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16.9 : Le système squelettique - Biologie

16.9 : Le système squelettique - Biologie



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Le système squelettique aide non seulement à fournir mouvement et soutien, mais sert également de zone de stockage pour le calcium et les sels inorganiques et une source de cellules sanguines. Fondamentalement, il existe 4 types d'os classés en fonction de leur forme :

  • Les os longs ont un axe longitudinal long (Figure 1).
  • Les os courts ont un axe longitudinal court et ressemblent davantage à des cubes.
  • Les os plats sont minces et courbés comme certains os du crâne.
  • Les os irréguliers se trouvent souvent en groupes et ont une variété de formes et de tailles.

Remarquez la longue tige ou diaphyse au milieu de l'os. La diaphyse contient de l'os compact entourant une cavité médullaire contenant de la moelle osseuse À chaque extrémité se trouve une épiphyse contenant de l'os spongieux ou spongieux. La ligne épiphysaire est un vestige de la plaque de croissance. Les épiphyses contiennent également du cartilage hyalin pour former des articulations avec d'autres os. Autour de l'os se trouve une membrane appelée périoste. Le périoste contient des vaisseaux sanguins et des cellules qui aident à réparer et à restaurer l'os.

Il existe également 2 types de tissus osseux en quantités différentes dans les os. L'os compact (parfois appelé os cortical) est très dense. L'os spongieux (parfois appelé os spongieux) ressemble davantage à une matrice trabéculée (Figure 2). On le trouve dans les régions centrales de certains os du crâne ou aux extrémités (épiphyses) des os longs. Les cellules ostéoformatrices (ostéocytes) obtiennent leurs nutriments par diffusion.

Remarquez l'aspect spongieux de l'os trabéculé. L'os cortical est situé près des bords de l'os et est plus dense.

Structure osseuse

L'os compact est organisé selon des unités structurelles appelées systèmes haversiens ou ostéons (Figure 3). Ceux-ci sont situés le long des lignes de force et s'alignent le long du grand axe de l'os. Les systèmes haversiens sont reliés entre eux et forment une structure interconnectée qui fournit un soutien et une force aux os.

Les systèmes haversiens contiennent un canal central (canal Haversien) qui sert de voie pour les vaisseaux sanguins et les nerfs. L'os est déposé le long d'anneaux concentriques appelés lamelles. Le long des lamelles se trouvent de petites ouvertures appelées lacunes. Les lacunes contiennent des cellules liquides et osseuses appelées ostéocytes. De petits canaux, appelés canalicules, rayonnent dans toutes les directions à partir des lacunes. Les systèmes haversiens sont interconnectés par une série de canaux plus grands appelés canaux de Volksmann (canaux perforants).

Cellules osseuses

Il existe 3 types de cellules de base dans les os. Les ostéoblastes subissent une mitose et sécrètent une substance qui sert de charpente à l'os. Une fois que cette substance (appelée ostéoïde) est sécrétée, des minéraux peuvent se déposer et former un os durci. Les ostéoblastes répondent à certaines hormones de formation des os ainsi qu'au stress physique. Les ostéocytes sont des ostéoblastes matures qui ne peuvent pas se diviser par mitose (Figure 4).

Les ostéocytes résident dans des lacunes. Les ostéoclastes sont capables de déminéraliser l'os. Ils libèrent le calcium des os pour le rendre disponible pour le corps en fonction des besoins du corps.

