La qualité biologique de notre squelette est-elle importante ?

Résumé

Nos os comprennent une matrice biologique et une armature minérale totalement imbriquées. C’est la matrice biologique qui va construire son armature minérale. On sait évaluer et renforcer l’armature minérale. Mais il est difficile d’évaluer la qualité de la matrice biologique. Et la médecine ne sait pas, actuellement, la réparer. Il est donc très important de prendre soin de notre squelette en adoptant les bons comportements protecteurs contre l’ostéoporose et l’ostéopénie.

Des protéines et des minéraux, avec quelques cellules…

Quand nous faisons un joli feu de bois, nous avons des flammes. Puis nous avons des braises. Puis nous avons des cendres. Les flammes viennent de la combustion des matériaux organiques du bois, et les cendres viennent des minéraux que contient le bois (en simplifiant).

Pour nos os, c’est la même chose : ils contiennent des matériaux organiques et des matériaux minéraux. L’os une « substance organique minéralisée ».

Ces deux structures sont très étroitement imbriquées, très difficilement séparables (ce qui est une bonne chose pour la solidité de nos os).

D’ailleurs, nous l’avons tous vu dans des expériences de biologie ou de sciences naturelles que nous avions faites au collège ou à l’école primaire.

Quand nous trempions des os dans du vinaigre, ils devenaient mous : la structure osseuse qui leur donnait leur rigidité se dissolvait dans l’acide.

Quand nous soumettions des os à une intense chaleur, à un feu : il ne restait plus qu’une forme d’os légère et particulièrement cassante, la structure minérale.

Et nous comprenions que les deux structures (biologique et minérale) contribuaient ensemble et inséparablement à la solidité et à la rigidité de nos os.

Pour savoir si nos os jouent encore pleinement leur rôle, il faut pouvoir évaluer la qualité de leur constitution, c’est-à-dire la qualité de leur structure biologique, et la qualité de leur structure minérale.

Une construction complexe

La fraction minérale contient de nombreux minéraux différents : calcium, phosphore, magnésium, fer, sodium… apportés par l’alimentation.

Ces matériaux sont combinés sous forme de molécules complexes dans les os : phosphate de calcium, carbonate de calcium, phosphate de magnésium…

La fraction minérale représente environ 70% du poids d’un os sec et se structure autour de la substance biologique.

Cette substance biologique est constituée pour l’essentiel (90%) de glycoprotéines (collagène) qui forment des fibres rigides et d’autres protéines qui solidifient la structure osseuse.

Tout cet ensemble de structures biologiques et minérales est fabriqué sur place par les cellules bâtisseuses de l’os (les ostéoblastes), est entretenu par les cellules internes de l’os (ostéocytes) et démonté par d’autres cellules (ostéoclastes). Ces cellules (Un autre article traite de ces différentes cellules) commencent par construire la matrice biologique qui se minéralise dans un second temps. Les scientifiques ne comprennent pas encore complètement les mécanismes de cette minéralisation, qui nécessite des concentrations adéquates en minéraux autour des os.

La solidité de la structure osseuse va évoluer au cours du temps, en fonction des sollicitations (stimulations et impacts) subies par les os, en fonction des nutriments (calcium, protéines, magnésium, vitamine D…) disponibles et en fonction de la qualité du milieu cellulaire (inflammation particulièrement)…

Pour évaluer la solidité des os, il est important de pouvoir mesurer la solidité de la structure minérale et la qualité de la structure biologique.

Mesurer la solidité minérale

Nous allons voir que, si l’on sait facilement mesurer la densité osseuse, la densité minérale, les médecins ne disposent pas d’un système permettant de mesurer facilement et couramment la bonne qualité de la structure biologique.

Pour mesurer la densité minérale, on peut utiliser un appareil d’ostéodensitométrie, qui utilise la propriété d’absorber les rayons qu’a la structure minérale de nos os. Plus nos os sont denses, donc minéralisés, moins ils laissent passer les rayons de l’ostéodensitomètre. Plus nos os sont déminéralisés, et plus ils sont transparents aux rayons. En mesurant la quantité de rayons qui traversent nos os, l’appareil va être capable de déterminer leur densité minérale, et donc une composante importante de leur solidité. Toutefois, la densité minérale n’explique qu’une partie de la solidité osseuse. Seule, une moitié des fractures relève clairement d’une forte déminéralisation. Une autre moitié des fractures se produisent dans un contexte relevant plus de l’ostéopénie (déminéralisation faible et moyenne) que de l’ostéoporose (déminéralisation forte).

La difficulté d’évaluer la qualité biologique du squelette

Malheureusement, on ne sait pas mesurer, actuellement, de façon aisée la qualité de la structure biologique de nos os.

Cela pourra surprendre nombre d’entre nous, car on entend souvent dire que la structure de nos ongles, la couleur de nos ongles est représentative de la bonne santé de nos os. Certains médecins ont même entendu dire que des patients avaient remarqué que la dureté de leurs ongles avaient augmenté après la prise de médicaments contre l’ostéoporose.

