section 2 : arthrologie

Pierre Bonnet

section 2 : arthrologie

Origine et structure des articulations.

Les différentes pièces osseuses du squelette sont reliées entre elles par les articulations autorisant des mouvements d’amplitude et de directions très variables. L’étude de ces structures d’union est l’arthrologie ou syndesmologie.

Le squelette naît du mésoderme, le sclérotome des somites donnera le rachis et des axes issus du mésoderme de la plaque latérale (somatopleure) donneront le squelette des membres (cfr figure 5-3). A partir de ce mésoderme naissent les pièces osseuses dont la première ébauche est souvent cartilagineuse entre lesquelles persistent du tissu mésodermique à l’origine des articulations. (figure 5-57)


Figure 5-57	*Naissance des articulations*
A : Le mésoderme mis en place lors de la gastrulation évolue en mésoderme de la plaque latérale ( = 1), mésoderme intermédiaire ( = 2) et mésoderme paraaxial ( = 3). B : le mésoderme paraaxial évolue en somitomères puis somites donnant le dermatomyotome (= 5 et 6) (point de départ du derme et des muscles striés squelettiques) et le scérotome ( = 6) à l’origine des vertèbres. Le mésoderme de la plaque latérale donne deux feuillets tapissant la cavité coelomique : la somatopleure ( = 7) et la splanchnopleure ( = 8). C : Latéralement après la plicature de l’embryon, des axes de mésoderme (= 9) naissent de la somatopleure. D : Ces axes ( = 10) sont à l’origine du squelette des membres, entourés des muscles provenant du myotome ( = 13), enfermés dans l’enveloppe cutanée formée de l’épiderme ( = 12) d’origine ectodermique et de son derme ( = 11) d’origine mésodermique (dermatome). E : L’axe mésodermique du squelette évolue avec apparition de portions cartilagineuses ( = 15) reliées par les articulations naisssantes ( = 14). F : Les pièces du squelette au départ cartilagineuses ( = 17) sont unies par les articulations d’origine mésodermique ( = 16).

Ces tissus mésodermiques interposés entre les pièces osseuses évoluent

Soit en un tissus simple fibreux, cartilagineux ou osseux
Soit en une structure complexe formée de différents tissus : cartilage, tissu fibreux et ses dérivés.

Le premier groupe constitue les articulations simples (ou fausses articulations), caractérisées par leur composante tissulaire et de mobilité très réduite (synarthrose) :

Tissus fibreux – articulation fibreuse
Tissus cartilagineux – articulation cartilagineuse
Tissus osseux – articulation osseuse

Le deuxième groupe constitue les articulations complexes (ou vraies articulations – articulations synoviales) classées suivant la géométrie des surfaces articulaires emboitées réalisant des articulations semi mobiles (amphiarthroses) ou mobiles (diarthroses).

Le squelette axial comporte plus d’articulations immobiles ou semi mobiles assurant le maintien et la protection (boite crânienne, canal médullaire, cage thoracique) tandis que le squelette appendiculaire comporte plutôt des articulations mobiles autorisant les mouvements des membres multidirectionnels et de grande amplitude.

Articulations simples

Les articulations fibreuses.

Les deux pièces osseuses sont réunies par du tissu conjonctif dense. Ces articulations, peu mobiles, comprennent (figure 5-58) et (figure 5-59) :

Les sutures qui unissent les os du crâne par leurs bords crénelés. Le tissu conjonctif finit, à l’âge adulte, par s’ossifier, réalisant une synostose. L’immobilité assurée par ces articulations confère à la boite crânienne sa rigidité indispensable à la protection de l’encéphale.


Figure 5-58	*Les sutures du crâne*
Vues de la tête osseuse de profil (Pr), de face (F), de dos (Po) et supérieure (*Sup*) montrant les sutures Coronale ou frontale = 1 Pariéto-temporale ou squameuse = 2 Pariéto-occipitale ou lambdoïde = 3 Occipito-mastoïdienne = 4 Sagittale = 5 Vue de l’union de deux os plats (table externe =6 , interne = 8 et diploë = 7) par du tissu fibreux (= 9) unissant les indentations dessinées dans les 3 plans.

Les syndesmoses où le tissu conjonctif dense de liaison peut former une membrane interosseuse, une mince corde (ligament interépineux, ligament tibio-fibulaire…) ou une couche fibreuse dense (portion postérieure de l’articulation sacro-iliaque, articulation entre la première côte et le manubrium). L’amplitude du mouvement autorisé dépend de la longueur la membrane et de sa souplesse: l’articulation réalisée par la membrane interosseuse est presque immobile entre le tibia et la fibula mais autorise le croisement des diaphyses de l’ulna et du radius lors des mouvements de pronation / supination. Les fontanelles, articulations transitoires entre les os crâniens du nouveau-né, font partie des syndesmoses.
Les gomphoses qui assurent articulation entre la dent et la mâchoire. La dent est glissée telle une cheville dans la cavité alvéolaire. Elle est fixée à la paroi de l’alvéole par une jonction fibreuse, la desmodonte. Cette articulation transmet les contraintes de pression exercées sur la dent à l’os alvéolaire, stimulant sa croissance.


