Embryologie Crânio-Faciale – Orthodontie

Embryologie Crânio-Faciale – Orthodontie

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 donnera un aperçu général sur les différentes étapes de morphogenèse et de développement du massif facial.

Objectifs du cours

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

Embryologie Générale

« L’embryologie est une science dynamique qui étudie les transformations successives des tissus et organes depuis la fécondation jusqu’à la constitution d’un organisme semblable à celui des parents » (in DELAMARE).

Germe

Mot qui se rattache aux premiers stades de l’embryogenèse (fécondation à la fin de la 3ème semaine).

Embryon

De la 4ème à la 7ème semaine (structures reconnaissables avec différenciation de région céphalique, caudale, dorsale et ventrale).

Fœtus

À partir de la 8ème semaine (l’embryon prend figure humaine).

Mort cellulaire

Dégénérescence de cellules épithéliales jointives de surface afin qu’il y ait accolement de structures anatomiques.

Périodes du développement humain

Le développement humain se divise en 4 périodes :

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

Développement précoce (Période prémorphogénétique)

Cette période est dite prémorphogénétique car ces phénomènes n’apportent aucune modification de forme externe du germe.

1ère semaine

• Fécondation
• Segmentation
• Formation du blastocyste

2ème semaine

Elle conduit le germe à un stade didermique formé de 2 feuillets à polarité dorso-ventrale :

• L’ectophylle dorsal
• L’entophylle ventral

3ème semaine

Elle correspond à la formation du germe tridermique par la mise en place d’un 3ème feuillet : chordo-mésoblaste.

Structure du germe à ce stade

Le germe comprend à ce stade, de l’extérieur vers l’intérieur :

• L’ectoblaste : destiné à former le système nerveux central (SNC), le revêtement cutané et le mesectoderme cervico-céphalique.
• Le chordo-mésoblaste : destiné à se différencier en squelette, muscles, système vasculo-nerveux.
• L’entoblaste : le plus profond, fournira l’épithélium du tube digestif et de l’appareil respiratoire.

Développement embryonnaire

Caractérisé par l’intensité des phénomènes d’induction, de ségrégation cellulaire et la formation d’ébauches d’organes.

4ème semaine : Formation des vésicules cérébrales

Le développement du mésoderme et du tube neural explique les modifications de position et de volume de l’embryon. La dilatation du tube neural à son extrémité céphalique, destinée à la formation des vésicules cérébrales, accentue la déflection ventrale. On dit que « l’embryon fait dos rond et baisse la tête ».

Vésicules cérébrales

• Prosencéphale : télencéphale, diencéphale
• Mésencéphale
• Rhombencéphale : métencéphale, myélencéphale

Neurulation

Caractérisée par la formation de :

1. La plaque neurale : bordée par les cellules de la crête neurale (CNC).
2. La gouttière neurale.
3. Le tube neural : par accolement des bourrelets neuraux.

Conséquences de l’accolement

Cet accolement entraîne la ségrégation de 3 lignées cellulaires :

• Neuroblastes du tube neural (SNC).
• Cellules ectodermiques de surface.
• Cellules de la crête neurale au niveau de l’accolement des bourrelets neuraux.

Migration des cellules de la crête neurale

En dehors du tube neural et en dedans de l’épiblaste, suite à l’accolement des bourrelets neuraux, les cellules ectodermiques jointives perdent leur statut épithélial et deviennent mobiles. Ces cellules présentent des capacités migratoires remarquables ainsi qu’une grande diversité phénotypique.

Elles migrent dorso-ventralement entre l’épiblaste et le tube neural selon 2 courants :

1. Ophtalmo-ventral antérieur : bourgeons faciaux.
2. Branchio-ventral : arcs branchiaux.

Une fois leur migration terminée, ces cellules s’organisent et se différencient en mesectoderme dans le massif facial : os, cartilage, conjonctif, muscles, odontoblastes.

La migration des CNC céphaliques à la face inférieure du cerveau primitif est responsable du développement des bourgeons faciaux et arcs branchiaux. Le mésenchyme cervico-facial a une double origine : ectoblastique (mesectoderme/CNC) et mésodermique (plaque pré-chordale, mésoderme latéral et para-axial).

