ANATOMIE DE L’ARTICULATION ET MODIFICATIONS PATHOLOGIQUES LORS D’ARTHROSE

MECANISMES PATHOLOGIQUES DE LA DEGRADATION DU CARTILAGE ARTICULAIRE LORS D’ARTHROPATHIE.

La réaction patho-physiologique d’une articulation présente quelques particularités notamment dues à la nature du cartilage non innervé et non vascularisé : il ne peut donc pas présenter de réactions inflammatoires mais dépend pour sa survie du liquide synovial et donc de la réaction inflammatoire de l’articulation [MOISSONNIER P. (2004)].

Généralités

Lors d’arthrose, l’élément principal de la maladie est le catabolisme de la matrice cartilagineuse qui est supérieur à la capacité de synthèse et de renouvellement des chondrocytes [CARON J.P. et al. (1996)]. Radiologiquement, cela se traduit par un pincement de l’interligne articulaire et la présence possible d’ostéophytes [MOISSONNIER P. (2004)] : il est important de remarquer que la présence ou l’absence des signes radiologiques n’est pas corrélée au stade de la maladie. La Figure 4 ci-dessous illustre ces notions.
Les maladies articulaires dégénératives sont caractérisées par une perte de cartilage articulaire, une cicatrisation médiocre du cartilage et des modifications de l’os sous-chondral [GIBSON K.T., et al. (1996), PELLETIER et al. (1997)], ainsi qu’une synovite [MOISSONNIER P. (2004), PELLETIER et al. (1997)]. Cliniquement, l’arthrose est une affection douloureuse et déformante qui limite les mouvements articulaires et conduit à terme à l’ankylose de l’articulation.

Etiologie

Classiquement, les arthroses primaires sont distinguées des arthroses secondaires qui font suite à une affection articulaire autre. Au sein des arthroses primaires certains auteurs distinguent les chondroses mécaniques, lorsque les contraintes mécaniques sont anormales sur un cartilage primitivement normal, et les chondroses structurales ou constitutives lorsque le cartilage est primitivement anormal [MOISSONNIER P. (2004)]. La Figure 5 ci-dessous illustre ces différentes étiologies possibles.

Physiopathologie

L’arthrose est un phénomène complexe qui comprend deux phases : une atteinte dégénérative du cartilage c’est-à-dire une chondrose [GOODRICH L. et NIXON A. (2006), MOISSONNIER P. (2004), PELLETIER et al. (1997)] et une réaction inflammatoire de la membrane synoviale, une synovite. La cause primaire de destruction du cartilage peut être traumatique : un choc ou une mise en charge trop importante de l’articulation peuvent causer une rupture de la trame de collagène du cartilage. La réparation de celui-ci est ensuite inadéquate comme cela va être expliqué par la suite. Ne sera cependant évoqué ici que le principe général de développement de l’arthrose dégénérative [RIGGS C. M. (2006)]. Dans ce cas, la destruction du cartilage a comme cause essentielle la destruction enzymatique de la matrice cartilagineuse primitivement ou secondairement à la mort des chondrocytes
Cette destruction est contrôlée par plusieurs médiateurs. Le principal médiateur impliqué dans les processus de dégradation est une cytokine, l’interleukine-1. C’est une glycoprotéine sécrétée par les macrophages [RANG H.P. et DALE M.M. (1987), PELLETIER et al. (1997), CARON JP. et al. (1996 b)]. L’interleukine-1, in vitro sur le chondrocyte normal, provoque l’activation d’agents de la dégradation du cartilage, notamment la prostaglandine E2 (PGE2) [GOODRICH L. et NIXON A. (2006), PLATT D. et BAYLISS M.T. (1995), PLATT D. et al. (1998), PELLETIER et al. (1997)] et les métalloprotéases [PLATT D. et BAYLISS M.T. (1995), PLATT D. et al. (1998), RIGGS C. M. (2006)]. Il a été montré par GIBSON K.T. et al. [GIBSON K.T., et al. (1996)] que la PGE2 est détectée en plus grande quantité dans le liquide synovial d’articulations carpiennes atteintes de maladie articulaire dégénérative que dans le liquide synovial d’articulations carpiennes normales. Le facteur ! de nécrose tissulaire (TNF !) semble avoir le même effet que l’IL1.

L’IL1 aurait aussi la propriété d’inhiber la synthèse de collagène de type II, et d’augmenter celle du collagène de type I [CARON JP. et al. (1996 b)]. D’autre part, il semble que dans le cas d’une articulation souffrant d’arthropathie, le nombre de récepteurs membranaires à l’IL1 augmente tandis que la quantité d’inhibiteur endogène de l’IL1, l’IL-1Ra, diminue [PELLETIER et al. (1997)]. Les actions de l’IL1 sont donc renforcées tant dans l’inhibition des activités de synthèse que dans la stimulation des activités lytiques. [CARON JP. et al. (1996 b)]
D’après GOODRICH LR. et NIXON AJ. (2006), depuis McILWRAITH et al.(1996)
Remarque : la Figure 6 présente les facteurs impliqués dans la dégradation du cartilage : IL1=interleukine 1, TNF-!=Tumor necrosis Factor !, FGF=fibroblast growth factor, PG=prostaglandin, PLA2=phospholipase A2, uPA=urokinase plasminogène activator, tPA=tissue palminogen activator, PA=plasminogen activator, PGE2=prostaglandin E2, TIMP=tissue inhibitor of metalloproteinase.

Pour une grande part, les chondrocytes sont responsables de la dégradation matricielle. Ils libèrent les enzymes protéolytiques : les métalloprotéases (MMP) de la matrice [MCILWRAITH C.W. et al. (1996), CARON JP. et al. (1996 c)]. Les plus fréquentes sont les stromélysines (MMP-3 et MMP-10) [CARON JP. et al. (1996 a), CARON JP. et al. (1996 c)], les collagénases (MMP-1, MMP-8 et MMP-13) [CARON JP. et al. (1996 a), CARON JP. et al. (1996 b), CARON JP. et al. (1996 c)] et les gélatinases (MMP-2 et MMP-9) [CARON JP. et al. (1996 a), MEIJER H. et al. (2003), CARON JP. et al. (1996 c)]. Elles sont en effet capables de digérer la plupart des composants de la matrice cartilagineuse [CARON JP. et al. (1996 a)]. Ces enzymes sont présentes en grande quantité dans le cartilage arthrosique [CARON JP. et al. (1996 a)]. Les métalloprotéases sont inhibées par deux inhibiteurs tissulaires de métalloprotéases (TIMP-1 et TIMP-2) ; ce sont les inhibiteurs les plus importants présents dans le cartilage articulaire.

Il existe d’autres médiateurs de cette dégradation. L’histamine, la sérotonine, les radicaux libres oxygénés peuvent y jouer un rôle [CARON JP. et al. (1996 b)].
Ces dégradations enzymatiques ont pour conséquences la formation d’un collagène anormal (type II normal, types IX et X anormaux), la diminution de la quantité de GAG, une augmentation de la quantité en eau, mais parallèlement une disparation du gel. Le cartilage perd ainsi ses facultés d’amortissements des contraintes mécaniques : des fissures, décollements ou fragmentations peuvent apparaître [MCILWRAITH C.W. et al. (1996)]. D’autre part, ces modifications sont des facteurs pro-inflammatoires pour la membrane synoviale entrainant une synovite : elle est elle-même responsable d’un milieu non viable pour les chondrocytes ce qui crée un cercle vicieux [GOODRICH L. et NIXON A. (2006), MOISSONNIER P. (2004)], représentés dans la Figure 7.