PHÉNOMÈNES DE CROISSANCE – Orthopédie dento-faciale ODF

PHÉNOMÈNES DE CROISSANCE – Orthopédie dento-faciale ODF

Introduction

La croissance cranio-faciale est un processus dynamique qui implique la coopération de nombreux types cellulaires (les cellules de l’épithélium oral et les cellules des crêtes neurales céphaliques) et requiert une régulation précise des mouvements, de la détermination et de la différenciation des cellules constituant les tissus cranio-faciaux. Elle est contrôlée par des facteurs spécifiques, appelés facteurs de croissance, qui interviennent à toutes les étapes de ce processus de développement.

Généralités et Notions Fondamentales

Selon Philippe et Choquin :

• La Croissance : Le développement progressif d’un organisme ou d’un organe particulier, mesurable essentiellement par la taille et le poids.
• La Maturation : Le processus de différenciation des tissus selon lequel un organe devient pleinement apte à remplir ses fonctions.

Ainsi, la notion de croissance est quantitative et celle de la maturation est qualitative.

Définition de la Croissance Cranio-Faciale

La croissance cranio-faciale est une série de changements anatomiques et physiologiques de la vie prénatale à l’âge adulte.

Rythme de Croissance

La croissance n’est pas un phénomène régulier ; elle passe par des phases d’accélération et de décélération de la naissance jusqu’à l’âge adulte. Ces variations sont uniformes pour l’ensemble du squelette.

Taux de Croissance

C’est la quantité de croissance survenue dans un laps de temps donné. L’augmentation de taille par unité de temps est visualisée par la courbe de croissance de Björk ou courbe du taux de croissance staturale.

Facteurs Influençant la Croissance

Facteur Génétique

Le développement de la sphère cranio-faciale implique de nombreux gènes. Au cours du développement embryonnaire, chaque région de ce complexe est formée sous le contrôle de combinaisons d’expression de gènes qui interviennent de façon complexe et interdépendante. Parmi ces gènes, l’homéogène Msx1 (Muscle segment homeobox gene) est un facteur de transcription, qui est exprimé des stades précoces du développement jusqu’à l’âge adulte selon des schémas spatio-temporels spécifiques. La protéine MSX1 semble intervenir au cours des différents phénomènes cellulaires qui gouvernent le développement (induction, prolifération et différenciation cellulaires, apoptose). Le message héréditaire est plus ou moins unanimement reconnu comme le déterminant essentiel dans la formation et la croissance de l’os. Les dimensions et les formes des os sont génétiquement prédéterminées.

Facteur Endocrinien

L’action hormonale endocrinienne est considérée comme prédéterminée et s’inscrit dans le cadre génétique. L’hypophyse, la glande thyroïde et les glandes sexuelles sécrètent des hormones qui agissent directement ou indirectement sur la croissance.

• Hormone de Croissance (GH) : Un déficit est à l’origine d’un retard de croissance harmonieux, une diminution de la vitesse de croissance et un retard de maturation osseuse. Un excès est responsable de l’acromégalie.
• Glucocorticoïdes : Le cortisol et l’hydrocortisone, sécrétés par les corticosurrénales, favorisent la croissance, mais l’hypercorticisme (syndrome de Cushing) ralentit et diminue le potentiel de croissance.
• Somathormone (STH) : Sécrétée par l’hypophyse, elle agit par voie indirecte en activant la croissance.
• Hormones Thyroïdiennes : Associées à la STH, elles augmentent son action. L’hypothyroïdie congénitale provoque un retard de croissance et de maturation osseuse.
• Hormones de la Régulation Calcique : La parathormone (libératrice) et la calcitonine (fixatrice).
• Hormones Sexuelles : Les œstrogènes, la progestérone et la testostérone jouent un rôle modérateur décélérateur sur la croissance en hâtant la soudure des épiphyses (ossification des cartilages de conjugaison) et l’accroissement de la masse musculaire.

Facteurs Nutritionnels

La notion d’équilibre alimentaire est essentielle. Il existe des rations qualitatives et quantitatives optimales selon le stade de croissance. Une sous-alimentation peut retarder la croissance sur le plan qualitatif. Les métabolites essentiels (protéines, glucides, vitamines A, B2 et D) jouent un rôle crucial.

Facteurs Fonctionnels

Les os se développent en réagissant aux influences mécaniques qui s’exercent sur eux. L’activité musculaire intervient de façon prépondérante sur la morphogénèse des os.

