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Liquide articulaire (examen du)


Liquide articulaire(2) : La membrane synoviale tapisse et limite les cavités articulaires (sauf les surfaces cartilagineuses). Le revêtement synoviocytaire comporte des synoviocytes/blastes sans membrane basale, sans union entre les cellules, reposant sur un tissu conjonctif de soutien fibrohyalin paucicellulaire richement vascularisé. Il est le siège de synthèse d'acide hyaluronique et du passage de macromolécules. Le liquide synovial d'abondance très faible à l'état normal, est difficilement et rarement prélevé, il est paucicellulaire (< 200 cellules/mm3) avec des histiocytes, monocytes, cellules syno­viales, quelques lymphocytes et rares PNN. Il renferme un glycosaminoglycane de haut PM sécrtété par les synoviocytes = acide hyaluronique, qui agit comme lubrifiant et assure la nutrition du cartilage (non vascularisé).
L'examen macroscopique apprécie la couleur, aspect (limpidité, opacité) et viscosité (forte, normale ou aqueuse). Normalement le liquide est transparent, clair ou jaune, il devient + opaque si cellulaire. La viscosité est en rapport avec la teneur en hyaluronate, élevée si lquide normal / non inflammatoire, et s’apprécie en étirant une goutte entre 2 doigts avec formation d’un filament, dans les liquides inflammatoires la viscosité diminue. La formation d’un caillot se voit sur liquide pathologique car provient de la fibrine d’origine inflammatoire.
Cytologie du liquide articulaire : Le liquide articulaire est recueilli sur au moins 2 tubes. Le premier sec et stérile pour l'analyse bactériologique, le deuxième pour la numération et la caractérisation des éléments figurés (après 2 ou 3 gouttes pour un tube de 10 cc d'héparine injectable, soit flacon à billes de verre qui sera agité pour précipiter la fibrine). L'analyse doit être effectuée le plus rapidement possible car malgré une conservation à + 4 °C, la lyse des éléments figurés et surtout des polynucléaires neutrophiles rend aléatoire l'analyse des résultats dès la 24
e heure. En cas de liquide peu abondant, on dépose la goutte im­médiatement entre lame et lamelle.
L'analyse cytologique du liquide à l'état frais, sans coloration, en lumière polarisée recherche des cristaux. Après homogénéisation du prélèvement on dépose une goutte entre lame et lamelle préalablement dépoussiérées.
L'examen du liquide à l'état frais en lumière polarisée identifie des cristaux. Un cristal représente un état d'équilibre entre phase liquide et solide qui dépend des conditions locales physique et de soluté. Le rapport S/V augmentatnt linéairement avec la peite taille, en dessous de 20µ ils peuvent se dissoudre ou reconstituer rapidement selon les variations physicochimiques lors des manipulations, ainsi le froid acrroît la formation de cristaux car diminution de solubilité avec le froid (corollaire examiner rapidement le liquide avant mise au frigo). De plus : modifications du pH par perte de CO2 au contact avec l'air, le pH augmenté favorise la cristallisation du pyrophosphate de calcium et joue sur la solubilisation des cristaux d'urate. Donc absence de parallélisme entre la présence de cristaux in vitro et l'importance de l'inflammation.
Faux + par introduction de cristaux provenant de dépôts tissulaires extra-articulaires, matériel non cristallin, ou contaminant, modifications de cristallisation suite au froid et alacalinisation
Faux - par problèmes techniques, dissolution des cristaux ou cristaux trop petits
- les cristaux d'urate de sodium forment des bâtonnets fins, à bords parallèles, à extrémités poin­tues de 10 à 20 µ de long, intra- ou extracellulaires, fortement réfringents en lumière polarisée. Leur nombre peut être variable, mais même rares, leur présence est pathognomonique de la goutte. Leur présence est non corrélée à l'intensité/ancienneté de la goutte (du fait de leur petite taille avec S/V important, ils se dissolvent rapidement ainsi que lors d'un traitement par colchicine ou AINS, les cristaux sont dissous par l'uricase mais non par l'EDTA). Dans la crise aiguë, les cristaux sont nombreux mais les PNN altérés encore plus d'où un aspect puriforme (laa phagocytose de cristaux d'urate s'accompagne de libération de facteurs chimiotactiques puis de destruction des PNN par les cristaux d'urate). L’image d’une cellule paraissant embrochée par le cristal est très typique de la goutte.
