CHONDROCYTES: CARACTÉRISTIQUES, HISTOLOGIE, FONCTIONS, CULTURE - LA BIOLOGIE - 2025

Les chondrocytes sont les principales cellules du cartilage. Ils sont responsables de la sécrétion de la matrice extracellulaire du cartilage, constituée de glycosaminoglycanes et de protéoglycanes, de fibres de collagène et de fibres élastiques.

Le cartilage est un type spécial de tissu conjonctif dur, élastique et blanc cassé qui forme le squelette ou est ajouté à certains os de certains animaux vertébrés.

Coupe de tissu cartilagineux, le chiffre 2 indique l'emplacement d'un chondrocyte (Source: Guido Fregapani via Wikimedia Commons)

Le cartilage contribue également à la forme de divers organes tels que le nez, les oreilles, le larynx et autres. Selon le type de fibres incluses dans la matrice extracellulaire sécrétée, le cartilage est classé en trois types: (1) cartilage hyalin, (2) cartilage élastique et (3) fibrocartilage.

Les trois types de cartilage ont deux éléments de base communs: les cellules, qui sont des chondroblastes et des chondrocytes; et la matrice, composée de fibres et d'une substance fondamentale similaire à un gel qui laisse de petits espaces appelés «trous» où se trouvent les cellules.

La matrice cartilagineuse ne reçoit pas de vaisseaux sanguins, de vaisseaux lymphatiques ou de nerfs et est nourrie par diffusion depuis le tissu conjonctif environnant ou, dans le cas des articulations synoviales, par le liquide synovial.

caractéristiques

Les chondrocytes sont présents dans les trois types de cartilage. Ce sont des cellules issues de cellules mésenchymateuses qui, dans les zones de formation du cartilage, perdent leurs extensions, arrondissent et se rassemblent pour former des masses denses appelées centres de «chondrification».

Dans ces centres de chondrification, les cellules progénitrices se différencient en chondroblastes, qui commencent à synthétiser la matrice cartilagineuse qui les entoure petit à petit.

De manière similaire à ce qui se passe avec les ostéocytes (cellules osseuses), les chondroblastes qui sont inclus dans les soi-disant «lacunes» de la matrice, se différencient en chondrocytes.

Les chondrocytes dans leurs lacunes peuvent se diviser, formant des grappes d'environ quatre cellules ou plus. Ces grappes sont appelées groupes isogéniques et représentent les divisions du chondrocyte d'origine.

Croissance du cartilage et différenciation des chondroblastes

Lorsque chaque cellule de chaque grappe ou groupe isogénique forme une matrice, elles s'éloignent les unes des autres et forment leurs propres lagunes séparées. En conséquence, le cartilage se développe de l'intérieur, appelant cette forme de croissance du cartilage une croissance interstitielle.

Dans les régions périphériques du cartilage en développement, les cellules mésenchymateuses se différencient en fibroblastes. Ceux-ci synthétisent un tissu conjonctif collagène dense et irrégulier appelé périchondre.

Le périchondre a deux couches: une couche externe fibreuse vascularisée composée de collagène de type I et de fibroblastes; et une autre couche cellulaire interne formée par des cellules chondrogéniques qui se divisent et se différencient en chondroblastes, qui forment la matrice qui est ajoutée en périphérie.

Grâce à cette différenciation des cellules du périchondre, le cartilage se développe également par apposition périphérique. Ce processus de croissance est appelé croissance appositive.

La croissance interstitielle est typique de la phase initiale du développement du cartilage, mais elle se produit également dans le cartilage articulaire dépourvu de périchondre et dans les plaques épiphysaires ou les plaques de croissance des os longs.

Dans le reste du corps, en revanche, le cartilage se développe par apposition.

Histologie

Trois types de cellules chondrogéniques peuvent être trouvés dans le cartilage: les chondroblastes et les chondrocytes.

Les cellules chondrogéniques sont minces et allongées en forme de fuseau et proviennent de la différenciation des cellules mésenchymateuses.

Leur noyau est ovoïde, ils ont peu de cytoplasme et un complexe de Golgi peu développé, des mitochondries rares et un réticulum endoplasmique rugueux et des ribosomes abondants. Ils peuvent se différencier en chondroblastes ou en cellules ostéoprogénitrices.

Les cellules chondrogéniques de la couche interne du périchondre, ainsi que les cellules mésenchymateuses des centres de chondrification, sont les deux sources de chondroblastes.

