Le Complexe pulpo-dentinaire – Histologie Dentaire

Le Complexe pulpo-dentinaire – Histologie Dentaire

Introduction

La dentine et la pulpe constituent la majeure partie de la dent. Protégées en surface par l’émail et le cément, ces deux tissus semblent très différents :

• La dentine est un tissu conjonctif minéralisé (dur) qui occupe le volume le plus important de la dent.
• La pulpe est un tissu conjonctif mou.

Leurs relations histologiques et fonctionnelles demeurent étroites, tant dans la dent adulte qu’au cours de l’ontogénèse.

I. La Dentine

La dentine est un tissu conjonctif minéralisé et avasculaire en connexion permanente avec la pulpe par l’intermédiaire des prolongements cytoplasmiques des odontoblastes. Elle est revêtue par :

• L’émail au niveau de la couronne et par le cément dans la racine.
• Elle limite la pulpe dentaire.

La dentine est un tissu perméable car elle est traversée sur toute son épaisseur par des tubuli représentant 10 à 30 % de son volume. Ces tubuli dentinaires la traversent de la jonction amélo-dentinaire (JAD) (ou cémento-dentinaire (JCD) au niveau de la racine) jusqu’à la cavité pulpaire (chambre ou canal).

1. Propriétés physiques et chimiques

• La dentine, substance blanc jaunâtre, est plus dure que l’os et moins dure que l’émail.
• Elle est moins radio-opaque aux rayons X que l’émail.
• Elle assure le support de l’organe mais surtout lui confère ses propriétés élastiques.
• Minéralisée à 70 % par des cristaux d’hydroxyapatite, elle est également composée de 20 % de matière organique (composée de protéines qui joueront un rôle majeur dans le processus de cicatrisation pulpaire) et 10 % d’eau.

1.1. Matériel minéral

• Cristaux d’hydroxyapatite, mais aussi :
  • Carbonates,
  • Sulfates,
  • Phosphates de calcium, etc.

1.2. Substances organiques

• Plus de 90 % de collagène : Les fibrilles collagènes sont secrétées par les odontoblastes. Elles sont localisées dans la dentine minéralisée intercanaliculaire et servent d’attache aux cristaux d’hydroxyapatite. Il s’agit essentiellement de collagène de type I.
• Substances non collagéniques :
  • Protéoglycanes,
  • Protéines spécifiques de la dentine : sialoprotéine dentinaire (DSP), phosphorynes (DP), etc.
  • Protéines non spécifiques : ostéopontine, ostéocalcine, sialoprotéine osseuse (BSP).

2. Disposition de la dentine

La matrice dentinaire est formée de deux compartiments :

• La prédentine : non minéralisée, est située sur le versant pulpaire de la dentine.
• La dentine : tissu mature, minéralisé, adhère aux faces internes de l’émail et du cément.

Entre dentine et prédentine, on trouve le front de minéralisation.

Prédentine

C’est la matière organique dentinaire non minéralisée située entre les cellules odontoblastiques et la dentine minéralisée. La prédentine est la matrice dentinaire, elle est composée de :

• Collagène type I à 97 %,
• Phospholipides, albumine,
• Protéoglycanes.

La prédentine est pratiquement dépourvue de sels minéraux : calcium 0,4 % – phosphore 0,37 %, contrairement à la dentine qui est hautement minéralisée.

Dentine

La dentine est constituée de la dentine intertubulaire (entre les tubuli) et péri- ou intratubulaire (déposée secondairement à l’intérieur du tubulus, ce qui induit une diminution de son diamètre). La composition chimique de ces deux formes de dentine est différente.

La sécrétion de dentine intratubulaire est continue tout au long de la vie de la dent, et peut être accélérée dans certaines conditions physio-pathologiques (agression carieuse, abrasion, etc.), conduisant ainsi à une sclérose dentinaire.

3. Dentinogenèse

Il existe une grande confusion dans la dénomination des différentes dentines, à savoir, primaire, secondaire et tertiaire. De nombreuses définitions ont été proposées dans la littérature, et plusieurs sont contradictoires. Si ces définitions ne peuvent être considérées comme consensuelles, elles ont néanmoins été synthétisées par Goldberg (Goldberg et Smith, 2004) qui le définit comme suit :

3.1. La dentine primaire

La dentine primaire est la première dentine formée lors du développement de la dent, et qui permet d’établir le “patron” de l’organe. Elle est élaborée au cours du développement de la dent jusqu’à l’achèvement de sa forme extérieure et l’édification radiculaire (formation de l’apex).

