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Histologie de Ross | ssu osseux. Sur la base de la forme, les os peuvent tre class s en quatre groupes : Les os longs sont plus longs d'une dimension que les autres os et se composent d'une tige et de deux extr mit s (par exemple, le tibia et les m tacarpiens). La figure 8.2 montre un sch ma d'un os long sectionn longitudinalement travers la diaphyse. Les os courts sont presque gaux en longueur et en diam tre (par exemple, les os du carpe de la main). Les os plats sont minces et en forme de plaques (par exemple, les os de la calvaria [calotte cr nienne] et du sternum). Ils se composent de deux couches d'os compact relativement pais avec une couche interm diaire d'os spongieux. Les os irr guliers ont une forme qui ne correspond aucun des trois groupes qui viennent d' tre d crits ; La forme peut tre complexe (par exemple, une vert bre), ou l'os peut contenir des espaces a riens ou des sinus (par exemple, l'os ethmo dal). FIGURE 8.1 piphyse d'un os long adulte. Cette photo montre une piphyse longitudinale d'un os long. La partie externe de l'os a une structure solide (fl ches) et repr sente un os compact (dense). L'int rieur de l'os pr sente une configuration spongieuse et repr sente un os spongieux (spongieux). Il se compose de nombreuses trab cules osseuses interconnect es s par es par un labyrinthe d'espaces de moelle interconnect s. Les os longs ont une diaphyse, appel e diaphyse, et deux extr mit s largies, chacune appel e piphyse (voir Fig. 8.2). La surface articulaire de l' piphyse est recouverte de cartilage hyalin. La partie vas e de l'os entre la diaphyse et l' piphyse s'appelle la m taphyse. Elle s' tend de la diaphyse la ligne piphysaire. Une grande cavit remplie de moelle osseuse, appel e moelle osseuse ou cavit m dullaire, forme la partie interne de l'os. Dans la diaphyse, presque toute l' paisseur du tissu osseux est compacte ; Tout au plus, seule une petite quantit d'os spongieux fait face la cavit m dullaire. Aux extr mit s de l'os, c'est l'inverse qui est vrai. Ici, l'os spongieux est tendu, et l'os compact se compose d'un peu plus qu'une mince coquille externe (voir Fig. 8.1). Les os courts poss dent une coquille d'os compact et ont un os spongieux et un espace de moelle l'int rieur. Les os courts forment g n ralement des articulations mobiles avec leurs voisins ; comme long FIGURE 8.2 Structure d'un os long typique. La diaphyse (diaphyse) d'un os long contient une grande cavit m dullaire entour e d'un tube paroi paisse d'os compact. Une petite quantit d'os spongieux peut tapisser la surface interne de l'os compact. Les extr mit s proximale et distale, ou piphyses, de l'os long sont principalement constitu es d'os spongieux avec une mince coquille externe d'os compact. La partie largie ou vas e de la diaphyse la plus proche de l' piphyse est appel e m taphyse. l'exception des surfaces articulaires qui sont recouvertes de cartilage hyalin (articulaire), indiqu es en bleu, la surface externe de l'os est recouverte d'une couche fibreuse de tissu conjonctif appel e p rioste, indiqu e en rose. os, leurs surfaces articulaires sont recouvertes de cartilage hyalin. Ailleurs, le p rioste, une capsule de tissu conjonctif fibreux recouvre la surface externe de l'os. Surface externe des os Les os sont recouverts d'un p rioste, une gaine de tissu conjonctif fibreux dense contenant des cellules ost oprog nitrices. Les os sont recouverts d'un p rioste, sauf dans les zones o ils s'articulent avec un autre os. Dans ce dernier cas, la surface articulaire est recouverte de cartilage. Le p rioste qui recouvre un os en croissance active se compose d'une couche fibreuse externe qui ressemble d'autres tissus conjonctifs denses et d'une couche interne plus cellulaire qui contient les cellules ost oprog nitrices. Si la formation osseuse active n'est pas en cours la surface de l'os, la couche fibreuse est le composant principal du p rioste et la couche interne n'est pas bien d finie. Les cellules relativement peu nombreuses qui sont pr sentes, les cellules p riost es, sont cependant capables de subir une division et de devenir des ost oblastes sous un stimulus appropri . En g n ral, les fibres de collag ne du p rioste sont dispos es parall lement la surface de l'os sous la forme d'une capsule. Le caract re du p rioste est diff rent l o les ligaments et les tendons s'attachent l'os. Les fibres de collag ne de ces structures s' tendent directement, mais en biais, dans le tissu osseux, o elles sont continues avec les fibres de collag ne de la matrice extracellulaire du tissu osseux. Ces fibres sont appel es fbers de Sharpey. Les os qui s'articulent avec les os voisins poss dent des articulations mobiles (synoviales). Lorsqu'un os s'articule avec un os voisin, comme dans les articulations synoviales, les zones de contact des deux os sont appel es surfaces articulaires. Les surfaces articulaires sont recouvertes de cartilage hyalin, galement appel cartilage articulaire en rai |
Histologie de Ross | son de son emplacement et de sa fonction ; Le cartilage articulaire est expos la cavit articulaire. Ce cartilage n'est pas recouvert de p richondre. Les d tails du cartilage articulaire sont abord s au chapitre 7 (page 203) et au dossier 8.1 (Corr lation clinique : maladies articulaires). Les cavit s osseuses sont tapiss es d'endosteum, une couche de cellules du tissu conjonctif qui contient des cellules ost oprog nitrices. Le tissu de la muqueuse de l'os compact faisant face la cavit de la moelle et des trab cules de l'os spongieux l'int rieur de la cavit est appel endosteum. L'endosteum n'a souvent qu'une seule couche cellulaire d' paisseur et se compose de cellules ost oprog nitrices qui peuvent se diff rencier en cellules s cr tant de la matrice osseuse, les ost oblastes et les cellules de rev tement osseux. Les cellules ost oprog nitrices et les cellules de la muqueuse osseuse sont difficiles distinguer au niveau microscopique. Ils sont tous deux de forme aplatie avec des noyaux allong s et des caract ristiques cytoplasmiques indiscernables. En raison de leur emplacement dans les cavit s osseuses, elles sont souvent appel es cellules endost ales. La cavit de la moelle et les espaces de l'os spongieux contiennent de la moelle osseuse. La moelle osseuse rouge se compose de cellules sanguines diff rents stades de d veloppement et d'un r seau de cellules et de fibres r ticulaires qui servent de cadre de soutien pour les cellules et les vaisseaux sanguins en d veloppement. Au fur et mesure qu'un individu grandit, la quantit de moelle rouge n'augmente pas proportionnellement la croissance osseuse. Dans les stades ult rieurs de la croissance et chez les adultes, lorsque le taux de formation des cellules sanguines a diminu , le tissu de la cavit m dullaire est principalement constitu de cellules adipeuses ; On l'appelle alors moelle jaune. En r ponse des stimuli appropri s, tels qu'une perte de sang extr me, la moelle jaune peut redevenir rouge. Chez l'adulte, la moelle rouge est normalement limit e aux espaces de l'os spongieux quelques endroits tels que le sternum et la cr te iliaque. Des chantillons de moelle osseuse diagnostiques et de moelle osseuse pour la transplantation sont obtenus partir de ces sites. L'os mature est compos d'unit s structurelles appel es ost ons (syst mes haversiens). L'os mature est en grande partie compos d'unit s cylindriques appel es ost ons ou syst mes haversiens (Fig. 8.3). Les ost ons sont constitu s de lamelles concentriques (sing., lamelle) de la matrice osseuse entourant un canal central, le canal ost onal (Haversien), qui contient l'approvisionnement vasculaire et nerveux de l'ost on. Les canalicules contenant les apophyses des ost ocytes sont g n ralement dispos s selon un motif radial par rapport au canal (planche 11, page 244). Le syst me de canalicules qui s'ouvre sur le canal ost onal sert galement au passage de substances entre les ost ocytes et les vaisseaux sanguins. Entre les ost ons se trouvent des restes de lamelles concentriques ant rieures DOSSIER 8.1 Corr lation clinique : Maladies articulaires L'inflammation des articulations ou l'arthrite peut tre caus e par de nombreux facteurs et peut produire divers degr s de douleur et d'invalidit , de la r ponse pathologique du cartilage articulaire la blessure. Un simple traumatisme d'une articulation par un seul incident ou par une agression r cidivante peut endommager le cartilage articulaire au point de le calcifier et de commencer tre remplac par de l'os. Ce processus peut entra ner une ankylose (c'est- -dire une fusion osseuse dans l'articulation et une perte de mouvement ult rieure). Les articulations du pied et du genou des coureurs et des joueurs de football et les articulations des mains et des doigts des instruments cordes Les joueurs sont particuli rement vuln rables cette maladie. Les r ponses immunitaires ou les processus infectieux qui se localisent dans les articulations, comme dans la polyarthrite rhumato de ou la tuberculose, peuvent galement endommager les cartilages articulaires, produisant la fois des douleurs articulaires s v res et une ankylose progressive. La chirurgie qui remplace l'articulation endommag e par une articulation proth tique peut souvent soulager la douleur et restaurer le mouvement articulaire chez les personnes gravement affaiblies. Une autre cause fr quente de l sions des cartilages articulaires est le d p t de cristaux d'acide urique dans les articulations, en particulier celles des orteils et des doigts. Cette affection est connue sous le nom d'arthrite goutteuse ou, plus simplement, de goutte. La goutte est devenue plus fr quente en raison de l'utilisation g n ralis e de diur tiques thiazidiques dans le traitement de l'hypertension. Chez les personnes g n tiquement pr dispos es, la goutte est l'effet secondaire le plus courant de ces m dicaments. La goutte provoque une douleur intense et insupportable en raison des cri |
Histologie de Ross | staux pointus dans l'articulation. L'irritation provoque galement la formation de d p ts calcaires qui d forment l'articulation et limitent ses mouvements. lamelles osseuses FIGURE 8.3 Sch ma d'une section d'os compact retir e de la tige d'un os long. Les lamelles concentriques et le canal haversien qu'elles entourent constituent un ost on (syst me haverien). L'un des syst mes haversiens de ce sch ma est repr sent par une structure cylindrique allong e s' levant au-dessus du plan de la section osseuse. Il se compose de plusieurs lamelles concentriques qui ont t partiellement enlev es pour montrer l'orientation perpendiculaire des fibres de collag ne dans les couches adjacentes. Les lamelles interstitielles r sultent d'un remodelage osseux et de la formation de nouveaux syst mes haversiens. Les surfaces interne et externe de l'os compact de ce sch ma montrent des lamelles suppl mentaires - les lamelles circonf rentielles externes et internes - dispos es en larges couches. La lamelle circonf rentielle interne est recouverte d'une fine couche d'endosteum qui fait face la cavit de la moelle, semblable la surface externe de l'os, qui est recouverte par le p rioste. Des branches d'art res nutritionnelles accompagn es de petites veines sont montr es dans les canaux de Haversian et de Volkmann. Ces art res alimentent galement le p rioste, l'endosteum et la moelle osseuse. appel es lamelles interstitielles (voir Fig. 8.3). En raison de cette organisation, l'os mature est galement appel os lamellaire. L'axe long d'un ost on est g n ralement parall le l'axe long de l'os. Les fibres de collag ne dans les lamelles concentriques d'un ost on sont dispos es parall lement les unes aux autres dans n'importe quelle lamelle donn e, mais dans des directions diff rentes dans les lamelles adjacentes. Cette disposition donne la surface coup e de l'os lamellaire l'apparence du contreplaqu et conf re une grande r sistance l'ost on. L'os lamellaire se trouve galement d'autres endroits que l'ost on. Les lamelles circonf rentielles suivent toutes les circonf rences int rieures et ext rieures de la diaphyse d'un os long, ressemblant beaucoup aux anneaux de croissance d'un arbre (voir Fig. 8.3). Les canaux perforants (canaux de Volkmann) sont des canaux dans l'os lamellaire travers lesquels les vaisseaux sanguins et les nerfs se d placent des surfaces p riost e et endost ale pour atteindre le canal ost onal ; ils relient galement les canaux ost onaux les uns aux autres (planche 11, page 244). Ils se d roulent g n ralement peu pr s perpendiculairement l'axe longitudinal des ost ons et de l'os (voir Fig. 8.3). Les canaux de Volkmann ne sont pas entour s de lamelles concentriques, une caract ristique cl de leur identification histologique. L'os spongieux mature est structurellement similaire l'os compact mature. L'os spongieux mature a une structure similaire celle de l'os compact mature, sauf que le tissu est dispos en trab cules ou en spicules ; De nombreux espaces de moelle interconnect e de diff rentes tailles sont pr sents entre le tissu osseux. La matrice de l'os est lamell e. Les art res qui p n trent dans la cavit de la moelle par les foramens nutritifs fournissent du sang la tige des os longs. Les foramens nutritifs sont des ouvertures dans l'os travers lesquelles les vaisseaux sanguins passent pour atteindre la moelle. Le plus grand nombre de foramens nutritifs se trouve dans la diaphyse et l' piphyse (Fig. 8.4). Les art res m taphysaires compl tent l'apport sanguin l'os. Veines qui sortent par les foramens nutritifs FIGURE 8.4 Sch ma montrant l'apport sanguin d'un os long adulte. L'art re nutritive et les art res piphysaires p n trent dans l'os par les foramens nutritifs. Ces ouvertures dans l'os se forment au cours du d veloppement comme les voies des principaux vaisseaux des bourgeons p riost s. Les art res m taphysaires proviennent de vaisseaux p riost s qui s'incorporent dans la m taphyse mesure que l'os augmente en diam tre. ou travers le tissu osseux de la tige et continuer travers le p rioste drainer le sang de l'os. Les art res nutritives qui alimentent la diaphyse et l' piphyse apparaissent au cours du d veloppement en tant que principaux vaisseaux des bourgeons p riost s. Les art res m taphysaires, en revanche, proviennent au cours du d veloppement de vaisseaux p riost s qui s'incorporent dans la m taphyse au cours du processus de croissance (c'est- -dire par l' largissement de l'os). L'apport sanguin au tissu osseux est essentiellement centrifuge. Le sang qui nourrit le tissu osseux se d place de la cavit m dullaire vers et travers le tissu osseux et sort par les veines p riost es ; Ainsi, son coulement se fait dans une direction centrifuge. En ce qui concerne la nutrition du tissu osseux lui-m me, les canaux de Volkmann constituent la principale voie d'entr e pour que les vaisseaux traversent l'os compact. Les petits vaisseaux sanguins p n trent da |
