1° Au début, ils ne se sont constitués que par des cellules-mésodermiques qui évoluent en tissu conjonctif. C'est l'état muqueux.

2° Ce tissu conjonctif se transforme peu à peu en cartilage dont la substance interstitielle amorphe est sécrétée par les cellules mêmes de ce tissu conjonctif; le futur os acquiert ainsi une plus grande dureté en même temps qu'il s'achemine vers sa forme générale, mais avec des dimensions beaucoup plus réduites.

3° Enfin, dans la suite, le cartilage se détruit progressivement et est
remplacé au fur et à mesure par de la véritable matière osseuse, renfermant de l'osséine et des sels calcaires.

Passage de l'état cartilagineux à l'état osseux

Quand l'os n'est encore qu'à l'état de cartilage, il a la forme d'un bâtonnet ou d'une lame, suivant qu'on aura plus tard un os long ou un os plat; ces deux formations sont encore absolument pleines, dépourvues de tout vaisseau et entourées d'une membrane conjonctive particulièrement riche en cellules appelée le périchondre (chondros = cartilage). La matière osseuse fait ensuite son apparition dans deux régions : à la périphérie, sous le périchondre et c'est l'os périchondral; à l'intérieur du cartilage, au centre même de la diaphyse, c'est l'os enchrondral.

Os périchondral et os périostique. 
L'ossification débute toujours dans la région médiane de la diaphyse, sous le périchondre, par un petit anneau osseux engendré par des ostéoblastes prenant naissance à la face interne du périchondre; ces cellules sécrètent autour d'elles des couches d'osséine s'imprégnant de sels calcaires; à partir de ce moment le périchondre doit s'appeler le périoste.

Ce même processus d'ossification s'étend sous toute la face interne du périoste et gagne le voisinage des épiphyses. En même temps, de nouvelles couches osseuses sont constamment engendrées sous le périoste, recouvrent les plus anciennes et constituent ainsi un manchon osseux continu de plus en plus épais. La disposition régulièrement circulaire de ces couches successives provient de ce que les ostéoblastes se mettent eux-mêmes en assises concentriques à mesure qu'ils se séparent du périoste ainsi se forme le système fondamental externe des lamelles osseuses.

Formation de l'os enchondral et croissance de l'os en longueur. 
L'os enchondral est l'os qui se forme dans l'intérieur même du cartilage en se substituant progressivement à lui. Il apparaît d'abord au centre même de la diaphyse sous la forme d'un petit noyau osseux constituant le premier centre d'ossification.

Ce premier noyau s'élargit peu à peu, d'une part jusqu'à ce qu'il arrive au contact de l'os périostique, et d'autre part il s'allonge progressivement vers les deux extrémités de la diaphyse, pendant que celle-ci continue de s'allonger par la multiplication active de ses cellules cartilagineuses et en repoussant les épiphyses. L'os long est alors un bâtonnet compact absolument plein, encore dépourvu de toute trace de cavité médullaire centrale.

L'ossification des épiphyses est un peu plus tardive. Il apparaît dans chacune d'elles un ou plusieurs noyaux osseux qui s'étendent, progressivement en rayonnant et finissent par envahir la totalité de l'épiphyse sauf en deux points :

1° Il persiste une couche de cartilage de 2 à 3 mm d'épaisseur à la surface même de l'épiphyse pour faciliter ultérieurement les mouvements articulaires.

2° Une autre lame, étroite de 1 à 4 mm d'épaisseur, persiste momentanément à chaque extrémité de la diaphyse : c'est le cartilage de conjugaison appelé encore la zone d'accroissement parce que c'est cette lame cartilagineuse qui permettra à l'os de prendre sa longueur définitive.

Entre 17 et 25 ans, chez les humains, le cartilage de conjugaison cesse de croître et se détruit en totalité, en laissant la place à de la matière osseuse qui soude l'extrémité de la diaphyse à l'épiphyse et dès lors la croissance de l'os en longueur se trouve terminée.

En général, le premier centre d'ossification apparaît au centre de la diaphyse dans les premiers mois de la vie foetale. Ceux des épiphyses sont en nombre variables suivant les os et apparaissent plus tardivement et à des époques différentes. Ainsi, toujours chez les humains, l'humérus en a trois à son épiphyse supérieure apparaissant, le premier, du deuxième au quatrième mois qui suit la naissance et les deux autres de la deuxième à la troisième année; son épiphyse inférieure en possède quatre, dont les deux derniers apparaissent seulement vers 12 ans. Le radius n'en possède qu'un seul à chaque épiphyse, s'ossifiant respectivement la cinquième et la sixième année, etc.

