Voyage dans le corps humain

Partons à l'exploration de l'os !

Voyage dans le corps humain

C'est parti

Aurélie LevillainUniversité de Lyon, Inserm 1033, LyosUniversité de Lyon, Univ Eiffel T9406, LBMC

introduction

Des expériences au laboratoire

Des simulations sur ordinateur

De la rédaction d'articles et nouveaux projets

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

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...

• A quoi ressemble ma vie de chercheure ?

• Qu'est ce que je cherche ?

• Qui suis-je ?

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

• Pourquoi j'ai voulu faire de la recherche ?

• Et est-ce que je trouve ?

Commencer le quiz

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.

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

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

L'étrier

Le tibia

Presque !

Le fémur

Question 1

Lorem ipsum quiz

Et non, c'est le plus petit ! Il est situé dans l'oreille

Pas loin...

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

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

Je l'ai trouvé

A toi de jouer !

Question Suivante

Fémur

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

Le col du fémur est une des parties les plus fragiles

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

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

Tibia

Acetabulum

Par quoi est recouvert le fémur au niveau des articulations ?

Du gras

Du cartilage

Presque !

Du muscle

Non, mais les muscles sont attachés aux os par l'intermédiaire des tendons.

Question 2

Lorem ipsum quiz

Non, le gras se trouve principalement sous la peau et dans l'abdomen

Non, mais les muscles sont reliés aux os par les tendons

Question Suivante

Bravo ! Chaque extrémité du fémur est recouverte de cartilage

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

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...

Le savais-tu ?

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

cartilagineux

minéral

Ce n'est pas un type d'os, mais les os contiennent des minéraux comme le calcium.

trabéculaire

Question 3

Lorem ipsum quiz

Non, même si le cartilage et l'os se touchent.

Ce n'est pas un type d'os, mais l'os contient des minéraux comme le calcium.

Question Suivante

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

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.

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

Question 4

Lorem ipsum quiz

C'est vrai que ça y ressemble un peu... Mais c'est du bois.

Intéressant comme structure, c'est en fait de la céramique

Bien joué ! Tu as bien reconnu l'os

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

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

Cette partie très compacte correspond à l'os cortical

Bien joué ! Tu as bien reconnu l'os

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

Cette partie très poreuse correpond à l'os trabéculaire.

Cette partie très compacte correspond à l'os cortical

Question Suivante

L'os cortical est dur comme...

l'acier

le bois

le caoutchouc

Question 5

Lorem ipsum quiz

Un peu trop rigide... Par contre, quand l’os casse, on peut mettre une prothèse en acier.

Un peu trop mou... Par contre, au niveau des articulations, l’os est recouvert de cartilage, qui ressemble à du caoutchouc, pour absorber les chocs.

Bonne réponse ! L'os est dur comme le bois

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 :

A toi de jouer !

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 ?

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

Explication

Mesurer la rigidité de l'os par AFM

Question Suivante

Explication

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.

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.

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

Nos os sont les mêmes à 30 ans et 40 ans

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

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

Faux, l'os se reconstruit en permanence

Question 6

Lorem ipsum quiz

A première vue peut-être, mais regardons de plus près...

Et non, l'os ne grandit plus... Par contre, savais-tu que le nez et les oreilles continuent de s'allonger ? Ceci est dû à la peau qui perd son élasticité.

Bonne réponse ! L'os se reconstruit en permanence

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

Question Suivante

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

L'os en chantier !

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

A toi de jouer !

Les cellules appelées "osteoclastes" détruisent l'os. On appelle cela la résorption osseuse.

Les cellules appelées "osteoblastes" reconstruisent de l'os, c'est ce qu'on appelle la formation osseuse.

Les cellules appelées "osteocytes" jouent le rôle de chef de chantier, ou chef d'orchestre, en envoyant les bons signaux aux cellules.

Qu'est ce que les métastases ?

des os situés dans le pied

une tumeur formée à partir de cellules cancéreuses

un type de minéral osseux

Question 7

Lorem ipsum quiz

Tu confonds avec le métatarse ;)

Et non...

Bonne réponse ! Les métastases se forment suite à un cancer

Question Suivante

Formation

Résorption

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.

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.

Mais quel est l'impact sur l'os ?

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

environ la taille d'une balle de golf

C'est possible, mais pas toujours

2,53 cm

On aimerait bien avoir une valeur aussi précise !

Il me faut plus d'informations

Question 8

Lorem ipsum quiz

C'est possible, mais pas toujours

On aimerait bien avoir une valeur aussi précise !

Tu as raison ! Il nous faut plus d'informations

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

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...)

Question Suivante

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.

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

Question 9

Lorem ipsum quiz

Un appareil photo

Un microscope

Un scanner

As-tu déjà essayé ? Je pense que même en zoomant on y arrivera pas...

Et non, mais tu pourras voir la structure de la peau.

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

Question Suivante

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.

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 !

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

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.

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

Fin du quiz

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.

https://twitter.com/NTAurelie

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

aurelie.levillain@univ-lyon1.fr

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

https://www.lyos.fr/

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