Histologie de Ross | ns les canaux haversiens, qui contiennent une seule art riole et une veinule ou un seul capillaire. Une moindre irrigation sanguine vers les parties les plus externes de l'os compact est fournie par les branches des art res p riost es (voir Fig. 8.4). Le tissu osseux manque de vaisseaux lymphatiques ; Le drainage lymphatique ne se produit qu' partir du p rioste. Le tissu osseux initialement form dans le squelette d'un f tus en d veloppement est appel os immature. Il diff re de l'os mature plusieurs gards (Fig. 8.5) : l'os immature ne pr sente pas un aspect lamell organis . Sur la base de son arrangement de fibres de collag ne, cet os est d sign comme non lamellaire. L'os non lamellaire est galement appel os de faisceau ou os tiss en raison de l'arrangement entrelac des fibres de collag ne. ost oclaste r sorption canal ost ocytes ost ocytes lamelles interstitielles OS MATURE OS IMMATURE ossout concentrique ost on a b FIGURE 8.5 Sch ma de l'os immature et mature. L'os immature ne pr sente pas un aspect lamellaire organis en raison de l'entrelacement des fibres de collag ne. Les cellules ont tendance tre dispos es au hasard, tandis que les cellules de l'os mature sont organis es de mani re circulaire qui refl te la structure lamellaire du syst me haversien. Les canaux de r sorption de l'os mature ont leurs longs axes dans la m me direction que les canaux haversiens. que l'os mature. Les cellules de l'os immature ont tendance tre dispos es au hasard, tandis que les cellules de l'os mature sont g n ralement dispos es avec leurs longs axes dans la m me direction que les lamelles. La matrice de l'os immature a plus de substance fondamentale que la matrice de l'os mature. La matrice de l'os mature se colore plus intens ment avec l'h matoxyline, tandis que la matrice de l'os mature se colore plus intens ment avec l' osine. Bien que cela ne soit pas vident dans les coupes histologiques typiques (Fig. 8.6), l'os immature n'est pas fortement min ralis lorsqu'il est initialement form , tandis que l'os mature subit une min ralisation secondaire prolong e. La min ralisation secondaire de l'os mature est vidente dans les microradiographies des sections au sol qui montrent que les syst mes haversiens plus jeunes sont moins min ralis s que les syst mes haversiens plus anciens (voir Fig. 8.22). L'os immature se forme plus rapidement que l'os mature. Bien que l'os mature soit clairement le principal type d'os chez l'adulte et que l'os immature soit le principal type d'os chez le f tus en d veloppement, des zones d'os immatures sont pr sentes chez les adultes, en particulier l o l'os est remodel . Les zones d'os immatures sont courantes dans les cavit s alv olaires de la cavit buccale adulte et l o les tendons s'ins rent dans les os. C'est cet os immature dans les cavit s alv olaires qui permet d'effectuer des corrections orthodontiques m me chez l'adulte. Comme nous l'avons mentionn pr c demment, cinq types de cellules sont associ s au tissu osseux : les cellules ost oprog nitrices, les ost oblastes, les ost ocytes, les cellules de la paroi osseuse et les ost oclastes. l'exception de l'ost oclaste, chacune de ces cellules peut tre consid r e comme un os). En revanche, l'ost oclaste provient d'une forme diff renci e diff rente du m me type de cellule de base (Fig. 8.7). Chaque lign e cellulaire est responsable de la r sorption osseuse, une activit qui subit une transformation d'une forme moins mature une forme plus associ e au remodelage osseux. mature en relation avec l'activit fonctionnelle (croissance FIGURE 8.6 Photomicrographies d'os immatures et matures d calcifi s. un. Os immature d calcifi , color l'H&E, montrant la relation des cellules avec la matrice extracellulaire. L'os immature a plus de cellules et la matrice n'est pas stratifi e en r seaux ost onaux. 130. b. Cette coupe transversale d'un os compact mature d calcifi color l'H&E montre plusieurs ost ons (O) lamelles concentriques. Les canaux haversiens contiennent des vaisseaux sanguins et du tissu conjonctif. Les ost ocytes subissent un r tr cissement consid rable lors de la pr paration r guli re des lames, r v lant des lacunes vides avec un petit noyau attach leurs parois. L'os mature a moins d'ost ocytes par unit de surface que l'os immature. Notez la pr sence de lamelles interstitielles entre les ost ons voisins. 160. Cellules endoscopales des granulocytes/monocytes actifs inactifs Cellules endost opales prog nitrices des ost oclastes (GMP, CFU-GM) FIGURE 8.7 Dessin sch matique des cellules associ es l'os. Toutes les cellules, l'exception des ost oclastes, proviennent des cellules souches m senchymateuses, qui se diff rencient en cellules ost oprog nitrices, en ost oblastes et enfin en ost ocytes et en cellules de rev tement osseux. Les cellules de la muqueuse osseuse sur les surfaces osseuses externes font partie du p rioste, d'o le terme de cellules p riost es. Les cellules de la muqueuse os |
Histologie de Ross | seuse sur les surfaces osseuses internes sont souvent appel es cellules endost es. Notez que les cellules ost oprog nitrices et les cellules de la paroi osseuse ont un aspect microscopique similaire et sont souvent difficiles distinguer les unes des autres. Les ost oclastes proviennent des cellules prog nitrices h mopo tiques, qui se diff rencient en cellules r sorptives osseuses. Les d tails sp cifiques de la diff renciation des ost oclastes sont illustr s la figure 8.13. La cellule ost oprog nitrice est d riv e des cellules souches m senchymateuses. L'ost ogen se, le processus de formation de nouveaux os, est essentielle la fonction osseuse normale. Il n cessite une population de cellules ost oprog nitrices renouvelables (cellules pr curseurs des ost oblastes) qui r pondent aux stimuli mol culaires qui les transforment en cellules osseuses. Les cellules ost oprog nitrices sont d riv es de cellules souches m senchymateuses de la moelle osseuse qui ont le potentiel de se diff rencier en de nombreux types de cellules diff rents, notamment les fibroblastes, les ost oblastes, les adipocytes, les chondrocytes et les cellules musculaires. Le facteur cl qui d clenche la diff renciation des cellules ost oprog nitrices est un facteur de transcription appel facteur de liaison alpha-1 (CBFA1). Cette prot ine provoque l'expression de g nes caract ristiques du ph notype de l'ost oblaste. Comme indiqu la page 219, les prot ines morphog niques osseuses jouent galement un r le dans la diff renciation des ost oblastes. La cellule ost oprog nitrice est une cellule au repos qui peut se diff rencier en un ost oblaste et s cr ter une matrice osseuse. Les cellules ost oprog nitrices se trouvent sur les surfaces externe et interne des os et peuvent galement r sider dans le syst me microvasculaire qui alimente l'os. Morphologiquement, elles comprennent les cellules p riost es qui forment la couche la plus interne du p rioste et les cellules endostatives qui tapissent les cavit s m dullaires, les canaux ost onaux (Haversiens) et les canaux perforants (Volkmann). Dans les os en croissance, les cellules ost oprog nitrices se pr sentent sous la forme de cellules aplaties ou squameuses avec des noyaux l g rement color s, allong s ou ovo des et un cytoplasme acidophile ou l g rement basophile discret. La micrographie lectronique r v le des profils de r ticulum endoplasmique surface rugueuse (rER) et de ribosomes libres, ainsi qu'un petit appareil de Golgi et d'autres organites. La morphologie de la cellule ost oprog nitrice est coh rente avec la d couverte que sa stimulation conduit la diff renciation en une cellule s cr toire plus active, l'ost oblaste. L'ost oblaste est la cellule osseuse diff renci e qui s cr te la matrice osseuse. Comme ses proches parents, le fibroblaste et le chondroblaste, l'ost oblaste est une cellule s cr toire polyvalente qui conserve la capacit de se diviser. Il s cr te la fois du collag ne de type I (qui constitue 90% des prot ines de l'os) et des prot ines de la matrice osseuse (BMP), qui constituent l'os initial non min ralis , ou ost o de. Les prot ines de la matrice osseuse produites par l'ost oblaste comprennent des prot ines de liaison au calcium telles que l'ost ocalcine et l'ost onectine ; glycoprot ines multiadh sives telles que les sialoprot ines osseuses I et II, l'ost opontine et la thrombospondine, divers prot oglycanes et leurs agr gats, et la phosphatase alcaline (ALP). Les taux circulants d'ALP et d'ost ocalcine sont utilis s cliniquement comme marqueurs de l'activit des ost oblastes. L'ost oblaste est galement responsable de la calcification de la matrice osseuse. Le processus de calcification semble tre initi par l'ost oblaste par la s cr tion dans la matrice de petites v sicules matricielles limit es par une membrane de 50 250 nm. Les v sicules sont riches en ALP et ne sont activement s cr t es que pendant la p riode o la cellule produit la matrice osseuse. Le r le de ces v sicules est discut plus loin dans ce chapitre (page 241). Les ost oblastes sont reconnus au microscope optique par leur forme cubo dale ou polygonale et leur agr gation en une seule couche de cellules situ es en apposition sur l'os en formation (Fig. 8.8). La matrice nouvellement d pos e n'est pas imm diatement calcifi e. Il tache l g rement ou pas du tout par rapport la matrice min ralis e mature, qui tache fortement l' osine. En raison de cette propri t de coloration de la matrice nouvellement form e, les ost oblastes semblent tre s par s de l'os par une bande l g re. Cette bande repr sente l'ost o de, la matrice non min ralis e. FIGURE 8.8 Photomicrographie d'un spicule osseux en croissance color au Mallory-Azan. Les ost ocytes sont int gr s dans la matrice osseuse du spicule, qui est color e en bleu fonc . Ces cellules sont m taboliquement actives, d posant la matrice osseuse non min ralis e (ost o de). Un certain nombre d'ost oblastes sont align s sur le c t droit du |
Histologie de Ross | spicule. Entre ces cellules et le spicule osseux calcifi se trouve une fine couche d'ost o de color e en bleu clair. Il s'agit du mat riau matriciel non calcifi produit par les ost oblastes. L'une des cellules (fl che) s'est virtuellement entour e de son produit ost o de ; C'est pourquoi on peut maintenant l'appeler ost ocyte. Sur le c t gauche du spicule, la partie non en croissance, se trouvent des ost oblastes inactifs. Les cellules pr sentent des noyaux aplatis et un cytoplasme att nu . 550. Le cytoplasme de l'ost oblaste est nettement basophile, et l'appareil de Golgi, en raison de sa taille, est parfois observ comme une zone claire adjacente au noyau. De petits granules p riodiques acides-Schiff positifs (PAS) sont observ s dans le cytoplasme, et une forte r action ALP associ e la membrane cellulaire peut tre d tect e par une coloration histochimique appropri e. Contrairement aux ost oblastes s cr teurs trouv s dans le d p t de matrice active, les ost oblastes inactifs sont des cellules plates ou att nu es qui recouvrent la surface osseuse. Ces cellules ressemblent des cellules ost oprog nitrices. Les ost oblastes r pondent des stimuli m caniques pour att nuer les changements dans la croissance osseuse et le remodelage osseux. Au fur et mesure que le d p t ost o de se produit, l'ost oblaste est finalement entour de matrice ost o de et devient alors un ost ocyte. Les processus ost oblastiques communiquent avec d'autres ost oblastes et avec les ost ocytes par des jonctions lacunaires. Au microscope lectronique, les ost oblastes pr sentent des processus cytoplasmiques minces qui p n trent dans l'ost o de adjacent produit par la cellule et sont reli s des processus similaires d'ost ocytes adjacents par des jonctions lacunaires. Cette tablissement pr coce de jonctions entre un ost oblaste et les ost ocytes adjacents (ainsi qu'entre les ost oblastes adjacents) permet aux cellules voisines du tissu osseux de communiquer. Le cytoplasme des ost oblastes est caract ris par une abondance de rER et de ribosomes libres (Fig. 8.9). Ces caract ristiques sont coh rentes avec sa basophilie observ e au microscope optique ainsi qu'avec son r le dans la production de collag ne et de prot oglycanes FIGURE 8.9 Micrographie lectronique montrant la formation osseuse active. Cette micrographie lectronique est similaire la surface de croissance du spicule osseux dans la micrographie optique pr c dente (Fig. 8.8). La cavit m dullaire (M) avec ses cellules sanguines en d veloppement est visible dans le coin inf rieur droit. Les cellules ost oprog nitrices (Opc) sont videntes entre la moelle et les ost oblastes (Ob). Ils pr sentent des noyaux allong s ou ovo des. Les ost oblastes sont align s le long de la partie en croissance de l'os, qui est recouverte d'une couche d'ost o de (Os). Dans cette m me r gion, l'une des cellules (coin sup rieur droit) encastr e dans l'ost o de pr sente un petit processus (fl che). Cette cellule, en raison de sa localisation dans l'ost o de, peut maintenant tre appel e ost ocyte (Oc). Le reste de la micrographie (en haut gauche) est compos d'une matrice osseuse calcifi e (CB). l'int rieur de la matrice se trouvent des canalicules (C) contenant des processus ost ocytaires. La limite entre deux lamelles adjacentes (L) d'un os pr c demment form est vidente sous la forme d'une ligne sombre irr guli re. 9,000. pour la matrice extracellulaire. L'appareil de Golgi et les r gions environnantes du cytoplasme contiennent de nombreuses v sicules avec une teneur en floculant qui est pr sum e tre constitu e de pr curseurs de matrice. Ces v sicules sont les granules de coloration PAS observ s en microscopie optique. Les v sicules matricielles, galement produites par l'ost oblaste, semblent appara tre par une voie diff rente, prenant la forme d'excroissances sph riques qui se d tachent de la membrane plasmique pour se lib rer dans la matrice. Les autres organites cellulaires comprennent de nombreuses mitochondries en forme de b tonnets et parfois des corps denses et des lysosomes. L'ost ocyte est la cellule osseuse mature enferm e dans une matrice osseuse qu'il a pr c demment s cr t e sous forme d'ost oblaste. Lorsqu'il est compl tement entour d'ost o de ou de matrice osseuse, l'ost oblaste est appel ost ocytes (voir Fig. 8.8). Les ost ocytes sont les cellules responsables du maintien de la matrice osseuse. L'un des r les des ost ocytes est la m canotransduction, le processus par lequel l'ost ocyte r pond aux forces m caniques appliqu es l'os. Diff rents stimuli m caniques (par exemple, l'apesanteur ou une charge m canique accrue) modifient non seulement l'expression des g nes, mais aussi le m canisme apoptotique de la cellule. Les ost ocytes peuvent synth tiser de nouvelles matrices, ainsi que participer la d gradation de la matrice. De telles activit s aident maintenir l'hom ostasie du calcium. La mort des ost ocytes par traumatisme (par exemple, une fractur |