Processus de l'ossification

Origine de la substance osseuse.
Tout au début de l'ossification des sels minéraux et particulièrement du phosphate de chaux se déposent dans la masse du cartilage et y forment de petites colonnes longitudinales ou travées calcaires. Entre ces colonnes s'immiscent de gros capillaires sanguins venant du périoste et coiffés d'un manchon de cellules conjonctives embryonnaires qu'ils ont peut être emprunté au périoste au moment où ils l'ont traversé. Ils s'avancent dans le cartilage disposés parallèlement et en se dirigeant vers les épiphyses, précédées de grosses cellules arrondies ou bourgeonnantes, possédant souvent de 50 à 100 noyaux, et qui ont la propriété d'attaquer et de liquéfier les cellules cartilagineuses disposées en files longitudinales entre les travées calcaires. Ces cellules s'appellent des ostéoclastes (clao = je brise).

En même temps que le capillaire s'avance dans le canal que les ostéoclastes creusent devant lui, il laisse détacher de son capuchon conjonctif des couches concentriques de cellules qui évoluent en ostéoblastes, dont dérivent les ostéocytes. Ces cellules qui prennent une forme étoilée tout en restant reliées par leurs prolongements, se disposent en assises régulières autour du capillaire et se mettent à sécréter autour d'elles de l'osséine qui les englobe et qui s'ajoute au calcium des travées pour devenir de la matière osseuse complète. Une fois la première couche osseuse formée, il se détache une seconde couche de cellules conjonctives qui évoluent de la même manière; ces couches osseuses successives finissent par combler la large lacune contenant le capillaire et ne laissent plus qu'un étroit canal continuant d'abriter ce capillaire : c'est un canal de Havers; c'est lui qui, avec les couches osseuses qui l'entourent, forme le système de Havers décrit à la page sur les os.

En résumé, la substance osseuse qui se substitue au cartilage dans le cours de l'ossification est tout simplement due à l'activité d'ostéoblastes qui se détachent des parois de capillaires sanguins pénétrant dans le cartilage. Celle qui se dépose sous le périoste est engendrée par des ostéoblastes engendrés par ce périoste lui-même.

Historique. - Avant que le rôle du périoste et des ostéoclastes fût précisé par l'étude microscopique, plusieurs expériences anciennes avaient montré l'existence du double processus de la régénération sous-périostique et de la destruction intramédullaire.

Les premières observations furent celles d'un chirurgien anglais qui constata qu'en ajoutant de la garance aux aliments d'un porc les couches périphériques des os devenaient rouges (1740).

Vers la même époque, Duhamel, en France, répéta les mêmes observations et varia les expériences : il ne mélangeait la garance aux aliments que par intervalles et obtenait ainsi des couches osseuses alternativement claires et rouges, la dernière formée se trouvant toujours au contact du périoste
(1741).

En 1840, le physiologiste Flourens enfonce une petite aiguille sous le périoste d'un animal et quelques mois plus tard il la retrouve encas trée dans l'épaisseur de l'os, et même plongée dans la moelle si l'expérience a été d'assez longue durée : c'est donc que l'aiguille à été recouverte progressivement par de la matière osseuse engendrée sous le périoste, tandis que la destruction de l'os primitif a rapproché de plus en plus l'aiguille de la moelle.

Dans l'ossification membraneuse (voûte du crâne, face, etc.), on constate d'abord la calcification des faisceaux connectifs, puis la pénétration des vaisseaux qui apportent avec eux les ostéoblastes qui, là comme dans l'ossification dans le cartilage, sécrètent les lamelles osseuses et deviennent des cellules osseuses. Le diploé des os du crâne se produit à la façon du canal médullaire dans les os longs. La seule différence qu'il y ait entre l'ossification endochondrale et l'ossification membraneuse (ou périostale), c'est que la première est néoplastique tandis que la seconde est métaplastique.
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Croissance de l'os en épaisseur.
Tandis que la croissance de l'os en longueur est limitée et prend fin à l'âge adulte, il se forme presque pendant toute la vie de nouvelles couches osseuses sous-périostiques, tandis que les plus anciennes, situées au contact de la moelle osseuse, sont détruites par les ostéoclastes : c'est tout simplement la continuation des processus embryonnaires.

De la face interne du périoste se détachent des assises successives et régulières de cellules qui prennent une forme étoilée et sécrètent la matière interstitielle osseuse. Pendant ce temps, dans le canal médullaire, les ostéoclastes de la moelle continuent leur rôle destructeur, de sorte que l'épaisseur de l'os adulte reste toujours sensiblement constante.

Le périoste remplit son rôle ostéogène tant qu'il est vivant et quel que soit son emplacement : un fragment de périoste pris sur un tibia de Lapin et greffé sous la peau de la tête de l'animal, y forme un petit os de 4 cm. C'est lui qui intervient dans la guérison des fractures, qui se trouvent consolidées au bout de quelques semaines par les nouvelles couches osseuses continues qu'il a engendrées à sa face interne; la consolidation n'est plus possible si le périoste est détruit. Mais avec l'âge le périoste devient dur, fibreux et perd la faculté d'engendrer de nouveaux ostéoblastes, ce qui rend difficile la guérison des fractures chez les personnes âgées. (A. Pizon / Ch. Debierre).