Moelle

La moelle osseuse est située dans la cavité médullaire (moelle) des os longs et dans certains os spongieux. Il existe 2 sortes de moelle. La moelle rouge existe dans les os des nourrissons et des enfants. On l'appelle rouge car il contient un grand nombre de globules rouges. Chez l'adulte, la moelle rouge est remplacée par la moelle jaune. On l'appelle jaune car il contient une grande proportion de cellules graisseuses. La moelle jaune diminue sa capacité à former de nouveaux globules rouges. Cependant, tous les os adultes ne contiennent pas de moelle jaune. Les os suivants contiennent toujours de la moelle rouge et produisent des globules rouges :

  • Extrémité proximale de l'humérus
  • Côtes
  • Corps de vertèbres
  • Bassin
  • Fémur

Le squelette

Le squelette est divisé en 2 sections : les sections axiale et appendiculaire (Figure 5). Le squelette axial comprend le crâne, la colonne vertébrale, la cage thoracique et le sacrum et est indiqué en bleu dans la figure ci-dessous. Le squelette appendiculaire est indiqué par des étiquettes rouges.

Objectifs d'apprentissage

Cette vidéo fournit une autre introduction au système squelettique :

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Hank nous présente la charpente de notre corps, notre squelette, qui en plus d'être le support et la protection de toutes nos parties charnues, est impliqué dans de nombreux autres processus vitaux qui aident notre corps à fonctionner correctement.

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Table des matières
1) Endosquelette 2:03
2) Biologie 3:27
3) Nouvelle formation osseuse 6:36
4) Structure osseuse 8:00
5) Remodelage osseux 9:48

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Introduction

Ceci, mes amis, est un baculum de morse. Il s'agit essentiellement d'un os de pénis, que l'on trouve chez la plupart des mammifères placentaires, mais curieusement pas chez les humains. Et c'est un crâne d'ours polaire, qui, comme vous pouvez le voir, est plus profilé pour nager dans l'eau qu'un crâne d'ours grizzli. Et ici, nous avons mon amie géante, la tête de rhinocéros, qui est, euh, bonne pour être géante, ou combattre les prédateurs, et se battre pour. Je ne sais pas, pourquoi les rhinocéros ont-ils de grosses têtes ? Et c'est le crâne d'une antilope d'Amérique, il a ces cornes qui se détachent qui sont recouvertes de ces gaines de kératine qui tombent une fois par an.

Ce sont tous des os. Parties de squelettes. Et ils sont tous assez géniaux. Et je suis entouré d'eux ici au Philip L. Wright Zoological Museum, à l'Université du Montana. Et tous ces os se sont adaptés pour aider les animaux à survivre, les cornes de l'antilope pour les parades nuptiales et l'autodéfense, le crâne profilé d'un ours polaire pour nager dans l'eau et le baculum de morse pour. longévité, je suppose.

Nous avons l'habitude de penser que nos squelettes sont nos parties mortes parce que c'est ce qui reste après que tout ce qui nous ressemble a pourri. Mais le fait est que nos os constituent un système organique vital. Et je ne parle pas seulement de vital en cela, sans eux vous seriez une sorte de tas de bouillie morte et dégoûtante, mais aussi dans le sens traditionnel de vital : c'est-à-dire qu'il est vivant. Il protège vos organes vitaux. Il rend la locomotion possible. Il fabrique votre sang. Et en plus de tout cela, il s'occupe de ses propres réparations et entretiens. Votre squelette est vivant, les gens. Et les pénis de morse ne sont que le début.

Endosquelette

Vous savez donc ce que sont les os, mais peut-être ne saviez-vous pas qu'il n'est pas nécessaire d'être un vertébré, ou même un cordé, pour avoir un squelette. Les gelées et les vers, par exemple, ont des squelettes hydrostatiques, constitués de cavités corporelles remplies de liquide. En serrant les muscles autour des cavités, ils changent de forme et peuvent être utilisés pour produire un mouvement. Les insectes ont bien sûr des exosquelettes, constitués de chitine, un glucide azoté, et les mollusques ont aussi des exosquelettes, sous la forme de coquilles de carbonate de calcium. Mais quand il s'agit de squelettes, la formule la plus gagnante a été l'endosquelette. Même si nous nous sentirions probablement beaucoup plus en sécurité si nous étions recouverts de plaques blindées comme certaines races d'hommes de fer, avoir nos squelettes à l'intérieur de notre corps nous a permis de grandir et d'avoir beaucoup plus de liberté de mouvement. C'est du bon truc.

