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Evolution des marqueurs non conventionnels âge et sexe dépendants : apport de la paléopathologie : étude de l'ostéoarthrose rachidienne, Evolution of non conventional tracers dependent on age and sex : the paleopathology contribution

De
684 pages
Sous la direction de Olivier Dutour, Yann Ardagna
Thèse soutenue le 22 novembre 2010: Aix Marseille 2
De nombreuses méthodes ont été développées pour estimer l’âge au décès de l’adulte mature. De plus, l’observation de certaines lésions dégénératives amène parfois l’anthropologue à classer un sujet chez les individus âgés, plus spécifiquement lorsqu’elles atteignent la colonne vertébrale. Or si l’ostéoarthrose rachidienne a fait l’objet de nombreux articles en paléopathologie, l’exploitation de l’ensemble des articulations vertébrales au sein d’une méthodologie est quasi inexistante. Ainsi, afin de déterminer le rôle d’une étude paléopathologique dans le vieillissement osseux, nous avons mis au point une méthode originale d’enregistrement des données.Cette méthode, basée sur un découpage topographique du rachis et un système de cotation des lésions arthrosiques, permet d’étudier l’atteinte dégénérative grâce à l’obtention d’un score de sévérité pondéré à l’état de conservation de la vertèbre. Le matériel d’étude est constitué de 750 individus répartis équitablement sur 3 périodes historiques (médiévale, moderne et contemporaine) permettant ainsi d’effectuer une comparaison diachronique des résultats. Les 250 individus constituant l’échantillon contemporain proviennent de collections documentées (Schoten, Belgique ; Bologne, Italie ; Sassari, Sardaigne). L’âge des sujets ostéoarchéologiques a été estimé grâce aux méthodes utilisant la surface auriculaire de l’os coxal (Lovejoy, 1985 et Schmitt, 2005). La même estimation a été faite sur les collections âge/sexe connus afin de déterminer le pourcentage d’erreur commis sur nos échantillons médiéval et moderne. Pour chaque articulation rachidienne nous avons testé statistiquement la relation entre l’âge au décès et les scores de sévérité, ainsi que les dissemblances d’atteinte en fonction du sexe et de la latéralité. Des études qualitatives ont également été entreprises, permettant ainsi d’observer l’expansion des modifications dégénératives en fonction des différentes classes d’âge.Au terme de ce travail de recherche, nous avons constaté l’existence d’une relation entre l’âge et la sévérité des atteintes dégénératives vertébrales. Cependant ce lien est modéré par divers facteurs variant en fonction des articulations et des segments vertébraux. Parmi ces facteurs, nous avons relevé le sexe et la latéralité. Des informations concernant le mode de développement des lésions dégénératives rachidiennes ont également été acquises. Ainsi, nous avons observé que l’OA se développait dans un premier temps de manière progressive le long du rachis, puis, avec l’âge et selon le type d’articulation, les lésions se concentrent sur les mêmes vertèbres (celles étant le plus soumises aux forces biomécaniques). C’est également sur ces mêmes vertèbres que se manifestent les lésions les plus sévères. Ainsi, il semble indispensable, lors d’une étude paléoépidémiologique, d’avoir un nombre minimum de vertèbres et parmi celles-ci les vertèbres les plus sollicitées en pré requis. De plus, nous préconisons lors d’un examen paléopathologique, de considérer plus que la sévérité même de la lésion, le nombre de zone atteintes comme estimateur de l’âge au décès.
-Vieillissement osseux
-Rachis
-Lésions dégénératives
-Estimateur d'âge
-Sévérité lésionnelle
Various methods have been developed to estimate age at death of adults and anthropologists sometimes use degenerative vertebral lesions. In paleopathology contrary to vertebral degenerative disease (VDD) that has been extensively studied, the whole vertebral joints have almost never been investigated by standardized methodology that allows approximating the epidemiological performance of various vertebral joints in relation to articular degeneration. In order to better define the paleoepidemiological aspects of bone ageing we have developed a research program based on the recording of degenerative lesions in the vertebral joints.This approach is based on a topographic division of spine and a grading system of degenerative lesions, permits the study VDD using “a severity score” according to the state of vertebral preservation. We studied 750 spines provided equally from three samples (medieval, modern and contemporary) to compare periods. The 250 contemporary spines are from documented collections of Schoten (Belgium), Bologna (Italy) and Sassari (Sardinia). Age estimation was made for each archaeological sample using methods based on the observation of the sacro-iliac joint surface (Lovejoy, 1985 and Schmitt, 2005). The same estimation of age has been made with known sex and age collections in order to calculate error estimates. For each joint of the spine, statistical tests have been made to study relationship between the age at death and “the severity score” and to compare variability between sex and spine laterality. Quantitative studies have also been made to observe degenerative change resulting from advancing age.At the end of this work, we observed the relation between age and the severity of VDD. That link can vary according to joint type, spinal segment and various factors such as sex or laterality. Information concerning the evolution of degenerative lesions has been acquired. VDD appears initially to progressively affect the entire spine and then with aging, degenerative lesions focus on the same vertebrae (those that are the most used biomechanically). Those vertebrae always show the most severe lesions. Thus it is essential for paleoepidemiologic studies to include a minimal number of vertebrae and among them those that are the most used. We also suggest considering the number of affected zones to estimate age at death instead of the lesion severity.
-Vertebral degenerative disease
-Paleopathology
Source: http://www.theses.fr/2010AIX20690/document
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UNIVERSITÉ DE LA MÉDITERRANÉE

