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Histo-embryologie de l’os
Macroscopiquement l’os est organisé en os compact lamellaire en surface (la corticale osseuse) et en os spongieux fait d’un réseau de fines travées osseuses d’os compact qui englobe, en fonction de l’âge et de la localisation, de la moelle hématopoïétique ou de la graisse (os trabéculaire). Histologiquement l’essentiel du tissu osseux est formé d’une matrice de collagène (dont les fibres, orientées selon des lignes de forces, procurent la rigidité) et de substance fondamentale, en moins grande quantité (protéoglycans, chondroïtine-5 sulfate, acide hyaluronique, mucoprotéines et liquide extracellulaire), le tout entouré de substances minérales, pour partie sous forme de cristaux d’hydroxyapatite (sels alcalins de calcium, phosphates), le reste (carbonate, magnésium, potassium, sodium, fluor) étant adsorbé à la surface des cristaux [61].
La densité des cristaux d’hydroxyapatite constitue la minéralisation de l’os vivant et se situe entre 50% et 70%. C’est cette densité de cristaux (et donc d’atomes) qui absorbe partiellement ou complètement l’énergie des rayons X empêchant ces rayons d’interagir avec le support d’image. Pour certains auteurs, comme Mensforth et Lovejoy, le taux de minéralisation osseuse devrait pouvoir être utilisé comme marqueur de l’âge osseux [45]. Comme les autres tissus du corps humain, l’os est en constant remaniement mais avec un taux de renouvellement beaucoup plus lent. Ce résulte d’un équilibre entre l’activité des cellules osseuses qui résorbent l’os (les ostéoclastes) et des renouvellements cellules qui produisent la matrice osseuse (les ostéoblastes) ainsi que d’une vascularisation nourricière adéquate.
La synthèse osseuse et sa régulation dépendent d’un système d’homéostasie complexe faisant intervenir de nombreux facteurs : hormonaux, biochimiques, stimulation mécanique.
La croissance des os longs s’effectue par apposition d’os sur une matrice cartilagineuse qui elle-même grandit mais qui est peu à peu remplacée par de l’os et cela tant aux deux extrémités (les épiphyses) qu’au niveau de la partie centrale (la diaphyse).
Finalement ces trois parties se soudent en laissant d’abord entrevoir la zone (métaphysaire) de fusion qui, avec le temps, finit par disparaître.
Tous les os longs ou à croissance cartilagineuse ne montrent pas leur maturation de manière parfaitement synchrone (les différents degrés de minéralisation vont de l’absence de minéralisation = non visibilité radiographique= immaturité à la fusion complète = visibilité complète sans zone cartilagineuse ni ligne blanche de fusion= maturité atteinte). Ainsi pour l’orthodontie, où il est important de situer le sujet par rapport à son pic de croissance, il est possible d’évaluer le potentiel de croissance (plus ou moins résiduel) mandibulaire en fonction de la maturation plus avancée des vertèbres cervicales. Néanmoins le schéma de croissance est globalement le même pour tous les individus (quelle que soit leur origine génétique ou « ethnique ») et c’est pourquoi l’os est considéré comme étant un bon marqueur biologique.
En conséquence, du fait de sa solidité, l’os est un bon témoin, également post mortem, de l’âge d’un sujet, mais comme il est potentiellement sensible à des facteurs internes (hormonaux, régulation du taux plasmatique de calcium et de phosphate), aux pathologies qui y sont liées (troubles endocriniens, rénaux) et à des facteurs externes (alimentation, activité physique), il peut ne pas y avoir une bonne corrélation avec l’âge chronologique (âge civil) d’un sujet
Enfin, Kobylianski et al [35] relèvent que l’os est aisément observable sur des radiographies qui permettent d’évaluer l’âge (biologique) osseux en révélant des indices quantitatifs (ostéométrie : épaisseur corticale, densité trabéculaire, minéralométrie) ou qualitatifs (ostéographie : apparition des centres d’ossification lors de la maturation osseuse, changements régressifs comme l’apparition d’ostéophytes.).
Histo-embryologie des dents
Odontogenèse [39]
Du point de vue histologique, l’odontogenèse débute lors de la période prénatale, pendant les étapes initiales du développement crânio-facial. D’origine ecto-mésenc.hymateuse, sous le contrôle des crêtes neurales céphaliques, la dent est un organe pluritissulaire qui suit un processus de maturation et de calcification. La figure présente les stades initiaux du développement dentaire. L’émail est d’origine ectodermique, alors que la dentine, le cément et la pulpe proviennent du mésenchyme, lui-même issu de cellules de la crête neurale.