Les cristaux peuvent aussi être de plus petite taille, fragmentés, alors souvent visibles en position intracellulaire, gardant une forte biréfringence négative.
Plus rarement, les cristaux d’urate monosodique ont un aspect en bâtonnets courts, aux extrémités coupées et, dans ces cas, il est facile de les confondre en lumière ordinaire avec des cristaux de pyrophosphates de calcium dihydraté.
Leur identification de certitude se fait en lumière polarisée compensée. Exceptionnels sont les sphérulites uratiques ou les concrétions de microcristaux provenant généralement de tophus synoviaux dont l’aspect négativement biréfringent évoque traditionnellement des ballons de plage lorsqu’on les examine en lumière polarisée compensée.
- les cristaux de pyrophosphate de calcium forment des parallélogrammes de largeur variable, parfois carrés ou losangiques, de 3 à 10 µ avec réfringence moins forte que les cristaux d'urate de sodium. Ils peuvent être intra- ou extracellulaires et traduisent le plus souvent une chondrocalcinose. Ils se rencontrent également dans les liquides hémorragiques ou traumatiques. Les cristaux sont dissous par l'EDTA et non l'uricase, leur présence et nombre n'est pas corrélé à l'intansité/ancienneté de la chondrocalcinose. Plus rarement, les cristaux sont en aiguille. Dans le liquide articulaire, on observe le plus souvent un mélange de formes diverses (bâtonnets +/- longs, carreaux ou cubes, ou encore petits fragments cristallins aux contours irréguliers). Les cristaux phagocytés peuvent apparaître fragmentés à l’intérieur des vacuoles cytoplasmiques ou avoir la même forme que les cristaux extracellulaires. Dans les liquides particulièrement riches en cristaux, ils peuvent s’organiser en formations globulaires. Le rouge alizarine S colore les cristaux de pyrophosphate de calcium dihydraté du fait de leur nature calcique, mais cette coloration n’est obtenue qu’après un délai de 10 minutes environ. Exceptionnellement, les cristaux sont de trop petite taille pour être visibles en microscopie optique. Images : #0, #1
- les cristaux d'hydroxyapatite, très petits (amas de corpuscules brillants de 2 à 10µ, (les cristaux mesurent 0.2 à 0.2µ) ronds, polygonaux, non réfringents en lumière polarisée mais identifiables en contraste de phase, se voient après coloration par le rouge d'Alizarine ou Von Kossa (colorant du cal­cium avec coloration rouge ocre). Elle s'effectue sur le liquide à l'état frais en déposant côte à côte une goutte de liquide et une goutte de rouge d'Alizarine (filtrée sur filtre millipore). On recouvre d'une lamelle et regarde en lumière polarisée la zone de jonction des 2 gouttes. Les cristaux sont de morphologie variée : ponctués/allongés, souvent phagocytés par des mononucléés et non des PNN. Ils peuvent aboutir à une arthropathie destructive de l'épaule. Pathologie articulaire rare avec dépôts surtout dans les tendons. Cette pathologie touche les adultes d’âge moyen (H/F = 1) sous forme d’épisodes aigus de douleurs + gonflement, possibilité d’atteinte d’autres articulations du bras et de la main + présence de calcifications de la coiffe des rotateurs (non spécifique)
Le diagnostic repose sur la présence radiographique de dépôts d’hydroxyapatite sous la forme d’une calcification arrondie homogène siégeant dans la zone douloureuse et qui peut disparaître à l’issue de la crise aiguë.
Histologie : calcifications amorphes des tendons / gaines tendineuses / capsule / ligaments, hyperplasie synoviale réactionnelle + fibrine en surface, peu de réaction inflammatoire. NB : les cristaux ne sont pas vus en micrsocopie dans le liquide articulaire sauf après après coloration par le rouge alizarine (2).
- les cristaux d'oxalate de calcium (oxalose primitive, au stade d’insuffisance rénale en hémodialyse, ou lors de l’oxalose secondaire des insuffisants rénaux dialysés), peuvent avoir une forme en enveloppe cachetée facilement reconnaissable et caractéristique de la forme dihydratée (weddelite), ou des formes plus irrégulières, lorsqu’il s’agit d’oxalate de calcium monohydraté (whewellite). Présence de 2 tableaux cliniques : arthrite symétrique des doigts +/- ténosynovite avec dépôts duveteux calciques ou épanchement de grosses articulations avec tendinite d’Achille / bursite olécranienne. Peu de réaction synoviocytaire, vascularisation accrue, fibrose dépôts de cristaux périvasculaires avic liséré de cellules mononucléées, peu / pas d’inflammation. Liquide articulaire de viscosité bnormale avec moins de 2500 cellules/mm
3, avec prédominance de PNN (2).