Période fœtale

Caractérisée par une croissance et une maturation des tissus et organes de l’embryon au fœtus.

Embryologie Crânio-Faciale

Formation des parties molles

Formation du stomodéum

Délimité entre la partie ventrale du prosencéphale et l’ébauche cardiaque.

Formation des bourgeons faciaux

L’importance des mitoses des CNC et leur migration à la face inférieure du cerveau primitif est responsable du développement des bourgeons faciaux et arcs branchiaux. Les bourgeons faciaux correspondent à des massifs mésoblastiques soulevant l’épiblaste de l’extrémité céphalique et limitant une profonde dépression : le stomodéum.

Bourgeons faciaux

• Bourgeon frontal
• Bourgeon maxillaire
• Bourgeon mandibulaire

L’accroissement en volume considérable des bourgeons faciaux et la confluence des coulées mésoblastiques vers la région céphalique assurent la formation de structures faciales différenciées. La fusion des différents bourgeons se fait par phénomène de mésodermisation ou de mort cellulaire.

Conditions biologiques de la fusion

Ce phénomène de fusion nécessite 3 conditions biologiques :

1. Un volume suffisant des bourgeons pour qu’ils puissent se rencontrer.
2. La compétence de l’ectoderme par mort cellulaire.
3. Propriétés physico-chimiques du liquide amniotique aptes à assurer le contact.

Dans le cas contraire, l’absence de mort cellulaire est responsable de la persistance de l’ectoderme sur les bourgeons, qui se différencie en derme puis en épiderme, entraînant la formation de fentes labiales ou labio-maxillaires.

Étapes de la confluence des bourgeons

La confluence des bourgeons se fait en 5 étapes successives :

1ère étape

Fusion des deux bourgeons mandibulaires sur la ligne médiane, constituant :

• Lèvre inférieure
• Menton
• Partie inférieure des joues
• Plancher buccal

2ème étape

Fusion des deux bourgeons nasaux internes sur la ligne médiane formant le massif médian de la face, constituant :

• La partie moyenne du nez
• La partie moyenne de la lèvre supérieure (philtrum)

3ème étape

L’extrémité latérale du bourgeon nasal interne rejoint l’extrémité du bourgeon nasal externe et le bourgeon maxillaire pour former le seuil narinaire et la lèvre supérieure.

4ème étape

Fusion du bourgeon nasal externe avec le bourgeon maxillaire, aboutissant à la formation du canal lacrymo-nasal.

5ème étape

Fusion des parties latérales du bourgeon mandibulaire avec les bourgeons maxillaires formant la partie interne des joues et les commissures labiales.

Humanisation de l’extrémité céphalique

À partir du 4ème mois de la vie intra-utérine, l’extrémité céphalique s’humanise :

• Les yeux se rapprochent, prennent leur position frontale, et les paupières et sourcils apparaissent.
• Les ailes du nez se précisent et deviennent plus saillantes.
• La bouche, qui ressemblait grossièrement à un accent circonflexe, devient pratiquement horizontale.
• Les vésicules oculaires, qui étaient latérales et très basses, sont repoussées vers l’avant et font partie de la face.

Cloisonnement du stomodéum

Le stomodéum est une cavité bucco-nasale unique qui va être cloisonnée par la formation d’une lame horizontale (palais) et une autre verticale (septum nasal).

Formation du palais primaire

6ème semaine :

• Formation du mur de Hochstetter par contact ectodermique entre : bourgeon maxillaire, bourgeon nasal interne, bourgeon nasal externe.
• Disparition du mur épithélial par mort cellulaire.
• Formation du palais primaire.

L’orifice stomodéal n’existe plus, il cède le pas à 3 orifices : 2 narines primitives et l’orifice buccal.

Formation du palais secondaire

7ème semaine :

• À la partie interne des bourgeons maxillaires apparaissent 2 lames longitudinales : processus palatins.
• Ces 2 lames se dirigent d’abord en bas, puis se redressent au-dessus de l’ébauche linguale pour se souder en avant du palais primaire sur la médiane.