Figure 5-59	*Gomphose et synsdesmoses***
La gomphose (= 1) unit les racines dentaires à l’os alvéolaire, les deux os de l’avant bras et de la jambe sont unis par une membrane interosseuse ( = 2 et 3), les os du crâne en croissance sont unis par des plaques fibreuses chez le nouveau né, les fontanelles ( = 3 , vue supérieure du crane montrant la grande fontanelle).

Les articulations cartilagineuses

Les deux pièces osseuses sont réunies par du tissu cartilagineux. On en distingue deux types :

Les synchondroses, articulations cartilagineuses primaires, ou le tissu cartilagineux est essentiel à la croissance de l’os et subira une ossification en fin de croissance (synostose). Les jonctions costo-sternales des côtes 2 à 10 se réalisent également par l’interposition de tissu cartilagineux et sont reprises dans ce groupe mais elles ne s’ossifient pas (possible calcification variable à l’âge avancé). (figure 5-60).


Figure 5-60	*Synchondroses*
A : L’ébauche cartilagineuse d’un os long est progressivement remplacée par du tissu osseux tant au niveau épiphysaire que diaphysaire. Les cartilages de conjugaison (dit de croissance ) ( = 1) unissent diaphyse et épiphyses B : Les côtes 2 à 10 sont unies directement ou indirectement au sternum par une pièce cartilagineuse ( = 2)

Les symphyses ou articulations cartilagineuses secondaires qui siègent dans le plan médian : symphyses pubienne, mandibulaire, manubrio-sternale et intervertébrales. Les symphyses mandibulaire et manubrio-sternale s’ossifient (figure 5-61).


Figure 5-61	*Symphyses*
A : symphyse intervertébrale ou disque intervertébral ( = 1) comportant une zone centrale de consistance plus molle, le nucléus pulposus ( = 2 ) B : symphyse pubienne ( = 3 ) unissant les deux portions pubiennes des os coxaux.

Les articulations osseuses ou synostoses.

Les deux pièces osseuses sont soudées sans mouvement possible, il ne s’agit donc plus de véritables articulations. On retrouve dans ce groupe (figure 5-62)

les zones de fusion diaphyso-épiphysaires liées à l’ossification des cartilages de croissance ou plaque épiphysaires donnant les lignes épiphysaires visibles aux rayons X et les zones de fusion des portions osseuses formant les os complexes (os coxal : pubis, iliaque et ischion, le sacrum et les vertèbres S1 à S5 ou le coccyx et les vertèbres cox 1 à 4)
la plupart des sutures du crâne à l’âge adulte, les jonctions mandibulaires ou manubrio-sternale
souvent la jonction du manubrium et de la première côte


Figure 5-62	*Synostoses*
A : Lignes épiphysaires fémorales B : Os coxal, fusion des os iliaque, ischion et pubis C : Sutures et symphyse mentonnière ossifées de tête osseuse

Articulations complexes

Les deux os sont réunis au sein d’une cavité délimitée par du tissu fibreux : la cavité articulaire et la capsule articulaire. A la face interne de cette cavité le tissu fibreux se transforme en membrane synoviale sécrétant le liquide synovial visqueux et délimitant l’espace intrasynovial. Au sein de la cavité articulaire, l’os cortical des surfaces osseuses en contact l’une avec l’autre est recouvert de cartilage, le cartilage articulaire. Le liquide synovial, exsudat sanguin, contient de l’acide hyaluronique et agit comme lubrifiant des surfaces articulaires.

Des faisceaux fibreux insérés sur le périoste renforcent la cohésion de l’articulation : les ligaments articulaires.

Les ligaments intrinsèques ou capsulaires correspondent à des épaississements de la capsule articulaire (exemple : ligament collatéral interne du genou)
Les ligaments externes ou extracapsulaires sont individualisés à la surface de la capsule articulaire (exemple : ligament collatéral externe ou fibulaire du genou).
Les ligaments internes ou intracapsulaires sont situés au sein de la capsule mais en dehors de l’articulation délimitée par la membrane synoviale (extrasynoviaux) (exemples : ligaments croisés du genou, ligament de la tête fémorale)

Au sein de l’articulation du genou et de l’articulation temporo-mandibulaire on retrouve en intrasynovial des disques cartilagineux fixés à la capsule articulaire qui permettent une meilleure congruence des surfaces articulaires : les ménisques

La mobilité des articulations par rapport aux tissus extra articulaires (muscles, tendons, fascias, peau) est facilitées par des bourses séreuses. (figure 5-63)


Figure 5-63	*Articulation synoviale* *: genou*
A : vue supérieure du plateau tibial (= 6) A1 : cartilage articulaire = 4, ligament collatéral interne = 1 et externe ou fibulaire = 5, ligament croisé postérieur = 2 et antérieur = 3, ligament patellaire = 12 A2 : mise en place des ménisques, externe = 7 et interne = 8 A3 : représentation de la capsule articulaire = 10, de la membrane synoviale = 11 et de la cavité synoviale =9 B : coupe frontale de l’articulation du genou : 13 = articulation tibio-fibulaire supérieure. C : coupe oblique du genou suivant le plan Obl : 14 = diaphyse fémorale, 15 = patella, 16 = bourses séreuses, 17 = diaphyse tibiale.

