EMBRYOLOGIE CRANIO FACIALE

EMBRYOLOGIE CRANIO FACIALE

Introduction

De la fécondation à l’âge adulte, l’être humain va croître de façon très inégale dans l’espace et dans le temps. Le chapitre “Embryologie crânio-faciale” nous donne un aperçu général sur les différentes étapes de morphogenèse et du développement de certaines structures craniofaciales.

Intérêt de la question :

• Connaître les mécanismes de développement et d’organisation anatomique du massif facial (étiopathogénie).
• Comprendre les mécanismes d’installation de certaines malformations cranio-faciales.

1. Rappel sur l’Embryologie Générale

Nous divisons le développement humain en trois périodes :

• Développement précoce : de la fécondation à la fin de la 3ème semaine.
• Développement embryonnaire : du début de la 4ème semaine à la fin de la 7ème semaine.
• Période fœtale : de la 8ème semaine jusqu’au terme.

1.1. Développement Précoce

Au cours de la première période, nous assistons :

• Au passage successif du stade morula au stade blastocyste, dans lequel nous distinguons les cellules du bouton embryonnaire.
• À la formation d’une cavité liquidienne appelée cavité blastocystique.
• À la formation du trophoblaste.

À la fin de la 2ème semaine (période prégastrulation) :

• Les cavités amniotique et lécithocèle se forment.
• Le disque embryonnaire, constitué de deux feuillets (un feuillet entoblastique ventral et un feuillet ectoblastique dorsal), se forme également.
• L’ensemble du germe et de ces deux cavités est plongé dans une cavité plus vaste remplie de liquide : le coelome externe.

À la 3ème semaine, se produit la gastrulation, caractérisée par l’apparition du mésoblaste et du canal cordal, qui se transforme ensuite en une plaque cordale. Ce n’est qu’au début de la 4ème semaine que ce matériel deviendra la corde dorsale.

Nous assistons également à :

• La formation du tube neural.
• L’ébauche du tube digestif.
• L’ébauche de l’appareil respiratoire.
• La métamérisation des somites.
• La constitution de l’ébauche du cœur à la fin de cette 3ème semaine.

1.2. Période Embryonnaire

Au cours de la période embryonnaire, dès la 4ème semaine, les changements de forme de l’embryon sont considérables. Nous assistons à :

• La formation des arcs branchiaux : le 1er mandibulaire et le 2ème hyoïdien.
• L’apparition des 3ème et 4ème arcs branchiaux aux 26 et 28 jours.
• La formation des bourgeons des bras, puis des jambes.
• L’apparition des placodes auditives et cristalliniennes.

5ème semaine :

• Une croissance importante de la tête.
• Les 1er et 2ème arcs branchiaux présentent des renflements (futur pavillon de l’oreille).
• La 1ère fente branchiale devient le conduit auditif externe.
• Différenciation des membres supérieur (coude et poignet) et inférieur.

6ème et 7ème semaines :

• La tête devient plus volumineuse que le tronc, s’arrondit et se redresse.
• Elle est délimitée par le rétrécissement du cou.

À la fin de la période embryonnaire, l’aspect extérieur de l’embryon est déjà très nettement humain, et les ébauches des principaux organes sont établies.

1.3. Période Fœtale

Cette période se caractérise par une croissance et une maturation des tissus et organes mis en place pendant la période embryonnaire. Cette croissance est très rapide entre la 13ème et la 16ème semaine.

• À la 16ème semaine, le squelette est suffisamment ossifié pour être distingué sur radiographie.

2. Embryologie Crânio-Faciale

2.1. Développement des Parties Molles

Le développement du mésoderme et du tube neural explique les modifications de volume de l’embryon. La dilatation du tube neural à son extrémité céphalique pour former les vésicules cérébrales (rhombencéphale, mésencéphale et prosencéphale) fait ébaucher la tête, qui s’hypertrophie en s’infléchissant.