FACULTE DE MÉDECINE DE MARSEILLE




ÉVOLUTION DES MARQUEURS NON
CONVENTIONNELS AGE ET SEXE DÉPENDANTS :
APPORT DE LA PALÉOPATHOLOGIE
Étude de l’ostéoarthrose rachidienne


T H È S E

Présentée et publiquement soutenue devant

LA FACULTÉ DE MÉDECINE DE MARSEILLE


Le Lundi 22 novembre 2010

Par Mademoiselle Isabelle BOUCHEZ

Née le 16 mars 1978 à Creil (Oise)



Pour obtenir le grade de DOCTEUR de L’UNIVERSITÉ de la MÉDITERRANÉE


SPÉCIALITÉ : Anthropologie Biologique



Membres du Jury de la Thèse :

Rapporteurs : Christopher KNÜSEL, Professeur Associé, Université de Bradford, Royaume Uni
Henri DUDAY, Directeur de Recherche au CNRS, Université de Bordeaux I
Examinateurs : Eugenia CUNHA, Professeur, Université de Coimbra, Portugal
Maria Giovanna BELCASTRO, Professeur, Université de Bologne, Italie
Michel PANUEL, Professeur, Université de la Méditerranée, Aix-Marseille II
Codirecteur : Yann ARDAGNA, Assistant Ingénieur, Université de la Méditerranée, Aix-Marseille II
Directeur : Olivier DUTOUR, Professeur, Université de la Méditerranée, Aix-Marseille II



Laboratoire d’accueil : UMR 6578 CNRS REMERCIEMENTS

Mes remerciements vont en premier lieu à mes directeurs de thèse, Messieurs DUTOUR et
ARDAGNA.
Mr DUTOUR, je vous remercie infiniment d’avoir accepté de diriger ce travail et de m’avoir
fait profiter de vos inestimables connaissances. Vos nombreux conseils m’ont toujours permis
d’aller plus loin dans mes réflexions et ont grandement participé à la valorisation de ma recherche.
Je vous suis énormément reconnaissante pour votre disponibilité et de m’avoir suivie jusqu’au bout.
Mr ARDAGNA, je vous suis plus que reconnaissante de m’avoir proposé de travailler sur ce
sujet si passionnant. Votre expertise paléopathologique a été salvatrice durant ces 5 années et votre
encadrement simplement parfait. Vous avez toujours su trouver les mots justes pour me remettre sur
les rails les nombreuses fois où j’en avais besoin et je vous en remercie.

Je remercie vivement les personnes qui m’ont fait l’honneur d’accepter d’être mes rapporteurs.
Mr Henry DUDAY, directeur de recherche au CNRS à l’Université de Bordeaux I, dont
l’autorité dans le domaine de l’Anthropologie est particulièrement précieuse dans l’évaluation de
mon travail.
Le Professeur Christopher KNÜSEL, de l’Université de Bradford, dont les avis basés sur ses
connaissances paléopathologiques sont indispensables dans l’estimation de la valeur de ma
recherche.

Mes plus sincères remerciements vont aux éminents membres du jury qui ont gracieusement
accepté de juger ce travail.
Le Professeur Maria Giovanna BELCASTRO, de l’Université de Bologne, qui a très
aimablement consenti à évaluer la qualité de ma thèse.
Le Professeur Eugenia CUNHA, de l’Université de Coimbra, dont l’autorité de son expertise
en Paléopathologie constitue un élément précieux au jugement de la validité de ma recherche.
Le Professeur Michel PANUEL, de l’Université d’Aix-Marseille II, qui a gentiment accepté
de prêter ses connaissances cliniques et radiologiques des pathologies dégénératives rachidiennes
pour évaluer ce travail.

