Composition du tissu osseux
Le tissu osseux est un tissu conjonctif hautement spécialisé composé d'une substance organique minéralisée. Il comprend une matrice osseuse, constituée d'une fraction organique et d'une fraction minérale, qui confère à l'os sa dureté et sa résistance, ainsi que des cellules osseuses des lignées ostéoblastiques et ostéoclastiques.
La matrice osseuse : C'est l'ostéoblaste qui synthétise la matrice osseuse et régule sa minéralisation. La fraction organique de cette matrice est composée à de collagène de type I auquel est liée la fraction minérale constituée essentiellement de cristaux d'hydroxyapatite de calcium.
Les fibres de collagène
Le collagène représente 90% de la matrice organique. C'est une glycoprotéine fibreuse, rigide, formant une triple hélice (2 chaînes alpha1 et une chaîne alpha2) d'une longueur de 3000 Å et de 50 Å de diamètre, riche en proline et hydroxyproline. Le déploiement des fibres de collagène dans l'espace extracellulaire s'accompagne d'un arrangement spatial spécifique articulations et du clivage des peptides d'extension au niveau des extrémités amino et carboxy-terminales, ainsi que de la formation de pontages. Les fibres collagéniques ainsi formées sont associées à des protéines non collagéniques secrétées par les ostéoblastes ainsi qu'à des protéines plasmatiques et des facteurs de croissance. Cette matrice nouvellement formée, appelée tissu ostéoïde, est minéralisée dans un second temps.
Les protéines non collagéniques (PNC)
Elles ne constituent que 10% du tissu organique de l'os et 2% du poids total de l'os. On peut schématiquement classer les PNC[1] en trois groupes:
Les PNC osseuses proprement dites, quantitativement les plus importantes, qui font partie intégrante de la matrice osseuse. Certaines sont spécifiques du tissu osseux comme l'ostéocalcine, dont la synthèse dépend de la vitamine K. Sa concentration dans le sang circulant est utilisée comme indice de formation osseuse.
Les protéines plasmatiques, synthétisées dans d'autres organes et qui s'accumulent dans l'os à partir du plasma et des liquides interstitiels. L'alpha2-HS glycoprotéine et l'albumine sont les plus abondantes de ces protéines adsorbées par l'os.
Les facteurs de croissance, dont certains ont pu être isolés dans la matrice osseuse, comme le TGF-béta ou certains membres de la famille des Insulin-Like-Growth factors (IGFs).
La fraction minérale
La minéralisation nécessite des concentrations adéquates en minéraux et l'existence de sites de nucléation localisés au niveau de zones particulières des fibres de collagène de type I, permettant la formation des cristaux d'hydroxyapatite.
Ils sont formés de petites plaques hexagonales organisées en lamelles sur lesquelles se répartissent les ions OH-, Ca2+ et PO43-.
Parmi les enzymes associées à la différenciation ostéoblastique, la phosphatase alcaline est responsable du clivage des liaisons organophosphates qui libère le phosphate inorganique dans le milieu. Elle participe vraisemblablement au processus de minéralisation.
Elle est localisée dans la membrane plasmique des ostéoblastes et son site actif est accessible à partir de la surface extra-cellulaire.
Cette enzyme est également libérée dans la circulation sanguine et l'augmentation de sa concentration sérique est un marqueur de l'activité ostéoblastique.