Les mouvements : le fonctionnement des os

1. Le squelette et ses rôles

L'ensemble des os forme le squelette. Chez l'adulte, il compte environ 206 os. Il comprend trois grandes parties : le squelette de la tête (crâne et face), le squelette du tronc (colonne vertébrale, côtes, sternum) et le squelette des membres (bras, jambes, et les ceintures qui les rattachent au tronc : épaules et bassin).

Le squelette a plusieurs rôles :

• soutien : il forme la charpente du corps et lui donne sa forme ;
• protection des organes fragiles : le crâne protège l'encéphale, la colonne vertébrale protège la moelle épinière, la cage thoracique protège le cœur et les poumons ;
• mouvement : les os servent de points d'attache aux muscles et forment des leviers ;
• fabrication des cellules du sang dans la moelle rouge ;
• réserve de minéraux, surtout de calcium et de phosphore.

Selon leur forme, on distingue :

• les os longs : fémur (cuisse), tibia, humérus (bras), radius, cubitus ;
• les os courts : vertèbres, os du poignet et de la cheville ;
• les os plats : os du crâne, omoplate, côtes, sternum.

2. La structure d'un os long

Observons un fémur scié dans sa longueur :

• les deux extrémités renflées s'appellent les épiphyses ; elles sont recouvertes, au niveau des articulations, de cartilage articulaire, lisse et blanc ;
• la partie centrale, allongée, est la diaphyse ;
• l'os est entouré d'une membrane fine et résistante, le périoste, riche en vaisseaux sanguins ;
• la diaphyse est formée d'os compact, dur et dense, qui entoure un canal médullaire rempli de moelle jaune (surtout de la graisse) ;
• les épiphyses sont formées d'os spongieux, criblé de petites cavités remplies de moelle rouge, qui fabrique les cellules du sang ;
• chez l'enfant et l'adolescent, une plaque de cartilage sépare chaque épiphyse de la diaphyse : le cartilage de croissance (ou cartilage de conjugaison).

L'os est un organe vivant : il est formé de cellules osseuses entourées d'une matière dure qu'elles fabriquent, il est parcouru de vaisseaux sanguins et de nerfs (c'est pourquoi une fracture fait mal et saigne).

3. La composition chimique de l'os

Deux expériences simples permettent de connaître la composition de l'os.

Expérience 1 : l'os dans l'acide. On plonge un petit os de poulet dans du vinaigre (ou de l'acide chlorhydrique dilué) pendant quelques jours. L'os garde sa forme, mais il devient mou et flexible : on peut le plier, même faire un nœud. L'acide a dissous la matière minérale ; il reste la matière organique, appelée osséine, souple et élastique.

Expérience 2 : l'os dans le feu. On chauffe fortement un os (calcination). Il noircit, dégage une odeur de corne brûlée, puis devient blanc. Il garde sa forme mais devient très fragile : il s'effrite sous les doigts. Le feu a brûlé la matière organique ; il reste la matière minérale, surtout des sels de calcium (phosphate et carbonate de calcium), dure mais cassante.

C'est l'association des deux qui rend l'os à la fois dur et un peu souple, donc solide. La proportion change avec l'âge : chez le jeune enfant, l'os est plus riche en matière organique, il est plus souple et se casse moins facilement (il peut « plier ») ; chez la personne âgée, l'os s'appauvrit, devient plus fragile et casse plus facilement.

4. La croissance des os

Un nouveau-né mesure environ 50 cm ; un adulte, souvent plus de 1,60 m. Les os grandissent :

• en longueur, grâce aux cartilages de croissance, qui produisent du cartilage transformé progressivement en os. Vers 18 à 25 ans, ces cartilages s'ossifient complètement : la croissance en taille s'arrête ;
• en épaisseur, grâce au périoste, qui fabrique de nouvelles couches d'os à la surface.

Le périoste intervient aussi dans la réparation des fractures : il fabrique un « cal osseux » qui ressoude les deux morceaux. C'est pourquoi l'os d'Alpha va se réparer, à condition d'être maintenu immobile par le plâtre.

La croissance a besoin de calcium (lait, poissons séchés mangés avec leurs arêtes, feuilles vertes, arachide), de protéines et de vitamine D, fabriquée par la peau exposée au soleil. Le manque de vitamine D chez l'enfant provoque le rachitisme (os mous et déformés, jambes arquées).

5. Les articulations

Une articulation est la zone de contact entre deux os. On distingue :

• les articulations fixes (immobiles) : entre les os du crâne de l'adulte (sutures) ;
• les articulations semi-mobiles : entre les vertèbres, séparées par des disques de cartilage ;
• les articulations mobiles : coude, genou, épaule, hanche, doigts.

Une articulation mobile, comme le genou ou le coude, comprend :

• les extrémités des os, recouvertes de cartilage articulaire lisse qui évite l'usure par frottement ;
• une capsule articulaire, manchon qui enferme l'articulation ;
• la synovie, liquide visqueux qui lubrifie l'articulation, comme l'huile dans une machine ;
• des ligaments, cordons solides qui relient les os entre eux et maintiennent l'articulation.

6. Os et muscles : un travail d'équipe

Un mouvement nécessite : un os qui sert de levier, une articulation qui sert de point d'appui, un muscle qui tire sur l'os grâce à son tendon, et un message nerveux qui commande la contraction. Pour la flexion du coude : le biceps se contracte, tire le radius par son tendon, l'avant-bras tourne autour de l'articulation du coude, pendant que le triceps se relâche.

Les accidents du squelette :

• la fracture : l'os est cassé ;
• l'entorse : les ligaments sont étirés ou déchirés (la cheville « tournée » sur un terrain de football) ;
• la luxation : les os d'une articulation sont déboîtés (l'épaule « démise »).

Dans tous les cas, il faut immobiliser le membre et aller au centre de santé ; il ne faut pas masser ni tirer brutalement sur le membre.

7. L'hygiène du squelette

1. Manger équilibré et riche en calcium ; s'exposer raisonnablement au soleil.
2. Garder une bonne posture : s'asseoir le dos droit en classe, porter le cartable sur les deux épaules.
3. Porter les charges sans excès : plier les genoux pour soulever, ne pas porter sur la tête des charges trop lourdes pour son âge.
4. Faire du sport régulièrement, avec échauffement, pour renforcer os et articulations.
5. Éviter les accidents : ne pas grimper imprudemment aux arbres, porter un casque à moto.