J’exprime ma plus sincère reconnaissance à toutes les personnes m’ayant permis d’accéder aux
collections ostéologiques. Au Professeur Maria Giovanna BELCASTRO pour m’avoir gracieusement autorisée à
étudier les séries de Bologne et Sassari, et m’avoir très généreusement fournie toute la
documentation associée. À Marco MILELLA pour m’avoir guidée au sein du laboratoire et pour le
précieux temps qu’il m’a accordé.
A Mesdames Rosine ORBAN et Caroline POLET, du Muséum Royal d’Histoire Naturelle
de Bruxelles, pour le formidable accueil au sein de leur département d’étude, ainsi que pour l’accès
aux collections de Schoten et du Châtelet.
A Estelle HERRSCHER pour m’avoir gracieusement laissée intégrer une partie de la série
de Saint Laurent de Grenoble à mon matériel d’étude.
A Mr Bruno BIZOT qui m’a généreusement permis de compléter mon échantillon moderne
en m’autorisant à travailler sur l’incroyable série de Notre Dame du Bourg.

J’exprime également ma gratitude à Bérengère SALIBA-SERRE pour son aide inestimable lors de
mon voyage dans le monde étrange et très parallèle des statistiques.

Un grand merci à toutes les personnes du laboratoire qui malgré leur incessant labeur travaillent
toujours à nous faciliter la tâche.
Ainsi je remercie chaleureusement Mesdames Muriel TRAMOND et Laetitia GIROLLET
de leur disponibilité et de leur efficacité à toute épreuve pour l’ensemble des procédures
administratives.
Un grand merci à Gisèle GEOFFROY, Éric FRAISSE, Paule SANTANTONIO et Sabrina
GRAZIANI pour leur sympathie et leur aide.
Je remercie également Aurore SCHMITT et François MARCHAL pour leur esprit critique
et leur assistance dans ma recherche d’articles.
Un grand merci aux insomniaques de Moirans, amateurs cachés ou non de Bénédictine, pour
leur appuie et leur confiance plus qu’appréciée.

Enfin je remercie l’ensemble de mes proches, amis et famille, de m’avoir supportée et de n’avoir
pas succombé aux excès de mon caractère.
Aude, comment t’exprimer toute ma gratitude ! Nos petites soirées ont constitué de réels
paliers de décompression, tant par la qualité exceptionnelle (de classe internationale) de notre
sélection cinématographique, que par l’extase papillaire de ta cuisine!! Notre delirium a été un
havre pendant ces 5 années. Claudia, je te remercie pour ta gentillesse et ta sollicitude. J’espère que le temps m’aidera à
comprendre et à revoir mon jugement.
Marine, notre Poulain, notre fierté. Merci pour ta fraîcheur et ta spontanéité. Tu es un
formidable rayon de soleil, tu illumines nos visages et réchauffes nos dents. Je t’en supplie, ne
change pas !
Sandy, ma compagne de galère, un très grand merci de n’avoir jamais appelé l’asile lors de
nos inteeeerminables journées au dépôt. Cela a été un réel plaisir de cuire, puis de geler avec toi. Si
c’était à refaire...je re-signe sans hésiter si c’est avec toi !
Enfin Patoche, le roi de la piquouze, merci énormément pour la documentation concernant
Saint Laurent, ainsi que pour les nombreux films ayant contribué à l’amélioration de mon anglais.
Je te renouvelle toute ma gratitude pour avoir si dignement manié la seringue pendant un mois.

Mille mercis aux Chouchous, Leeloo, Pupuce, Noush et Marinette. Malgré la distance vous
avez toujours été à l’écoute. Votre indéfectible amitié est mon carburant.
Je n’oublie pas les hommes de ch’Nord : Jérôme, Ben, Olive, Sidou et Doud. Méritants et
invulnérables pour épauler de telles Valkyries.

Enfin je remercie tout particulièrement ma famille pour leur incroyable soutien, leur
patience et, en toutes circonstances, leur amour, source de mon oxygène.
À mon Titi, dont nos grands délires communs, longue vie à eux, ont toujours constitué les
moments favoris de nos conversations téléphoniques. Merci également à Anne-So pour sa
gentillesse et sa patience d’ange.
Mon Papou, ma Mamounette, je sais pertinemment que ce n’est pas avec quelques
malheureuses lignes que je pourrais vous remercier pour tous les sacrifices que vous avez fait afin
de me permettre d’aller jusqu’au bout de ce rêve. Vous avez toujours été là malgré mon humeur
massacrante, vous m’avez toujours appuyé dans tous mes choix d’orientation. A aucun moment je
ne me suis sentie seule. Chacune de ces pages vous est entièrement dédiée.

