Histologie de Ross | e), la s nescence cellulaire ou l'apoptose entra ne une r sorption de la matrice osseuse par l'activit des ost oclastes, suivie d'une r paration ou d'un remodelage du tissu osseux par l'activit des ost oblastes. Chaque ost ocyte occupe un espace, ou lacune, qui s'adapte la forme de la cellule. Les ost ocytes tendent les processus cytoplasmiques travers les canalicules de la matrice aux processus de contact des ost ocytes voisins et des cellules de la muqueuse osseuse au moyen de jonctions lacunaires. Les ost ocytes peuvent galement communiquer indirectement avec des ost oblastes distants, des p ricytes de vaisseaux sanguins et d'autres cellules osseuses par l'expression de diverses mol cules de signalisation telles que les transporteurs d'oxyde nitrique et de glutamate. Dans les coupes color es l'h matoxyline et l' osine (H&E), les canalicules et les processus qu'ils contiennent ne sont pas discernables. Dans les sections au sol, les canalicules sont facilement visibles (planche 11, page 244). Les ost ocytes sont g n ralement plus petits que leurs pr curseurs en raison de leur cytoplasme p rinucl aire r duit. Souvent, dans les chantillons microscopiques pr par s r guli rement, la cellule est fortement d form e par le r tr cissement et d'autres artefacts qui r sultent de la d calcification de la matrice avant de sectionner l'os. Dans de tels cas, le noyau peut tre la seule caract ristique pro minente. Dans les sp cimens bien conserv s, les ost ocytes pr sentent moins de basophilie cytoplasmique que les ost oblastes, mais peu de d tails cytoplasmiques suppl mentaires peuvent tre observ s (planche 12, page 246). La microscopie lectronique a r v l des ost ocytes dans divers tats fonctionnels. En effet, il existe des preuves histologiques et microradiologiques (c'est- -dire des lacunes largies et une radiodensit r duite) que l'ost ocyte peut modifier la matrice osseuse environnante. Trois tats fonctionnels, chacun avec une morphologie caract ristique, ont t d crits : les ost ocytes quiescents pr sentent une raret de rER et un appareil de Golgi nettement diminu (Fig. 8.10a). Une lame osmiophile repr sentant une matrice calcifi e mature est observ e en apposition proche de la membrane cellulaire. Les ost ocytes formatifs pr sentent des signes de d p t matriciel et certaines caract ristiques similaires celles des ost oblastes. Ainsi, le rER et l'appareil de Golgi sont plus abondants, et il y a des signes d'ost o de dans l'espace p ricellaire l'int rieur de la lacune (Fig. 8.10b). Les ost ocytes r sorbants, comme les ost ocytes formatifs, pr sentent de nombreux profils de r ticulum endoplasmique et un appareil de Golgi bien d velopp . De plus, les lysosomes sont visibles (Fig. 8.10c). La fonction r sorptive de l'ost ocyte n'est pas d finie avec pr cision et est soutenue principalement par l'observation que l'espace p ricellulaire est d pourvu de fibrilles de collag ne et contient une mati re floculante vocatrice d'un produit de d gradation. Ces changements observ s pourraient s'expliquer par la d gradation enzymatique du collag ne par les m talloprot inases matricielles (MMP) s cr t es par les ost ocytes. Il a t d montr dans des conditions exp rimentales qu'une charge r duite sur l'os initie l'expression de l'ARNm MMP dans l'ost ocyte. La d gradation de l'os par les MMP est appel e ost olyse ost ocytaire. Le concept actuel de l'ost olyse ost ocytaire est que le r le lytique des ost ocytes n'est pas li au remodelage de la matrice osseuse mais a des fonctions pour maintenir le taux de calcium dans le sang. Les cellules de la muqueuse osseuse sont d riv es des ost oblastes et recouvrent l'os qui n'est pas en train de se remodeler. Dans les sites o il n'y a pas de remodelage, la surface osseuse est recouverte d'une couche de cellules plates avec un cytoplasme att nu et une p nurie d'organites au-del de la r gion p rinucl aire (voir Fig. 8.11a). Ces cellules sont simplement d sign es comme des cellules de rev tement osseux. Les cellules de la doublure osseuse sur les surfaces osseuses externes sont appel es cellules p riost es, et celles qui tapissent les surfaces osseuses internes sont souvent appel es cellules endost ales (voir Fig. 8.7) Des jonctions lacunaires sont pr sentes l o les processus cellulaires de la doublure osseuse entrent en contact les uns avec les autres (Fig. 8.11b). Les cellules de la muqueuse osseuse repr sentent une population de cellules d riv es des ost oblastes. On pense qu'ils fonctionnent dans le maintien et le soutien nutritionnel des ost ocytes int gr s dans la matrice osseuse sous-jacente et r gulent le mouvement du calcium et du phosphate dans et hors de l'os. Ces r les sugg r s sont bas s sur l'observation que les processus cellulaires des cellules de la paroi osseuse s' tendent dans les canaux canaliculaires de l'os adjacent (voir Fig. 8.11b) et communiquent au moyen de jonctions lacunaires avec les processus ost ocytaires. cet gard, les |
Histologie de Ross | cellules de la muqueuse osseuse sont quelque peu comparables aux ost ocytes. L'ost oclaste est responsable de la r sorption osseuse. Les ost oclastes sont de grandes cellules multinucl es que l'on trouve aux endroits o l'on enl ve de l'os. Ils reposent directement sur le tissu osseux o la r sorption a lieu (Fig. 8.12). En raison de l'activit des ost oclastes, une baie peu profonde appel e baie de r sorption FIGURE 8.10 Micrographies lectroniques de trois stades fonctionnels diff rents d'un ost ocyte. un. Ost ocyte relativement quiescent qui ne contient que quelques profils de rER et quelques mitochondries (M). La cellule comble pratiquement le vide qu'elle occupe ; Les fl ches indiquent o les processus cytoplasmiques s' tendent dans les canalicules. Des cristaux d'hydroxyapatite ont t perdus de la matrice, qui est g n ralement min ralis e (MM), mais certains cristaux d'hydroxyapatite remplissent l'espace p ricellulaire. Les cristaux d'hydroxyapatite masquent les autres substances de l'espace p ricellulaire. La bande sombre marquant la limite de la lacune est la lame osmiophile (OL). 25,000. b. Un ost ocyte formatif contenant de plus grandes quantit s de rER et un grand appareil de Golgi (G). La pr sence d'une petite quantit d'ost o de dans l'espace p ricellulaire l'int rieur de la lacune est tout aussi importante. L'ost o de pr sente des profils de fibrilles de collag ne (fl ches) non encore min ralis es. La lacune d'un ost ocyte formatif n'est pas d limit e par une lame osmiophilique. 25 000. c. Ost ocytes r sorbants contenant une quantit substantielle de rER, un grand appareil de Golgi, des mitochondries (M) et des lysosomes (L). L'espace p ricellulaire est d pourvu de fibrilles de collag ne et peut contenir une mati re floculante. La lacune contenant un ost ocyte r sorbant est d limit e par une lame osmiophile (OL) moins visible. 25,000. (lacune de Howship) peut tre observ e dans l'os directement sous l'ost oclaste. La cellule se distingue non seulement par sa grande taille, mais aussi par son acidophilie marqu e. Il pr sente galement une forte r action histochimique pour la phosphatase acide en raison des nombreux lysosomes qu'il contient. L'une de ces enzymes, la phosphatase acide r sistante au tartrate (TRAP), contenant du fer de 35 kilodaltons, est utilis e cliniquement comme marqueur de l'activit et de la diff renciation des ost oclastes. Les ost oclastes sont issus de la fusion de cellules prog nitrices h mopo tiques mononucl aires sous l'influence de plusieurs cytokines. Contrairement ce que l'on pensait autrefois, les ost oclastes ne sont pas apparent s aux ost oblastes. Elles sont d riv es de la fusion de cellules h mopo tiques mononucl aires, savoir les cellules prog nitrices des granulocytes/macrophages (GMP, CFU-GM) qui donnent naissance des lign es cellulaires de granulocytes et de monocytes (voir Fig. 10.16). La formation des ost oclastes se produit en association troite avec les cellules stromales de la moelle osseuse. Ces cellules s cr tent des cytokines essentielles la diff renciation des ost oclastes et des macrophages partir des cellules prog nitrices GMP, y compris le facteur de stimulation des colonies de monocytes (M-CSF), TNF et plusieurs interleukines. Initialement, les cellules qui s'engagent devenir des ost oclastes (pr curseurs de l'ost oclaste) expriment deux facteurs de transcription importants, c-fos et NFB ; plus tard, une mol cule r ceptrice appel e activateur de r cepteur du facteur nucl aire B (RANK) est exprim e leur surface. Le r cepteur RANK interagit avec la mol cule de ligand RANK (RANKL) produite et exprim e la surface de la cellule stromale (Fig. 8.13). Le m canisme de signalisation RANK-RANKL est essentiel la diff renciation et la maturation des ost oclastes. Alternativement, pendant l'inflammation, les lymphocytes T activ s peuvent produire la fois des mol cules RANKL membranaires et solubles. Par cons quent, les processus inflammatoires peuvent stimuler la r sorption osseuse m di e par les ost oclastes. Cette voie peut tre bloqu e par l'ost oprotection (OPG), qui sert de r cepteur leurre pour RANKL. Le manque de ligand disponible affecte la voie de signalisation RANK-RANKL et agit comme un puissant inhibiteur de la formation des ost oclastes. L'OPG est produit principalement par les ost oblastes et est r gul par de nombreux r gulateurs m taboliques osseux, tels que l'IL-1, le TNF, le TGF, la vitamine D et la prostaglandine E2. Des tudes r centes indiquent que FIGURE 8.11 Micrographie lectronique de cellules de la muqueuse osseuse. un. Le cytoplasme d'une cellule de rev tement osseux situ e la surface d'un spicule d'os mature est tr s att nu et contient de petites quantit s de rER et de ribosomes libres. Une jonction lacunaire est observ e entre les deux cellules adjacentes de la paroi osseuse. De plus, les processus cytoplasmiques sont clairement visibles l o ils traversent la matrice de l'os non mi |
Histologie de Ross | n ralis (ost o de). Une cellule graisseuse de la moelle est galement pr sente. 8 900. (Reproduit avec la permission de Miller SC, Bowman BM, Smith JM, Jee WS. Caract risation des cellules de rev tement osseux endostel des sites osseux de la moelle adipeux chez les beagles adultes. Anat Rec 1980 ; 198:163 173.) Introduire. Photomicrographie fort grossissement d'un spicule osseux similaire color l'H&E, incluse des fins d'orientation. Les cellules de la paroi osseuse (cellules endost es) la surface du spicule sont indiqu es par les fl ches. 350. b. Micrographie lectronique du cytoplasme de deux cellules de la muqueuse osseuse observ e un grossissement plus lev . La jonction lacunaire est clairement visible l o les deux cellules sont en apposition. Le bord d'une cellule graisseuse est visible en haut de la micrographie lectronique ; Son lipide, le bord mince du cytoplasme, la membrane plasmique et la lame externe sont galement vidents. 27,000. que les substances qui favorisent la diff renciation des ost oclastes et la r sorption osseuse agissent par le biais du syst me OPG/RANKL dans la moelle osseuse. L'OPG et le RANKL sont tous deux d tect s sous forme libre dans le sang, et leurs concentrations peuvent tre mesur es des fins de diagnostic et de surveillance du traitement de nombreuses maladies osseuses. Les ost oclastes nouvellement form s subissent un processus d'activation pour devenir des cellules r sorbantes osseuses. L'ost oclaste nouvellement form doit tre activ pour devenir une cellule de r sorbement osseux. Au cours de ce processus, il devient tr s polaris . Lorsqu'ils r sorbent activement l'os, les ost oclastes pr sentent trois r gions sp cialis es : La bordure bouriff e est la partie de la cellule en contact direct avec l'os. Il contient de nombreux repliements profonds de la membrane plasmique formant des structures de type microvilleux responsables de l'augmentation de la surface pour l'exocytose des enzymes hydrolytiques et la s cr tion de protons par les pompes protons d pendantes de l'ATP, ainsi que l'endocytose des produits de d gradation et des d bris osseux. Le bord bouriff se tache moins intens ment que le reste de la cellule et appara t souvent sous la forme d'une bande claire adjacente l'os FIGURE 8.12 Photomicrographie d'un ost oclaste sur un spicule osseux. Ce sp cimen color Mallory montre un spicule fait de cartilage calcifi (color en bleu clair) et une couverture de tissu osseux (color en bleu fonc ). Un ost oclaste sur le c t gauche du spicule a du tissu osseux r sorb et se trouve dans une d pression (lacune de Howship) dans le spicule. La bande claire entre l'ost oclaste et le spicule osseux correspond au bord bouriff de l'ost oclaste. Les fl ches sur la surface non cultiv e indiquent le cytoplasme des cellules inactives de la muqueuse osseuse (cellules ost oprog nitrices). En revanche, l'os se d pose du c t oppos du spicule, comme en t moigne la pr sence d'ost oblastes cette surface et d'ost ocytes nouvellement form s juste sous la surface du spicule. 