Cartilage hyalin et fibrocartilage

Il existe trois types de tissus cartilagineux ayant des propriété bien distinctes: le cartilage hyalin, le fibrocartilage et le cartilage élastique. Nous allons nous intéresser au deux premiers.

La cartilage hyalin articulaire

Le cartilage hyalin articulaire a un aspect lisse et une couleur blanche nacrée.

Il s'agit d'un matériau aux propriété mécaniques étonnantes étant donné qu'il est doté d'une très bonne résistance mécanique et le coefficient de frottement entre deux surfaces de cartilage est extrêmement faible. Il s'use donc très peu ce qui lui confère en principe une longue durée de vie.

Le cartilage recouvre les articulations avec une épaisseur locale qui varie selon les contraintes subies par l'articulation mais qui est généralement de l'ordre de quelques millimètres.

C'est un tissu biologique qui n'est ni innervé ni irrigué et a donc fort malheureusement des propriétés de cicatrisation très réduites.

Le cartilage hyalin est composé de cellules appelés chondrocytes qui synthétisent la matrice dont ils sont entourés et en garantissent donc le renouvellement.

Pourquoi le cartilage articulaire est-il aussi résistant ?

Afin de mieux comprendre les propriétés mécaniques de ce tissu biologique, le cartilage a été modélisé de façon très précise comme étant la réunion de deux phases:

• Une phase liquide (60 à 80% d'eau)

• Une phase poreuse et perméable renforcée par diverses fibres 

Le premier type de fibre que l'on trouve dans le cartilage hyalin, et qui est très majoritaire est le collagène de type II (mais on y trouve d'autres types de collagène). Cette matrice contient également un certain nombre de protéoglycanes (en particulier l'acide hyaluronique, le sulfate de chondroïtine et le sulfate de kératane qui s'organisent pour former des molécules longues: les aggrecanes) qui contribue également à la rigidité de la structure. Le caractère hydrophile de ces molécules joue un rôle prépondérant dans la tenue mécanique du cartilage hyalin dans lequel l'eau va circuler lors de la mise en charge. Cette circulation de l'eau va s'accompagner d'un effet d'amortissement similaire à celui de l'huile se déplaçant dans un vérin hydraulique. Cette amortissement fluide s'ajoute à la résistance de la structure poreuse du cartilage et lui permet d'encaisser plus d'énergie.

Les différentes épaisseurs du cartilage du point de vue biologique

Le cartilage s'organise en quatre couches principales:

• La couche superficielle. Dans cette zone les fibres de collagènes sont à l'horizontale et les chondroblastes (sont les membranes protégeant les chondrocytes ont une forme aplatie). Il y a très peu d'aggreganes dans cette région.
• La couche moyenne qui est une zone de transition dans laquelle les fibres de collagènes sont enchevêtrées avec une orientation plutôt oblique. Les chondroblastes ont un aspect rond.
• La couche profonde où les fibres de collagène sont orientées à la verticale et les chondroblastes sont également alignés perpendiculairement à la surface articulaire.
• La couche basale qui est une zone de calcification séparée des autres  par une limite de séparation irrégulière. Cette épaisseur permet au cartilage d'adhérer à l'os.

Le cartilage hyalin en bonne santé est donc un milieu complexe favorisant un excellent glissement entre les surfaces et un amortissement très bien maîtrisé des mouvements radiaux (perpendiculaires aux surfaces). La présence du cartilage permet une transmission optimale des contraintes dans l'articulation. C'est-à-dire qu'il n'y a pas de région surcontrainte ce qui représenterait un risque de fragilisation et de rupture.

En revanche, lorsque le cartilage est agressé, il se produit un cercle vicieux expliqué dans la page sur l'arthrose qui va conduire à la dégradation inexorable de l'articulation. En agissant sur le cartilage abîmé, avant que ne se développe l'arthrose, les médecins prétendent ainsi retarder ou annuler le développement de l'arthrose tout en permettant la reprise du sport.

Le fibrocartilage

Le fibrocartilage a une texture et une composition intermédiaire entre le cartilage hyalin et le tissu conjonctif dense. Ce tissu est dur et est composé de chondrocytes disséminés dans un amas compact de fibre collagène (majoritairement de type I cette fois-ci) que l'on peut distinguer à l’œil nu. Ces fibres sont orientées suivant la direction des charges, ce qui confère au fibrocartilage une excellente résistance en traction et en compression dans cette direction.
Les principaux fibrocartilage du corps humains sont:
-les disques intervertebraux
-les ménisques inter-articulaires
-les bourrelets acétabulaire (labrum de la hanche) et glénoïdien (épaule)
-au niveau des insertions des tendons sur les os

En ce qui concerne le fibrocartilage de la hanche, celui-ci est très innervé, ce qui fait qu'il peut transmettre des signaux douloureux au système nerveux. Cela lui confère également un rôle dans la proprioception de l'articulation fémorale: le labrum envoie des informations sur la position de la tête fémorale dans l'articulation !
En revanche, contrairement aux ménisques du genou, des observations ont permis de montrer que le labrum était peu irrigué. Cependant l'abondance de fibroblastes au sein de ce fibrocartilage lui assure des qualités de régénération remarquables.
Ces remarques impliques que le débridement des lésions labrales a une action efficace sur la douleur à court terme mais qui il peut influer de manière négative la sensibilité de cette articulation sur le long terme.
La cicatrisation spontanée du labrum est facilitée par le repos d'une part et surtout par le traitement de l'anomalie osseuse de l'articulation (traitement de la cause du conflit). La durée nécessaire à la cicatrisation et à la réparation dépend de chacun et est en général assez longue (plusieurs mois).

(1)Composition and Dynamics of Articular
Cartilage: Structure, Function, and Maintaining Healthy State Nathaniel P. Cohen, Robe Foster, Van C. Mow 

(2)The innervation of the human acetabular labrum and hip joint: an anatomic study
Abdullah Alzaharani, Kamal Bali, Ravi Gudena, Pamela Railton, Dragana Ponjevic, John R Matyas and James N Powell^*