À mes parents que j’aime,


TABLE DES MATIÈRES


Introduction……………………………………………………………………..8

PARTIE I : L’ostéoarthrose, données générales…11

I. Terminologie et nomenclature………………………………………………………..…..14
II. Histoire naturelle de l’ostéoarthrose………………...……………………………………15
III. Étiologie……………………………………………………..……………………………17
A. Age et sexe………………………………………………………………………..17
B. Génétique………………………………………………………………18
C. Obésité……………………………………………………………………………19
D. Géographie et environnement………………………………………………….....20
E. Activité……………………………………………………………………………20
F. Troubles métaboliques et maladies prédisposant à l’OA………………………....21
G. Ostéoporose…………………………………………………………………….…21
H. Traumatismes…………..22
I. Maladies articulaires et déformations………………………………………….…22
IV. Pathogenèse ……………………………………………………………………………....23
A. Fonctionnement d’une articulation synoviale………………………………….....23
B. Structure du cartilage articulaire…………………..24
1. Aspect macroscopique……………………………………………..….24
2. Aspect microscopique…………………………………………...…….24
C. Histologie du cartilage articulaire………………………………………………...25
1. Les chondrocytes………………………………………………….......25
2. La matrice extracellulaire………………………………………….….26
3. Le renouvellement tissulaire normal………………………………….26
D. Cartilage sénescent……………………………………………………………….26
E. Ca arthrosique…………………………………………………………..….26
1. Stade initial……………………………………………………………27
2. Stade intermédiaire……………………………………………………27
3. Stade final……………………………………………………………..28
V. Clinique générale………………………………………………………………………....28
A. Manifestations cliniques de l’arthrose…………………………………………....28
B. Diagnostic différentiel………………………………………………………..…..29
VI. Imagerie médicale………………………………………………………………………...29
A. Généralités………………………………………………………………………..29
B. Les moyens d’exploration…………………………………………………..……30
C. Radiologie et localisations………………………………………………….…….31
1. Rachis………………………………………………………………....31
2. Hanches…………………32
3. Genoux………………………………………………………….…….33
4. Mains…………33
D. Diagnostic différentiel…………………………………………………………….34
VII. Clinique topographique……………………………………………………….…………..35
A. L’arthrose de la hanche ou coxarthrose…………………………….………….…35

1 B. L’arthrose du genou ou gonarthrose……………………………………………...36
C. L’arthrose de la cheville et du pied……………………………………………....37
D. L’arthrose de l’épaule ou omarthrose………………………………………….…37
E. L’arthrose du coude ou ancarthrose……………………………………………....38
F. L’arthrose des mains…………………………………………………………...…39
VIII. Anatomo-pathologie de l’ostéoarthrose rachidienne………………………………….….40
A. Le rachis « sain »……………………………………………………………...….40
1. Le disque intervertébral…………………………………………...…..40
2. Les articulations interapophysaires postérieures……………………...42
3. Les ations unciformes…………………………………………..43
4. Les articulations atlanto-axiales…………………………………..…..43
5. Les ations costo-vertébrales……………………………………44
6. La charnière lombo-sacrée…………………………………………….45
7. Les ligaments rachidiens…………………………………………..….45
B. Le rachis dégénératif……………………………………………………………..46
1. Les articulations rachidiennes…………………...…………………....46
2. Les lésions associées………………………………………………….52
3. Les complications……………………………………………………..53
4. Les diagnostics différentiels……………………………………….….56
IX. L’ostéoarthrose en paléopathologie……………………………………………………....57
A. L’étude de l’ostéoarthrose en paléopathologie………………………………..….57
1. Historique……………………………………………………….…….57
2. Arthrose extra-rachidienne: estimateur d’âge et/ou marqueur
d’activité ………………………………………………………………….59
3. Difficultés rencontrées………………………………………………...61
B. Les lésions de l’ostéoarthrose en paléopathologie……………………………..…62
1. Description des lésions………………………………………………..62
2. Diagnostic de l’ostéoarthrose…………………………………………63
X. La spondylarthrose en paléopathologie………………………………………………...…63
A. Revue des travaux………………………………………………………………...63
1. Les premières études………………………………………………….63
2. La période culminante des publications……………………………....65
3. L’OA rachidienne, maladie en perpétuels travaux……………………67
B. Les lésions………………………………………………………………………...68
1. Lésions des corps vertébraux…………………….....68
2. Lésions des articulations synoviales…………………………….….…69
C. Quelques méthodes d’étude et de cotation de l’OA rachidienne……………..….69
1. Stewart (1957)………………………………………………………...70
2. Howells (1965)………….71
3. Sager (1969)…………………………………………………………..71
4. Chapman (1973)…………………………………………………...….71
5. Comode (1975) repris par Mafart (1983)…………………………..…72
6. Jurmain (1975 ; 1990)…………………………………………..……..74
7. Snodgrass (2004)………..74





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