A la naissance
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A la naissance
La croissance de l’enfant Introduction • Enfants et adolescents ne doivent jamais être assimilés à des adultes en miniature. • Les différents segments corporels ne se développent pas au même rythme selon l’âge. Il en résulte au cours de la croissance des modifications dans les proportions relatives de ces segments et donc dans les contraintes biomécaniques auxquelles ils sont soumis. • Les adolescents devront donc toujours être analysés au regard de leur stade de développement pendant la croissance 1 – Aspects généraux de la croissance, et de la maturation • Termes utilisés pour décrire modifs du corps : conception âge adulte • Capacités physiologiques dictées par la croissance et la maturation des ≠ tissus et organes L’enfant n’est pas un adulte en miniature 1.1 – La croissance • Définition: des dimensions de l’ensemble d’un corps ou de ses parties liée à l'interaction entre des facteurs génétiques, biologiques et du milieu. 1.1.1- Processus cellulaires de la croissance: L’hypertrophie: du volume des cellules (ex: muscle) par unités fonctionnelles dans cellule (protéines, substrats…) taille des myofibrilles Après la naissance Hypertrophie +++ 1.1.1- Processus cellulaires de la croissance suite… hyperplasie : du nb de cellules ./. cellulaire par mitose avec réplication de l’ADN et donc des CHR du nombre de myofibrilles ? Avant la naissance Hyperplasie +++ 1.1.1- Processus cellulaires de la croissance suite… hypertrophie, hyperplasie : surviennent en même tps mais prédominance suivant tissu et âge du sujet ex: croissance par hyperplasie (vie intra-utérine) au départ puis par hypertrophie (après naissance) 1.1.2- Etapes de la croissance Petite enfance: naissance à 2,5 ans Moyenne enfance: 2,5 à 6-7 ans Grande enfance: 7 ans à premières manifestations de la puberté: 10-11 ans pour filles 12-13 ans pour garçons Phase pubertaire: dure 5-6 ans, période pré et pubertaire 1er phase pubertaire Jeunes filles 11/12-13/14 Jeunes gens 12/13-14/15 2ème phase pubertaire (adolescence) Jeunes filles 13/14-17/18 Jeunes gens 14/15-18/19 Intervient de façon très variable selon les individus Caractérisée par une poussée de C et par la M sexuelle Adulte: Au-delà de 17/18, 18/19 Les ≠ tissus et organes ont leur propre rythme de croissance Courbes de Scammon Courbes établies en 1930 regroupent tissus et syst en 4 grands domaines : • courbe générale : taille, poids et ens des dimensions externes du corps + cr interne : squelette, masse musc et syst cardio-respiratoire Allure sigmoïde : 4 phases rapide chez bébé + petite enfance stabilité ou cr constante pdt enfance rapide début adolescence ralentissement jusqu’à adulte • courbe du système nerveux Cr cérébrale : immédiate après naissance 95 % cr du système acquis avt 7 ans ralentissement pour atteindre maturité A la naissance : tête = ¼ de la taille totale l’alimentation Périmètre crânien : les relations sociales la sollicitation de l’environnement très rapide pdt la petite enfance important de le mesurer (détection d’anomalies du développement du sN) • courbe du système génital Cr des caract sexuels Iaires (organes sexuels) et IIaires (seins/pilosité et larynx) : courbe avancée pour les filles cr faible : petite enfance cr stoppée : enfance cr et maturation accélérée : ado • courbe du système lymphoïde Cr glandes lymphoïdes, thymus, système immunitaire forte croissance pendant petite et grande enfance Maturation : Processus physio génétiquement déterminé Les composantes de l’organisme (cellules, organes) atteignent progressivement leur développement complet : assurer fonctions pour lesquelles elles sont destinées Elle décrit les ≠ étapes conduisant l’organisme vers le stade adulte final Le degré de maturité d’un enfant peut être estimé par : - l’âge chronologique - l’âge physiologique (osseux) - le niveau de maturation sexuelle Age physiologique (osseux) ≠ de l’âge chronologique • Maturation osseuse: Age osseux (biologique) âge chronologique Mesures: • Radio du poignet et coude: mesure du nombre et taille des noyaux d’ossification • Radio du bassin: on regarde ossification crête iliaque si ossification faite fin de croissance Le niveau de maturation sexuelle : 5 nivx basés sur les modif de critères sexuels Stades de Tanner stade 1 : pré-pubère pas de poils pubiens anatomie des organes génitaux non modifiée stades 2 à 4 : puberté apparition poils pubiens fille : poitrine, 1ières règles garçon : élargissement scrotum et pénis, modif de la voix stade 5 : maturat° sexuelle complète Au cours de la croissance, le développement bio n’est pas le même pour tous Bilan croissance = données quantitatives maturation = données qualitatives 2 – Principales modifications de l’organisme pendant la croissance 2.1- Évolution de la taille et du poids Vitesse de croissance: nombre de cm ou kilo acquis par année Accélération de la croissance: gain acquis par année par rapport à l’année précédente 2.1.1- La taille taille 20 175 15 150 125 10 100 5 75 Augmentation de taille taille Augmentation de taille 20 175 15 150 125 10 100 5 75 Moitié de la taille à l’âge adulte Rythme de croissance en 4 phases : rapide dans la petite enfance Les courbes des filles et des garçons se séparent à l’adolescence ralentit puis se stabilise pendant l’enfance Pic de croissance à la puberté (12 ans pour filles et 14 ans pour garçons) ralentissement jusqu’à l’âge adulte 16,5 ans pour filles et 18 ans pour garçons taille moyenne dans les pays industrialisés depuis les cent dernières années : Explications : Amélioration de l’alimentation Amélioration du statut économique et social 2.1.2- Croissance des segments • Les segments corporels ne croissent pas tous avec la même intensité au même âge Loi de croissance centripète Pieds/mains arrivent + rapidement à maturité que jambes et avant-bras Jambes et avant-bras, + rapidement que les cuisses et bras 2.1.3- Le poids idem taille pics atteint au même moment, +/- 1 an 2.1.4- Données Garçons taille/poids 10 ans: 133 cm / 30 kg 14 ans: 157 cm / 45 kg pic de croissance 13-15 ans: 7,5 cm/an et 6,2 kg/an (1 an après) Filles taille/poids 10 ans: 125 cm / 25 kg 14 ans: 150 cm / 40 kg pic de croissance 11-13 ans: 2.2- Évolution de la composition corporelle pendant la croissance MM, MG et % MG: indicateurs de la composition corporelle 2.2.1- La masse grasse Estimation: plis cutanés Masse grasse (Kg) - Evolution en valeur absolue (kg) Rapide jusqu’à 3 ans Peu chgt jusqu’à 5-6 ans 15 kg 10 kg Pas ≠ intersexes ♀ : rapide jusqu’à fin adolescence ♂ faible chez gars et stagne pdt adolescence MG femme = 1.5 MG homme - La masse grasse en valeur relative (% MG) Naissance: 10 à 20 % MG rapidement de 0 à 1 an (filles) rapidement de 0 à 2 ans (gars) ≠ intersexes légère pdt enfance (2 à 5-6 ans) 25 % 15 % Après 8-9 ans : + rapide chez les filles 20 ans, MG: • 25 % chez les filles • 15 % chez les garçons régime alimentaire niveau d’activité/sédentarité hérédité Tissu adipeux 1- Volume des C préexistentes (hypertrophie) 2- nombre de cellules (hyperplasie) Contrôle du poids important chez les enfants La pratique d’une activité physique intense n’évite pas l’augmentation de la masse adipeuse chez l’adolescente. Cependant, cette activité physique peut en limiter l’ampleur. 