Cartilage hyalin

Définition: un type de cartilage qui est caractéristique d’aspect brillant et lisse, et avec une substance interstitielle contenant de fines fibres de collagène de type II obscurcies par la substance fondamentale. L’image montre la coupe transversale du cartilage hyalin (grossissement: 200x).

Définition du cartilage hyalin

Tout d’abord, posons-nous la question , qu’est-ce que le cartilage? Le cartilage est un matériau résistant et flexible. Il peut être décrit comme du tissu conjonctif. Le tissu cartilagineux hyalin, également appelé tissu conjonctif hyalin ou tissu hyalin, est le type de cartilage le plus courant caractérisé par un aspect brillant et lisse.

Alors, où trouve-t-on le cartilage hyalin? Les emplacements du cartilage hyalin comprennent autour des os des articulations en mouvement libre. Ceci est connu sous le nom de cartilage articulaire. Un autre exemple de cartilage hyalin est le tissu trouvé dans les parois des voies respiratoires. Cela comprend les bronches, le nez, les anneaux de la trachée et les extrémités des côtes.

Il existe 3 types de cartilage différents. Cela comprend (1) le cartilage élastique, (2) le cartilage hyalin et (3) le fibrocartilage. Ils diffèrent principalement des fibres présentes et seront abordés plus en détail ci-dessous.

Structure du cartilage hyalin

De quoi est fait le cartilage? Le cartilage est composé de chondroblastes (ou cellules périchondriales) qui produisent la matrice extracellulaire (ou substance fondamentale), de chondrocytes qui se trouvent dans des espaces appelés lacunes et de fibres de collagène. Plus de détails sur les composants du cartilage seront discutés ci-dessous. Voir figure 2 pour un diagramme du cartilage hyalin.

Qu’est-ce que le cartilage hyalin et où se trouve-t-il?

Comment identifiez-vous le cartilage hyalin? Il se développe à partir de cellules mésenchymateuses, qui sont les cellules souches présentes dans la moelle osseuse. Le cartilage hyalin ne contient pas de vaisseaux sanguins ou de nerfs, c’est donc une structure très simple. Il obtient ses nutriments par diffusion à partir des tissus voisins.

Le cartilage hyalin a un aspect semi-transparent blanc brillant avec une teinte légèrement bleutée. Le mot hyaline est dérivé du mot grec «hyalos» qui signifie «vitreux», ce qui signifie son aspect brillant et lisse. Fait intéressant, cette apparence disparaît à mesure que le tissu vieillit. Dans un embryon, le cartilage hyalin constitue le premier squelette, puis se modifie au fur et à mesure que l’embryon se développe. C’est par un processus connu sous le nom d’ossification endochondrale.

Le cartilage hyalin se compose de fines fibres de collagène de type II, de chondrocytes (cellules productrices de matrice) et de la matrice extracellulaire (ou substance fondamentale). Les fibres de collagène de type II sont plus minces que les fibres de collagène de type I. Les collagènes de type I, IV, V, VI, IX et XI sont également présents en très petites quantités et aident à renforcer les fibres ensemble.

La matrice cartilagineuse, connue sous le nom de matrice extracellulaire ou substance fondamentale, est une matière gélatineuse abondante en glycosaminoglycanes (GAG), protéoglycanes et glycoprotéines. La matrice extracellulaire remplit les espaces entre les cellules et les fibres.

Les GAG sont essentiellement de longs polysaccharides constitués de sucres aminés qui attirent les ions sodium et potassium. Ces ions apportent de l’eau avec lui. Par conséquent, cela aide à réguler la quantité d’eau dans la matrice extracellulaire.

Le sulfate de chondroïtine et le sulfate de kératane sont des exemples de GAG sulfatés et l’acide hyaluronique est un exemple d’absence de GAG non sulfaté. Ceux-ci se trouvent tous dans le liquide extracellulaire du cartilage.

Les protéoglycanes et les glycoprotéines sont des acides aminés et des molécules de glucides réunis. Ils lient les molécules et les composants extracellulaires ensemble, donnant un liquide semblable à un gel aidant à absorber la compression et la force.

Que sont les chondrocytes? Les chondrocytes sont les seules cellules cartilagineuses présentes dans le cartilage hyalin. Ces cellules commencent comme des chondroblastes (ou cellules périchondriales) qui produisent la matrice cartilagineuse, puis s’y immobilisent dans de petits espaces appelés lacunes.