Les cellules de l’ectomésenchyme induisent une prolifération réciproque de l’épithélium oral qui s’épaissit et qui donne lieu aux lames dentaires en forme de fer à cheval. La lame primitive, la lame dentaire (préfigurant les arcades dentaires) et la lame de remplacement sont ainsi formées successivement.
Chaque lame donne naissance à des bourgeons dentaires, épaississements épithéliaux localisés qui se divisent en quatre niveaux cellulaires (dont l’épithélium dentaire interne et l’épithélium dentaire externe). Les tissus mésenchymateux prolifèrent et constituent une masse, appelée papille dentaire. Les bourgeons augmentent de volume du fait de la division des cellules épithéliales et mésenchymateuses et se transforment en capuchons dentaires.
Ces derniers sont caractérisés par une concavité du massif épithélial qui enveloppe partiellement le mésenchyme sous-jacent, future pulpe dentaire. A partir du stade capuchon, le massif épithélial se transforme progressivement en organe de l’émail.
Puis chaque capuchon se transforme en cloche dentaire. La différentiation des odontoblastes et des améloblastes est ensuite initiée.
Composition
Les dents sont aussi constituées de cristaux d’hydroxyapatite mais avec un taux de minéralisation supérieur. La structure la plus externe de la dent est l’émail qui montre une densité de minéralisation proche de 95 à 98% avec des cristaux de plus petite taille que ceux de la dentine ou de l’os, et mieux ordonnés. L’émail est l’interface entre le milieu externe (la cavité buccale) et la structure qui le soutient : la dentine. L’émail, une fois minéralisé n’est plus remodelé autrement que par des facteurs externes qui surviennent durant la vie de l’individu : attrition, abrasion, cavitation par attaque acide (d’origine bactérienne : carie dentaire).
La dentine constitue l’armature dentaire, sa densité de minéralisation est d’environ 75%. Elle entoure la cavité pulpaire artificiellement scindée en chambre pulpaire (cavité de la couronne) et canal radiculaire (cavité de la racine)
Une fois la formation de la dent terminée les odontoblastes, après avoir édifié la matrice dentinaire tout en se retirant vers l’intérieur de la dent (et en laissant des prolongement – les processus de Tomes – dans les canalicules de la dentine – appelés tubuli) tapissent les parois de la cavité pulpaire. Ces cellules sont alors dénommées « pulpoblastes » et continuent à synthétiser tout au long de leur existence (et normalement de celle de l’individu) une dentine secondaire, légèrement moins bien organisée que la dentine primaire, qui se dépose sur les parois de la cavité pulpaire [39].
En conséquence, la chambre pulpaire et le canal ou les canaux radiculaire(s) subissent une réduction de leur volume avec l’âge. Par ailleurs, en cas d’évolution lente d’une lésion carieuse, il se forme en regard, dans la cavité pulpaire, une dentine tertiaire (assez désorganisée) par synthèse pulpoblastique. Sur sa surface externe radiculaire, la dentine est recouverte par une fine couche de tissu minéralisé (contenant quelques cellules appelées cémentoblastes) qui sert de matrice d’ancrage aux fibres ligamentaires desmodontales. Ces fibres ligamentaires en s’implantant d’autre part à l’os cortical de l’alvéole osseuse (appelé lamina dura) maintiennent les dents en place. L’espace desmodontal, entre la dent et l’os, contient, en plus des fibres ligamentaires, des ramifications nerveuses et vasculaires, ces dernières amenant des nutriments aux cémentoblastes. Ainsi une apposition constante de cément sur la surface radiculaire se produit durant la vie de l’individu.
De par leur constitution plus robuste et leur moins grande susceptibilité hormonale, les dents (âge dentaire), sont considérées comme étant plus à même de permettre d’évaluer l’âge chronologique d’un individu que les os. Enfin, le haut degré de calcification des dents leur permet de supporter des conditions extrêmes telles que : importantes variations de pression ou de température, agressions chimiques, macération et putréfaction.
Cette meilleure résistance en fait, dans des conditions de préservations difficiles, des marqueurs plus fiables que l’os qui se désagrégera plus rapidement dans le temps, s’il est soumis à de telles conditions.
Pour terminer Dorion [23] rappelle que ces deux types de tissus sont suffisamment résistants tout en ayant la capacité de se modeler et ainsi de pouvoir révéler, outre l’état de croissance, le degré de vieillissement et les stigmates d’une activité professionnelle ou une imprégnation par divers polluants [23].
TECHNIQUES D’EVALUATION DE L’AGE D’UN ETRE HUMAIN
Méthodes osseuses
Méthode selon Greulich et Pyle [28,67].