- les dépôts d'hématoïdine, produit cristallin de l'hémoglobine qui parait spontanément coloré en jaune orangé, forme en cube ou en losange. De taille proche des cristaux de pyrophosphate de calcium ils surviennent dans les suites d'hémorragie intra-articulaire. Les cristaux d’hémoglobine siègent généralement au sein des globules rouges et ont une forme carrée ou rectangulaire. Ils sont biréfringents.
- les cristaux de cystine lors de >cystinurie et cystinose, des depôts articulaires se voient dans la cystinose, cristaux de couleur variable en lumière polarisée, hexagonaux dans le liquide articulaire, polymorphes dans la synoviale (carrés, rectangulaires, losange, aiguille) (2).
- des cristaux deXanthine, rhomboïdes aplatis biréfringents pouvant évoquer des cristaux d’urate anormaux
- les cristaux de cholestérol, de grande taille (> 50 µ) plats carrés ou rectangulaires, réfringents en lumière polarisée (rhumatismes inflammatoires chroniques dont les PR et hémorragie intra-articulaire)
- des cristaux réfringents en lumière polarisée groupés en pelote au sein de globules (= graisses neutres (arthropathies traumatiques) confondus avec des cristaux d'urate de sodium ;
- les débris de matériel prothétique, les suspensions de corticoïdes, les cristaux d'acide osmique (témoin d'une synoviorthèse antérieure), la fibrine et les débris exogènes apportés par la technique de prélèvement peuvent également être identifiés et sont plus ou moins réfringents en lumière polarisée. Les suspensions de corticoïdes (injection intra-articulaire) donnent des cristaux polymorphes, ceux de méthylprednisone sont très réfringents et s'agglutinent. La triamcinolone donne des cristaux allongés à bouts émoussés ou carrés de 10 à 60 µ (aspect proche des pyrophosphates)
Les croix de Malte sont faites de phospholipides provenant de la dégradation des membranes cellulaires. Elles s’observent au décours d’hémarthroses. La présence de quelques croix de Malte dans un liquide articulaire est assez banale et n’a aucune conséquence diagnostique.
Quelques observations d’arthrite aiguë associée à des croix de Malte intracellulaires ont été rapportées, mais il s’agit de faits très rares.
Les globules lipidiques ne sont pas cristallins ni biréfringents. Ils proviennent des adipocytes de la moelle osseuse ou de la graisse sous-synoviale et leur présence est intéressante car elle témoigne généralement d’un traumatisme.
Les cristaux de cryoglobulines sont généralement de grande taille et fortement biréfringents.
Ils sont colorés par les colorants utilisés en histologie du fait de leur nature protéique. Il s’agit de cryoglobulines monoclonales de type I cristallisées, qui s’observent au cours de proliférations plasmocytaires monoclonales. Ils peuvent être associés à des arthropathies destructrices sévères.
Dans les épanchements riches en éosinophiles, on peut rencontrer des cristaux de Charcot-Leyden, formés de phospholipase provenant des PNE. Ils ont une forme en losange allongé et une biréfringence faible, positive ou négative.
Matériel non cristallin (2) : possibilité de fragments de cartilage, fibrocartilage, ligaments, le cartilage a un aspect soyeux en lumière polarisée, avec des chondrocytes en amas, présence de ma tériel lié aux prothèses (polyéthylène de haute densité, ciment, composites en dacron et carbone, qui lorsqu’ils sont fragmentés imitent des cristaux. Les métaux (Aluminium, titane, vanadium, acier chromé) forment souvent de petites particules noires.
La numération se f'ait après coloration des noyaux par le violet héxaméthylé à 0,5% à l'aide d'un hématimètre. Les cellules sont alors comptées en contrastant légèrement à un grossissement de 400. Le comptage s'effectue sur 25 carrés centraux (V = 0,1 mm
3). Le nombre de cellules est ensuite multiplié par 10 pour obtenir un nombre de cellules/mm3.
Le liquide est centrifugé 10 minutes (entre 2 000 et 3 000 tours minute) et l'examen cytologique est réalisé sur le culot après coloration par le MGG ou Papanicolaou. Une lame sèche est conservée pour chaque cas permettant une concentration des cristaux et leur étude différée.