• La partie la plus externe de cette couche, est nommée mantle dentine ou “dentine manteau”. C’est la première couche de dentine à se déposer immédiatement sous l’émail, caractérisée par l’absence de tubules et une minéralisation moins importante.
• La dentine circumpulpaire est formée de tubules dentinaires (et leur contenu), dentine péritubulaire et dentine intertubulaire.

3.2. La dentine secondaire

La dentine secondaire est secrétée après que la dent ait fait son apparition sur l’arcade pour certains, ou après fermeture apicale pour d’autres. Elle se forme tout au long de la vie de la dent tant que celle-ci est vivante. Cette dentine est responsable de la diminution progressive de la lumière canalaire, souvent improprement appelée « calcification ».

Cette dentine est physiologique, en aucun cas pathologique, et la sécrétion régulière est responsable de la réduction asymétrique du volume endodontique. Ce processus biologique permet de comprendre la différence de volume canalaire entre une dent jeune et une dent âgée.

N.B. : La composition chimique et la structure histologique des deux types de dentine sont absolument identiques. Seule la vitesse de sécrétion (4 μm/jour pour la primaire et 0,4 μm/jour pour la secondaire) est différente. Les odontoblastes y sont moins nombreux. Les canalicules y sont moins abondants.

Elle s’observe entre la dentine primaire et la couche des odontoblastes. Son épaisseur augmente avec l’âge.

3.3. La dentine tertiaire

Elle est secrétée en réponse à une agression (carie, abrasion, etc.) dans des zones localisées des dents atteintes et dans le but de protéger la pulpe sous-jacente.

• La dentine réactionnelle : C’est une dentine qui permet de protéger la pulpe en réaction à la carie, aux traumatismes et aux érosions. C’est un processus de défense qui s’observe à tout âge. Elle est secrétée en réponse à une agression modérée sans destruction des odontoblastes. Sécrétée à un rythme élevé par les odontoblastes situés en regard de l’agression, ce processus implique la réactivation des odontoblastes. Sa structure diffère de celle de la dentine primaire car elle ne comporte pas de canalicules, est moins minéralisée que la dentine primaire et plus transparente aux rayons X.
• La dentine de réparation : Lorsque l’agression est plus importante, les odontoblastes situés en regard de celle-ci sont détruits et sont remplacés par une nouvelle génération de cellules qui se différencient à partir des cellules souches pulpaires de la région sous-odontoblastique qui se divisent et migrent vers la zone atteinte. Ces cellules, appelées « odontoblasts-like », secrètent une dentine atubulaire, c’est la dentine de réparation.

4. Structure et ultrastructure de la dentine

En microscopie optique, la dentine n’est pas homogène. Elle est creusée sur toute son étendue par un réseau de tubuli, les tubuli dentinaires, séparés les uns des autres par la dentine intertubulaire et tapissés par une dentine intratubulaire. D’autre part, on y trouve des zones de moindre calcification : dentine interglobulaire, les lignes d’accroissement de Von Ebner et la couche granuleuse de Tomes.

4.1. Tubuli ou canalicules dentinaires

Ils traversent toute l’épaisseur de la dentine depuis la pulpe jusqu’à la jonction amélo-dentinaire dans la couronne et cémento-dentinaire dans la racine. Le diamètre de ces tubuli s’accroît au voisinage de la pulpe (3 à 4 μm). Ils ont un trajet sinueux en S, avec des courbures moins marquées dans la racine et au niveau du collet où ils sont presque rectilignes.

Ils s’anastomosent les uns aux autres par l’intermédiaire de canalicules latéraux. Ils se terminent près des jonctions de la dentine avec l’émail ou le cément en deux branches de diamètre égal ou en arborisations. Certains se prolongent dans la base de l’émail, prenant l’aspect de « fuseaux de l’émail ».

Ces canalicules comportent : des prolongements odontoblastiques (fibres de Tomes), des fibres nerveuses amyéliniques ainsi que des fibres de collagène qui baignent dans une substance fondamentale liquide provenant de la pulpe.

Ces tubuli semblent avoir un rôle bénéfique : assurer les échanges entre prolongement de Tomes et dentine. Ils peuvent, à l’inverse, jouer un rôle nocif : transmission des bactéries dans les caries ; transport de substances chimiques, de matériaux et de substances utilisés dans les techniques de restauration dentaire.