La méthode de Greulich et Pyle (développée en 1959) est la plus utilisée. Elle a été élaborée à partir d’une série d’enfants nord-américains, de niveau aisé sur une période allant de 1931 à 194. C’est une méthode qualitative. De plus aucune différence raciale n’a été démontrée à ce jour. Aux USA par exemple, il n’existe pas d’atlas séparés pour les différentes composantes raciales de la population. La méthode de Greulich et Pyle (développée en 1959) est la plus utilisée. Elle a été élaborée à partir d’une série d’enfants nord-américains, de niveau aisé sur une période allant de 1931 à 1942. C’est une méthode qualitative. De plus aucune différence raciale n’a été démontrée à ce jour. Aux USA par exemple, il n’existe pas d’atlas séparés pour les différentes composantes raciales de la population.
Techniques d’évaluation dentaire
On peut distinguer 2 grandes catégories de méthodes d’évaluation de l’âge dentaire: »
❖ Méthode quantitative de laboratoire »
Elles sont invasives et nécessitent l’extraction d’une dent et sa destruction partielle ou totale pour l’analyse.
❖ « Méthodes quantitatives/qualitatives cliniques »
Elles qui sont respectueuses de l’intégrité physique du sujet (hormis l’application éventuelle de rayons X lors de la réalisation de radiographies dentaires intra-buccales ou extra-buccale OPT et de leur potentiel détriment stochastique).
La liste des méthodes évoquées ci-dessous est volontairement non exhaustive dans le sens où les publications de techniques encore trop expérimentales manquent de recul pour pouvoir être utiles à ce jour dans l’établissement fidèle de l’âge d’une personne.
Méthode quantitative de laboratoire
Evaluation de l’âge par le taux d’acide aspartique dentinaire
Il s’agit d’une technique destructive car elle nécessite de sectionner une dent afin de pulvériser une quantité standardisée (en général 10 mg) de dentine en fonction du type de dent. Ensuite, par chromatographie gazeuse de cette poudre de dentine, on détermine le rapport entre les formes D et L de l’acide aspartique dentinaire (chiffre à 4 décimales) et on compare ce dernier à celui d’une dent type témoin (incisive, canine, …), ou plus récemment à une préparation de spécimen standard d’après Othani et al. [54].
Cette technique est reconnue comme très performante avec une haute corrélation* entre le taux racémique et l’âge chronologique (r=0,979). Limite(s), domaine d’application ou remarque(s) :
Cette technique très complexe est aussi très délicate : une simple différence de 1°C lors de la phase d’hydrolyse, par rapport à la température prévue, peut au final provoquer une différence d’estimation de 1,5 an sur l’âge attendu!
Finalement, cette méthode ne convient pas pour le sujet vivant (l’extraction dentaire n’étant éthiquement pas envisageable) ni dans les situations de catastrophes avec identification de nombreuses victimes, à cause de la complexité du matériel utilisé et de son coût.
Cementochronologie : Estimation de l’âge à partir du dépôt annulaire de cément
Il s’agit d’une méthode destructive où 3 coupes transversales fines (de 70 à 80 um) et non décalcifiées du tiers moyen de la racine de la dent extraite sont obtenues au moyen d’un microtome.
Ces coupes sont ensuite visualisées au moyen d’un microscope sous forte lumière transmise, et les images obtenues sont scannées par une caméra numérique en haute résolution. Au moins 3 images sont acquises par dent et stockées dans une base de données graphique. De là, la qualité des images est rehaussée soit par amélioration du contraste, soit par fenêtrage de gris ou par accentuation du relief. Après cela, le décompte des lignes annulaires noires est réalisé sur moniteur à l’aide d’un logiciel permettant la sommation des clicks de souris effectués (ce qui réduit le risque d’erreur de décompte) par l’opérateur [67].
L’âge est déterminé par la sommation de toutes les lignes observées et de l’âge moyen d’éruption de la dent considérée car il est supposé que le cément débute son apposition à partir de ce moment. L’intérêt de cette technique réside dans le fait que son indépendance au sexe (donc non sensible aux effets hormonaux d’une ménopause pourtant présente), à la maladie parodontale ou au type de dent étudiée a pu être démontrée. D’autre part, elle est relativement précise, sa marge d’erreur étant de ±2,5 ans (avec un intervalle de confiance de 95%). Limite(s), domaine d’application ou remarque(s) :
Les limites sont les mêmes que celles de la méthode précédente (ne convient pas pour le sujet vivant, ni pour l’utilisation sur le terrain en cas de catastrophe avec beaucoup de corps à identifier).