2.2.2- La masse maigre et masse musculaire 18-25 ans 16-20 ans MM = Mtot - MG MM composée: -Muscle (80%) - Os -Viscères etc.. MM = reflet Mmuscu Évolution MM = id P et T Régulière jusqu’à puberté Pas ≠ intersexe Filles après puberté: légère et stagnation Gars après puberté: importante Différence de composition corporelle entre garçons et filles à la puberté Origine hormonale : Oestrogène Progestérone Testostérone Filles : tissu adipeux Garçons : tissu musculaire 2.3- Évolution du tissu musculaire 2.3.1- nombre de fibres et typologie Nombre de fibre : quasi complet à la naissance Peut jusqu’à 3 mois Typologie difficile à étudier car méthode d’étude « traumatique » (biopsie) 1ère année: IIc au profit des I puis De 1 à 6: IIa vers IIb Renforcement du métabolsime oxydatif 6 ans typologie muscle enfant = adulte Croissance Volume musculaire force de contraction Hyperplasie : vie fœtale + 3 premiers mois Hypertrophie : après trois mois micron diamètre des fibres (mm) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0 5 10 âge (années) 15 20 2.3.2- Substrats énergétiques et taux d’utilisation Glycogène : 80 50 capacité de stockage enfant< adulte capacité stockage avec age vitesse d’utilisation < adulte (idem pour lactate) 2.3.2- Substrats énergétiques et taux d’utilisation 80 50 ATP et PC : stocks: identiques enfants - adultes vitesse d’utilisation ATP enfants légèrement < adultes vitesse d’utilisation PC enfants = adultes 2.3.3 –Enzymes des métabolismes aérobie et anaérobie 2.3.3.1- Le métabolisme aérobie - SDH = enzyme cycle de Krebs L’activité des enzymes du cycle de KREBS est 40-50 %+ élevée chez enfant par rapport à l’adulte 16 ans 11 ans 32 ans Complémentaire de la prépondérance de fibres de type I - Enzyme dégradation des graisses (-oxydation): id ado / adultes 2.3.3.2- Enzyme du métabolisme anaérobie - PFK = enzyme clé de la glycolyse L’activité des enzymes anaérobies (PFK et CK) est inférieure de plus de 50 % à 11 ans par rapport à l’adulte 16 ans 11 ans Puberté: valeur adolescents = adultes 32ans Bilan: Potentiel oxydatif enfants > adultes Potentiel glycolytique enfants < adultes 2.4- Évolution du tissu nerveux 2.4.1 – Tête et cerveau • Allure: immédiate après naissance 95 % croissance du système acquis avant 7 ans Ralentissement pour atteindre maturité Encéphale (cerveau) Lobes :frontal / pariétal (1ière scissure : sillon central) occipital et temporal (scissure de Sylvius) Cervelet, Tronc cérébral et moelle épinière Corps calleux : struct fibreuse qui transmet l’info de l’H gauche à l’H droit Présence de nombreuses circonvolutions : cerveau plissé Fonctions intellectuelles & contrôle moteur Fonctions sensitives Fonctions visuelles Contrôle du mouvement Fonctions auditives Lobe frontal : aires cérébrales : aires motrices contractions musculaires et orientation dans un but précis Cervelet : équilibre et coordination motrice tonus musculaire et régulation de la motricité Imagerie cerveau : IRM LCR substance grise : neurones : bord du cerveau substance blanche : axones Neurone Dendrites Corps cellulaire Axone recouvert de myéline Gaine de myéline Croissance Avant la naissance : apparition de sillons et circonvolutions Après la naissance : croissance cérébrale : volume Cr imp après naissance Croissance cérébrale : évaluée par la mesure du périmètre crânien : gain important au tt début; cr : 300 à 1400g Croissance cérébrale : cr