4.2. Dentine intratubulaire ou péritubulaire ou gaine de Neumann

Sur les coupes de dents non décalcifiées (dents usées), l’intérieur du tubule apparaît tapissé par un anneau de dentine hyperminéralisée, plus dure que le reste de la dentine (renfermant 40 % de minéraux supplémentaires). Sur les coupes décalcifiées, elle n’est plus visible, car entièrement dissoute par les acides.

L’unité dentinaire (le tubuli, le prolongement cytoplasmique, le matériel péricytoplasmique, la zone péritubulaire) forme une unité métabolique dentinaire. Entre deux unités voisines se trouve la dentine intertubulaire.

4.3. Dentine intertubulaire (DIT)

Elle est localisée entre les tubuli et représente le premier produit sécrété par les odontoblastes au cours de la dentinogenèse. Elle est constituée d’un réseau de fibrilles collagènes (collagène de type I) étroitement enchevêtrées, de 50 à 200 nm de diamètre, et de cristaux d’apatite. Ces fibrilles et les cristaux d’apatite (100 nm de long) qui leur sont parallèles sont disposés perpendiculairement à l’axe des tubules.

4.4. Lignes de croissance de la dentine de Von Ebner

On observe dans la dentine intertubulaire des lignes de croissance journalières appelées lignes de Von Ebner. Elles sont les témoins des alternances entre sécrétion et repos durant la dentinogenèse. Bien visibles sur les sections longitudinales de dents non décalcifiées, elles sont disposées perpendiculairement à la direction des tubuli. Parallèles entre elles, elles sont séparées par un intervalle de 20 μm d’épaisseur. Dans certaines conditions pathologiques, telles une déficience de minéralisation ou une carence nutritionnelle, elles s’accentuent, prenant alors le nom de « stries d’Owen ».

4.5. Dentine interglobulaire de Czermack

C’est une dentine hypominéralisée mais physiologique. Elle siège habituellement dans la dentine circumpulpaire sous la mantle dentine. Elle est due à un simple défaut de minéralisation, sans modification de la matrice organique. Elle est traversée par des tubuli normaux, mais dépourvus de dentine intratubulaire.

Au cours de la minéralisation se forment des structures globulaires de 10 à 20 μm de diamètre, les calcosphérites, dont la fusion conduit à la formation de la dentine intertubulaire. Dans le tiers externe de la dentine coronaire existent des zones où les calcosphérites ne fusionnent pas complètement, ce qui forme une dentine hypominéralisée, la dentine interglobulaire de Czermack.

Dans diverses conditions pathologiques (déficience en vitamine D, fluorose intervenant pendant la dentinogenèse), elle s’intensifie et persiste indéfiniment dans la ou les dents atteintes : les espaces interglobulaires de Czermak.

4.6. Couche granuleuse de Tomes

La couche granuleuse de Tomes est une zone de la dentine primaire appartenant à la racine qui comporte des lacunes de faible minéralisation. Sur coupe de dent usée, en microscopie optique, cette couche est située entre cément et dentine radiculaire. Elle a l’aspect de cavités à contenu granulaire.

5. Innervation et sensibilité de la dentine

Les terminaisons nerveuses provenant du plexus nerveux pulpaire perdent leur gaine de myéline et entrent en contact avec le corps cellulaire des odontoblastes. Certaines de ces fibres amyéliniques accompagnent les fibres de Tomes dans les canalicules dentinaires.

II. La Pulpe

La pulpe est le tissu conjonctif lâche spécialisé qui est présent au centre de la dent et qui assure la « vitalité » de l’organe dentaire. Elle succède chronologiquement à la papille ectomesenchymateuse du germe dentaire.

• La transition papille-pulpe a lieu à la fin du stade de la cloche, lorsque les cellules périphériques de la papille dentaire se différencient pour former les odontoblastes primaires. Ceux-ci déposent alors la première couche de prédentine. La pulpe va se trouver progressivement entourée, au niveau coronaire puis radiculaire, par de la dentine.

La pulpe mature est ainsi confinée dans un espace presque totalement clos, inextensible, divisé en :

• Une portion large située à l’intérieur de la couronne, la chambre pulpaire ;
• Une portion plus étroite située à l’intérieur de la racine, le canal radiculaire.

La chambre pulpaire présente de surcroît des cornes, plus ou moins larges, situées sous les cuspides. Au niveau de l’apex, situé à l’extrémité de la racine, subsiste un orifice, le foramen apical, par lequel arrivent les éléments assurant la vascularisation et l’innervation du tissu.