Forces Physiques

Des pressions développées sur le squelette en formation, à l’aide d’une force assez puissante, peuvent provoquer d’importants changements dans la direction de croissance de nombreuses parties du corps.

Facteurs Socio-Économiques

Les enfants de classes sociales défavorisées présentent un développement moins rapide et plus irrégulier que les autres. Toutefois, la malbouffe ne favorise pas une croissance harmonieuse. L’excès de nourriture est à bannir, et il est préférable de privilégier une alimentation saine et équilibrée.

Facteurs Affectifs

Une carence maternelle peut provoquer un ralentissement, voire un arrêt de la croissance, par changement de la conduite alimentaire et par diminution du taux de sécrétion des hormones somatotropes (somatomédines). Il existe un véritable mécanisme psycho-neuro-endocrinien dont la perturbation provoque des troubles de croissance, comme le nanisme psycho-social (nanisme de frustration). Ce trouble est souvent difficile à diagnostiquer initialement car il est fréquemment associé à des perturbations biologiques.

Ostéogénèse

L’ostéogénèse est un terme général qui englobe l’ensemble des processus responsables de la construction des pièces osseuses (histogénèse), mais aussi la croissance et les remaniements du tissu osseux.

Histogénèse

Le tissu osseux dérive du mésenchyme, un tissu embryonnaire provenant de la différenciation du mésoblaste. Le mésenchyme est caractérisé par des cellules indifférenciées. Au sein de ce dernier, il y a une augmentation quantitative des fibres de collagène et une multiplication cellulaire aboutissant à la formation d’un blastème mésenchymateux squelettogène. À partir de celui-ci, l’os peut se former de deux façons :

Ossification Membraneuse

L’os se forme directement à partir du blastème. Cette ossification donne naissance aux os de membrane, comme les os de la voûte du crâne et de la face. L’ossification débute pour chaque future pièce osseuse dans une zone limitée, appelée centre primaire d’ossification. Ce dernier se distingue du reste du blastème mésenchymateux par l’accroissement du nombre de cellules, de grosses fibres de collagène et une vascularisation intense. Les cellules se différencient en ostéoblastes qui déposent sur les fibres de collagène une substance préosseuse qui se minéralise rapidement. L’ossification progresse de proche en proche à partir de ce centre, les points d’ossification s’étendant en taches d’huile, rapprochant ainsi les pièces squelettiques formées.

Lorsque la forme de l’os est suffisamment ébauchée, celui-ci s’entoure d’une condensation conjonctive, de sorte que les pièces membraneuses demeurent séparées par des bandes conjonctives étroites appelées sutures membraneuses ou syndesmoses. Ces sutures seront le siège d’une croissance ultérieure active. Selon Delaire, elles n’ont pas de potentiel de croissance propre mais doivent être sollicitées, constituant des sites de croissance secondaire adaptative.

Ossification Enchondrale

L’os se forme à partir d’une maquette cartilagineuse (provenant elle-même du blastème mésenchymateux) par substitution. Cette ossification donne naissance aux os de substitution, comme les os du squelette axial, des membres et de la base du crâne. Après une phase de multiplication, les cellules mésenchymateuses du blastème squelettogène élaborent une substance fondamentale cartilagineuse. Le blastème mésenchymateux se transforme en cartilage hyalin, prenant grossièrement la forme du futur os. Ensuite, les cellules cartilagineuses subissent une hypertrophie suivie d’une dégénérescence des chondrocytes, créant des cavités séparées par des cloisons cartilagineuses calcifiées. Ces cavités sont bientôt envahies par des chondroblastes et des cellules mésenchymateuses indifférenciées qui se transforment en ostéoblastes. Les chondroblastes détruisent partiellement les cloisons, et les ostéoblastes déposent une substance préosseuse sur les vestiges des cloisons. Le tissu osseux fibreux obtenu se transforme en tissu osseux lamellaire compact par ossification secondaire.

Les pièces osseuses obtenues conservent la même morphologie que la maquette cartilagineuse initiale. Elles s’unissent, mais il persiste des bandes conjonctives appelées sutures cartilagineuses ou synchondroses, qui peuvent accroître leur épaisseur de façon interstitielle.