L'une des nombreuses raisons pour lesquelles vous ne voyez pas de fourmis de la taille de chevaux se promener est, eh bien, une, elle ne serait pas capable de respirer, mais aussi, un corps avec un volume aussi énorme nécessiterait un exosquelette exponentiellement plus épais. , et donc plus lourd et plus maladroit, pour le soutenir.

Ainsi, les endosquelettes permettent aux animaux de grandir en supportant plus de masse, et vous n'avez pas à vous soucier de l'embarras qui accompagne la mue disgracieuse !

En tant qu'adultes, les humains ont 206 os de toutes sortes de formes et de tailles, dont 3 minuscules dans chaque oreille et 1 de forme étrange comme un fer à cheval dans la gorge, 27 dans les mains et 26 dans chaque pied. Vous avez également au moins 32 dents, sauf si vous jouez trop au hockey, et même si elles sont incluses dans le système squelettique, elles ne comptent pas comme des os car elles sont constituées de matériaux différents, à savoir la dentine et l'émail - le matériau le plus dur de votre corps. Et vous pensez probablement que le crâne est un gros os, mais il se compose en réalité de nombreux os séparés, dont 8 plaques qui recouvrent votre cerveau et 14 autres dans votre visage. Os du visage !

Si simple, non ? Eh bien, vous voudrez peut-être vous asseoir… vous l'êtes probablement déjà. mais j'y vais, car c'est l'heure de la bio-graphie !

Bio-Lographie

(03:27) Maintenant, on pourrait penser que nous aurions cloué les bases du squelette humain il y a longtemps, parce que nos dents et nos os sont les parties les plus grosses et les plus dures de notre corps, et après avoir laissé ça bobine mortelle, ce sont eux qui restent le plus longtemps. Ce n'est pas comme s'ils étaient super difficiles à trouver et à étudier. Tous ces anciens médecins qui ont essentiellement inventé la science médicale auraient sûrement inventorié tous nos os peu de temps après avoir découvert que nous en avions, n'est-ce pas ? Si la réponse était oui, pensez-vous que je serais assis ici ?

La plupart de ce que nous savons sur le système squelettique humain est dû à Andries Van Wesel, qui est né dans ce qui est aujourd'hui la Belgique en 1514. Et à cette époque, si vous étiez comme un maître en sciences de Kung-Fu, vous aviez à peu près votre propre Nom latin, il est donc aujourd'hui connu sous le nom d'Andreas Vesalius. Vésale est issu d'une longue lignée de médecins, de rois et d'empereurs, et pendant ses études à Paris, il a commencé à s'attarder dans les cimetières et s'est intéressé à ce que l'on appelle aujourd'hui l'ostéologie, l'étude des os. La plus grande contribution de Vésale a peut-être été de montrer au monde que tout ce que nous pensions savoir sur l'ostéologie était faux.

À cette époque, si vous vouliez devenir médecin, vous n'étudiiez pas les corps ni ne voyiez de patients. Vous lisez des choses écrites par les anciens Romains, dont le travail était considéré comme indiscutable. Parce que, vous savez, ces gars-là avaient de longues barbes et ils portaient des robes ! Mais dans ses recherches, Vésale a découvert que les textes romains sur le squelette, en particulier les enseignements du philosophe-médecin Galien, étaient très éloignés.

Vous voyez, la loi romaine interdisait la dissection des corps humains, donc aucun de ces gars n'a réellement étudié les entrailles humaines. Au lieu de cela, ils ont disséqué des singes, des cochons et des ânes, et l'ont utilisé pour faire des hypothèses sur le corps humain. Et ainsi, pendant 15 siècles, les jeunes médecins ont appris ces hypothèses. Mais Vésale a révolutionné l'ostéologie, et toute la médecine, en introduisant une nouvelle pratique, la dissection humaine préférée de tous les étudiants en pré-médecine ! Il a instruit les étudiants en démembrant des cadavres devant eux et en cataloguant leurs parties, donnant aux étudiants la première occasion d'observer directement l'intérieur d'un corps humain.