1. Les principales fonctions de la pulpe

Très hydratée et très vascularisée, la pulpe joue un rôle important dans les échanges métaboliques de la dentine. Par sa richesse en fibres nerveuses, la pulpe assume une grande part de la sensibilité de la dent.

• La formation des dentines primaire, secondaire et réactionnelle par les odontoblastes embryonnaires ;
• La formation de la dentine réparatrice par les odontoblastes de remplacement ;
• Le maintien de la structure du tissu pulpaire ;
• La pulpe a également des fonctions neurosensorielles qui se manifestent par la transmission d’informations douloureuses au cerveau.

Ces fonctions s’exercent principalement lors d’agressions pathologiques (caries, abrasion, etc.) ou iatrogènes (éviction du tissu carieux, préparations prothétiques, etc.).

2. Composition

La pulpe est un tissu conjonctif lâche, comportant :

• Une substance fondamentale ;
• Des fibres collagènes ;
• Des cellules.

2.1. La substance fondamentale de la pulpe dentaire

C’est un gel hydraté dans lequel baignent les cellules et les éléments fibrillaires. En dehors des fibres collagènes, elle comporte de l’eau et des substances organiques :

• Protéoglycanes ;
• Protéines d’adhésion ;
• Lipides.

2.1.1. Protéoglycanes

Un protéoglycane (ou peptidoglycane) est la combinaison d’une protéine et d’un glycosaminoglycane. Les protéoglycanes sont des composants essentiels de la matrice extracellulaire. Ce sont des pièges à eau qui sont importants pour les propriétés mécaniques des tissus. Ils sont ainsi à la base de la consistance gélatineuse de la pulpe. En outre, ils facilitent la diffusion rapide des métabolites, la migration des cellules et la protection des vaisseaux et des nerfs contre la compression.

2.1.2. Les protéines d’adhésion

Ce sont des macromolécules glycoprotéiques possédant des sites de fixation du collagène et des cellules.

2.1.3. Les lipides pulpaires

La pulpe possède de 10 à 15 % de lipides, essentiellement des phospholipides et du cholestérol.

2.2. Les éléments fibrillaires de la pulpe

2.2.1. Les fibres collagènes (FC)

Les fibres collagènes constituent plus de 30 % des protéines de la substance fondamentale, avec 55 % de collagène de type I. Ce sont des fibres fines, localisées essentiellement dans la partie centrale de la pulpe, où elles s’associent aux protéoglycanes. Les fibres collagènes s’attachent aux cellules grâce aux protéines d’adhésion. Elles constituent une trame qui consolide la cohésion de la pulpe.

On appelle **fibres de Von Korff, un réseau de fibres collagènes localisées sous la couche des odontoblastes, dans la couche acellulaire de Weil. Cette zone comporte des faisceaux de fibres collagènes qui passent à travers la couche des odontoblastes et attachent la pulpe à la prédentine.

2.2.2. Les fibres élastiques

Elles s’observent essentiellement dans l’épaisseur de la paroi des gros vaisseaux de la pulpe.

2.3. Les cellules

• Dans la partie centrale de la pulpe, la majorité des cellules sont les fibroblastes.
• En périphérie, les odontoblastes encadrent la pulpe.

Ces cellules appartiennent à différents groupes qui sont responsables des propriétés :

• Dentinogénétiques : odontoblastes, cellules sous-odontoblastiques de la zone riche en cellules.
• Nutritives : fibroblastes de la pulpe centrale.
• Sensorielles : fibres nerveuses myéliniques et amyéliniques.

Sont également présentes des cellules associées à la :

• Vascularisation (cellules endothéliales, cellules musculaires lisses, etc.),
• Défense du tissu (macrophages, lymphocytes T),
• Cellules mésenchymateuses indifférenciées.

2.3.1. Les odontoblastes

Les odontoblastes sont les cellules responsables de la formation de la dentine. Ils forment une assise cellulaire dans la zone périphérique de la pulpe dentaire. Les odontoblastes possèdent des prolongements apicaux, les fibres de Tomes, qui traversent la prédentine et pénètrent dans les canalicules de la dentine minéralisée.

2.3.2. Les fibroblastes

Ce sont les cellules les plus nombreuses de la zone centrale de la pulpe. Elles sont de forme étoilée ou allongée. Les fibroblastes, cellules jeunes, élaborent et secrètent les fibres collagènes. Elles sont également impliquées dans la résorption du collagène vieilli.