2.1.1. Formation des Bourgeons Faciaux, Placodes et Arcs Branchiaux

Neurulation :

La neurulation est le stade embryonnaire au cours duquel les futures structures céphaliques s’individualisent. La migration des cellules de la crête neurale à la face inférieure du cerveau primitif est responsable du développement des bourgeons faciaux et des arcs branchiaux.

Au cours de la 4ème semaine, nous assistons à l’apparition de la plaque neurale sous forme d’un épaississement ectoblastique. Celle-ci subit de profondes modifications structurelles :

• Elle s’allonge dans le sens antéro-postérieur, s’élargit dans sa partie antérieure.
• La partie la plus antérieure manifeste un mouvement d’enroulement qui bascule les territoires antérieurs et dorsaux en position ventrale.
• Apparition de deux reliefs paramédiaux droit et gauche, simples élévations au début, qui deviennent par la suite de véritables bourrelets neuraux.

L’accolement par contact jonctionnel postérieur des bourrelets neuraux entraîne :

• La ségrégation des futures lignées cellulaires du neurectoblaste.
• La transformation de la gouttière neurale en un tube neural.

Migration des cellules de la crête neurale :

Les cellules de la crête neurale migrent selon une direction dorso-ventrale entre l’ectoderme et le tube neural. Deux courants de migration sont discernables :

• Courant antérieur ophtalmo-ventral : mène les cellules autour de l’ébauche du cerveau primitif. Grâce aux mitoses de ces cellules, il y a un développement volumétrique et une fusion des bourgeons faciaux, puis migration vers les placodes olfactives.
• Courant branchial (cervical) : les cellules entrent en contact avec les cellules mésodermiques déjà présentes, constituant les structures mésenchymateuses des arcs branchiaux.

Une fois leur migration terminée, les cellules de la crête neurale s’organisent et se différencient en un mésenchyme spécialisé dans le massif facial : os, cartilage, conjonctifs, graisses, muscles et odontoblastes (cellules formatrices des dents).

Origine du mésenchyme cervico-facial :

• Ectodermique (neurectodermique ou mesectoderme) : produit par les cellules de la crête neurale.
• Mésodermique : origine dans la plaque précordale, le mésenchyme latéral et para-axial.

L’ectoderme cervico-facial se présente sous l’aspect de bandes sur les bords de la plaque neurale.

Évolution des placodes :

Les placodes sont des épaississements localisés de l’épiblaste céphalique. Chaque placode est constituée d’un groupe de cellules qui donnera naissance à un organe spécialisé. Nous distinguons :

• Placodes olfactives : deviennent les nerfs olfactifs.
• Placodes cristalliniennes : deviennent le cristallin.
• Placodes otiques : fournissent des cellules nerveuses et sensorielles.

Formation de l’appareil branchial :

Vers le 30ème jour, quatre arcs bien visibles sont individualisés. Chaque arc est constitué de :

• Mésenchyme issu de la crête neurale et du mésoderme, fournissant un squelette ostéo-cartilagineux, un noyau musculaire, un tronc artériel et un nerf.
• Éctoderme externe, qui deviendra la peau cervicale et thoracique.

2.1.2. Formation du Stomodeum (Palais I et Palais II)

Le bourgeon frontal est le siège, dans sa partie inférieure et ventrale, du développement des bourgeons nasaux internes et externes. Ces massifs cellulaires se développent grâce aux mitoses des cellules de la crête neurale.

Au cours de la 6ème semaine, les bourgeons maxillaires viennent en contact avec les bourgeons nasaux internes et externes, formant le “mur épithélial de Hochstetter”. La disparition de ce mur permet la constitution d’un massif cellulaire mésenchymateux issu de la crête neurale, appelé palais primaire.