Ces nouvelles méthodes ont attiré beaucoup d'attention, en particulier de la part d'un juge local, qui a commencé à faire don des corps des criminels qu'il a exécutés à Vésale. Soudain, le mec était à la hauteur de sa braguette dans les voleurs de cochons et les meurtriers, et à l'âge de 28 ans, il avait fait suffisamment de recherches pour publier De Humani Corporis Fabrica, Sur le tissu du corps humain, un texte en sept volumes sur l'anatomie humaine, comprenant la première description complète jamais faite du squelette humain. Ses illustrations magnifiquement détaillées auraient été créées dans l'atelier de l'artiste de la Renaissance, Titien, avec des images de cadavres écorchés positionnés dans des poses symboliques, et de nombreux volumes, dont certains existent encore aujourd'hui, sont reliés en peau humaine.

Nouvelle formation osseuse

(06:13) Donc, ce qu'il faut retenir ici, c'est que même si les os sont gros et durs, la science qui les sous-tend est loin d'être évidente. Même si nous avons tendance à penser que nos os sont rigides et fixes, votre squelette est aussi dynamique que n'importe quel autre de vos systèmes organiques. Il est construit à partir de zéro avec des ingrédients dans votre sang, il se développe en fonction des glandes dans votre tête et, probablement le plus cool de tous, il se décompose et se reconstruit constamment, encore et encore, aussi longtemps que vous vivez.

La plupart des nouveaux tissus osseux commencent sous forme de cartilage, que vous connaissez peut-être par votre nez et vos oreilles. Il est composé de cellules spécialisées appelées chondrocytes, et dans les os nouvellement formés, ces cellules commencent à se diviser comme des fous et sécrètent du collagène et d'autres protéines pour former un modèle de cartilage, ou une charpente, sur laquelle les os se forment.

Bientôt, les vaisseaux sanguins pénètrent dans le cartilage et apportent de petites cellules charnues appelées ostéoblastes. "Oste-", dont vous entendrez beaucoup parler aujourd'hui, signifie simplement os, et "blast" signifie germe ou bourgeon. La construction osseuse qu'ils font s'appelle, à juste titre, l'ossification. Premièrement, ils sécrètent cette matière grasse gélatineuse qui est une combinaison de collagène et de polysaccharide qui agit un peu comme une colle organique. Ensuite, ils commencent à absorber un tas de minéraux et de sels du sang dans tous les capillaires qui les entourent. Et, sans surprise, ils absorbent particulièrement le calcium et le phosphate, et ils commencent à déposer ces minéraux sur la matrice. Avec l'aide d'enzymes sécrétées par les ostéoblastes, ces produits chimiques se lient pour former du phosphate de calcium qui cristallise pour former votre matrice osseuse. En fin de compte, environ les deux tiers de votre matrice osseuse sont des protéines, comme le collagène, et l'autre tiers est du phosphate de calcium.

Un peu surprenant, non? La plupart de vos os ne sont même pas minéraux, et même la partie qui l'est est constituée de tissus vivants, car tout est en nid d'abeille avec des vaisseaux sanguins qui permettent aux ostéoblastes et à d'autres cellules de faire leur travail. Contrairement à l'exosquelette d'un insecte, même les parties les plus dures de vos os sont vivantes.

Structure osseuse

(08:00) Maintenant, même si les os peuvent prendre toutes sortes de formes, des grandes plaques plates protégeant le cerveau au minuscule étrier dans votre oreille, à l'intérieur, ils ont tous tendance à avoir la même structure de base.