Le rôle des chondrocytes est de développer, réparer et maintenir la matrice extracellulaire.Les chondrocytes ont une capacité de guérison limitée en raison de leur capacité de réplication limitée. Ils forment rarement un contact cellule-cellule et sont simplement responsables du maintien de leur environnement immédiat. La figure 3 montre la structure de base d’un chondrocyte.

Le cartilage hyalin est généralement recouvert de périchondre. Le périchondre se trouve dans les os en développement mais ne recouvre pas le cartilage articulaire à l’extrémité des os chez l’adulte. Le périchondre se compose d’une couche externe et d’une couche interne. La couche externe est du cartilage fibreux et produit des fibres de collagène et la couche interne est impliquée dans la formation du cartilage en formant des chondroblastes ou chondrocytes.

Cartilage articulaire

Le cartilage articulaire est différent du cartilage hyalin habituel car il a des chondrocytes aplatis près de la surface. Plus profondément dans le tissu, les chondrocytes prennent une structure plus typique. Dans les couches très profondes du cartilage, les cellules se retrouvent dans des colonnes à matrice calcifiée. Les fibres de collagène forment des arcs qui lui confèrent une disposition structurelle solide pour résister à la pression. Le cartilage articulaire est composé de collagène de type II mais s’est également avéré contenir de petites quantités de collagène de type VI, IX, X et XI. La figure 4 montre l’emplacement du cartilage hyalin articulaire dans une articulation.

Le cartilage articulaire est composé de différentes zones. Celles-ci incluent la zone superficielle, suivie de la zone intermédiaire de transition, de la zone profonde et enfin de la zone calcifiée. Dans chaque zone, il y a 3 régions. Ce sont la région péricellulaire, la région territoriale et la région interterritoriale. La vidéo ci-dessous présente les couches trouvées dans le cartilage articulaire.

La zone superficielle représente environ 10-20% de l’épaisseur totale du cartilage. Les fibres de collagène II et IX peuvent être trouvées ici. Il contient un grand volume de chondrocytes qui ont une apparence plus aplatie.

La zone superficielle est en contact direct avec le liquide synovial et protège les couches plus profondes de la force et des contraintes.

Le la zone médiane découle directement de la zone superficielle et fournit le pont vers les couches plus profondes. Cette zone représente environ 40 à 60% de l’épaisseur totale du cartilage. Il se compose de fibres de collagène plus épaisses et de protéoglycanes. Les chondrocytes ici sont sphériques et se trouvent en petites quantités.

La zone médiane fonctionne pour se protéger des forces de compactage. La zone profonde fait suite à la zone médiane et offre la meilleure résistance aux forces de compactage. Il contient la teneur en protéoglycane la plus élevée et la plus faible teneur en eau. Les fibres de collagène sont disposées perpendiculairement à la surface et les chondrocytes sont disposés en colonnes. Il représente environ 30% du volume total du cartilage articulaire. Enfin, la zone calcifiée attache le cartilage à l’os. Il le fait en ancrant les fibres de collagène dans la zone profonde à l’os sous-chondral.

Histologie du cartilage hyalin

Comme mentionné ci-dessus, le tissu conjonctif du cartilage hyalin est composé de cellules et de fibres à l’intérieur une matrice extracellulaire. L’histologie du cartilage hyalin décrit à quoi ressemble le cartilage hyalin vu au microscope.

Les chondrocytes peuvent être vus comme étant de forme arrondie ou angulaire. Dans le cartilage adulte, les cellules sont présentes en groupes isogènes, formés à partir d’une seule cellule progénitrice. La matrice est visuellement homogène et d’apparence basophile. La raison en est que la concentration élevée de GAG sulfatés dans la matrice masque les fibres de collagène. Les fibres de collagène de type II sont également très petites, c’est pourquoi la matrice extracellulaire semble si brillante et lisse.

Il n’y a pas de distribution uniforme au sein de la matrice extracellulaire. Par conséquent, les trois zones de base peuvent être vues. La figure 5. montre ces différentes zones.

1. La matrice capsulaire, qui consiste en une fine zone qui entoure chaque lacune. C’est là que réside la plus forte concentration de GAG sulfatés.
2. La matrice territoriale, qui entoure la matrice capsulaire.
3. La matrice interterritoriale, qui est moins basophile en raison d’une concentration plus faible de GAG sulfatés et une proportion plus élevée de collagène.

