Partons à l'exploration de l'os !
Voyage dans le corps humain
C'est parti
Aurélie Levillain
Université de Lyon, Inserm 1033, Lyos
Université 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 ?
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/