Ces cellules ont un réticulum endoplasmique rugueux très développé, de nombreux ribosomes et mitochondries, un complexe de Golgi bien développé et de nombreuses vésicules sécrétoires.

Chondrocytes dans le tissu cartilagineux

Les chondrocytes sont des chondroblastes entourés d'une matrice extracellulaire. Ils peuvent avoir une forme ovoïde lorsqu'ils sont près de la périphérie, et une forme plus arrondie d'environ 20 à 30 µm de diamètre lorsqu'ils se trouvent dans des régions plus profondes du cartilage.

Les jeunes chondrocytes ont un gros noyau avec un nucléole proéminent et des organites cytoplasmiques abondants tels que le complexe de Golgi, le réticulum endoplasmique rugueux, les ribosomes et les mitochondries. Ils ont également d'abondantes réserves de glycogène cytoplasmique.

Les vieux chondrocytes ont peu d'organites, mais des ribosomes libres abondants. Ces cellules sont relativement inactives, mais peuvent être réactivées en augmentant la synthèse des protéines.

Chondrocytes et types de cartilage

La disposition des chondrocytes varie selon le type de cartilage où ils se trouvent. Dans le cartilage hyalin, qui a un aspect blanc nacré et translucide, les chondrocytes se trouvent dans de nombreux groupes isogéniques et sont disposés dans de grands espaces avec très peu de fibres dans la matrice.

Cartilage articulaire hyalin (Source: Eugenio Fernández Pruna via Wikimedia Commons)

Le cartilage hyalin est le plus abondant dans le squelette humain et contient des fibres de collagène de type II.

Dans le cartilage élastique, qui a d'abondantes fibres élastiques ramifiées entrelacées avec des fibres de collagène de type II réparties dans toute la matrice, les chondrocytes sont abondants et uniformément répartis entre les fibres.

Ce type de cartilage est typique du pavillon, des trompes d'Eustache, de certains cartilages laryngés et de l'épiglotte.

Dans le fibrocartilage, il y a peu de chondrocytes alignés entre ses fibres de collagène de type I épaisses et densément réparties dans la matrice.

Ce type de cartilage est localisé dans les disques intervertébraux, dans la symphyse pubienne, dans les zones d'insertion des tendons et dans l'articulation du genou.

Caractéristiques

La fonction fondamentale des chondrocytes est de synthétiser la matrice extracellulaire des différents types de cartilage. Comme les chondrocytes, avec la matrice, ils sont les éléments constitutifs du cartilage et partagent ses fonctions avec lui (dans son ensemble).

Parmi les principales fonctions du cartilage figurent celles d'amortir ou d'absorber les chocs ou les coups et compressions (grâce à sa résistance et sa flexibilité).

De plus, ils offrent une surface articulaire lisse qui permet des mouvements articulaires avec un minimum de friction et, finalement, façonnent différents organes tels que le pavillon, le nez, le larynx, l'épiglotte, les bronches, etc.

Cultures

Le cartilage hyalin, qui est le plus abondant dans le corps humain, peut être sujet à de multiples blessures dues à des maladies, mais surtout à des sports.

Le cartilage étant un tissu hautement spécialisé avec une capacité d'auto-guérison relativement faible, ses blessures peuvent causer des dommages irréversibles.

De nombreuses techniques chirurgicales ont été développées afin de réparer les lésions du cartilage articulaire. Bien que ces techniques, certaines plus invasives que d'autres, puissent améliorer les blessures, le cartilage réparé se forme en fibrocartilage et non en cartilage hyalin. Cela signifie qu'il n'a pas les mêmes caractéristiques fonctionnelles que le cartilage d'origine.

Afin d'obtenir une réparation adéquate des surfaces articulaires endommagées, des techniques de culture autologue (à partir de son propre cartilage) ont été développées pour obtenir une croissance du cartilage in vitro et une transplantation ultérieure.

Ces cultures ont été développées en isolant des chondrocytes à partir d'un échantillon de cartilage sain du patient, qui sont ensuite cultivés et transplantés.

Ces méthodes se sont avérées efficaces pour la croissance et le développement du cartilage articulaire hyalin et, après une période d'environ deux ans, permettent la récupération définitive de la surface articulaire.

D'autres techniques impliquent la culture de cartilage in vitro sur une matrice ou un gel de fibrine et d'acide alginique ou d'autres substances naturelles ou synthétiques actuellement à l'étude.

Cependant, l'objectif de ces cultures est de fournir du matériel pour la transplantation des surfaces articulaires lésées et leur récupération définitive.

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