2.3.3. Les autres cellules pulpaires

On décrit habituellement, dans la pulpe, des cellules mésenchymateuses jeunes, capables de se diviser et de se transformer en odontoblastes ou en fibroblastes.

2.3.4. Répartition des cellules dans la pulpe dentaire

La répartition des cellules dans la pulpe n’est pas uniforme, on distingue :

• Une région périphérique :
  • Une zone périphérique dite « dentinogénétique » : constituée de cellules hautement différenciées, les odontoblastes, responsables de la formation de la dentine durant le développement dentaire embryonnaire et postnatal et de sa réparation durant toute la vie de l’organe pulpaire.
  • Une zone sous-odontoblastique : dépourvue de cellules (ou couche acellulaire de Weil). Elle contient :
    • Quelques prolongements cytoplasmiques ramifiés émis par des cellules situées dans la région pulpaire sous-jacente ;
    • Plexus capillaire sous-odontoblastique ;
    • Les branches terminales des fibres nerveuses sensitives (plexus de Raschkow).
  • La couche sous-odontoblastique de Höhl : zone de faible épaisseur riche en cellules :
    • Fibroblastiques ;
    • Mésenchymateuses indifférenciées ;
    • Dendritiques assurant la surveillance immunitaire.
    • Cette zone est traversée par des capillaires sanguins et des fibres nerveuses terminales amyéliniques.

• La région centrale : contient principalement :
  • Des fibroblastes ;
  • Des cellules dendritiques présentatrices d’antigènes ;
  • Des cellules mésenchymateuses indifférenciées (surtout des cellules souches mésenchymateuses) ;
  • Des artères, des veines et des nerfs de gros diamètre.

3. Vascularisation

Les vaisseaux sanguins pénètrent dans la pulpe par le foramen apical, sous la forme d’une ou deux artérioles issues des artères dentaires. Ces artérioles progressent dans la racine au centre du canal. D’autres vaisseaux, de taille inférieure, peuvent pénétrer dans la pulpe par des canaux accessoires latéraux.

Le retour veineux se fait également par le foramen. Il est assuré par des veinules post-capillaires qui se regroupent pour former des veinules collectrices cheminant dans la partie centrale du canal radiculaire, au voisinage des artères.

Ce riche système vasculaire permet de nourrir les odontoblastes et les autres cellules de l’endodonte.

4. Vaisseaux lymphatiques

Des fentes lymphatiques naissent dans la pulpe, elles confluent pour donner des veinules, puis des vaisseaux lymphatiques plus larges. Ceux-ci quittent la dent par le foramen apical. La lymphe pulpaire est drainée par les ganglions sous-maxillaires, sous-mentonniers et cervicaux.

5. Innervation

Les premières fibres nerveuses pénètrent dans la pulpe au début de la formation de la dentine et de l’émail. Le réseau nerveux pulpaire reste immature durant toute la formation de la dent et se stabilise au moment où s’établissent les contacts dentaires inter-arcades.

Ce réseau est constitué essentiellement de fibres sensitives issues du nerf trijumeau. Mais l’innervation de la dent est aussi végétative.

• L’innervation sensitive est assurée par des fibres de type A. Ces fibres entourent le corps cellulaire des odontoblastes. Certaines de ces fibres pénètrent les canalicules dentinaires et sont en contact étroit avec les fibres de Tomes. Les fibres A sont nociceptives, tous les stimuli, mécaniques, thermiques et tactiles, sont ressentis comme des douleurs.
• L’innervation végétative est assurée par des fibres de type C, de diamètre plus réduit que les fibres A. Les fibres C entrent en contact avec les cellules contractiles des parois vasculaires. Elles assurent la régulation du débit sanguin de la pulpe.

Conclusion

La proximité existant entre la pulpe et la dentine confère à ce binôme la dénomination de « complexe pulpodentinaire ». Cette relation commence dès l’ontogénèse et se poursuit tout au long de la vie de la dent.

Références bibliographiques

1. MM Auriol, Y Le Charpentier, G Le Naour, Histologie du complexe pulpodentinaire, EMC Stomatologie/Odontologie 22-007-B-10, © 2000 Editions Scientifiques et Médicales Elsevier SAS.
2. S. Simon et coll, Biologie pulpaire : comprendre pour appliquer au quotidien, Rev Odont Stomat 2008;37:209-235, Revue d’Odonto-Stomatologie/septembre 2008.

Le Complexe pulpo-dentinaire – Histologie Dentaire

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