La numération cellulaire est difficile si une seule goutte de liquide (petites articulations des doigts), estimation de cellularité sans coloration au grossissement X 40. Dans ces conditions, < 1 élément figuré / champ = liquide mécanique, > 5 = liquide inflammatoire.
Tout liquide avec < 1000 éléments / mm
3 est mécanique (jusqu'à 1500/mm3, prédominance d'éléments mononucléés) et inflammatoire si > 3000 / mm3. NB : les ragocytes ne sont que des PN qui ont phagocyté diverses substances (Ig G et M, facteurs rhumatoïdes, fibrine, Ac antinucléaires, complexes immuns) sans valeur diagnostique, leur recherche est inutile.
Nombre de cellules / mm
3
- arthrose : moyenne de 475 (20 à 5300) avec 30% de PN (1 à 71%),< 10% de ragocytes dans 36% des cas, ragocytes dans 97% (toujours > 10%)
- PR : moyenne de 16000 (1040 à 56000) (toujours > 1000 avec 68% de PN (> 50% dans 87% des cas à 71%),
- spondylarthrite ankylosante : moyenne de 11000 (1400 à 17000), toujours > 1000 et > 30% de PN,> 10% de ragocytes dans 37% des cas
- rhumatisme psoriasique : moyenne de 18000 (330 à 96000), dans 20% < 1000, toujours des ragocytes, > 10% dans 60% des cas
- maladie lupique : moyenne de 8640 (1320 à 32000), toujours > 30% de PN, ragocytose constante
- Goutte : moyenne de 14200 (1540 à 76000), PN > 50%, ragocytose quasi-constante
- Chondrocalcinose articulaire dans 2/3 des cas <1000 éléments/mm
3 avec > 30% de PN
Hémarthrose (2)  : diagnostic plus clinique que biologique. Il faut différencier l'hémarthrose (liquide est uniformément coloré, séro-hématique ou purement sanglant, le plus souvent incoagulable, > 10 000 GR / mm
3) d'une piqûre vasculaire (coloration du liquide se modifie en cours de ponction et/ou si le liquide est coagulable) en cours de ponction.
Il faut rechercher une pathologie microcristalline voire infectieuse associée.
NB : une hémarthrose peut être de type mécanique (compliquant une arthrose). En cours de résorbtion d'hémarthrose, prédominance de mononucléés voire d'éosinophiles. Les 2 causes principales sont : coagulopathies et traumatismes, sinon patients sous anticoagulants dans un contexte de trouble des plaquettes, autres causes + rares : synovite villonodulaire, angiome intra-articulaire, arthropthies destructrices de type neuropathique, rupture de toit de géode.
Chez les hémophiliques qui ont des hémarthroses répétées, synovite villeuse pigmentée, les dépôts de fer sont toxiques pour le cartilage.
Clinique : articulation, gonflée, chaude, douloureuse (sauf si arthropthie neuropathique).
Diagnostic à la ponction articulaire (hémorragique si récent, xanthochrome si plus ancien), dans les formes anciennes il existe une synovite hémosidérotique avec hyperplasie synoviale parfois marquée, chondrocytes pigmentés (pas la matrice cartilagineuse). Cela peut aboutir à une arthropathie destructrice avec éburnation, kystes sous-chondraux, ostéophytes
Diagnostic différentiel :synovite villonodulaire pigmentée, mais populaition mononucléée monomorphe + lymphocytes, histiocytes spumeux et pseudo-ostéoclastes
Généralités sur la cytologie articulaire
 : coloration de Giemsa. La numération est difficile quand < 1000 éléments / mm
3 (peu d'intérêt car liquide mécanique et donc riche en mononucléés), le liquide mécanique est jaune pâle, visqueux, collant.
Les liquides inflammatoires peu visqueux, fluide, peuvent coaguler, présentent une prédominance de PNN, les liquides puriformes (qui coagulent facilement) contiennent > 20 000 / mm
3 de PNN +/- altérés (rechercher une origine septique (arthrites bactériennes, parfois tuberculeuses, rarement parasitaires), le sepsis n'est pas obligatoire (arthrite microcristalline en poussée aiguë (crise de goutte, de chondrocalcinose), voire rhumatisme inflammatoire (rhumatisme psoriasique /syndrome de Fiessinger Leroy Reiter, voire PR).
Des grains riziformes peuvent être observés formant de petites masses blanchâtres de quelques mm de diamètre (amas de fibrine et se voient dans les PR / arthrites tuberculeuses).