Si vous en coupez un en deux, vous verrez que la matrice se forme en fait en deux couches. La couche externe, appelée os compact ou cortical, est dure et dense et constitue environ 80 % de la masse osseuse. Au milieu, l'os spongieux ou trabéculaire, est plus mou et plus poreux, et contient la moelle et les tissus adipeux dans l'os plus gros. La moelle, bien sûr, fabrique non seulement de nouveaux globules rouges, mais presque toutes vos différentes cellules sanguines par un processus appelé hématopoïèse. J'aurais besoin d'une semaine de votre temps et d'un dictionnaire grec pour expliquer comment il procède, mais il suffit de dire que l'évolution a judicieusement choisi les entrailles de nos plus gros os pour abriter les cellules souches sanguines qui, ensemble, peuvent produire mille milliards de cellules sanguines en vous chaque jour. C'est 10 au putain de 12e.

À l'extérieur, les os les plus gros de votre corps ont une structure similaire. Regardez ici ce fémur, c'est le plus gros os de votre corps. L'arbre principal est appelé la diaphyse, et chaque extrémité arrondie est une épiphyse. Les os grandissent, au fur et à mesure que l'enfant grandit, le nouveau tissu se forme à la frontière entre les deux, un endroit appelé plaque épiphysaire. Comme ils l'ont fait lorsqu'ils ont formé le tissu osseux d'origine, les chondrocytes commencent à produire du nouveau cartilage ici, et les ostéoblastes entrent et déposent plus de collagène et de phosphate de calcium. Ainsi, au fur et à mesure que vous grandissez, les extrémités de vos os s'éloignent les unes des autres, jusqu'à ce que, vers l'âge de 25 ans, la dernière de ces plaques dans vos os durcisse.

Soit dit en passant, tout ce processus est stimulé par les hormones de croissance sécrétées par les glandes de tout votre corps. Mais le grand chef, ici, est l'hypophyse, de la taille d'un pois, nichée à la base de votre cerveau. À l'âge adulte, cette glande et d'autres produisent moins d'hormone de croissance, ce qui ralentit notre allongement osseux.

Remodelage osseux

(09:47) Mais, même si l'allongement est un processus limité dans le temps, l'épaisseur et la résistance de l'os doivent être continuellement maintenues par le corps. Parce que, bien sûr, comme toutes vos cellules, les cellules osseuses subissent beaucoup d'usure et doivent pouvoir s'adapter aux conditions changeantes. Ainsi, au cours de chaque année de votre vie d'adulte, environ 10% de votre squelette est complètement décomposé puis reconstruit à partir de zéro, dans un processus appelé remodelage osseux.

Ici, les principaux acteurs sont les ostéoblastes, encore une fois, et un autre type de cellule qui est un peu leur opposé, les ostéoclastes, ou briseurs d'os. On pourrait penser que les cellules qui forment le tissu osseux et celles qui le détruisent seraient dans une sorte de bataille constante dans votre corps, mais pendant le remodelage, elles travaillent en étroite collaboration pour communiquer efficacement. C'est comme s'ils étaient fondamentalement des ennemis ! Le remodelage commence lorsque les ostéoclastes sont envoyés, au moyen de signaux hormonaux, à travers les capillaires, vers les sites de fractures microscopiques de la matrice osseuse. Une fois en place, ils sécrètent un cocktail acide d'ions hydrogène pour dissoudre le phosphate de calcium, et le calcium, les phosphates et l'eau, et. autre matériel qu'ils ramènent aux capillaires voisins. Ensuite, ils sécrètent des enzymes spécialisées dans la digestion du collagène. Tout ce processus s'appelle la résorption, et lorsque le vieux tissu osseux a été nettoyé, les ostéoclastes envoient un cri d'hormone aux ostéoblastes, qui entrent et font leur truc d'ossification.