550. Prog niteurs my lo des communs (CMP, CFU-GEMM) Prog niteurs granulocytaires/monocytaires (GMP, CFU-GM) FIGURE 8.13 L'origine des ost oclastes. Les ost oclastes sont issus de la fusion de cellules prog nitrices granulocytes/monocytes (GMP, CFUGM), qui proviennent de cellules prog nitrices my lo des communes multipotentielles (CMP, CFU-GEMM). Les cellules GMP donnent galement naissance aux lign es cellulaires granulocytes et monocytaires telles que les cellules prog nitrices neutrophiles (NoP, CFU-G) et les cellules prog nitrices monocytaires (MoP, CFU-M). La formation d'ost oclastes se produit en troite association avec les cellules stromales de la moelle osseuse, qui s cr tent le facteur de stimulation des colonies de monocytes (M-CSF), le facteur de n crose tumorale (TNF) et plusieurs interleukines (IL). Les pr curseurs ost oclastes expriment c-fos et NFB, et les mol cules r ceptrices appel es RANK (receptor activator of nuclear factor B). Le signal g n r par l'interaction du r cepteur RANK avec la mol cule du ligand RANK (RANKL) est essentiel la diff renciation et la maturation des ost oclastes. Au cours de l'inflammation, les lymphocytes T produisent la fois des mol cules RANKL solubles et membranaires, qui augmentent la r sorption osseuse. Ces voies peuvent tre bloqu es par l'ost oprotection (OPG). Notez que les lymphocytes T activ s peuvent stimuler la formation d'ost oclastes en produisant la fois des mol cules RANKL membranaires et solubles. FIGURE 8.14 Micrographie lectronique d'un ost oclaste. Cette micrographie montre un segment de la surface osseuse (B) et une partie d'un ost oclaste qui est en apposition l'os partiellement dig r . Le front de r sorption (RF) de l'ost oclaste poss de de nombreux repliements de la membrane plasmique. Lorsqu'on les observe au microscope optique, ces repliements sont vidents sous la forme d'une bordure bouriff |
Histologie de Ross | e. Lorsque le plan de section est parall le aux repliements (ast risques), une large tendue non sp cialis e de cytoplasme est observ e. Le cytoplasme de l'ost oclaste contient de nombreuses mitochondries (M), lysosomes et appareils de Golgi, qui sont tous fonctionnellement li s la r sorption et la d gradation de la matrice osseuse. Dans la partie sup rieure de la figure, quelques fibrilles de collag ne sont videntes ; Les fl ches indiquent l'endroit o les bandes transversales de 68 nm sont visibles. 10,000. le site de r sorption (voir Fig. 8.12). Au niveau de la microscopie lectronique, des cristaux d'hydroxyapatite de la substance osseuse sont observ s entre les processus de la bordure bouriff e (Fig. 8.14). l'int rieur du bord bouriff et proximit imm diate se trouvent de nombreuses mitochondries et lysosomes. Les noyaux sont g n ralement situ s dans la partie de la cellule la plus loign e de la surface de l'os. Dans cette m me r gion se trouvent des profils de rER, de multiples piles d'appareils de Golgi et de nombreuses v sicules. La zone claire (zone d' tanch it ) est un p rim tre de cytoplasme en forme d'anneau adjacent au bord bouriff qui d limite la zone osseuse r sorb e. Essentiellement, la zone claire est un compartiment au site de la bordure bouriff e o se produisent la r sorption et la d gradation de la matrice. Il contient d'abondants filaments d'actine mais manque essentiellement d'autres organites. Les filaments d'actine sont dispos s dans une structure en forme d'anneau entour e des deux c t s par des prot ines de liaison l'actine telles que la vinculine et la taline (Fig. 8.15). La membrane plasmique au site de la zone claire contient des mol cules d'adh sion la matrice cellulaire et extracellulaire qui sont responsables de l' tanch it entre la membrane plasmique et la matrice min ralis e de l'os. Plusieurs classes de r cepteurs extracellulaires de l'int grine (c'est- -dire le r cepteur de la vitronectine v 3, le r cepteur du collag ne 2 1 ou le r cepteur v 1) aident maintenir l' tanch it . La r gion basolat rale fonctionne dans l'exocytose du mat riel dig r (voir Fig. 8.15). Les v sicules de transport contenant du mat riel osseux d grad endocytos au niveau de la bordure bouriff e fusionnent ici avec la membrane cellulaire pour lib rer leur contenu. TRAP a t trouv dans ces v sicules, sugg rant son r le dans la fragmentation du mat riel endocytos . Les ost oclastes r sorbent le tissu osseux en lib rant des protons et des hydrolases lysosomales dans le microenvironnement restreint de l'espace extracellulaire. Certaines, sinon la plupart, des v sicules de l'ost oclaste sont des lysosomes. Leur contenu est lib r dans l'espace extracellulaire dans les fentes entre les processus cytoplasmiques de la bordure bouriff e, un exemple clair d'enzymes lysosomales fonctionnant l'ext rieur de la cellule. Une fois lib r es, ces enzymes hydrolytiques, qui comprennent la cathepsine K (une prot ase cyst ine) et les m talloprot inases matricielles, d gradent le collag ne et d'autres prot ines de la matrice osseuse. Cependant, avant que la digestion puisse avoir lieu, la matrice osseuse doit tre d calcifi e par l'acidification de la surface osseuse, ce qui d clenche la dissolution de la matrice min rale. Le cytoplasme de l'ost oclaste contient de l'anhydrase carbonique II, qui produit de l'acide carbonique (H2CO3) partir de dioxyde de carbone et d'eau. Par la suite, l'acide carbonique se dissocie en bicarbonate (HCO3) et en proton (H). l'aide de pompes protons d pendantes de l'ATP, les protons sont transport s travers la bordure bouriff e, g n rant un faible pH (4 5) dans le microenvironnement de la baie de r sorption. Cet environnement acide local cr dans l'espace extracellulaire entre l'os et l'ost oclaste est prot g par la zone claire. Les canaux chlorure coupl s des pompes protons facilitent l' lectroneutralit de la membrane de bordure volants (voir Fig. 8.15). L'exc s de bicarbonate est limin par change passif avec les ions chlorure via des changeurs de prot ines chlorure-carbonate situ s au niveau de la membrane basolat rale. L'environnement acide initie la d gradation du composant min ral de l'os (compos principalement d'hydroxyapatites) en ions calcium, en phosphates inorganiques solubles et en eau. Lorsque la r sorption du tissu osseux d sign est termin e, les ost oclastes subissent une apoptose. Des tudes r centes indiquent que de nombreux m dicaments sont utilis s pour inhiber l'exocytose osseuse de la mati re dig r e : lysosomes, filaments d'actine, vinculine, taline, v 3, r cepteurs de l'int grine, canal chlorure de l'anhydrase carbonique, zone claire, bordure bouriff e, ATP : pompe protons Cl, HCO3, HCO3, Cl, H, H, CO2, H2O, H2CO3, K, cathepsine, matricem talloprot inases FIGURE 8.15 Dessin sch matique d'un ost oclaste. Ce dessin montre la structure des ost oclastes et ses trois r gions : la bordure bouriff e, la zo |
Histologie de Ross | ne claire et la r gion basolat rale. Notez que la zone claire contient d'abondants filaments d'actine dispos s dans une structure en forme d'anneau entour e des deux c t s par des prot ines de liaison l'actine telles que la vinculine et la taline. La membrane plasmique au site de la zone claire contient des mol cules d'adh sion de la matrice cellulaire la matrice extracellulaire (r cepteurs de l'int grine) qui assurent une tanch it entre la membrane plasmique et la matrice min ralis e de l'os. Les voies de transport des protons et des chlorures sont d crites dans le texte. la r sorption dans l'ost oporose (c'est- -dire les bisphosphonates et les strog nes) favorise l'apoptose des ost oclastes (dossier 8.2). La fonction phagocytotique des ost oclastes est r gul e par de nombreux facteurs. De nombreuses fosses et v sicules enrob es sont galement pr sentes sur le bord bouriff , sugg rant une activit endocytotique. Des ost oclastes sont observ s aux endroits o un remodelage osseux est en cours. (Le processus de r novation est d crit plus en d tail sous peu.) Ainsi, dans les sites o les ost ons sont alt r s ou o un os subit des modifications au cours du processus de croissance, les ost oclastes sont relativement nombreux. Une augmentation du taux d'hormone parathyro dienne (PTH) favorise la r sorption osseuse et a un effet d montrable sur l'activit des ost oclastes, en plus de ses effets sur les ost ocytes, d crits pr c demment. En revanche, la calcitonine, s cr t e par les cellules parafolliculaires de la glande thyro de, a un effet contrebalan ant, r duisant l'activit des ost oclastes. La PTH a galement un effet anabolisant sur les os, soit par un effet stimulant direct sur les ost oblastes, soit indirectement par un m canisme qui l'oblige augmenter l'activit des ost oclastes. Par exemple, la PTH pourrait stimuler directement la formation osseuse en augmentant la production locale d'IGF I ou d'autres facteurs de croissance stimulant les os. D'autres mol cules qui jouent un r le important dans la r gulation de l'activit des ost oclastes comprennent la cathepsine K, l'anhydrase carbonique II et les prot ines codant pour la pompe protons (TCIRG1). La carence en ces prot ines provoque l'ost op tr se, une maladie cong nitale caract ris e par une augmentation de la densit osseuse et une fonction ost oclaste d fectueuse. Chez les personnes atteintes d'ost op trose, les ost oclastes ne fonctionnent pas correctement, ce qui fait que les os semblent denses la radiographie ; Cependant, ils sont en fait tr s fragiles et se cassent facilement. Le d veloppement d'un os est traditionnellement class comme endochondral ou intramembraneux. La distinction entre la formation endochondrale et intramembraneuse repose sur le fait qu'un mod le cartilagineux sert de pr curseur de l'os (ossification endochondrale) ou que l'os est form par une m thode plus simple, sans l'intervention d'un pr curseur du cartilage (ossification intramembraneuse). Les os des extr mit s et les parties du squelette axial qui supportent le poids (par exemple, les vert bres) se d veloppent par ossification endochondrale. Les os plats du cr ne et du visage, la mandibule et la clavicule se d veloppent par ossification intramembraneuse. L'existence de deux types distincts d'ossification n'implique pas que l'os existant soit un os membranaire ou un os endochondral. Ces noms ne font r f rence qu'au m canisme par lequel un os est initialement form . En raison du remodelage qui se produit plus tard, le tissu osseux initial d pos par formation endochondrale ou par formation intramembraneuse est rapidement remplac . L'os de remplacement est tabli sur l'os pr existant par croissance appositionnelle et est identique dans les deux cas. Bien que les os longs soient class s comme tant form s par formation endochondrale, leur croissance continue implique l'histogen se de l'endochondral et de l'endochondral. Corr lation clinique : Ost oporose L'ost oporose, qui signifie litt ralement os poreux, est la maladie osseuse la plus fr quente caract ris e par une perte progressive de la densit osseuse normale accompagn e de la d t rioration de sa microarchitecture. Elle est caus e par un d s quilibre entre la r sorption osseuse m di e par les ost oclastes et le d p t osseux m di par les ost oblastes, ce qui entra ne une diminution de la masse osseuse, une fragilit osseuse accrue et une augmentation du risque de fracture. Chez les individus en bonne sant , l'activit des ost oclastes est principalement r gul e par la PTH et, dans une moindre mesure, par l'IL-1 et le TNF. De plus, la diff renciation des pr curseurs des ost oclastes est sous l'influence du M-CSF et de l'IL-6. Les hormones m les Fe connues sous le nom d' strog nes (en particulier l' stradiol) inhibent la formation de ces cytokines, limitant ainsi l'activit des ost oclastes. Chez les femmes m nopaus es chez qui les niveaux d' strog nes sont r duits, la s cr tion de ces cytokines |
