Voyage dans le corps humain

Aurélie Levillain Université de Lyon, Inserm 1033, Lyos Université de Lyon, Univ Eiffel T9406, LBMC

C'est parti

Voyage dans le corps humain

Partons à l'exploration de l'os !

On trouve quelque chose... Et on se pose une nouvelle question ! C'est pour ça qu'on cherche toujours.

Mon domaine de recherche est la biomécanique, c'est-à-dire l'exploration des propriétés mécaniques des organismes vivants. Actuellement, je travaille sur un modèle numérique de l'os pathologique (tu verras dans ce quiz à quelle pathologie je m'intéresse) qui permettrait de prédire son risque de fracture. Pour cela, je mesure les propriétés mécaniques de cet os, ce qui va me servir à construire le modèle.

Commencer le quiz

• Et est-ce que je trouve ?

• Pourquoi j'ai voulu faire de la recherche ?

Quand j'étais plus jeune, je regardais l'émission "C'est pas sorcier". J'étais passionnée par les sciences et l'ingénierie ! J'ai alors rejoint une école d'ingéneur après mon bac et j'ai eu ma première expérience en recherche lors d'un stage en Allemagne, qui m'a beaucoup plu : chaque jour est différent, on se s'ennuie jamais

• Qui suis-je ?

• Qu'est ce que je cherche ?

• A quoi ressemble ma vie de chercheure ?

Je m'appelle Aurélie, j'ai 31 ans. Je viens du Mans, j'ai fait mes études à Lyon et après 3 ans et demi à Londres, je suis de retour à Lyon. Je fais de la recherche depuis 8 ans. Pendant mon temps libre, je fais du roller, du crossfit, du dessin, de la pâtisserie, des jeux de société entre amis...

Présentation des travaux en conférences (et voyage à travers le monde )

De la rédaction d'articles et nouveaux projets

Des simulations sur ordinateur

Des expériences au laboratoire

introduction

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Question 1

Le fémur

Le tibia

L'étrier

Le squelette humain adulte est composé de 206 os. Lequel est le plus long ?

A toi de jouer !

Je l'ai trouvé

Le fémur est caché... Sers toi de la loupe pour le faire apparaître...

Bonne réponse ! Il s'agit du fémur. Sauras-tu le retrouver ?

Acetabulum

Tibia

Les condyles s'articulent avec le tibia pour former le genou

La tête du fémur s'articule avec un autre os, appelé "acetabulum", pour former la hanche

Le col du fémur est une des parties les plus fragiles

Bravo ! Le fémur est l'os situé dans la cuisse

Fémur

Question Suivante

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Question 2

Du muscle

Du cartilage

Du gras

Par quoi est recouvert le fémur au niveau des articulations ?

Le savais-tu ?

Le cartilage est le seul tissu de l'organisme à ne pas contenir de vaisseaux sanguins et de nerfs. C'est pour celà que contrairement à l'os, qui peut se réparer suite à une fracture, le cartilage cicatrise difficilement après une lésion...

Ce cartilage a deux fonctions principales :

• Transmettre et répartir les efforts au niveau de l'os (lorsqu'on est en mouvement par exemple), un peu comme un roulement à billes

• Amortir les chocs, un peu comme un coussin sur une chaise

Bravo ! Chaque extrémité du fémur est recouverte de cartilage

Question Suivante

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Question 3

trabéculaire

minéral

cartilagineux

Il existe deux types d'os : l'os cortical et l'os...

L'os cortical constitue l'enveloppe externe du fémur, tandis que l'os trabéculaire se situe principalement au niveau de la tête fémorale.Ces deux types d'os ont des structures et compositions différentes, et n'ont pas les mêmes fonctions :

• L'os cortical est compact et rigide. Il peut supporter des efforts importants et apporte un soutien structurel au corps.
• L'os trabéculaire est poreux, et plus souple. Il agit comme un tampon pour l'os cortical.

Bravo ! Le fémur est composé d'os cortical et d'os trabéculaire

Question Suivante

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Question 4

Regardons la structure de l'os d'un peu plus près... Laquelle de ces images correspond à de l'os ?

Cette partie très compacte correspond à l'os cortical

Cette partie très poreuse correspond à l'os trabéculaire. Clique ci-dessous pour voir à quoi ressemble l'os trabéculaire en 3 dimensions !

Cette image a été obtenue par microradiographie. C'est une technique qui permet de voir la minéralisation de l'os (comme le calcium).

Bien joué ! Tu as bien reconnu l'os

Question Suivante

Cette partie très compacte correspond à l'os cortical

Cette partie très poreuse correpond à l'os trabéculaire.

Cette image a été obtenue par microradiographie. C'est une technique qui permet de voir la minéralisation de l'os (comme le calcium).

Bien joué ! Tu as bien reconnu l'os

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Question 5

le caoutchouc

le bois

l'acier

L'os cortical est dur comme...