des axones, dendrites et glie (tissu de soutien) Synaptogénèse : prolifération des connexions (synapses) Myélogénèse : apparition de la gaine de myéline (sert à la transmission des IN) : épaississement des axones En + : débit sanguin cérébral : métabolisme cérébral enf > adulte Dentrites synapse Axone Elimination des synapses inutiles Synaptogénèse : épaisseur de la substance grise Croissance cérébrale : inhomogène : synaptogénèse et myélogénèse se font à des moments ≠ : ou tels domaines et à ≠ moments de leur vie synaptogénèse progrès dans tels myélogénèse Développement du cerveau de l’enfant : A 6 ans , il atteint 90-95% de son volume adulte et la myélinisation des voies nerveuses sensitives et motrices est pas complètement achevée (pas complètement fonctionnelles). Le développement corporel général n’a pas encore atteint la moitié de sa valeur adulte Progressivement, les voies motrices se myélinisent et rendent + fonctionnelles et précises de + en + d’habiletés motrices (≠ habileté motrice enf-adulte) Imprécision et lenteur des mouvements des doigts chez le très jeune enfant, toutes deux résultant de la myélinisation incomplète et du petit diamètre des axones des motoneurones commandant la musculature des doigts Vers 11-12 ans, voies motrices et sensitives toutes arrivées à maturité : motricité globale et motricité fine 2.5- Évolution du tissu osseux 2.5.1- Fonctions des os 1. Soutien 2. Protection 3. Mouvement 4. Stockage des minéraux 5. Formation des globules rouges 2.5.2- Classification des os • 206 os répartis • Classés selon leur forme • Chaque os à une couche – ext. = os compact – à l’int. = os spongieux • 4 classes: 1. Os longs 2. Os courts 3. Os plats 4. Os irréguliers 2.5.3- Structure des os longs / os compact et os spongieux Épiphyse Endoste Métaphyse Os compact Moelle jaune Périoste Os compact Périoste Diaphyse Métaphyse Épiphyse Os spongieux Espaces contenant de la moelle rouge 2.5.4. - Les cellules osseuses • Les ostéoblastes = formation osseuse synthèse collagène (matrice osseuse et autres composants nécessaires à l’ossification • Les ostéocytes – Cellules matures venant des ostéoblastes – Ostéoblastes se trouvent à la surface de l’os mais deviennent des ostéocytes quand ils sont couverts de matrice. • Les ostéoclastes = résorption osseuse 2.5.5- La formation du squelette osseux • A partir de la 6-7ème semaine • Deux types d’ossification – Ossification endomembraneuse (os du crâne, maxillaire supérieur, clavicule = os plats) Ossification endomembraneuse Ossification endochondrale – Ossification endochondrale (os en dessous du crâne sauf clavicule) Même but: remplacement du tissu conjonctif existant par du tissu osseux Ossification endomembraneuse Ossification endochondrale Vie intra-utérine Naissance - Croissance en longueur des os • Au niveau des cartilages de conjugaison Coté épiphysaire (supérieur): X° cellules cartilagineuses, Coté diaphysaire (inférieur): cartilage remplacé par cellules osseuses Extrémité épiphysaire Couche de cartilage de réserve Couche de cartilage sérié Couche de cartilage hypertrophié Couche de cartilage calcifié Métaphyse Extrémité diaphysaire Ossification diffère selon les endroits : Tibia: ossification de l’épiphyse distale (cheville) vers 17 ans, et de l’épiphyse proximale (genou) vers 21 ans Ossification diffère selon le sexe : Plus précoce de 2-3 ans chez les filles à cause des oestrogènes Ossification complète de la fille 18 ans contre 20 ans chez le garçon - Croissance en épaisseur ou en diamètre Croissance en épaisseur grâce aux ostéoblastes