Au cours de la 7ème semaine, à la face interne des bourgeons maxillaires supérieurs apparaissent deux bourgeons longitudinaux appelés processus palatins. Ces derniers forment deux lames qui :

• Se dirigent d’abord vers le bas.
• Se redressent au-dessus de l’ébauche linguale.
• Se soudent en avant du palais primaire, puis l’une à l’autre sur la ligne médiane d’avant en arrière.

La soudure des processus palatins met en place le palais secondaire, qui sépare les fosses nasales de la cavité buccale.

2.2. Formation du Squelette Crânio-Facial

• Les os du squelette de la face ont pour origine les cellules de la crête neurale. Ces cellules participent également à la formation du temporal, de la grande aile du sphénoïde, du frontal, de l’apophyse styloïde et de l’os hyoïde.
• Le mésoderme para-axial fournit deux pièces cartilagineuses : le corps de l’occipital et le corps du sphénoïde.

Chondrogenèse et Ostéogenèse

La manifestation la plus précoce de la formation du crâne est la concentration du mésenchyme autour de la corde dorsale, au niveau du cerveau postérieur, au cours de la 5ème et 6ème semaine. À la 7ème semaine, le crâne commence à devenir cartilagineux.

Cette ébauche cartilagineuse, ou chondrocrâne, qui occupait la région du futur sphénoïde, s’étend :

• En direction des zones occipitales et des arcs vertébraux.
• En avant, vers le bourgeon naso-frontal, contournant les ébauches de la glande pituitaire.

Elle forme la capsule nasale embryonnaire, squelette cartilagineux primordial de la face. Au 4ème mois de la vie intra-utérine, la capsule nasale est formée d’un massif cartilagineux creusé de deux structures tubulaires à section ovalaire, séparées par une lame médiane préfigurant la cloison du nez (site de croissance du maxillaire supérieur).

La capsule nasale est l’ébauche du chondroéthmoïde, véritable squelette facial de l’enfant, qui porte et positionne les pièces squelettiques membraneuses naso-fronto-prémaxillaires et orbitaires internes.

En arrière et sur les côtés du chondrocrâne se condensent deux cornes cartilagineuses de taille inégale :

• Cartilages de Meckel : cartilages du 1er arc mandibulaire.
• Cartilages de Reichert : cartilages du 2ème arc mandibulaire.

Le chondrocrâne atteint son maximum pendant tout le 2ème mois, sa formation étant terminée à peu près à la 9ème semaine. Au sein de cette maquette cartilagineuse apparaissent des centres osseux de :

• Corps, petites ailes et une partie des grandes ailes du sphénoïde.
• Partie pétreuse du temporal.
• Partie basilaire et exoccipitale de l’occipital.
• Ethmoïde.
• Cornet inférieur.

Par ailleurs, les os de membrane mésenchymateux, destinés à former le toit de la boîte crânienne (partie supérieure verticale du frontal, pariétaux, écaille des temporaux, partie supérieure de l’occipital), sont acquis. Ils constituent la paroi supérieure et latérale du crâne, ainsi que les os de la face et des maxillaires. Ces os ne se transforment jamais en cartilage et se forment directement dans le tissu membraneux (tissu conjonctif).

Bibliographie

1. Château Michel. Orthopédie dento-faciale – 3ème édition refondue du Précis d’orthodontie et d’orthopédie Maxillo-Faciale. Masson et cie. Julien Prélat. 1964.
2. Couly G. Développement embryonnaire de la face. Encycl Méd Chir (Elsevier SAS, Paris), Stomatologie, 22-001 A-20, 1990: 32p.
3. Couly G. Développement céphalique. Paris: CdP; 1991.
4. Couly G, Coltey PM, Le Douarin NM. The triple origin of skull in higher vertebrates: a study in quail-chick chimeras. Development 1993;117:409-29.
5. Le Douarin NM, Kalcheim R. The neural crest. Oxford: Oxford University Press, 1999.

EMBRYOLOGIE CRANIO FACIALE

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