein en 1,25 (OH) 2D3surtout synthétisé dans les conditions d’hypo-calcémie, avec un effet synergique de la para-thormone. Ce métabolite qui agit directementsur l’absorption intestinale du calcium en aug-mentant la synthèse de la Calcium Binding Pro-tein (CaBP), agit aussi directement sur le tissuosseux pour induire sa minéralisation par l’in-termédiaire probablement de son effet sur lesostéoblastes dont la présence apparaît néces-saire à la minéralisation.

La carence en vitamine D et toutes les pertur-bations dans son métabolisme, qui aboutissent

à un déficit en 1,25 (OH) 2D3 ou à un produitphosphocalcique bas, arrêtent le processus deminéralisation du tissu préosseux.

4 / Les méthodes d’évaluationde la croissance squelettique

Les méthodes d’évaluation de la croissancedu squelette peuvent être classées en trois caté-gories : méthodes globales (morphométrie,radiographie), méthodes histologiques (histo-morphométrie) et méthodes biochimiques(dosage sérique de l’ostéocalcine).

4.1 / Les méthodes globalesa / Les méthodes morphométriquesLe simple enregistrement de la hauteur totale

du corps au cours de la croissance reste laméthode la plus largement utilisée en pédiatriepour calculer la vitesse de croissance en hau-teur et pour établir les courbes « standard »

correspondantes (Tanner et Davies 1985). Chezl’animal, après abattage, un plus grand nombrede mesures peuvent être effectuées directementsur les os. Cette méthode a été ainsi largementutilisée, notamment chez les bovins (Robelin1978).

b / Les méthodes radiographiquesL’évaluation morphométrique de la crois-

sance du squelette reste imprécise ou bien tropcoûteuse chez l’animal puisque dépendante deson sacrifice. Parmi les méthodes globales,l’importance de l’analyse radiomorphométriquereste prépondérante. Elle permet le suivi de lamaturation du squelette pendant la phase foe-tale par l’observation des centres d’ossificationprimaire et secondaire (bovins : Lindsay 1969,ovins : Wenham 1977, porcins : Wenham et al1973). Grâce à cette méthode, la répétition desmesures sur le même animal permet une esti-mation assez précise de la dimension des oslongs et de leur vitesse de croissance en lon-gueur. Des équations de modélisation mathé-matique de ces 2 derniers paramètres ontmême pu être présentées (Mc Donald et al1977).

4.z / La méthode histomorphométriqueL’analyse quantitative au niveau histologique

(histomorphométrie) des os en croissance restela méthode la plus précise pour en appréciernotamment la vitesse de croissance en lon-gueur. Cette méthode consiste à quantifier uncertain nombre de paramètres représentatifs dela morphologie de la plaque de croissance, del’activité proliférative des chondrocytes, de l’in-tensité de l’ossification métaphysaire et de lavitesse de minéralisation du tissu osseux néo-formé. Ces paramètres se mesurent en principesur des coupes histologiques d’os longs nondécalcifiés présentant une plaque de croissancebien différenciée (figure 7).

L’histomorphométrie se base notamment surla pratique du double marquage par l’oxytétra-cycline (OTC) qui permet l’introduction de ladimension « temps » lisible sur une coupe his-tologique, offrant ainsi la possibilité d’étudier

Page 8: Physiologie du développement du tissu osseux

la croissance osseuse dans ses aspects dynami-ques. Si elle est injectée dans la circulation san-guine, l’OTC a la particularité de se déposer surla matrice osseuse néoformée en cours deminéralisation par liaison avec les cristaux

d’hydroxyapatite (Skinner et Nalbandian 1975).L’OTC émet une fluorescence lorsqu’elle est

excitée par des rayons ultraviolets, la bandefluorescente observée matérialise ainsi la situa-tion du front de minéralisation dans les heuresqui suivent l’injection, et deux marquages suc-cessifs introduisent ainsi la variable « temps ».Au sein de la métaphyse, siège de l’ossificationendochondrale, deux marquages successifs parl’OTC se matérialisent par deux fronts fluores-cents, chaque front étant situé sur l’anciennelimite cartilage-métaphyse au jour du mar-

quage (figure 8). La mesure de la distance dansle sens de la longueur entre les deux frontsfluorescents permet alors d’estimer le taux decroissance longitudinale (TCL) si l’on ramène

cette distance au nombre de jours séparant lesdeux marquages successifs (Hansson 1967). LeTCL se caractérise par une évolution caractéris-

tique au cours de l’âge (Hansson et al 1972),variable selon l’espèce et le stade de développe-ment. Par ailleurs, ce paramètre a été très uti-lisé pour tester l’effet des principaux facteursde la croissance squelettique (Thorngren et al1973a,b), et récemment à l’INRA pour l’étudedu GRF chez l’agneau en croissance (Pastou-reau et al 1989).