situés sous le périoste l’épaisseur de l’os la densité osseuse Améliore la résistance des os 2.5.6- Homéostasie osseuse: 2.5.6.1- Le remaniement osseux • Remaniement = substitution du vieux tissu osseux par du nouveau. • Vieux tissu osseux éliminé par les Ostéoclastes • Il est remplacé par du nouveau tissu fabriqué par les ostéoblastes • Le remaniement nécéssite: – Des minéraux (Calcium, phosphore…) – Des vitamines (D, C, A, B12) – Des hormones (GH, T3-T4, sexuelles, Insuline, PTH et calcitonine Remaniement osseux Os = système dynamique Construction : ostéoblastes Destruction : ostéoclastes 100% du squelette d’un enfant et 10-30% du squelette d’un adulte sont renouvelés chaque année Croissance formidable accélération de l’anabolisme des cellules osseuses 2.5.6.2- Rôles du tissu osseux dans l’homéostasie du calcium Glande thyroïde Le calcium est essentiel pour : Calcitonine [Calcium] sang • Cellules nerveuses • Enzymes • Coagulation • Contraction musculaire [Calcium] os Parathormone (PTH) Calcémie : finement régulée Os = Tampon Glande parathyroïde 2.5.6.2- Rôles du tissu osseux dans l’homéostasie du calcium La thyroïde libère la calcitonine calcitonine La calcitonine stimule de dépôt de sels de calcium sur les os thyroïde [Ca++] sanguine : 9-11 mg/100ml Ca++ dans le sang Ca++ dans le sang thyroïde Les ostéoclastes dégradent la matrice, libèrent le Ca++ dans le sang Parathyroïde PTH La parathyroïde libère la parathormone 2.5.7- Exercice et tissu osseux « Loi de Wolff » La croissance ou le remaniement des os se produisent en réaction aux forces et aux sollicitations qui s’exercent sur eux L’exercice pendant la croissance favorise le développement en épaisseur, augmente la densité et par conséquent accroît sa résistance. • la majorité des études suggèrent que l’exercice modéré pendant la croissance n’affecte nullement l’élongation des os, et donc n’a pas d’incidence sur la taille adulte. • L’augmentation de l’intensité de l’exercice peut cependant ralentir la croissance osseuse, ceci est mise en évidence dans une étude longitudinale récente impliquant des jeunes filles gymnastes qui à la fin de leur croissance présentaient une longueur de jambes plus courte que la normale (Theintz, 1993). • La croissance est compromise lorsque le cartilage de conjugaison subit un fort traumatisme Dans ce cas, la vascularisation étant altérée, la prolifération des chondrocytes est ralentie voire interrompue par défaut d’apport en nutriments. L’inflammation de l’épiphyse (épiphysite traumatique : le tennis elbow en étant la forme la plus connue) peut elle aussi conduire à un ralentissement de la croissance. Il convient donc de ne pas surentraîner les enfants dans les sports où ce genre de traumatismes sont possibles (tennis, natation, football, gymnastique, etc.). • • • • • L’exercice physique majore la croissance en épaisseur Exemple : Surplus de masse osseuse du bras dominant / au bras non dominant Sédentaires Adulte jeune Joueur de tennis Adulte jeune 5% 20 % D’autant plus important que la pratique est précoce Sports avec impact ou charge lourde “gymnastique, haltérophilie… 2.6- Evolution de la fonction respiratoire 2.6.1- Morphologie Poids : poumons pèsent 60 à 70 g Poids x 20 à l’âge adulte Nombre d’alvéoles : 20 millions à la naissance 300 millions à 8 ans puis reste stable même à l’âge adulte Volume : 3 ml/g de poumons à la naissance 8-10 ml d’air/g poumons à l’âge adulte 2.6.2- Ventilation, volumes et fréquence Ventilation : VE (l/min)= fr (c/min) x VC (l) - Au repos fr de repos avec l’âge naissance: 50 cpm 1 