L’hématoxyline et l’éosine (coloration H & E) ainsi que les méthodes de coloration de Van Geison peuvent être utilisé pour regarder le cartilage hyalin au microscope. La coloration Van Geison utilise de l’acide picrique et de la fuchsine acide et colore le collagène en rouge. Le cartilage est considéré comme une zone rouge située sous l’épithélium. La coloration est plus claire là où elle se rapproche des lacunes indiquant la matrice territoriale.

Dans les sections colorées H & E, les intensités de couleur sont inversées, mais donnent un meilleure définition qu’avec la teinture Van Geison. La matrice territoriale est sombre et la matrice interterritoriale est beaucoup plus claire. Des groupes de chondrocytes peuvent être trouvés entourés de ces zones plus sombres dans la méthode H & E. Ces chondrocytes sont issus du même progéniteur et constituent donc un groupe isogène. Le périchondre entoure le cartilage sauf dans le cartilage articulaire.

Les images de la figure 6 montrent Van Gieson, puis H & E coloration de la trachée.

La différence par rapport aux autres types du cartilage

Il existe 3 types de cartilage différents trouvés dans le corps. Le cartilage hyalin est le type de cartilage le plus courant mais aussi le plus faible. Les deux autres types de cartilage sont le fibrocartilage et le cartilage élastique. En quoi le cartilage hyalin est-il différent du cartilage élastique ou du fibrocartilage? Voir ci-dessous pour voir les descriptions de chaque type de cartilage. Les différences visuelles entre les types de cartilage peuvent être vues dans la figure 1.

Cartilage élastique

Regardons le cartilage hyalin par rapport au cartilage élastique. Le cartilage élastique (ou fibrocartilage jaune) apporte force et élasticité à certaines parties du corps. Où trouve-t-on le cartilage élastique? Il peut être trouvé dans la partie externe des oreilles appelée pavillon et épiglotte et cartilages laryngés et tube auditif / trompe d’Eustache. Le cartilage élastique fonctionne pour apporter un soutien avec une élasticité supplémentaire. Il contient un réseau dense de fibres d’élastine. Il ne protège pas des contraintes mécaniques ou de la compression. Plus de détails tels que les emplacements et l’apparence du cartilage élastique sont mis en évidence dans le tableau 1 ci-dessous.

Fibrocartilage

Le tissu conjonctif fibrocartilage est un cartilage dense flexible et de soutien composé de tissu fibreux. Où trouve-t-on le fibrocartilage? Les emplacements du fibrocartilage comprennent les disques intervertébraux de la colonne vertébrale, de la mâchoire, du genou et du poignet. Ce tissu de fibrocartilage contient de gros faisceaux de collagène de type I. C’est le type de cartilage le plus résistant. Le fibrocartilage fonctionne pour apporter un soutien contre les forces de mise en charge et de pression.

Le fibrocartilage peut être décrit en le séparant en 4 groupes différents.

1. Le premier groupe est le fibrocartilage intra-articulaire . Cela agit comme un tampon entre les articulations exposées à des chocs importants et à des mouvements fréquents. Un exemple est les ménisques du genou.
2. Le deuxième groupe est le fibrocartilage de connexion qui se trouve dans les articulations à mouvement limité comme les disques intervertébraux.
3. On trouve du fibrocartilage stratiforme recouvrant l’os rainures où se trouvent les tendons et les muscles.
4. Enfin, le dernier groupe, le fibrocartilage circonférentiel entoure quelques marges de cavités articulaires qui protègent leurs bords. Un exemple est un labrum acétabulaire (tapissant la cavité de la hanche).

Le fibrocartilage vs le cartilage hyalin, ainsi que les emplacements dans le corps où se trouve le fibrocartilage, sont décrits dans le tableau 1 ci-dessous.

Tableau 1.Cartilage hyalin vs cartilage élastique et fibrocartilage

Fonction du cartilage hyalin

Alors, quelle est la fonction du cartilage hyalin? Le cartilage hyalin contient relativement peu de fibres et fournit une surface lisse pour le mouvement ainsi qu’un coussin qui absorbe les chocs là où les os se rencontrent. Dans le cartilage articulaire, la fonction principale est de fournir une surface lisse qui peut résister au frottement et à la pression des fonctions de mise en charge.