De plus, comme en l’état la marge d’erreur est égale ou supérieure à ±5ans (pour des raisons non élucidées) dans 5% des cas, cette technique doit faire l’objet d’un contrôle par l’application sur deux dents, l’une étant préalablement évaluée sur la transparence dentinaire (ou sur la méthode de Lamendin [38]) pour wittwer- Backofen et al. [67].
Enfin ces auteurs préconisent : de n’utiliser que des dents monoradiculées, car la section radiculaire est dans ce cas plus facile à étudier, et d’étendre ces études à des échantillons historiques d’âge connu pour pouvoir ensuite appliquer la méthode en archéologie [68].
Retrait Ligament Parodontal [60].
La perte d’attache des fibres ligamentaires desmodontales* au collet de la dent est supposée provenir de l’éruption continue de la dent comme phénomène compensatoire à l’attrition* occlusale et/ou à l’inflammation chronique induite par la plaque dentaire au niveau du rebord gingival. Ces processus progressent lentement et il est difficile d’attribuer la perte d’attache à un phénomène plutôt qu’à un autre. Cliniquement la perte d’attache se mesure à l’aide d’une sonde parodontale (rectiligne, à bout gradué et extrémité mousse). En pratique (odontologie légale) cette mesure a été essentiellement réalisée sur dent extraite et pour des méthodes d’évaluation de l’âge multicritères pour lesquelles la perte d’attache est établie sous la forme d’un score [29]. Afin d’éliminer ce dernier écueil subjectif, Solheim [62] a mesuré sur 1’000 dents extraites (tous types, sauf les molaires) la distance comprise entre la jonction émail-cément et la zone d’insertion la plus cervicale des fibres ligamentaires desmodontales à l’aide d’un pied à coulisse, puis il a tenté d’établir une relation statistique (par analyse en régression* multiple) entre l’âge, la perte d’attache ligamentaire, le sexe, les raisons de l’extraction et le degré d’attrition. Comme résultat, il a obtenu une faible corrélation entre l’âge et le retrait parodontal, l’absence d’association forte entre le degré d’attrition* et la perte d’attache parodontale (contrairement à ce qui est généralement décrit dans les études archéologiques) et une distribution non normale de la perte d’attache due, possiblement, à la présence de maladie parodontale (cette dernière pouvant débuter à l’adolescence déjà) dans l’échantillon.
❖ Les méthodes multicritères (Gustafson)
La démarche de ce type la plus connue fut proposée dans les années 1950 par Gustafson. Cette méthode semi-numérique se base sur l’observation de six critères régressifs supposés liés à l’âge : attrition ; apposition de dentine secondaire; récession gingivale et desmodontale* (parodontite); déposition annulaire de cément; résorption radiculaire; transparence de la dentine radiculaire. Bien entendu, pour certain de ces critères, l’observation ne peut se faire que sur une dent extraite et plus encore sur une coupe d’usure de cette dernière (pour la dentine secondaire et le dépôt cémentaire)
A chacune de ces 6 variables est attribué un score croissant allant de 0 à 3, en fonction de la sévérité de l’atteinte et c’est la somme des scores qui est régressée sur l’âge selon la formule : Age=11,43 + 4,56•X.
❖ Transparence de la dentine radiculaire comme indicateur de l’âge
Cette transparence dentinaire résulte du dépôt de cristaux d’hydroxyapatite dans les tubuli dentinaires, qui débute vers l’âge de 20 ans et peut être observée par trans-illumination de la dent extraite (entière) sur un négatoscope. La transparence dentinaire radiculaire a été démontrée comme étant hautement corrélée à l’âge et cela particulièrement sur la base d’une étude réalisée à partir de coupes d’usures de canines extraites. Ici, la canine est supposée être un bon marqueur de l’âge biologique d’un sujet, car cette dent est moins soumise aux forces occlusales que les autres dents. En fait, la transparence de la dentine radiculaire est la variable la mieux corrélée à l’âge parmi les autres variables utilisées dans la méthode originelle de Gustafson ou ses variantes, comme celle de Johanson [29].
Méthodes quantitatives cliniques
Eruption dentaire comme indicateur de l’âge
A l’évidence les méthodes se basant sur l’éruption des dents ne peuvent être réalisée (cliniquement ou radiologiquement) que pendant la période de croissance de l’individu. Une manière simple, mais peu précise, d’évaluer l’âge dentaire d’après l’éruption est reportée par Roland et Floc’h [57] dans leur article sous l’appellation de « formule de Chateau (1975) » : âge dentaire = (nombre de dents permanentes/4) +5.