Le remodelage osseux est vraiment assez étonnant, et tout est finalement régulé par des hormones qui maintiennent le niveau de calcium dans votre sang. Les glandes qui appellent tous les jeux pendant la phase de rupture osseuse du remodelage sont les parathyroïdes de votre cou. Lorsque le calcium dans votre plasma sanguin tombe en dessous du niveau d'homéostasie, la parathyroïde déclenche les ostéoclastes pour extraire le calcium de vos os et le relâcher dans le sang. De même, lorsque les niveaux de calcium dans le sang sont trop élevés, la cousine de la parathyroïde, la glande thyroïde, signale aux ostéoblastes de retirer le calcium du sang et de le déposer sur le collagène osseux par une plus grande ossification.

Et rappelez-vous la semaine dernière quand nous avons parlé de la façon dont les reins réabsorbent les sels et les minéraux ? Eh bien, la thyroïde régule également la quantité de calcium réabsorbé dans ce processus, ainsi que la quantité de vitamine D, car la vitamine D aide votre corps à absorber le calcium par l'intestin grêle. Et c'est pourquoi la vitamine D est tout. bon pour vos os et tout ça !

Maintenant, la relation entre les ostéoblastes actifs et les ostéoclastes actifs peut changer considérablement dans différentes conditions. Plus vous sollicitez vos os, plus vos ostéoclastes travaillent à briser la matrice osseuse afin qu'elle puisse se reformer. Le stress osseux peut inclure des choses comme des fractures, bien sûr, mais il peut aussi être moins traumatisant et plus soutenu. L'exercice provoque un stress sur le squelette qui aide à stimuler le remodelage osseux. Ainsi, lorsque vous vous entraînez, vous ne construisez pas seulement des muscles, vous construisez également des os.

Donc, comme vous pouvez le constater, il est assez difficile de parler d'os sans parler également de muscles. Et c'est ce que nous allons faire dans le prochain épisode de Crash Course Biology. Merci beaucoup au Philip L. Wright Zoological Museum de l'Université du Montana. désolé je viens. te frapper. Découvrez leur Tumblr sur http://umzoology.tumblr.com. C'est génial ! Si vous voulez revoir quoi que ce soit : table des matières ! Cliquez simplement dessus ou revoyez tout l'épisode, car vous savez que vous l'avez aimé. Si vous avez des questions pour nous, bien sûr, nous serons dans les commentaires ci-dessous, tout comme toutes les personnes super utiles qui répondent toujours aux questions qui ne sont pas nous. Merci à ces gens, d'ailleurs. Et on se voit la prochaine fois sur Crash Course Biology !

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Biologie de l'os : la vascularisation du système squelettique

Les vaisseaux sanguins sont essentiels à la distribution de l'oxygène, des nutriments et des cellules immunitaires, ainsi qu'à l'élimination des déchets. En plus de ce rôle conventionnel de système de conduit polyvalent, les cellules endothéliales formant la couche la plus interne de la paroi vasculaire possèdent également des capacités de signalisation importantes et peuvent contrôler la croissance, la structuration, l'homéostasie et la régénération de l'organe environnant. Dans le système squelettique, les vaisseaux sanguins régulent la formation osseuse développementale et régénératrice ainsi que l'hématopoïèse en fournissant des niches vasculaires pour les cellules souches hématopoïétiques. Nous donnons ici un aperçu de l'architecture, de la croissance et des propriétés des vaisseaux sanguins dans le système squelettique sain, vieillissant et malade.

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Le squelette appendiculaire

Les squelette appendiculaire comprend tous les os des membres supérieurs et inférieurs, ainsi que les os qui attachent chaque membre au squelette axial. Il y a 126 os dans le squelette appendiculaire d'un adulte. Les os du squelette appendiculaire sont couverts dans une section séparée.

Figure 1. Squelette axial et appendiculaire. Le squelette axial soutient la tête, le cou, le dos et la poitrine et forme ainsi l'axe vertical du corps. Il se compose du crâne, de la colonne vertébrale (y compris le sacrum et le coccyx) et de la cage thoracique, formée par les côtes et le sternum. Le squelette appendiculaire est constitué de tous les os des membres supérieurs et inférieurs.


Voir la vidéo: Comment fonctionne le SYSTÈME NERVEUX? (Août 2022).