La classification des articulations complexes se base sur la géométrie des faces articulaires emboîtées. On distingue ainsi les articulations (figure 5-64) :

Planes
Trochléennes (charnière)
Trochoïdes (pivot)
Condylaires (ellipsoïdes)
En selle
Sphéroïdes


Figure 5-64	*Articulations Synoviales – géométrie***
A : Articulation plane Les surfaces articulaires sont planes et réalisent des plans parallèles autorisant un mouvement de glissement limité par la capsule articulaire. B : Articulation trochoïde Les surfaces articulaires sont cylindriques, l’axe du cylindre correspond à l’axe principal de l’os. Le mouvement se fait autour de l’axe du cylindre et donc de l’os tel un pivot C : Articulation trochléenne Les surfaces articulaires sont cylindriques, l’axe du cylindre est perpendiculaire à l’axe principal de l’os. Le mouvement se fait autour de l’axe du cylindre telle une charnière. D : Articulation condylaire Les surfaces articulaires sont ellipsoïdes, un éllipsoïde (condyle) s’emboite dans une cavité glénoïde présentant un relief d’ellipsoïde en creux. Les mouvements sont possibles suivant deux axes de rotation perpendiculaires qui correspondent aux axes (grand et petit) de l’ellipsoïde. E : Articulation en selle Les surfaces articulaires dessinent une selle basée sur une ellipse: la première surface est en creux suivant le grand axe de l’ellipse et en relief suivant le petit axe tandis que la deuxième surface est en creux suivant le petit axe de l’ellipse et en relief suivant le grand axe. Les mouvements sont possibles suivant deux axes de rotation perpendiculaires qui correspondent aux axes (grand et petit) de l’ellipse concernée, avec une amplitude supérieure au mouvement de l’articulation condylaire. F : Articulation sphéroïde Les surfaces articulaires sont sphéroïdes, une sphère s’emboite dans une cavité glénoïde présentant un relief sphérique en creux. Les possibilités de mouvements sont multiples : l’axe de l’os portant la sphère peut se déplacer autour du centre de la sphère suivant tous les rayons et effectuer des rotations sur ce même axe.


Figure 5-65	*Articulations planes*
Exemples : Carpo-métacarpiennes R2 à R5 ( = 1), certaines articulations du carpe ( = 2), acromio-claviculaire ( = 3 ), Tarso-métatarsienne ( = 4 ) et certaines articulations du tarse.


Figure 5-66	*Articulations Trochléennes*
Exemples : articulations interphalangiennes distales ( = 1 ) et proximales ( = 2 ), articulation huméro-ulnaire (coude) ( = 3 )


Figure 5-67	*Articulations trochoïdes*
Exemples : articulation entre l’atlas et l’axis (= 1 ) ou entre la tête radiale et l’ulna ( = 2 )


Figure 5-68	*Articulations* *condylaires*
Articulation entre l’atlas et l’occipital, articulation métacarpo-phalangienne, l’articulation radio-carpienne, l’articulation fémoro-tibiale qui présente deux condyles (articulation bicondylaire)


Figure 5-69	*Articulations en selle*
Exemples : articulation entre la clavicule, le manubrium sternal et la première côte ( = 1 ), la première articulation carpo-métacarpienne ( = 2 ) entre le trapèze ( = 3 ) et le premier métacarpien ( = 4 ).


Figure 5-70	*Articulations sphéroïdes*
A : Articulation scapulo-humérale (épaule) B : Articulation coxo-fémorale (hanche) Section des articulations par un plan frontal.

Amplitude des mouvements

L’amplitude de mouvement des articulations dépend de facteurs propres à sa géométrie mais également des tissus environnants.


Figure 5-71	*Amplitude des mouvements articulaires* *: facteurs limitants*
Limitation osseuse : la géométrie des pièces articulaires : (A) la hanche présente des coubures similaires au niveau de la tête fémorale et de l’acétabulum alors qu’au niveau de l’épaule l’emboitement entre la tête fémorale et la glène scapulaire est moins prononcé. (C) L’extension du coude est limitée par la rencontre de l’olécrâne et de l’humérus (6) Limitation ligamentaire : la laxité plus ou moins prononcée de la capsule articulaire et les ligaments mis sous tension limitent l’amplitude du mouvement : (B)La capsulaire articulaire de la hanche ( = 1) est plus épaisse et resserrée que celle de l’épaule ( = 2) Limitation musculaire et des tissus mous : l’allongement des groupes musculaires au repos est limité : dans la flexion du coude (C), le triceps est étiré ( = 4), les muscles de l’avant bras rencontrent ceux de la face antérieure du bras ( = 3) et la flexion du coude nécessite la mobilité des tissus mous en regard ( = 5)