Histologie de Ross | est augment e, ce qui entra ne une activit accrue des ost oclastes conduisant une r sorption osseuse intensifi e. L'ost oporose est une maladie qui touche environ 75 millions de personnes aux tats-Unis, en Europe et au Japon, dont un tiers des femmes m nopaus es et la plupart des personnes g es. Il entra ne plus de 1,3 million de fractures par an aux tats-Unis Il existe trois types g n raux d'ost oporose. 1. L'ost oporose primaire de type I survient chez les femmes m nopaus es. tant donn que ce type appara t un stade plus pr coce de la vie que le type II, son effet long terme est g n ralement plus grave que l'ost oporose qui se d veloppe dans les derni res ann es de la vie. 2. L'ost oporose primaire de type II survient chez les personnes g es dans leur septi me ou huiti me d cennie de vie et est la principale cause de morbidit grave et de perte fonctionnelle dans ce groupe d' ge. 3. L'ost oporose secondaire se d veloppe la suite d'un traitement m dicamenteux (c'est- -dire les corticost ro des) ou de processus pathologiques qui peuvent affecter le remodelage osseux, y compris la malnutrition, l'immobilisation prolong e, l'apesanteur (c'est- -dire avec les voyages dans l'espace) et les maladies osseuses m taboliques (c'est- -dire l'hyperparathyro die, les cancers m tastatiques). L'os ost oporotique a une structure histologique normale ; cependant, il y a moins de masse tissulaire (Fig. F8.2.1). Il en r sulte un affaiblissement des os qui sont plus sujets aux fractures la suite d'un traumatisme, m me mineur. Les fractures de la t te et du cou f moraux (commun ment appel es fractures de la hanche), les fractures du poignet et les fractures des vert bres comprim es sont des blessures courantes qui invalident et confinent souvent une personne g e un fauteuil roulant. Les personnes souffrant de fractures courent un risque plus lev de d c s, non pas directement de la fracture, mais des complications de l'hospitalisation en raison de l'immobilisation et du risque accru de pneumonie, de thrombose pulmonaire et d'embolie. Le traitement traditionnel des personnes atteintes d'ost oporose comprend une alimentation am lior e avec un suppl ment de vitamine D et de calcium et un exercice mod r pour aider ralentir la perte osseuse. En plus de l'alimentation et de l'exercice, une th rapie pharmacologique visant ralentir la r sorption osseuse est utilis e. Jusqu' r cemment, le traitement de choix chez les femmes m nopaus es atteintes d'ost oporose tait le traitement de remplacement hormonal base d' strog ne et de progest rone. L' strog ne est connu pour retarder la r sorption osseuse, r duisant ainsi la perte osseuse. Les r sultats de l'Initiative pour la sant des femmes ont montr que l'hormonoth rapie substitutive peut effectivement r duire le risque de fractures ; cependant, il entra ne un risque plus lev de maladies cardiovasculaires ind sirables comme FIGURE F8.2.1 Micrographie lectronique balayage de l'os trab culaire. un. Cette image montre une coupe de l'os trab culaire obtenue partir du corps vert bral d'un individu en bonne sant . b. Ce sp cimen a t obtenu partir d'un corps vert bral de les femmes g es pr sentant des signes tendus d'ost oporose. Comparez le mod le de l'architecture trab culaire dans l'ost oporose avec l'os vert bral normal. (Avec l'aimable autorisation du Dr Alan Boyd). aba b suite page suivante chapitre 8 FORMATION DES OS 233 os intramembraneux, ce dernier se produisant par l'activit du tissu p riost (membrane). Dans l'ossification intramembraneuse, l'os est form par la diff renciation des cellules m senchymateuses en ost oblastes. Les premiers signes d'ossification intramembraneuse sont observ s vers la huiti me semaine de gestation chez l'homme. Certaines des cellules m senchymateuses allong es et p les du m senchyme migrent et s'agr gent dans des zones sp cifiques, les sites o l'os est destin se former. Cette condensation des cellules dans le tissu m senchymateux initie le processus d'ossification intramembraneuse (Fig. 8.16 et planche 15, page 252). Les cellules m senchymateuses se diff rencient ensuite en cellules ost oprog nitrices exprimant le facteur de transcription Cbfa1. Ce facteur de transcription est essentiel la diff renciation des ost oblastes et l'expression des g nes n cessaires l'ossification intramembraneuse et endochondrale. Au fur et mesure que le processus se poursuit, le tissu nouvellement organis au niveau du site osseux pr sum devient plus vascularis et les cellules m senchymateuses agr g es deviennent plus grandes et arrondies. Le cytoplasme des cellules ost oprog nitrices passe d' osinophilique basophile, et une zone de Golgi claire devient vidente. Ces modifications cytologiques aboutissent l'ost oblaste diff renci , qui s cr te ensuite les collag nes (principalement les mol cules de collag ne de type I), les sialoprot ines osseuses, l'ost ocalcine et d'autres composants de la matrice osseuse (ost |
Histologie de Ross | o de). Les ost oblastes l'int rieur de la matrice osseuse se s parent de plus en plus les uns des autres au fur et mesure que la matrice est produite, mais ils restent attach s par de minces processus cytoplasmiques. En raison de la teneur abondante en collag ne, la matrice osseuse appara t plus dense que le m senchyme environnant, dans lequel les espaces intercellulaires ne r v lent que de d licates fibres de tissu conjonctif. DOSSIER 8.3 Corr lation clinique : facteurs nutritionnels dans la formation osseuse Les facteurs nutritionnels et hormonaux affectent le degr de min ralisation osseuse. Une carence en calcium pendant la croissance provoque le rachitisme, une condition dans laquelle la matrice osseuse ne se calcifie pas normalement. Le rachitisme peut tre caus par des quantit s insuffisantes de calcium alimentaire ou une quantit insuffisante de vitamine D (une prohormone st ro de), qui est n cessaire l'absorption du calcium par les intestins. Une radiographie de l'enfant atteint de rachitisme avanc pr sente des sympt mes radiologiques classiques : membres inf rieurs arqu s (courbe vers l'ext rieur des os longs de la jambe et des cuisses) et une poitrine et un cr ne d form s (ayant souvent un aspect carr distinctif). Si le rachitisme n'est pas trait pendant que les enfants sont encore en croissance, les d formations squelettiques et la petite taille peuvent tre permanentes. Chez l'adulte, la m me carence nutritionnelle ou vitaminique entra ne l'ost omalacie. Bien que le rachitisme et l'ost omalacie ne soient plus des probl mes de sant majeurs dans les populations o la nutrition est ad quate, ils comptent parmi les maladies infantiles les plus fr quentes dans de nombreux pays en d veloppement. En plus de son influence sur l'absorption intestinale du calcium, la vitamine D est galement n cessaire la calcification normale. D'autres vitamines connues pour affecter les os sont les vitamines A et C. La carence en vitamine A supprime la croissance endochondrale des os ; L'exc s de vitamine A entra ne une fragilit et des fractures ult rieures des os longs. La vitamine C est essentielle la synth se du collag ne, et sa carence entra ne le scorbut. La matrice produite dans le scorbut n'est pas calcitrable. Une autre forme de min ralisation osseuse insuffisante souvent observ e chez les femmes m nopaus es est l'ost oporose (voir le dossier 8.2). FIGURE 8.16 Coupe de la mandibule se d veloppant par le processus d'ossification intramembraneuse. Cette photomicrographie montre une coupe d'une mandibule en d veloppement color e l'H&E. ce stade relativement pr coce du d veloppement, la mandibule est constitu e de spicules osseux de tailles et de formes diverses. Les spicules osseux s'interconnectent les uns aux autres et forment des trab cules, fournissant la forme g n rale de l'os en d veloppement (aucun mod le cartilagineux n'est pr sent). Les nombreux ost oblastes responsables de cette r gion croissante de spicules sont visibles la surface de l'os nouvellement d pos . La partie calcifi e la plus ancienne des spicules contient des ost ocytes entour s d'une matrice osseuse. Dans la partie droite de la figure, adjacente aux spicules osseux, le tissu conjonctif est tr s cellulaire et se d veloppe jusqu'au p rioste pr coce. 250. La matrice osseuse nouvellement form e appara t dans les coupes histologiques sous la forme de petits spicules et de trab cules de forme irr guli re. Avec le temps, la matrice se calcifie et les processus cytoplasmiques interconnect s des cellules formant l'os, maintenant appel s ost ocytes, sont contenus dans les canalicules. Parall lement, une plus grande partie des cellules m senchymateuses environnantes dans la membrane prolif rent, donnant naissance une population de cellules ost oprog nitrices. Certaines des cellules ost oprog nitrices entrent en apposition avec les spicules initialement form s, deviennent des ost oblastes et ajoutent plus de matrice. Par ce processus, appel croissance appositionnelle, les spicules s'agrandissent et se rejoignent en un r seau trab culaire avec la forme g n rale de l'os en d veloppement. Gr ce une activit mitotique continue, les cellules ost oprog nitrices maintiennent leur nombre et fournissent ainsi une source constante d'ost oblastes pour la croissance des spicules osseux. Les nouveaux ost oblastes, leur tour, d posent la matrice osseuse en couches successives, donnant naissance l'os tiss . Cet os immature, dont il est question la page 223, est caract ris l'int rieur par des espaces interconnect s occup s par le tissu conjonctif et les vaisseaux sanguins. Le tissu osseux form par le processus qui vient d' tre d crit est appel os membranaire ou os intramembraneux. L'ossification endochondrale commence galement par la prolif ration et l'agr gation des cellules m senchymateuses sur le site du futur os. Sous l'influence de diff rents facteurs de croissance fibroblastiques (FGF) et de prot ines morphog |
Histologie de Ross | niques osseuses (voir page 219), les cellules m senchymateuses expriment initialement le collag ne de type II et se diff rencient en chondroblastes qui, leur tour, produisent une matrice cartilagineuse. Initialement, un mod le de cartilage hyalin avec la forme g n rale de l'os est form . Une fois tabli, le mod le cartilagineux (une version miniature du futur os d finitif) se d veloppe par croissance interstitielle et appositionnelle (planche 13, page 248). L'augmentation de la longueur du mod le cartilagineux est attribu e la croissance interstitielle. L'augmentation de sa largeur est en grande partie le r sultat de l'ajout de matrice cartilagineuse produite par de nouveaux chondrocytes qui se diff rencient de la couche chondrog nique du p richondre entourant la masse cartilagineuse. Les illustrations 1 de la figure 8.17 montrent un mod le pr coce de cartilage. Le premier signe d'ossification est l'apparition d'une coiffe osseuse autour du mod le cartilagineux. ce stade, les cellules p richondriales de la r gion m diane du mod le cartilagineux ne donnent plus naissance aux chondrocytes. Au lieu de cela, des cellules osseuses ou ost oblastes sont produits. Ainsi, le tissu conjonctif entourant cette partie du cartilage n'est plus fonctionnellement un p richondre ; c'est plut t en raison de son r le modifi qu'on l'appelle maintenant p rioste. De plus, comme les cellules de cette couche se diff rencient en ost oblastes, une couche ost og nique peut maintenant tre identifi e dans le p rioste. En raison de ces changements, une couche d'os se forme autour du mod le cartilagineux (planche 13, page 248). Cet os peut tre class soit comme os p riost , en raison de son emplacement, soit comme os intramembraneux, en raison de son mode de d veloppement. Dans le cas d'un os long, une coiffe distincte de l'os p riost , le collier osseux, est tablie autour du mod le cartilagineux dans la partie diaphysaire de l'os en d veloppement. Le collier osseux est illustr sur l'illustration 2 de la figure 8.17. Avec l' tablissement du collier osseux p riost , les chondrocytes de la r gion m diane du mod le cartilagineux deviennent hypertrophiques. Au fur et mesure que les chondrocytes s'agrandissent, leur matrice cartilagineuse environnante se r sorbe, formant de fines plaques cartilagineuses irr guli res entre les cellules hypertrophiques. Les cellules hypertrophiques commencent synth tiser la phosphatase alcaline ; En m me temps, la matrice cartilagineuse environnante subit une calcification (voir illustration 3 de la Fig. 8.17). La calcification de la matrice cartilagineuse ne doit pas tre confondue avec la min ralisation qui se produit dans le tissu osseux. FIGURE 8.17 Sch ma de principe du d veloppement de l'os long. Les illustrations 1 10 repr sentent des coupes longitudinales travers l'os long. Le processus commence par la formation d'un mod le cartilagineux (1) ; ensuite, un collier osseux p riost (p richondrial) se forme autour de la diaphyse (diaphyse) du mod le cartilagineux (2) ; Ensuite, la matrice cartilagineuse de la tige commence se calcifier (3). Les vaisseaux sanguins et les cellules du tissu conjonctif rodent et envahissent ensuite le cartilage calcifi (4), cr ant une cavit primitive de la moelle dans laquelle des spicules restants de cartilage calcifi restent aux deux extr mit s de la cavit . Au fur et mesure qu'un centre primaire d'ossification se d veloppe, l'os endochondral se forme sur des spicules de cartilage calcifi . L'os situ aux extr mit s de la cavit moelle en d veloppement constitue la m taphysique. L'os p riost continue de se former (5) ; L'os p riost est form la suite d'une ossification intramembraneuse. Il peut tre reconnu histologiquement car il ne s'accompagne pas d'une rosion cartilagineuse locale, ni de l'os d pos sur des spicules de cartilage calcifi . Les vaisseaux sanguins et les cellules p rivasculaires envahissent le cartilage piphysaire proximal (6), et un centre secondaire d'ossification est tabli dans l' piphyse proximale (7). Un centre d'ossification piphysaire (secondaire) similaire se forme l'extr mit distale de l'os (8), et un cartilage piphysaire se forme ainsi entre chaque piphyse et la diaphyse. Avec la croissance continue de l'os long, le cartilage piphysaire distal dispara t (9), et enfin, avec l'arr t de la croissance, le cartilage piphysaire proximal dispara t (10). La m taphyse devient alors continue avec l' piphyse. Les lignes piphysaires restent l o la plaque piphysaire a exist pour la derni re fois. La matrice cartilagineuse calcifi e inhibe la diffusion des nutriments, provoquant la mort des chondrocytes dans le mod le cartilagineux. Avec la mort des chondrocytes, une grande partie de la matrice se d compose et les lacunes voisines deviennent confluentes, produisant une cavit de plus en plus grande. Pendant que ces v nements se produisent, un ou plusieurs vaisseaux sanguins se d veloppent travers le min |
