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Reina, Nicolas. Les contraintes de charge asymétriques chez l'homme moderne. Etude microCT sur l'os trabéculaire

Reina, Nicolas (2017). Les contraintes de charge asymétriques chez l'homme moderne. Etude microCT sur l'os trabéculaire.

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Résumé en francais

L'étude de l'os est d'un intérêt majeur en Anthropologie. Constituant la charpente des vertébrés, le squelette est le reflet de l'activité motrice. En effet, chaque élément du squelette a une fonction dictée par sa forme et un rôle autorisé par sa morphologie. C'est l'illustration la plus visible de l'adaptation. Ce processus est largement étudié dans la lignée humaine et ce dogme est au cœur de nombreuses recherches en Anthropobiologie. Ces caractères sont inscrits dans la forme de l'os. Chaque courbure, apophyse ou crête témoignent au moins en partie de l'action d'un muscle ou d'une fonction dictée par un lent processus évolutif voire adaptatif. Cette évolution se fait par l'évolution de caractères externes de l'os par sa forme ou l'anatomie " visible " d'une part et par l'évolution de caractères plus internes, subtils et directement lié aux propriétés biomécaniques de l'os à savoir l'os trabéculaire. L'os trabéculaire est un matériau plus fragile, déformable que l'os cortical. Il constitue une trace indirecte des contraintes appliquées squelette. C'est ainsi que les activités locomotrices, alimentaires ou occupationnelle seront inscrite dans l'endostructure osseuse. C'est la théorie développée par Wolff dès 1870 dans " The law of bone remodelling ". Il développa cette conception d'un processus actif, évolutif par l'observation macroscopique des travées de l'extrémité supérieure du fémur chez l'homme. Si la contrainte exercée sur un os en particulier augmente, il va se remodeler pour devenir plus rigide et résister à la charge dans ce segment d'os particulier et pour cette force particulière de contrainte. Nous avons étudié cette théorie sur deux modèles chez le vivant au niveau du membre supérieur et au niveau du membre inférieur pour caractériser les contraintes asymétriques appliquées à l'os trabéculaires. La latéralité ou préférence manuelle est un exemple d'activité asymétrique. Ses effets sur l'os sont bien connus lors de la pratique de sports intensifs ou d'activités très latéralisées. Cependant peu de données existent sur les activités usuelles et la préférence manuelle de l'homme jeune sans activité particulière. Par une étude en microscanner avec des coupes de 41 microns, des volumes d'intérêt dans les os du squelette carpien radial ont été réalisés sur des individus d'âge jeune sans antécédent particulier de façon bilatérale. Plusieurs variables cliniques et anthropométriques ont également été recueillis. Nous avons pu mettre en évidence des caractères endostructuraux expliquant la variabilité interindividuelles en les comparant avec des éléments anthropomorphiques et la force de serrage manuelle. Par ailleurs, les défauts d'axe en varus ou en valgus exercent des contraintes asymétriques également sur les articulations portantes. La chirurgie prothétique du genou croit ces dernières années de façon exponentielle par un effet conjoint de l'amélioration des techniques, et l'augmentation de l'incidence de l'arthrose. Cette arthrose est plurifactorielle mais le poids a un effet majeur et reconnu sur l'usure du cartilage. On sait de plus que la morphologie et la déformation des membres influent sur ce phénomène. Nous avons souhaité caractériser la réaction de l'endostructure osseuse à ces contraintes asymétriques sur le plateau tibial. Nous avons prélevé des plateaux tibiaux lors de chirurgies d'arthroplasties totales de genoux et comparer l'os sous chondral interne et externe par imagerie microCT 7,4 microns. Certains paramètres mettent en évidence le poids de l'effet et la masse corporelle majeur tel que la fraction volumique osseuse BV / TV, l'indice de modèle de structure SMI, l'espace trabéculaire Tb. et le numéro de trabéculaire Tb.N. la densification sous-chondral pendant l'arthrose est associée à une diminution de son module d'élasticité, ce qui pourrait augmenter le stress du cartilage, et d'accélérer la perte de cartilage Les contraintes asymétriques intéressent le squelette en permanence y compris dans les activités usuelles. Les conséquences sont l'adaptation à ces contraintes, c'est le phénomène de mechanostat de Frost. Cette adaptation est liée à la fréquence et à l'intensité de la contrainte.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Braga, José
Ecole doctorale:Biologie, santé, biotechnologies (BSB)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire d'Anthropologie Moléculaire et d’Imagerie de Synthèse (AMIS), UMR 5288
Mots-clés libres :Laterality - Asymetrical loading - Trabecular bone - Grip Strength - Osteoarthritis - Bone adaptation
Sujets :Sciences du vivant
Déposé le :27 Apr 2017 14:19