Ecartons tout de suite les vieilles légendes qui courent au sujet de la possibilité de connaître la qualité de nos os en fonction de la qualité de nos ongles : les petites tâches blanches que nous pouvons avoir sur les ongles sont, le plus souvent, le résultats de petits chocs que nous nous donnons sans même nous en rendre compte… Ces tâches peuvent parfois aussi résulter de petites infections (champignons, notamment) qu’il faudra traiter avec les conseils de notre médecin préféré.

Des études scientifiques ont été menées pour vérifier si la structure des ongles pouvait refléter la qualité de structure biologique osseuse, et des résultats surprenants ont été trouvés, notamment sur des souris. On a pu montrer ainsi que la qualité des protéines des ongles (kératine) évoluait de manière comparable avec celle des protéines des os (collagène). On pourra peut-être, un jour, évaluer la structure biologique osseuse à partir de la structure biologique des ongles…

Par ailleurs, une étude japonaise a suggéré que le contenu en calcium des ongles pouvait peut-être refléter la densité minérale osseuse de la colonne vertébrale. Toutefois, d’autres études ont conclu qu’il n’y avait pas de relations exploitables.

Il semble, en fait et malheureusement, que si des évolutions parallèles semblent se produire avec l’âge entre la qualité des ongles et celles des os au niveau d’une population générale, cette évolution ne permet pas de repérer efficacement les personnes ayant des risques accrus d’ostéoporose.

Des méthodes lourdes réservées à la recherche

En fait, il existe une méthode de référence pour analyser la qualité de la matrice biologique osseuse. Cette méthode s’appelle l’histomorphométrie. Elle consiste à aller prélever un petit morceau de tissu osseux sur la crête iliaque (biopsie sur le haut du bassin), à découper ce prélèvement en fines lamelles à à l’observer au microscope pour évaluer la qualité de l’os.

Inutile de dire qu’une telle intervention, presque une opération, nécessite des moyens spécifiques et du personnel particulièrement qualifié. Cela ne se fait qu’en cas de nécessité absolue, car les risques de ce type d’intervention ne sont jamais nuls.

Une autre possibilité plus récente consiste à réaliser une microtomodensitométrie à rayons X, autrement un scanneur (scanner) ultra-précis de la zone osseuse à analyser. Ce sont, en quelque sorte, des biopsies osseuses virtuelles qui nécessitent un matériel très coûteux et du personnel extrêmement qualifié.

Des études menées sur des personnes de tous âges ont permis de montrer que la structure biologique se dégrade progressivement avec l’âge et que les hommes ont en moyenne une meilleure structure biologique osseuse que les femmes à tous les âges…

On sait en outre, que, pour soigner les personnes âgées atteintes d’ostéoporose, il est souvent extrêmement utile d’augmenter leurs apports en protéines, ce qui permet de consolider la matrice osseuse biologique. Nous en avions déjà parlé dans un autre article.

Conclusion

Pour le moment, l’intérêt des études sur la structure biologique des os est presque purement théorique, puisqu’il n’existe pas de traitement spécifique permettant d’améliorer la structure biologique de la matrice osseuse…

Tout ceci devrait donc nous inciter une fois de plus à mettre en œuvre les comportements protecteurs permettant de renforcer notre squelette à tout âge :

• des apports suffisants en calcium pour nourrir la structure minérale de nos os,

• une supplémentation intelligente en vitamine D pour améliorer l’absorption et l’utilisation du calcium,

• des apports suffisants en protéines pour nourrir la structure biologique de nos os,

• des apports suffisants en magnésium pour favoriser les réactions de consolidation et de reconstruction des os,

• une stimulation osseuse bien menée par des exercices physiques adaptés à notre forme personnelle,

• des comportements anti-inflammatoires pour faciliter le métabolisme osseux,

• une digestion harmonieuse pour correctement ingérer les nutriments dont nous avons besoin…

Pour faire de vieux os solides et généreux, c’est maintenant qu’il faut nous en occuper !

Sources :

Professeur A CONSTANTIN, PHYSIOLOGIE DU TISSU OSSEUX, Université de Toulouse, Faculté de médecine, 2013

Vecht-Hart CM, Bode P, Trouerbach WT, Collette HJ, Calcium and magnesium in human toenails do not reflect bone mineral density, Clin Chim Acta. 1995 Apr 30;236(1):1-6.

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Ohgitani S, Fujita T, Fujii Y, Hayashi C, Nishio H, Nail calcium and magnesium content in relation to age and bone mineral density, J Bone Miner Metab. 2005;23(4):318-22.

Pillay I, Lyons D, German MJ, Lawson NS, Pollock HM, Saunders J, Chowdhury S, Moran P, Towler MR, The use of fingernails as a means of assessing bone health: a pilot study, J Womens Health (Larchmt). 2005 May;14(4):339-44.

M. Hadjora, Évaluation de la qualité osseuse en pratique quotidienne et en recherche clinique, Symphomed, 17 janvier 2010

Khosla S. et al. Effects of sex and age on bone microstructure at the distal radius : a population-based non invasive in vivo assessment. J Bone Miner Res. 2006 ; 2006 : 124-131.

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