Étapes de l’Ossification Enchondrale

1. Chondrogenèse : Formation d’une ébauche cartilagineuse.
2. Différenciation terminale des chondrocytes.
3. Calcification de la matrice cartilagineuse.
4. Invasion vasculaire du cartilage calcifié.
5. Résorption de la matrice cartilagineuse et son remplacement par de l’os endochondral.

Remarque

Les deux modes d’ossification (membraneuse et enchondrale) peuvent coexister pour un même os, comme dans le cas de la clavicule et de la mandibule. Ce sont des os de membrane, mais ils présentent une apparition ultérieure de cartilages secondaires.

Croissance et Modelage Osseux

Une fois l’os formé, la pièce osseuse peut augmenter ses dimensions de deux manières :

Croissance Suturale

Les sutures sont le siège d’une croissance active avant de se synostoser.

• Syndesmoses : Les os membraneux qu’elles séparent s’accroissent par apposition osseuse de chaque côté de la ligne suturale, ce qui éloigne les pièces squelettiques les unes des autres. Les sutures de la voûte crânienne sont des sutures membraneuses ou synfibroses. Elles jouent un rôle physiologique important dans la croissance harmonieuse du crâne et du cerveau. Elles sont formées d’un mésenchyme sutural qui empêche la fusion des os du crâne pendant la croissance. Les limites osseuses des sutures comportent un front d’ossification qui assure la croissance des os plats de la voûte crânienne par déposition de matrice ostéoïde aux bords de la suture.
• Synchondroses : Elles présentent une croissance interstitielle et séparent deux os cartilagineux. Contrairement à la voûte crânienne, où les sutures sont fibreuses, les sutures de la base du crâne sont des sutures cartilagineuses ou synchondroses. Elles se présentent sous forme de deux plaques cartilagineuses de croissance en miroir. Leur rôle est considérable pendant la croissance de la base du crâne et, par voie de conséquence, de la face. Elles disparaissent à différentes périodes de la vie, certaines avant la naissance, d’autres restant actives jusqu’à l’âge adulte.

Croissance Remodelante

C’est un processus de croissance constant qui sert à maintenir la forme et la proportion de chaque pièce osseuse. Ce phénomène se fait par apposition d’os nouveau et résorption d’os ancien de la lame opposée. Ce processus produit deux types de résultats : la croissance et le déplacement de la pièce osseuse.

Phases du Remodelage Osseux

À l’état physiologique, la séquence de remodelage débute toujours par les phases suivantes :

Phase d’Activation

Les cellules mécanosensibles ostéocytaires sont activées par divers stimuli environnants, notamment lorsque leurs déformations dues aux champs mécaniques locaux dépassent un certain seuil. Elles envoient alors différents messages chimiques et/ou électriques pour activer la différenciation des cellules souches du sang (cellules hématopoïétiques) ou de la moelle osseuse (cellules mésenchymateuses) en futurs ostéoclastes et ostéoblastes.

Phase de Résorption

À la surface du tissu osseux, les cellules bordantes éliminent la fine couche de collagène sur laquelle elles reposaient. Les ostéoclastes prennent la relève pour éroder l’os sous-jacent, progressant de proche en proche pour créer une zone creuse de résorption appelée lacune de Howship.

Phase d’Inversion

Quand les ostéoclastes ont fini de creuser la lacune, ils meurent par apoptose et sont remplacés par des cellules mononucléées de nature imprécise pour lisser le fond de la lacune.

Phase d’Apposition (Formation)

Les ostéoblastes se différencient localement et commencent à apposer les premières lamelles de tissu ostéoïde pour élaborer une nouvelle unité de structure qui vient combler la zone résorbée par les ostéoclastes.

Phase de Quiescence

À la fin de la synthèse de la nouvelle unité de structure osseuse (BMU), les cellules osseuses entrent en phase de repos jusqu’au prochain cycle. Pendant cette phase, certains ostéoblastes s’emmurent et deviennent des ostéocytes, tandis que d’autres freinent leurs activités, s’aplatissent et deviennent des cellules bordantes.

L’équilibre entre la formation et la résorption osseuse est assuré par plusieurs facteurs de régulation, notamment les cellules osseuses elles-mêmes, les hormones circulantes, les facteurs de croissance locaux et les contraintes mécaniques.

Conclusion

La croissance n’est pas un phénomène régulier ; elle passe par des phases d’accélération et de décélération. Il est nécessaire, pour l’établissement d’un plan de traitement en orthodontie, de bien connaître les différents mécanismes de croissance.

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