Page 9: Physiologie du développement du tissu osseux

L’ostéocalcinesérique est un

marqueur sensiblede la formationosseuse et de lacroissance du

squelette.

4.3 / La méthode biochimiqueL’exploration de tout métabolisme passe de

plus en plus par la recherche de marqueursbiologiques spécifiques dosables notammentdans la circulation sanguine. En effet, lesméthodes citées précédemment sont générale-ment lourdes à mettre en oeuvre ou nécessitentle sacrifice systématique de l’animal.

Le besoin de nouveaux paramètres spécifi-ques et sensibles du métabolisme osseux a

conduit à la mise en évidence d’un marqueurintéressant : l’ostéocalcine. C’est la plus abon-dante des protéines non collagéniques de l’os(15 à 20 % des protéines non collagéniques).Elle est synthétisée par les ostéoblastes ; unefraction ne se fixe pas à l’os et passe dans la cir-culation sanguine où elle peut être dosée parméthode radioimmunologique.Chez l’homme, plusieurs études ont montré

que la mesure des teneurs en ostéocalcine séri-que constituait un marqueur sensible de lacroissance du squelette (Delmas et al 1986)ainsi que du remodelage osseux dans les prin-cipales ostéopathies (Price et al 1980, Deftos etal 1982, Delmas et al 1983, Slovik et al 1984). Al’INRA, nous avons montré que les teneurs enostéocalcine sérique diminuaient après la nais-sance chez les bovins (Coxam et al 1987) etchez les ovins (Pastoureau et al 1988) (figure 9).Les teneurs en ostéocalcine sont significative-ment corrélées aux valeurs des principauxparamètres histomorphométriques de la crois-sance squelettique (Pastoureau 1988). L’étudedes teneurs sériques en ostéocalcine nous a

permis par ailleurs d’analyser les conséquencesde l’hypotrophie foetale sur la croissance sque-lettique chez l’agneau (Pastoureau et al 1988).

Conclusion ______

La croissance du tissu osseux conditionne le

développement de la charpente squelettiquesur laquelle tous les autres tissus vont s’édifier.C’est un tissu dont le développement intervient

très tôt au cours de la période foetale ; c’est cequi explique notamment la difficulté de la maî-trise de sa croissance. Celle-ci peut néanmoinsêtre contrôlée en veillant notamment aux

apports phosphocalciques. L’amélioration denos connaissances sur les facteurs de la régula-tion de la croissance osseuse nous permet aussid’envisager la possibilité de pouvoir agir direc-tement sur l’os comme cela a été le cas avec leGRR Par ailleurs, nous disposons à présentd’outils d’évaluation spécifique pour apprécierles effets des principaux facteurs de variationdu métabolisme osseux (histomorphométrie etmarqueurs biochimiques).

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Summary

Developmental physiology of bone.As a mineralized connective tissue, bone isboth the mineral bank and the mechanicalsupport of the body. Its development influen-ces the development of all the other tissues. Itsdifferentiation takes place early in the fetusand its development continues during the

growth period under strict regulation (GH andIGF-1). In adults, bone undergoes a permanentremodelling. The developmental physiology ofbone is well known, particularly osteogenesisand long bone growth. The growth-plate, inwhich chondrocytes proliferate, plays a majorrole in the growth in length of the bone. Itinduces the endochondral ossification (trans-formation of cartilage into bone). The min-eralization of the newly synthesized bonematrix constitutes the last stage of bone devel-opment : it is characterized by the precipita-tion of hydroxyapatite crystals inside the

organic matrix enriched in type I collagen.Specific methods have been developed (bonehistomorphometry, radioimmunoassay of oste-ocalcin) to study the effects of regulating fac-tors on bone growth, in order to consider theuse of these factors in the future as a possibleway of directly modulating bone growth.PASTOUREAU P., 1990. Physiologie du déve-loppement du tissu osseux. INRA Prod. Anim.,3 (4), 265-273.