Conclusion : Le cloisonnement du stomodéum aboutit à la formation de la cavité buccale et des fosses nasales.

Formation des arcs branchiaux

Correspondent à une série d’épaississements mésoblastiques que sont les arcs branchiaux, issus de la migration des CNC. L’appareil branchial préside à l’organogenèse du plancher buccal et de la partie ventrale du cou.

Vers la 4ème semaine, 4 arcs sont individualisés :

• 1er arc : mandibulaire
• 2ème arc : stylo-hyoïdien
• 3ème arc : thyro-hyoïdien
• 4ème arc : thyroïdien

Chaque arc est formé, à ce stade, de mésenchyme issu de la CNC (mesectoderme) et de mésoderme latéral primaire.

Destinée des arcs branchiaux

Arc	Squelette / Glandes	Nerfs	Muscles	Vaisseaux
1er arc (Mandibulaire)	Cartilage de Meckel, mandibule, enclume, marteau, malaire, tympanal, squamosal, glandes salivaires, post-maxillaires	Trijumeau (V)	Masticateurs, ventre antérieur du digastrique, péristaphylin externe	Artère maxillaire
2ème arc (Stylo-hyoïdien)	Cartilage de Reichert, étrier, apophyse styloïde, petites cornes de l’os hyoïde	Facial (VII)	Ventre postérieur du digastrique, péristaphylin interne, styliens, peauciers faciaux	Artères linguale, faciale
3ème arc (Thyro-hyoïdien)	Corps et grandes cornes de l’os hyoïde	Glossopharyngien (IX)	Pharyngo-staphylin, thyro-hyoïdien	Carotide, artère sous-clavière
4ème arc (Thyroïdien)	Cartilage thyroïdien, aryténoïde	Pneumogastrique (X)	Muscles du larynx	Crosse aortique

Formation du squelette crânio-facial

C’est dans la profondeur des bourgeons faciaux et arcs branchiaux (plein mésenchyme) que se différencient les os. Les os du massif facial sont d’origine mesectodermique (CNC). Toute structure osseuse se forme à partir d’une condensation de mésenchyme formant un scléroblastème.

À partir de ce blastème, l’os peut se former :

• Directement : os de membrane (voûte, face).
• Indirectement : à partir d’une ébauche cartilagineuse (tuteur).
• Origine mixte : os mandibulaire.

Formation du chondrocrâne

La manifestation la plus précoce de la formation du crâne chez l’embryon humain débute vers la 5ème/6ème semaine par condensation de mésenchyme autour de la corde dorsale, au niveau du cerveau postérieur. Ce scléroblastème s’étend vers l’avant pour former un plancher sous le cerveau en cours de développement.

Selon Dubreuil, le chondrocrâne se forme à partir d’un blastème mésenchymateux au niveau de la région du futur sphénoïde. Ce blastème s’étend en arrière vers la région occipitale et se prolonge en avant vers la région ethmoïdo-frontale.

Le chondrocrâne atteint son développement maximal pendant tout le 2ème mois et émet :

• En avant : la capsule nasale cartilagineuse (squelette primordial de la face).
• En arrière/latéralement : 2 lames cartilagineuses de tailles inégales :
  • Cartilage de Meckel (cartilage du 1er arc mandibulaire).
  • Cartilage de Reichert (cartilage du 2ème arc).

Le chondrocrâne achève sa formation vers la 9ème semaine.

Rôle du chondrocrâne

Le chondrocrâne joue un rôle d’inducteur. C’est au sein de cette maquette cartilagineuse que vont apparaître les centres osseux suivants :

1. Corps, petites et une partie des grandes ailes du sphénoïde.
2. La partie pétreuse du temporal.
3. Le corps de l’occipital.
4. L’ethmoïde.
5. Cornet inférieur.

Quant aux os membraneux de la voûte crânienne, ils se forment directement sur le mésoderme par un scléroblastème qui évolue en tache d’huile.

Embryologie Crânio-Faciale – Orthodontie

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