Histologie de Ross | ce collier osseux diaphysaire pour vasculariser la cavit (voir illustration 4 de la Fig. 8.17). Les cellules souches m senchymateuses migrent dans la cavit le long des vaisseaux sanguins en croissance. Les cellules souches m senchymateuses r sidant dans le p rioste en d veloppement migrent le long des vaisseaux sanguins p n trants et se diff rencient en cellules ost oprog nitrices dans la cavit de la moelle osseuse. Les cellules souches h mopo tiques (CSH) acc dent galement la cavit via le nouveau syst me vasculaire, quittant la circulation pour donner naissance la moelle comprenant toutes les lign es de cellules sanguines. Au fur et mesure que le cartilage calcifi se d compose et est partiellement limin , une partie reste sous forme de spicules irr guliers. Lorsque les cellules ost oprog nitrices viennent en apposition sur les spicules cartilagineux calcifi s restants, elles deviennent des ost oblastes et commencent d poser une matrice osseuse (ost o de) sur la charpente du spicule. Ainsi, l'os form de cette mani re peut tre d crit comme de l'os endochondral. Ce premier site o l'os commence se former dans la diaphyse d'un os long est appel le centre d'ossification primaire (voir illustration 5 de la Fig. 8.17). La combinaison de l'os, qui n'est initialement qu'une fine couche, et du cartilage calcifi sous-jacent est d crite comme un spicule mixte. Histologiquement, les spicules mixtes peuvent tre reconnus par leurs caract ristiques de coloration. Le cartilage calcifi a tendance tre basophile, tandis que l'os est nettement osinophile. Avec la coloration Mallory, l'os se tache d'un bleu profond et le cartilage calcifi se tache en bleu clair (Fig. 8.18). De plus, le cartilage calcifi ne contient plus de cellules, tandis que l'os nouvellement produit peut r v ler des ost ocytes dans la matrice osseuse. Ces spicules persistent pendant une courte p riode avant que le composant cartilagineux calcifi ne soit limin . Le composant osseux restant du spicule peut continuer cro tre par appositionnement, devenant ainsi plus grand et plus fort, ou il peut subir une r sorption mesure que de nouveaux spicules se forment. Croissance de l'os endochondral La croissance osseuse endochondrale commence au deuxi me trimestre de la vie f tale et se poursuit jusqu'au d but de l' ge adulte. Les v nements d crits pr c demment repr sentent le stade pr coce de la formation de l'os endochondral qui se produit chez le f tus, partir de la douzi me semaine de gestation environ. Le processus de croissance continu qui dure jusqu'au d but de l' ge adulte est d crit dans la section suivante. La croissance de la longueur des os longs d pend de la pr sence de cartilage piphysaire. Au fur et mesure que la cavit de la moelle diaphysaire s'agrandit (voir illustration 6 de la Fig. 8.17), une zone distincte peut tre reconnue dans le cartilage aux deux extr mit s de la cavit . Ce cartilage restant, appel cartilage piphysaire, pr sente des FIGURE 8.18 Photomicrographie d'un spicule osseux mixte form lors de la formation de l'os endochondral. Dans cette coupe color e MalloryAzan, de l'os a t d pos sur des spicules cartilagineux calcifi s. Au centre de la photomicrographie, les spicules ont d j pouss pour cr er une trab cule anastomos e. La trab cule initiale contient encore des restes de cartilage calcifi , comme le montre la coloration bleu clair de la matrice calcifi e par rapport la coloration bleu fonc de l'os. Dans la partie sup rieure du spicule, notez un ost oclaste solitaire (fl che) align pr s de la surface du spicule, o le remodelage est sur le point d' tre initi . 275. comme illustr la figure 8.19 et la planche 14, page 250. Au cours de la formation de l'os endochondral, le cartilage avasculaire est progressivement remplac par du tissu osseux vascularis . Ce remplacement est initi par le facteur de croissance de l'endoth lium vasculaire (VEGF) et s'accompagne de l'expression de g nes responsables de la production de collag ne de type X et de m talloprot ases matricielles (enzymes responsables de la d gradation de la matrice cartilagineuse). Les zones du cartilage piphysaire, en commen ant par la zone la plus distale par rapport au centre diaphysaire d'ossification et en allant vers ce centre, sont les suivantes. La zone de r serve cartilagineuse ne pr sente pas de prolif ration cellulaire ni de production de matrice active. La zone de prolif ration est adjacente la zone de conservation du cartilage dans le sens de la diaphyse. Dans cette zone de r serve cartilagineuse, zone de prolif ration, zone d'hypertrophie, zone de cartilage calcifi , zone de r sorption, ost oclaste, vaisseaux sanguins, ost oblastes FIGURE 8.19 Coupe longitudinale travers l'extr mit distale d'un os m tatarsien d'un nourrisson de 2 mois. Le centre d'ossification piphysaire (secondaire) est bien form . La formation osseuse a lieu la fois la surface piphysaire et la surface diaph |
Histologie de Ross | ysaire de la plaque piphysaire. La zonation est apparente du c t diaphysaire parce que le taux de croissance y est beaucoup plus grand que le centre d'ossification piphysaire. Parce que les deux centres sont actifs, la zone de r serve de cartilage est relativement troite. H&E 280. (R imprim avec la permission de Kelly DE, Wood RL, Enders AC. Bailey's Textbook of Microscopic Anatomy. Baltimore : Williams & Wilkins, 1978.) zone, les cellules cartilagineuses subissent une division et s'organisent en colonnes distinctes. Ces cellules sont plus grandes que celles de la zone de r serve et produisent activement du collag ne (principalement des types II et XI) et d'autres prot ines de la matrice cartilagineuse. La zone d'hypertrophie contient des cellules cartilagineuses (hypertrophiques) consid rablement largies. Le cytoplasme de ces cellules est clair, reflet du glycog ne qu'elles accumulent normalement (qui est perdu lors de la pr paration des tissus). Les chondrocytes de cette zone restent m taboliquement actifs ; ils continuent s cr ter du collag ne de type I tout en augmentant leur s cr tion de collag ne de type X. Les chondrocytes hypertrophiques s cr tent galement du VEGF, qui initie l'invasion vasculaire. La matrice cartilagineuse est comprim e pour former des bandes lin aires entre les colonnes de cellules cartilagineuses hypertrophi es. Dans la zone du cartilage calcifi , les cellules hypertrophi es commencent d g n rer et la matrice cartilagineuse se calcifie. Le cartilage calcifi sert alors d' chafaudage initial pour le d p t de nouvel os. Les chondrocytes positionn s dans la partie la plus proximale de cette zone subissent une apoptose. La zone de r sorption est la zone la plus proche de la diaphyse. Le cartilage calcifi est ici en contact direct avec le tissu conjonctif de la cavit m dullaire. Dans cette zone, les petits vaisseaux sanguins et le tissu conjonctif qui les accompagne envahissent la r gion pr c demment occup e par les chondrocytes mourants. Ils forment une s rie de fers de lance, laissant le cartilage calcifi sous forme de spicules longitudinaux. En coupe transversale, le cartilage calcifi appara t comme un nid d'abeille en raison de l'absence de cellules cartilagineuses. Les vaisseaux sanguins envahisseurs sont la source des cellules ost oprog nitrices, qui se diff rencient en cellules productrices d'os. Le d p t osseux se produit sur les spicules cartilagineux de la m me mani re que d crit pour la formation du centre d'ossification initial. Au fur et mesure que l'os est d pos sur les spicules calcifi s, le cartilage est r sorb , laissant finalement un os spongieux primaire. Cet os spongieux subit une r organisation par l'activit ost oclastique et l'ajout de nouveau tissu osseux, s'adaptant ainsi la croissance continue et aux contraintes physiques exerc es sur l'os. Peu de temps apr s la naissance, un centre d'ossification secondaire se d veloppe dans l' piphyse proximale. Les cellules cartilagineuses subissent une hypertrophie et d g n rent. Comme dans la diaphyse, une calcification de la matrice se produit, et les vaisseaux sanguins et les cellules ost og niques du p richondre envahissent la r gion, cr ant une nouvelle cavit m dullaire (voir illustration 7 de la figure 8.17). Plus tard, un centre d'ossification piphysaire similaire se forme l'extr mit distale de l'os (voir illustration 8 de la Fig. 8.17). Ce centre est galement consid r comme un centre d'ossification secondaire, bien qu'il se d veloppe plus tard. Avec le d veloppement des centres d'ossification secondaires, le seul cartilage qui reste du mod le original est le cartilage articulaire aux extr mit s de l'os et un disque transversal de cartilage, connu sous le nom de plaque de croissance piphysaire, qui s pare les cavit s piphysaire et diaphysaire (planche 13, page 248). Le cartilage de la plaque de croissance piphysaire est responsable du maintien du processus de croissance. Pour qu'un os conserve les bonnes proportions et sa forme unique, un remodelage externe et interne doit se produire mesure que l'os grandit en longueur. La zone prolif rative de la plaque piphysaire donne naissance au cartilage sur lequel l'os est ensuite d pos . En examinant le processus de croissance, il est important de r aliser ce qui suit : L' paisseur de la plaque piphysaire reste relativement constante pendant la croissance. La quantit de nouveau cartilage produite (zone de prolif ration) est gale la quantit r sorb e (zone de r sorption). Le cartilage r sorb est, bien s r, remplac par de l'os spongieux. L'allongement r el de l'os se produit lorsqu'une nouvelle matrice cartilagineuse est produite au niveau de la plaque piphysaire. La production d'une nouvelle matrice cartilagineuse loigne l' piphyse de la diaphyse, allongeant ainsi l'os. Les v nements qui suivent cette croissance incr mentielle, savoir l'hypertrophie, la calcification, la r sorption et l'ossification, impliquent simplem |
Histologie de Ross | ent le m canisme par lequel le cartilage nouvellement form est remplac par du tissu osseux au cours du d veloppement. La largeur ou le diam tre de l'os augmente lorsque la croissance appositionnelle d'un nouvel os se produit entre les lamelles corticales et le p rioste. La cavit m dullaire s' largit alors par r sorption de l'os sur la surface endost ale du cortex de l'os. Au fur et mesure que les os s'allongent, un remodelage est n cessaire. Il se compose d'une piphyse pr f rentielle qui s' largit par la croissance de l' piphyse. FIGURE 8.20 Sch ma du remodelage externe d'un os long. Ce sch ma montre deux p riodes au cours de la croissance de l'os. Le profil osseux plus jeune (avant remodelage) est montr droite ; l'ancien (apr s r novation), gauche. Sur le c t gauche de la figure se superpose la forme de l'os (moiti gauche seulement) telle qu'elle apparaissait auparavant. L'os est maintenant plus long, mais il a conserv sa forme g n rale. Pour cro tre en longueur et conserver la forme g n rale de l'os particulier, la r sorption osseuse se produit sur certaines surfaces et le d p t osseux se produit sur d'autres surfaces, comme indiqu sur le sch ma. (D'apr s Ham AW. J Bone Joint Surg Am 1952;34:701.) r sorption osseuse dans certaines r gions et d p t d'os dans d'autres, comme d crit pr c demment et comme indiqu la figure 8.20. Lorsqu'un individu atteint une croissance maximale, la prolif ration de nouveau cartilage dans la plaque piphysaire prend fin. Lorsque la prolif ration de nouveau cartilage cesse, le cartilage qui a d j t produit dans la plaque piphysaire continue subir les modifications qui conduisent au d p t de nouvel os jusqu' ce que, finalement, il n'y ait plus de cartilage restant. ce stade, les cavit s m dullaires piphysaires et diaphysaires deviennent confluentes. L' limination de la plaque piphysaire est appel e fermeture piphysaire. Dans l'illustration 9 de la figure 8.17, le cartilage piphysaire inf rieur n'est plus pr sent ; Dans l'illustration 10, les deux cartilages piphysaires ont disparu. La croissance est maintenant termin e et le seul cartilage restant se trouve sur les surfaces articulaires de l'os. Les traces de l'emplacement de la plaque piphysaire sont refl t es par une ligne piphysaire constitu e de tissu osseux (voir Fig. 8.2). D veloppement du syst me ost onal (Haversien) Les ost ons se d veloppent g n ralement dans l'os compact pr existant. L'os compact peut prendre plusieurs formes diff rentes. Un os compact peut tre form partir de l'os spongieux f tal par d p t continu d'os sur les spicules osseux spongieux ; il peut tre d pos directement sous forme d'os compact adulte (p. ex., les lamelles circonf rentielles d'un os adulte) ; Ou il peut s'agir d'un os compact plus ancien compos d'ost ons et de lamelles interstitielles. Le processus de formation de nouveaux ost ons est appel remodelage interne. Au cours du d veloppement de nouveaux ost ons, les ost oclastes ont creus un tunnel, la cavit de r sorption, travers l'os compact. La formation de nouveaux ost ons dans l'os compact implique d'abord la cr ation d'un espace en forme de tunnel, la cavit de r sorption, par l'activit des ost oclastes. Cette cavit de r sorption aura les dimensions du nouvel ost on. Lorsque les ost oclastes ont produit un tunnel cylindrique de taille appropri e par r sorption de l'os compact, les vaisseaux sanguins et le tissu conjonctif environnant occupent le tunnel. Au fur et mesure que le tunnel est occup , de nouveaux d p ts osseux sur sa paroi commencent presque imm diatement. Ces deux aspects de l'activit cellulaire, savoir l'ost oclaste r sorption et synth se d'ost oblastes constituent une unit de remodelage osseux. Une unit de remodelage osseux se compose de deux parties distinctes : un c ne de coupe qui avance ( galement appel canal de r sorption) et un c ne de fermeture (Fig. 8.21). L'extr mit du c ne de coupe est constitu e d'ost oclastes en progression, suivis de pr s par une boucle capillaire et des p ricytes en progression. Il FIGURE 8.21 Sch ma d'une unit de remodelage osseux. Une unit de remodelage osseux se compose d'un c ne de coupe qui avance et d'un c ne de fermeture. Le c ne de coupe form par les ost oclastes est responsable du per age du tunnel ou de la cavit de r sorption travers l'os compact. Son action est initi e au sein du canal haversien gauche du sch ma (dans la zone correspondant la section a). Le c ne de coupe se d place le long du canal Haversien, dans la direction indiqu e par la fl che, jusqu' la zone correspondant la section d. La section d montre la section transversale travers le c ne de coupe. La cavit de r sorption est le site o se forme le futur ost on par l'action du c ne de fermeture, qui est constitu d'ost oblastes. Ces cellules commencent d poser l'ost o de sur les parois du canal en lamelles successives. La formation progressive du nouvel os remplit la cavit de r so |