Cependant, si l’on ne tient pas compte des dents de sagesse, il n’est alors possible d’évaluer l’âge dentaire du sujet que jusqu’à 13 ans cliniquement et 11 ans radiologiquement. En effet, l’émergence radiologique est plus difficile à estimer du fait de l’absence habituelle de visualisation des tissus mous (gencive) sur les clichés standard. Le grand avantage du décompte des dents cliniquement visibles en bouche (dès l’apparition d’une partie de la couronne) en dehors de la gencive, en tenant compte du type de dent, est de n’utiliser aucun moyen technique [43, 51].
Cependant les dates prévues d’éruption selon le type de dent sont extrêmement variables car dépendant de nombreux facteurs : génétique, donc aussi ethnique et sexuel; environnementaux, donc socio-économique, alimentaire, climatique; séculaire; locaux, donc encombrement dentaire. Sur la base d’échantillons de population connue (âge civil et état d’éruption* dentaire évalué à cet âge selon la clinique ou sur radiographies) certaines différences ont pu être démontrées.
Malcolm et al ont trouvé dans 6 groupes de population de Papouasie-Nouvelle-Guinée une éruption dentaire et une croissance staturale plus rapide parmi le groupe urbain, ce qu’ils expliquent par une diète plus riche en calories et protéines que dans les groupes ruraux [43].
Dans cette étude, et selon la même analyse statistique, l’éruption dentaire est généralement plus précoce chez les filles et, d’une manière générale, pour les deux sexes de Papouasie que pour les enfants britanniques, qui montrent néanmoins une croissance staturale avancé.
Maturation* dentaire comme indicateur de l’âge
Méthode de MOORESS [47].
Moorrees et al. utilisent des données issues de l’étude longitudinale du Fels Research Institute, pour apprécier la formation et la rhizalyse des canines et des molaires temporaires. Les séries radiographiques de 110 filles et 136 garçons sont utilisées.
Des estimations de l’âge moyen correspondant à chaque stade dentaire sont fournies. L’estimation de l’âge se fait pour chaque dent à partir d’abaques. Les auteurs précisent qu’il ne faut pas calculer la moyenne des âges obtenus avec les différentes dents étudiées, mais plutôt se servir des deux âges extrêmes pour encadrer l’estimation de l’âge dentaire.
Ils appliquent cette méthode aux 8 dents mandibulaires permanentes et aux 2 incisives maxillaires permanentes. Les incisives sont codées grâce aux radiographies intra buccales de 134 enfants de Boston, tandis que les dents maxillaires sont codées grâce à des radiographies de 246 enfants de l’échantillon du Fels Research Institute.
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Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : GENERALITES SUR L’AGE ET LES METHODES D’ESTIMATION
I. RAPPELS EMBRYOLOGIQUES
1. Définitions
1.1. Age chronologique
1.2. Âge physiologique
1.3. Âge dentaire
1.4. Estimation de l’âge
2. Embryologie ou odontogenèse
2.1. Histo-embryologie de l’os
2.2. Histo-embryologie des dents
2.2.1. Odontogenèse
2.2.2. Composition
II. TECHNIQUES D’EVALUATION DE L’AGE D’UN ETRE HUMAIN
1. Méthodes osseuses
1.1. Méthode selon Greulich et Pyle
1.2. Radiographie du plastron sterno-costale
2. Techniques d’évaluation dentaire
2.1. Méthode quantitative de laboratoire
2.1.1. Evaluation de l’âge par le taux d’acide aspartique dentinaire
2.1.2. Cementochronologie : Estimation de l’âge à partir du dépôt annulaire de cément
2.1.3. Retrait Ligament Parodontal [60].
2.2. Méthodes quantitatives cliniques
2.2.1. Eruption dentaire comme indicateur de l’âge
2.2.2.1. Méthode de MOORESS
3. Methode de Cameriere et al 2004
3.1. Méthode d’Olze
3.2. Méthode Uberlaker
DEUXIEME PARTIE : ESTIMATION DE L’AGE PAR LES METHODES DE DEMIRJIAN ET CHAILLET 2004 ET LONDON ATLAS
I. JUSTIFICATICATION ET INTERET
II. MATERIEL ET METHODES
2.1. Cadre d’étude
2.2. Durée de l’étude
2.3. Echantillonnage
2.3.1. Échantillon d’étude
2.4. Méthode de Demirjian et Chaillet 2004
2.5. Méthode London Atlas Tooth
2.6. Analyses statistiques
III. RESULTATS
3.1. Caractéristiques sociodémographiques
3.2. Polynôme de Chaillet
3.3. London Atlas tooth
IV. DISCUSSION
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
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