Explication

Sais-tu comment mesure-t-on la rigidité de l'os ?

Tends ton index et approche le d'une table (ou de ton bureau), comme sur l'image. Que se passe-t-il quand tu essaies d'enfoncer ton index dans la table ? Répète l'expérience sur une éponge (ou un matériau très mou). Que se passe-t-il cette fois ?

A toi de jouer !

Il existe plusieurs techniques. L'une d'entre elle est la microscopie à force atomique, qu'on appelle AFM. Pour comprendre comme ça marche, je t'invite à faire une petite expérience :

Bonne réponse ! L'os est dur comme le bois

En promenant la pointe sur toute la surface de l'os, on peut partir à l'exploration de ses propriétés mécaniques !

C'est le même principe pour l'AFM. Une pointe se situe au bout d'un levier qui peut se déformer. En fonction de la déformation du levier quand la pointe s'enfonce dans le matériau, on peut en déduire sa rigidité.

Quand l'index essaie de s'enfoncer dans la table, il fléchit car la table est trop dure. A l'inverse, il s'enfonce dans l'éponge, qui est un matériau mou.

Explication

Question Suivante

Mesurer la rigidité de l'os par AFM

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Question 6

Faux, l'os se reconstruit en permanence

Faux, mes os à 40 ans seront plus longs (surtout si je mange de la soupe)

Vrai, l'os ne change plus à l'âge adulte

Nos os sont les mêmes à 30 ans et 40 ans

A toi de jouer !

Passe la souris sur les différents types de cellules pour savoir ce qu'elles font

L'os en chantier !

Ce processus est appelé remodelage osseux. C'est ainsi qu'en 10 ans, on a un os tout neuf !

Question Suivante

Pour le comprendre, explorons ce qu'il se passe au niveau des cellules osseuses...

Bonne réponse ! L'os se reconstruit en permanence

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Question 7

un type de minéral osseux

une tumeur formée à partir de cellules cancéreuses

des os situés dans le pied

Qu'est ce que les métastases ?

Mais quel est l'impact sur l'os ?

Au niveau de ces métastases, l'os perd donc en densité (comme s'il y avait des trous dans l'os). L'os est fragilisé et risque de casser.

Les métastases osseuses modifient le remodelage osseux. En particulier, il existe un type de métastase, appelée ostéolytique, qui conduit à une résorbtion de l'os plus élevée que la formation : l'os est donc détruit sans être autant reconstruit.

Résorption

Formation

Question Suivante

Bonne réponse ! Les métastases se forment suite à un cancer

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Question 8

Il me faut plus d'informations

2,53 cm

environ la taille d'une balle de golf

A partir de quelle taille de métastase le fémur se casse-t-il ?

C'est pareil pour l'os : le risque de fracture dépend de la localisation des métastases, de la résistance de l'os, sa forme, de l'activité physique de la personne... Dans notre laboratoire, on construit donc des modèles individualisés de l'os pour essayer de prédire son risque de fracture.

Question Suivante

Il faudra faire un trou beaucoup plus gros dans le pont suspendu à gauche que dans la passerelle en bois à droite pour qu'il casse... Mais ça dépend d'où on fait ce trou... et du chargement sur les ponts (des personnes, des camions...)

Pour le comprendre, prenons l'exemple de ces deux ponts

Tu as raison ! Il nous faut plus d'informations

Un scanner

Un microscope

Un appareil photo

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Question 9

Lequel de ces appareils permet d'observer l'os à travers la peau ?

A partir du scanner de l'os (ici un fémur), on construit un modèle et on simule sur ordinateur son comportement pour savoir à partir de quelle force il va casser. Clique sur l'ordinateur pour voir à quoi ressemble notre modèle !

Le scanner permet également de voir la densité de l'os. Plus l'os est dense (cela correspond aux zones blanches), plus il est rigide.

Question Suivante

Bonne réponse ! Le scanner permet de voir l'os à travers la peau

Fin du quiz

Notre modèle de fémur après déformation ! On peut même prédire où il va casser

Le scanner permet également de voir la densité de l'os. Plus l'os est dense (cela correspond aux zones blanches), plus il est rigide.

Bonne réponse ! Le scanner permet de voir l'os à travers la peau

https://lbmc.univ-gustave-eiffel.fr/

https://www.lyos.fr/

Merci d'avoir participé à ce quiz et de m'avoir accompagnée dans mon voyage à l'exploration de l'os !

aurelie.levillain@univ-lyon1.fr

https://www.linkedin.com/in/aurelie-levillain-9345a860/

https://twitter.com/NTAurelie

Tu veux en savoir plus sur mes recherches ? N'hésite pas à m'envoyer un mail, j'y répondrai avec plaisir. Tu peux aussi visiter le site des laboratoires dont je fais partie et me suivre sur twitter ou linkedin.