Histologie de Ross | rption. Notez le d p t de l'ost o de en profondeur dans les ost oblastes observ dans les sections b et c. Au fur et mesure que des lamelles osseuses successives se d posent, le canal atteint finalement le diam tre relativement troit du canal haversien mature, comme celui montr dans la section a. La ligne d'inversion de croissance qui appara t aux limites ext rieures d'un ost on nouvellement form repr sente une fronti re entre l'activit de r sorption du c ne de coupe et la matrice osseuse non remodel e par cette activit . Contient galement de nombreuses cellules en division qui donnent naissance des ost oblastes, des p ricytes suppl mentaires et des cellules endoth liales. (Rappelez-vous que les ost oclastes sont d riv s de cellules prog nitrices h mopo tiques mononucl aires.) Les ost oclastes forent un canal d'environ 200 min de diam tre. Ce canal tablit le diam tre du futur syst me ost onal (Haversien). Le c ne de coupe ne constitue qu'une petite fraction de la longueur de l'unit de remodelage osseux ; Ainsi, on le voit beaucoup moins fr quemment que le c ne qui se referme. Une fois le diam tre du futur syst me haversien tabli, les ost oblastes commencent remplir le canal en d posant la matrice organique de l'os (ost o de) sur ses parois en lamelles successives. Avec le temps, la matrice osseuse de chacune des lamelles se min ralise. Au fur et mesure que les lamelles successives de l'os se d posent, de la p riph rie vers l'int rieur, le canal finit par atteindre le diam tre relativement troit du canal ost onal adulte. L'os adulte compact contient des syst mes haversiens d' ge et de taille variables. L'examen microradiographique d'une section d'os au sol r v le que les syst mes haversiens plus jeunes sont moins compl tement min ralis s que les syst mes plus anciens (Fig. 8.22). Ils subissent une min ralisation secondaire progressive qui se poursuit (jusqu' un certain point) m me apr s que l'ost on ait t compl tement form . La figure 8.22 illustre galement le remodelage interne dynamique de l'os compact. Chez l'adulte, le d p t quilibre la r sorption. Chez les personnes g es, la r sorption d passe souvent le d p t. Si ce d s quilibre devient excessif, l'ost oporose se d veloppe (voir dossier 8.2). La min ralisation biologique est un v nement extracellulaire r gul par les cellules. La min ralisation se produit dans la matrice extracellulaire de l'os, du cartilage et dans la dentine, le c ment et l' mail des dents. Les matrices de toutes ces structures, l'exception de l' mail, contiennent des fibrilles de collag ne et une substance broy e. La min ralisation est initi e en m me temps dans les fibrilles de collag ne et dans la substance fondamentale qui les entoure. Dans l' mail, la min ralisation se produit au sein de la matrice extracellulaire s cr t e par l'organe de l' mail. Malgr l'emplacement extracellulaire de la min ralisation biologique et le fait que les facteurs physicochimiques sont la base du processus, la min ralisation biologique est un v nement r gul par les cellules. La min ralisation implique la s cr tion de v sicules matricielles dans la matrice osseuse. Dans les endroits o la min ralisation de l'os, du cartilage, de la dentine et du c ment est initi e, la concentration locale d'ions Ca2 et PO4 dans la matrice doit d passer le seuil normal. Plusieurs v nements sont responsables de cette min ralisation : La liaison du Ca2 extracellulaire par l'ost ocalcine et d'autres sialoprot ines cr e une forte concentration locale de cet ion. La forte concentration de Ca2 stimule les ost oblastes s cr ter de la phosphatase alcaline (ALP), ce qui augmente la concentration locale d'ions PO4. Le concentr haute PO4 o la min ralisation sera initi e. FIGURE 8.22 Microradiographie de la coupe transversale d'un os. Cette coupe transversale de 200 m d' paisseur provenant d'un m le de 19 ans en bonne sant montre diff rents degr s de min ralisation dans diff rents ost ons. L'os compact mature remplace activement l'os immature, qui est visible sur la surface p riost e (sup rieure). Le degr de min ralisation est refl t par l'ombre de la lumi re et de l'obscurit dans la microradiographie. Ainsi, les zones tr s claires repr sentent le tissu fortement min ralis qui d vie les rayons X et les emp che de frapper le film photographique. l'inverse, les zones sombres contiennent moins de min raux et, par cons quent, sont moins efficaces pour d vier les rayons X. Notez que les lamelles interstitielles (l'os le plus ancien) sont tr s claires, tandis que certains des ost ons sont tr s fonc s (ce sont les plus r cemment form s). Les canaux haversiens apparaissent noirs, car ils ne repr sentent que des tissus mous. 157. (Avec l'aimable autorisation de la Dre Jenifer Jowsey.) ce stade de forte concentration extracellulaire en Ca2 et PO4, les ost oblastes lib rent de petites v sicules matricielles (50 200 nm) dans la matrice osseuse par exocytose. Les v sicules matricielles |
Histologie de Ross | contiennent de l'ALP et de la pyrophosphatase qui clivent les ions PO 4 des autres mol cules de la matrice. Les v sicules matricielles qui accumulent le Ca2 et clivent les ions PO4 provoquent une augmentation du point iso lectrique local, ce qui entra ne la cristallisation du CaPO4 dans les v sicules matricielles environnantes. Les cristaux de CaPO4 initient la min ralisation matricielle par la formation et le d p t de cristaux d'hydroxyapatite [Ca10(PO4)6(OH)2] dans la matrice entourant les ost oblastes. Les v sicules matricielles d riv es des ost oblastes sont les facteurs essentiels dans le contr le du site initial de d p t min ral dans l'ost o de. Une fois que les premiers cristaux d'hydroxyapatite ont pr cipit , ils se d veloppent rapidement par accr tion jusqu' ce qu'ils rejoignent les cristaux voisins produits autour d'autres v sicules matricielles. De cette fa on, une vague de min ralisation balaie l'ost o de. Les autres cellules qui produisent l'ost o de sont les am loblastes et les odontoblastes des dents en d veloppement. L'os sert de r servoir de calcium corporel. Le maintien d'un taux normal de calcium dans le sang est essentiel la sant et la vie. Le calcium peut tre d livr de la matrice osseuse au sang si les taux sanguins circulants de calcium tombent en dessous d'un point critique (la concentration physiologique de calcium chez l'homme varie de 8,9 10,1 mg/dL). l'inverse, l'exc s de calcium sanguin peut tre limin du sang et stock dans les os. Ces processus sont r gul s par l'hormone parathyro dienne (PTH), s cr t e par la glande parathyro de, et la calcitonine, s cr t e par les cellules parafolliculaires de la glande thyro de (voir dossier 8.4). La PTH agit sur l'os pour augmenter le taux de calcium sanguin bas la normale. La calcitonine agit pour abaisser les taux lev s de calcium dans le sang la normale. La PTH agit en stimulant la fois les ost ocytes et les ost oclastes pour r sorber l'os, permettant la lib ration de calcium dans le sang. Comme d crit pr c demment (voir page 227), la r sorption de l'os par les ost ocytes constitue l'ost olyse ost ocytaire. La PTH r duit galement l'excr tion de calcium par les reins et stimule l'absorption du calcium par l'intestin gr le. La PTH agit en outre pour maintenir l'hom ostasie en stimulant le rein excr ter l'exc s de phosphate produit par la r sorption osseuse. La calcitonine inhibe la r sorption osseuse, en inhibant sp cifiquement les effets de la PTH sur les ost oclastes. Le concept classique de l'action de la PTH li la r gulation des taux de calcium s rique et la r sorption osseuse est plus complexe. Depuis un certain temps, on sait que la PTH peut galement stimuler la formation osseuse. En d'autres termes, il a une action anabolique (augmente la formation osseuse) contrairement son action catabolique pour provoquer une r sorption osseuse. En fait, des essais cliniques dans lesquels l'hormone PTH a t administr e des femmes m nopaus es atteintes d'ost oporose ont montr une augmentation significative de la formation osseuse et de la densit min rale osseuse. Une augmentation de la quantit d'os spongieux (trab culaire) due au traitement par PTH a t observ e dans l'ilium, les corps vert braux et les diaphyses des os radiaux et f moraux (voir le dossier 8.2). Les m canismes possibles derri re cette action anabolique contre-intuitive de la PTH sont largement inconnus. On suppose que l'activation de diff rents g nes r gul s par la PTH pourrait tre responsable de chacun des effets contrast s de l'hormone. L'os peut se r parer apr s une blessure. La r ponse initiale une fracture est similaire la r ponse toute blessure qui produit une destruction tissulaire et une h morragie. Les neutrophiles sont les premi res cellules arriver sur les lieux, suivis des macrophages qui commencent nettoyer le site de la l sion. Les fibroblastes et les capillaires prolif rent ensuite et se d veloppent sur le site de la blessure. Un nouveau tissu conjonctif l che, le tissu de granulation, se forme, et mesure que ce tissu devient plus dense, du cartilage se forme dans certaines parties de celui-ci. Les fibroblastes et les cellules p riost es participent cette phase du processus de gu rison. Le tissu conjonctif dense et le cartilage nouvellement form se d veloppent, recouvrant l'os au site de la fracture et produisant un cal mou (Fig. 8.23). Une callosit se formera, que les parties fractur es de l'os soient ou non en apposition imm diate l'une l'autre. Le cal aide stabiliser et lier l'os fractur . DOSSIER 8.4 Consid rations fonctionnelles : r gulation hormonale de la croissance osseuse Les hormones autres que la PTH et la calcitonine ont des effets majeurs sur la croissance osseuse. L'une de ces hormones est l'hormone de croissance hypophysaire (GH, somatotropine). Cette hormone stimule la croissance en g n ral et, en particulier, la croissance du cartilage piphysaire et des os. Il agit directem |
Histologie de Ross | ent sur les cellules ost oprog nitrices, en les stimulant se diviser et se diff rencier. Les chondrocytes dans les plaques de croissance piphysaires sont r gul s par le facteur de croissance analogue l'insuline I (IGF-I), qui est principalement produit par le foie en r ponse la GH. En plus de l'IGF-I, l'insuline et les hormones thyro diennes stimulent galement l'activit des chondrocytes. Une s cr tion excessive dans l'enfance, caus e par un d faut du m canisme r gulant la s cr tion de GH ou une tumeur s cr tant de la GH dans la glande pituitaire, conduit au gigantisme, une augmentation anormale de la longueur des os. L'absence ou l'hy-pos cr tion de GH dans l'enfance entra ne un chec de la croissance des os longs, entra nant un nanisme hypophysaire. L'absence ou l'hypos cr tion s v re d'hormones thyro diennes au cours du d veloppement et de la petite enfance entra ne un chec de la croissance osseuse et le nanisme, une condition connue sous le nom d'hypothyro die cong nitale. Lorsqu'une s cr tion excessive de GH se produit chez un adulte, les os ne grandissent pas en longueur en raison de la fermeture de l' piphy-scelle. Au lieu de cela, un paississement anormal et une prolif ration s lective des mains, des pieds, de la mandibule, du nez et des os intram m-braneux du cr ne se produisent. Cette affection, connue sous le nom d'acrom galie, est caus e par une activit accrue des ost oblastes sur les surfaces osseuses. FIGURE 8.23 Photomicrographie d'un os long fractur en cours de r paration. un. Cette photomicrographie faible grossissement d'une fracture osseuse vieille de 3 semaines, color e l'H&E, montre des parties de l'os s par es les unes des autres par le cal fibrocartilagineux. ce stade, le cartilage subit une ossification endochondrale. De plus, les ost oblastes du p rioste sont impliqu s dans la s cr tion d'une nouvelle matrice osseuse sur la surface externe du dur. droite de la microphotographie, le cal fibrocartilagineux est recouvert par le p rioste, qui sert galement de site d'attache au muscle squelettique. 35. b. Un grossissement plus lev de la callosit partir de la zone indiqu e par le rectangle sup rieur dans le panneau a montre des ost oblastes tapissant les trab cules osseuses. La majeure partie de la matrice fibreuse et cartilagineuse d'origine ce site a t remplac e par de l'os. L'os pr coce se d pose sous la forme d'un os immature, qui est ensuite remplac par un os compact mature. 300. c. Grossissement plus lev de la callosit partir de la zone indiqu e par le rectangle inf rieur dans le panneau a. Un fragment d'os ancien arrach du site de la fracture par le p rioste est maintenant adjacent au cartilage. Il sera limin par l'activit des ost oclastes. Le cartilage va se calcifier et tre remplac par de nouveaux spicules osseux comme on le voit sur le panneau b. 300. Pendant la formation du durillon, les cellules ost oprog nitrices du p rioste se divisent et se diff rencient en ost oblastes. Les ost oblastes nouvellement form s commencent d poser de nouvel os sur la surface externe de l'os une certaine distance de la fracture. Cette nouvelle formation osseuse progresse vers le site de la fracture jusqu' ce qu'un nouvel os forme une gaine osseuse sur le cal fibrocartilagineux. Les bourgeons ost og niques du nouvel os envahissent le cal et commencent d poser de nouvel os dans le durillon, rempla ant progressivement le cal fibreux et cartilagineux d'origine par un cal osseux. Le cartilage du cal d'origine se calcifie et est remplac par de l'os comme dans l'ossification endochondrale. La prolif ration et la diff renciation endost ales se produisent galement dans la cavit m dullaire, et l'os m dullaire se d veloppe des deux extr mit s de la fracture vers le centre. Lorsque cet os s'unit, l'union osseuse de l'os fractur produite par les ost oblastes d riv s la fois du p rioste et de l'endost re est constitu e d'os spongieux. Comme dans la formation osseuse normale, l'os spongieux est progressivement remplac par un os compact. Pendant que l'os compact se forme, le cal osseux est limin par l'action des ost oclastes, et un remodelage progressif redonne l'os sa forme initiale. Chez les personnes en bonne sant , ce processus prend g n ralement de 6 12 semaines, selon la gravit de la fracture et l'os particulier qui est cass . La mise en place de l'os (c'est- -dire la r approximation de la structure normale) et le maintien des pi ces en place par fixation interne (par des goupilles, des vis ou des plaques) ou par une fixation externe (par des pl tres ou par des goupilles et des vis) acc l rent le processus de gu rison et aboutissent g n ralement une restauration structurelle et fonctionnelle sup rieure. PLANCHE 11 Os, section au sol L'os est un tissu conjonctif sp cialis caract ris par une matrice extracellulaire min ralis e. Le phosphate de calcium, sous forme de cristaux d'hydroxyapatite (Ca10(PO4)6OH2), se d pose le long des fi |