an: 30 5-6 ans: 22 Adulte 16-17 Volumes (dont VC) avec l’âge Ventilation par de VC malgré de fr • Pour une même VE que les adultes, les enfants ont un VC plus petit et une fr plus grande Echanges gazeux corrects car petit espace mort anatomique - A l’exercice fr max VC max Donc VE max VEmax enfant < adultes 50 l/min à 8 ans 70 l/min à 13 ans 90 l/min à 15 ans 150 à 170 l/min chez l'adulte • • • • • • • • • • • • • • • • • La débit ventilatoire ou ventilation minute (VE = F x VT) augmente avec l’intensité de l’exercice chez l’enfant. Pour atteindre un haut débit ventilatoire, l’enfant utilise une fréquence ventilatoire plus élevée et un volume courant plus faible que ne le fait l’adulte (Fig. 14, 31.10 et 31.11, p 679, Brooks et al., 1995). Le volume courant maximal (VTmax), qui est très étroitement dépendant de la capacité pulmonaire totale augmente jusqu’à l’âge de 13 ans chez la fille et 15 chez le garçon. Le petit volume courant utilisé par l’enfant au cours d’un exercice intense pourrait conduire à un abaissement du rapport volume mort/volume courant (VD/VT) et donc réduire la ventilation alvéolaire. En fait, il n’en est rien car le VD est aussi réduit chez l’enfant ; il en résulte que le VD/VT , dont la valeur est proche de 20 % pendant l’exercice chez l’enfant, est comparable à celui mesuré chez l’adulte. On peut donc conclure que l’enfant et l’adulte ventilent au cours de l’exercice au moindre coût énergétique. Le débit ventilatoire maximal (VEmax) augmente pendant toute la croissance. En fait, sa valeur normalisée au poids corporel ou à la surface corporelle ne change pas pour des âges compris entre 6 et 25 ans : VEmax/Pc = 1,7 (soit pour un PC de 70 kg, VEmax =119 L/min.). Pour conclure, on remarquera que la capacité de diffusion des gaz respiratoires dans les poumons (mesure par DLCO) est comparable entre l’enfant et l’adulte, lorsque la valeur mesurée est normalisée au poids corporel. 2.6.3- Echanges gazeux Moins bons chez l’enfant Alvéoles moins développées Transfert O2 aux tissu moins bon Hb enfant < adulte 2.7. Evolution de la fonction cardiovasculaire Très important : transport de l’oxygène aux tissus 2.7.1- Changements morphologiques du coeur Modifications anatomiques : vie fœtale : taille cœur gauche = taille cœur droit naissance et croissance : cœur gauche taille épaisseur du myocarde Circulation systémique Cœur droit Circulation pulmonaire Evolution de la taille du cœur : naissance : 40 cm3 6 mois : 80 cm3 2 ans : 160 cm3 17-18 ans : 600 à 800 cm3 Mais le rapport volume cardiaque / poids corporel reste constant : 10 cm3/ kg de poids 2.7.2- Evolution FC, VES et Qc • Qc (l/min)= FC (b/min) x VES (l) âge naissance 1 an 6 ans 10 ans 18 ans FC (b/min) VES (ml) Qc (l/min) 140 100 80 70 3à4 0,5 40 2,8 à 3 70 (F) 60 (G) 50 (F) 60 (G) 3,5 à 4 FC et VES différents entre F et G à partir de la puberté 2.7.3 - Le sang Le volume sanguin : Naissance : ~ 0,4 L 18 ans : ~ 5-6 L chez G et 4-5 L chez F Les globules rouges millions / l de sang Naissance 4à5 3 mois ~3 2 ans ~4 Adulte 4,6 (F) et 5,5 (G) Diminution : maturation hormonale incomplète (EPO) L’hémoglobine (Hb) Naissance (forme particulière) 3/6 mois adulte g/100 ml de sang 20 10 16 (G) 14 (F) Différence F/G : ~ 100 g d’Hb totale (important) Cycle menstruel chez F Moins de testostérone (libération de l’EPO moins stimulée) 2.7.4- Fonction cardiovasculaire et exercice 2.7.4- Fonction cardiovasculaire et exercice FC max à 10 ans > 210 bpm Adultes: 195 bpm VES max à 10 ans = 85 ml Adultes: 120 ml Qc max à 10 ans = 15 L/min Adultes: 20 L/min