Dans 0,25% des cas présence de PNE, se voit sous nos latitudes + souvent en cas d'hémarthrose ponctionnée après plusieurs jours d'évolution ou d'épanchement articulaire dans les suites d'une arthrographie opaque, au contact d'une prothèse que secondairement à des parasites, cette éosinophilie ne dépasse pas 10 à 20% des éléments figurés. Une prédominance d'éosinophiles se voit dans les monoarthrites pseudo-allergiques à éosinophiles (arthrites spontanément régressives, peu inflammatoires, peu invalidantes, de quelques jours, chez des sujets jeunes, sans destruction articulaire, même après plusieurs rechutes et intéressant essentiellement le genou). Antécédents d'urticaire, d'œdème de Quincke, de rhinite, dermographisme (présence de cristaux de Charcot-Leyden dans le liquide synovial).
Certains liquides articulaires sont riches en lymphocytes, dont les viroses . NB : la tuberculose articulaire présente rarement une lymphocytose articulaire importante (dans ces cas, formule du liquide synovial panachée avec autant de pluri- que de mononucléés). Les rhumatismes inflammatoires peuvent être lymphocytaires (nombre < aux PNN au cours de la PR et dans les arthropathies microcristallines), alors absence de chondrolyse malgré plusieurs années d'évolution (maladie peu invalidante, sans grande déformation clinique et sans destruction radiologique importante). Les arthrites lymphocytaires idiopathiques se voient chez des adultes jeunes, des 2 sexes, avec hydarthroses intermittentes chroniques d'une / plusieurs articulations, avec atteinte prédominante des genoux, prédominance de lymphocytes. Des lymphocytes se voient dans les hémarthroses au stade de résorption. Des liquides lymphocytaires ont également été rapportés dans le lupus érythémateux disséminé, dans le rhumatisme poststreptococcique, dans les hydarthroses intermittentes et d’autres affections.
La monocytose synoviale (> 1000 / mm
3 et > 50% de monocytes) est rare 1,9% des liquides), non spécifique (en cas d'arthrite aiguë, l'étiologie virale semble la plus fréquente). Comme pour les arthrites lymphocytaires, les rhumatismes inflammatoires avec un tel épanchement se caractérisent par l'absence de chondrolyse.
Les plasmocytes semblent plus souvent présents dans les rhumatismes inflammatoires et sont très rares dans les inflammations d'origine microcristalline ou dans les liquides mécaniques. Des cellules géantes multinucléées peuvent s'observernotamment au cours de la polyarthrite rhumatoïde et de l'inflammation tuberculeuse
Certains granulocytes, voire monocytes contiennent des masses arrondies, bien limitées, de couleur verte (pomme, si non colorés avec le condenseur partiellement fermé) à noire (réfractiles) = ragocytes, ils caractérisent l'inflammation et non l'inflammation rhumatoïde. Dans la PR ils contiennent des complexes immuns. Ils sont fréquents (> 50 %) dans : PR (> 70), arthrite septique (> 90 % de ragocytes), goutte et pseudogoutte.
De façon exceptionnelle, présence de cellules néoplasiques (hémopathies).
Les plaquettes se présentent sous la forme d'agrégats (dans la PR et d'autres affections).
Examen bactériologique du liquide articulaire. Ponction articulaire sans délai, avant toute antibiothérapie, et liquide articulaire immédiatement acheminé au laboratoire de bactériologie. La mise en évidence d’un germe dans un tableau clinique non évocateur peut poser le problème d’une contamination par des germes saprophytes de la peau ou au laboratoire (surtout si liquide mécanique). Les arguments en faveur d’une arthrite septique sont présence d’un syndrome inflammatoire biologique, avec CRP élevée, germe sur porte d’entrée et surtout dans les hémocultures, répétition de l’examen du liquide articulaire, voire biopsie synoviale).
Cette analyse comporte toujours un examen direct (rapide car fragilité des germes avec coloration de Gram et coloration de Ziehl) et la mise en culture du liquide synovial, voire une PCR (agents bactériens de culture lente et difficile (maladie de Lyme, arthrite gonococcique, maladie de Whipple, tuberculose).
Les arthrites mycosiques sont rares (surtout chez les immunodéprimés), présence de spores au PAS, culture sur milieu de Sabouraud.

(2) Klein MJ, Bonar SF, Freemont T, Vinh T, Lopez-Ben, Siegel H et al. Non-neoplastic diseases of bones and joints. American registry of pathology, Armed forces institute of pathology, 2011.



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