Dans la trachée, il fournit un soutien aux tissus les plus mous et leur permet de maintenir une ouverture position.

Importance biologique du cartilage hyalin

Le rôle le plus important du cartilage hyalin est de fournir un soutien mécanique au système respiratoire, en développant les os et les surfaces articulaires.

En vieillissant, des problèmes avec la qualité de notre cartilage hyalin peut survenir. Avec l’âge, le nombre de chondrocytes dans la couche superficielle du cartilage articulaire diminue alors que le nombre de chondrocytes dans les couches plus profondes augmente. De plus, avec une augmentation de l’âge, il y a une diminution des protéoglycanes dans la matrice extracellulaire. Il y a également une augmentation du sulfate de kératine et une diminution du sulfate de chondroïtine. Le volume d’acide hyaluronique augmente également. Le cartilage hyalin est sensible à l’usure en raison de son rôle d’amortisseur et d’une utilisation intensive dans les activités quotidiennes. Tous ces facteurs peuvent amener le cartilage hyalin à devenir plus sensible aux dommages et aux maladies que les autres types de cartilage.

Les tissus cartilagineux sont susceptibles de guérir lentement après une blessure en raison d’un manque d’approvisionnement en sang. les chondrocytes. Cela signifie que la matrice est lente à se former. En outre, les chondrocytes sont coincés dans des lacunes et ne peuvent pas migrer vers une zone de tissu endommagé. Le tissu endommagé devient du tissu cicatriciel.

Dans la matrice extracellulaire, le sulfate de chondroïtine joue un rôle important car il est un médiateur anti-inflammatoire et réduit la douleur. Certaines études suggèrent que sa présence aide à ralentir la dégradation du cartilage et prévient ainsi des conditions telles que l’arthrose. L’arthrose survient lorsque le cartilage s’use, permettant aux os de se frotter les uns contre les autres, provoquant une sclérose (durcissement) de l’os sous-chondral (os juste en dessous du cartilage) et une inflammation de la membrane synoviale entraînant de la douleur.

Cartilage hyalin dans Autres animaux

Les animaux de la classe Chondrichthyes ont un squelette entièrement composé de cartilage. Les requins et les raies en sont de bons exemples.Le cartilage est moins dense que l’os, mais fournit toujours de la force et permet donc à ces animaux de se déplacer rapidement dans l’eau sans exercer trop d’effort.

Le cartilage se trouve également chez les invertébrés, tels que le crabe fer à cheval, les escargots et céphalopodes (mollusques prédateurs, p. ex. poulpe et calmar). Le cartilage branchial de l’arthropode du limule de l’Atlantique (Limulus polyphemus), est riche en chondrocytes vacuolés qui diffèrent de tout autre arthropode.

Le cartilage d’endosternite est un autre type trouvé dans cette espèce. Il est plus fibreux que le cartilage hyalin des vertébrés. On le trouve près des cordes nerveuses ventrales et du tissu du cartilage branchial.

Chez la pieuvre (un exemple de céphalopode), le cartilage crânien ressemble au cartilage hyalin et est l’une des seules parties dures du corps du poulpe. La croissance de ce cartilage se produit via des cellules se déplaçant de l’extérieur vers le centre. Chez la seiche commune (Sepia officianalis), le cartilage est du collagène fibrillaire. Le schéma de croissance de ce cartilage est essentiellement le même que celui du cartilage des vertébrés.

Chez les gastéropodes (escargots, limaces ou bulots), l’odontophore est une structure d’alimentation formée de cartilage qui fournit un soutien alimentaire. L’odontophore est un cartilage riche en cellules contenant de la myoglobine qui est entouré d’un faible volume de matrice extracellulaire et de collagène.

Enfin, dans les vers plumeaux (polychètes sabellides), le cartilage soutient leurs tentacules.

Conclusion

Dans l’ensemble, le cartilage peut être décrit comme une partie structurelle vitale du corps trouvée chez les vertébrés et certains invertébrés. C’est un tissu ferme mais mou qui offre soutien, flexibilité et force. L’importance du cartilage peut être observée dans le cartilage hyalin entre les articulations. Ici, en vieillissant, le cartilage s’amincit, entraînant une inflammation et un frottement osseux. Des études sont en cours par des chercheurs dans ce domaine de la science qui peuvent aider à améliorer notre compréhension des processus qui y conduisent et à développer des moyens de lutter contre / traiter / prévenir de telles maladies.