Histologie de Ross | brilles de collag ne et dans la substance broy e par le prot oglycane. L'os sert de site de stockage pour le calcium et le phosphate, qui peuvent tre lib r s dans le sang pour maintenir les niveaux hom ostatiques. Les ost ocytes r sident dans les lacunes de la matrice osseuse et tendent les processus cellulaires fins en canalicules qui relient les lacunes, formant ainsi un r seau continu de cellules dans le tissu min ralis . Les os sont des organes du syst me squelettique ; Le tissu osseux est le composant structurel des os. Les sections d'os broy es sont pr par es partir d'os qui n'a pas t fix mais simplement laiss s cher. De fines tranches de l'os s ch sont ensuite coup es la scie et broy es jusqu' ce qu'elles soient minces et permettent de les observer au microscope optique. Les tranches peuvent tre trait es avec de l'encre de Chine pour remplir les espaces qui taient auparavant occup s par de la mati re organique, par exemple des cellules, des vaisseaux sanguins et des matrices non min ralis es. Une m thode plus simple consiste monter l' chantillon de sol sur une lame avec un milieu visqueux qui emprisonne l'air dans certains espaces, comme dans l' chantillon de cette plaque. Ici, une partie des canaux ost onaux et un canal perforant sont remplis avec le support de montage, ce qui les rend translucides au lieu de noirs. Les sp cimens pr par s de cette mani re ont surtout de la valeur pour montrer l'architecture de l'os compact. Os broy , os long, humain, 80. Cette figure r v le une section transversale d'un os long faible grossissement et comprend la face externe ou p riph rique de l'os, identifi e par la pr sence de lamelles circonf rentielles (CL). (La surface externe ou p riost e de l'os n'est pas incluse dans la micrographie.) leur droite se trouvent les ost ons (O) ou syst mes Haversiens qui apparaissent sous forme de profils circulaires. Entre les ost ons se trouvent des lamelles interstitielles (IL), les restes d'ost ons pr c demment existants. Les ost ons sont essentiellement des structures cylindriques. Dans la diaphyse d'un os long, les axes longs des ost ons sont orient s parall lement l'axe long de l'os. Ainsi, une coupe transversale travers la diaphyse d'un os long r v lerait les ost ons en coupe transversale, comme sur cette figure. Au centre de chaque ost on se trouve un canal ost onal (Haversien) (HC) qui contient des vaisseaux sanguins, du tissu conjonctif et des cellules tapissant la surface du mat riau osseux. Parce que la mati re organique n'est pas retenue dans les sections du sol, les canaux haversiens et autres espaces appara tront noirs, comme ils le font ici, s'ils sont remplis d'encre de Chine ou d'air. Couches concentriques de substance min ralis e, les lamelles concentriques, PLANCHE 11 OS, SECTION BROY E Os ost onien broy , os long, humain, 300 . Cette figure montre une micrographie fort grossissement de l'ost on marqu partir de la figure sup rieure. Il comprend certaines des lamelles interstitielles (IL) qui sont maintenant visibles au bas de la micrographie (la micrographie a t r orient e). Notez que les lacunes (L) et les profils fins et filiformes qui entourent le canal haversien et ressemblent peu pr s aux anneaux de croissance d'un arbre. Le canal est galement entour d'arrangements concentriques de lacunes. Celles-ci apparaissent sous la forme de petites structures sombres et allong es. Pendant la p riode de croissance osseuse et pendant la vie adulte, il y a un remodelage interne constant de l'os. Cela implique la destruction des ost ons et la formation de nouveaux ost os. La d gradation d'un ost on n'est g n ralement pas compl te ; Cependant, une partie de l'ost on peut rester intacte. De plus, des parties des ost ons adjacents peuvent galement tre partiellement d truites. L'espace cr par le processus de d gradation est r occup par un nouvel ost on. Les restes des ost ons pr c demment existants deviennent les lamelles interstitielles. Les vaisseaux sanguins atteignent les canaux haversiens partir de la moelle travers d'autres tunnels appel s canaux perforants (canaux de Volkmann). Dans certains cas, comme ici, les canaux de Volkmann voyagent d'un canal haversien un autre. Les canaux de Volkmann se distinguent des canaux haversiens en ce qu'ils traversent des lamelles, tandis que les canaux haversiens sont entour s d'anneaux concentriques de lamelles. les lacunes. Ces profils filiformes repr sentent les canalicules, des espaces l'int rieur de la matrice osseuse qui contenaient les processus cytoplasmiques de l'ost ocyte. Les canalicules de chaque lacune communiquent avec les canalicules des lacunes voisines pour former un syst me de canaux tridimensionnels dans tout l'os. Os broy , os long, humain, 400 . Dans un grossissement encore plus lev , les lamelles circonf rentielles se trouvent autour de la tige de l'os long la surface externe et interne de l'os. Les ost oblastes qui contribuent la formation |
Histologie de Ross | de lamelles circonf rentielles ces sites proviennent respectivement du p rioste et de l'endosteum, tandis que les ost ons sont construits partir d'ost oblastes dans le canal du syst me havantien en d veloppement. Cette figure r v le non seulement les canalicules mais aussi les lamelles de l'os. Ces derniers sont peine d finis par les faibles lignes (fl ches) qui s' tendent sur la micrographie. Les fibres de collag ne dans les lamelles voisines sont orient es dans diff rentes directions. Ce changement d'orientation explique la faible ligne ou l'interface entre les lamelles adjacentes. KEY CL, lamelles circonf rentielles HC, canal de Haversian IL, lamelles interstitielles L, lacune VC, fl che du canal de Volkmann, limite lamellaire PLANCHE 11 OS, SECTION AU SOL VCVCILILHCHCCLCLOO CL HC IL ILILIL VC LL LL LL HCHCHC HCHCHC L'os repr sente l'un des tissus conjonctifs sp cialis s. Il est caract ris par une matrice extracellulaire min ralis e. C'est la min ralisation de la matrice qui distingue le tissu osseux des autres tissus conjonctifs et aboutit un tissu extr mement dur capable de fournir soutien et protection au corps. Le min ral est le phosphate de calcium sous forme de cristaux d'hydroxyapatite. En plus de son r le de soutien, l'os fournit galement un site de stockage pour le calcium et le phosphate. Les deux peuvent tre mobilis s partir de la matrice osseuse et absorb s par le sang au besoin pour maintenir des niveaux normaux. La matrice osseuse contient du collag ne de type I et, en petites quantit s, un certain nombre d'autres types de collag ne, c'est- -dire les types V, III, XI et XIII. D'autres prot ines matricielles qui constituent la substance fondamentale de l'os, telles que les macromol cules de prot oglycanes, les glycoprot ines multiadh sives, les facteurs de croissance et les cytokines, sont galement pr sentes. L'os est g n ralement tudi dans les pr parations histologiques en liminant le contenu calcique de l'os (os d calcifi ), ce qui permet de le sectionner comme les autres tissus mous. MICROGRAPHIE D'ORIENTATION : La micrographie d'orientation montre l'extr mit sup rieure d'un hum rus d calcomani d'un nourrisson. L'int rieur de la t te de l'os, l' piphyse (E), est constitu d'un os spongieux spongieux constitu d'un r seau anastomosant de trab cules (T) sous forme de spicules de tissu osseux. La partie externe est constitu e d'une couche dense de tissu osseux appel e os compact (CB). Son paisseur varie dans diff rentes parties de l'os. La diaphyse de cet os, la diaphyse (D), est galement constitu e d'os compact (CB) et l'int rieur, d'os spongieux (SB). La moelle osseuse (BM) se trouve galement dans la tige de l'os (BM), qui ce stade de la vie se pr sente sous la forme de tissu h mopo tique. Enfin, le cartilage est galement un composant de l'os o il est pr sent sous forme de surface articulaire (SA) et de plaque de croissance (GP). Ce dernier est d crit dans une planche ult rieure. ASECBDCBCBSBBMCBTGPAS E CB D CB CB SB BM CB T GP Os compact, os long, humain, H&E, 178. L'aire du rectangle dans la micrographie d'orientation contenant de l'os compact dans l' piphyse est repr sent e ici un grossissement plus lev . La zone de coloration la plus claire est le cartilage (C). Il sert de surface articulaire de l' piphyse. Notez la pr sence de groupes isog nes de chondrocytes (Ch), une caract ristique caract ristique d'un cartilage en croissance. En dessous se trouve le tissu osseux (BT). C'est possible : Os compact, os long, humain, H&E, 135. L'os de la diaphyse l'int rieur du rectangle le plus droite du miocrographe d'oritentation est repr sent ici un grossissement plus lev . La surface externe de l'os est recouverte d'un tissu conjonctif dense appel p rioste (P). Le tissu restant se distingue du cartilage par l'agencement de ses cellules, les ost ocytes (Oc). Les ost ocytes se trouvent l'int rieur la matrice osseuse, mais ne sont g n ralement reconnus que par leurs noyaux. Parce que la matrice osseuse est dispos e en couches (lamelles), l'os pr sente des motifs lin aires ou circulaires qui apparaissent comme des stries. Les espaces irr guliers observ s dans le tissu osseux sont des canaux vasculaires (VC) qui contiennent, en plus des vaisseaux, du tissu formant l'os. La micrographie est un os compact. Les ost ocytes (Oc) sont nouveau reconnus par leurs noyaux dans la matrice osseuse. Une autre caract ristique noter dans cet os en croissance est la pr sence de cellules r sorptrices osseuses appel es ost oclastes (Ocl). Ce sont de grandes cellules multinucl es trouv es aux sites de remodelage de l'os (voir planche 14). Os spongieux, os long, humain, H&E, 135. L'aire du rectangle dans la micrographie d'orientation contenant de l'os spongieux dans l' piphyse est repr sent e ici un grossissement plus lev . Bien que le tissu osseux cet endroit forme une structure tridimensionnelle compos e de trab cules ramifi es, son organisation structu |
Histologie de Ross | relle et ses composants sont les m mes que ceux observ s dans l'os compact. Notez les noyaux ost ocytaires (N). Au fur et mesure que l'os m rit, le tissu osseux se r organise et forme des ost ons (O), qui consistent en un canal vasculaire central et les couches environnantes (lamelles) de la matrice osseuse. Les deux espaces circulaires sont des sites dans lesquels le tissu osseux a t enlev et sera remplac par de nouveaux tissus sous forme d'ost ons. Les espaces entourant l'os spongieux contiennent de la moelle osseuse compos e principalement d'adipocytes. D'autres cellules qui ont la capacit de former de l'os ou du tissu h mopo tique sont galement pr sentes. KEY AS, surface articulaire BM, moelle osseuse BT, tissu osseux C, cartilage CB, os compact Ch, chondrocytes E, piphyse GP, plaque de croissance N, noyaux O, ost ons Oc, ost ocytes Ocl, ost oclastes P, p rioste SB, os spongieux T, trab cules VC, canaux vasculaires La formation de l'os endochondral implique la croissance continue d'un pr curseur du cartilage, qui sert de squelette f tal, et l' limination simultan e du cartilage et son remplacement par du tissu osseux. De plus, au fur et mesure qu'un os se d veloppe, une partie du tissu osseux est retir e pendant que de nouveaux tissus osseux sont d pos s, un processus appel remodelage. Le remodelage qui modifie la forme de l'os est appel remodelage externe ; ce qui ne modifie pas la forme de l'os, comme dans la formation des syst mes haversiens, est appel remodelage interne. Deux types de cellules sp cialis es sont identifi s avec le processus de croissance et de remodelage osseux. L'ost oblaste est engag dans la formation de l'os. Bien que l'ablation de l'os ne soit pas aussi bien d crite que sa formation, il a t tabli que les cellules multinucl es, appel es ost o-clastes, sont impliqu es dans l'ablation de l'os. Les ost ocytes peuvent galement modifier et r sorber les os dans leur voisinage imm diat. Le processus est appel ost olyse os-t ocytaire. Il est important dans l'hom ostasie calcique, c'est- -dire le maintien de concentrations normales de calcium dans le sang. Os en d veloppement, os court, singe, H&E 240. Les premi res tapes de la formation de l'os endochondral sont illustr es sur cette figure. La structure que l'on voit ici est le mod le cartilagineux de l'os sur le point d' tre form . Les tapes de la formation osseuse sont 1. Les cellules cartilagineuses (C) au centre du mod le cartilagineux deviennent hypertrophiques (HC). 2. La matrice du cartilage se calcifie (CM). (La matrice calcifi e se colore intens ment l'h matoxyline et appara t comme le mat riau de la matrice condens e plus fonc e entre les cellules cartilagineuses largies.) Os en d veloppement, f tus, humain, H&E 60. L'os de cette figure montre des v nements ult rieurs et une continuation des v nements ant rieurs qui viennent d' tre d crits. Un bourgeon vasculaire (non illustr ) et les cellules p rivasculaires qui l'accompagnent du p rioste ont envahi la tige du mod le cartilagineux, entra nant la formation d'une cavit (Cav). Un examen un grossissement plus lev r v lerait que la cavit contient des cellules graisseuses, du tissu h matopo tique (le composant de coloration bleu fonc ) et d'autres l ments du tissu conjonctif. Alors que les nouvelles tapes de la formation osseuse se produisent, les tapes pr c dentes se poursuivent : 1. Les cellules cartilagineuses (C) prolif rent au niveau des piphyses. Ils sont responsables de la production de nouveaux mat riaux matriciels. C'est ce processus qui cr e l'allongement de l'os. 2. L'os p riost (PB) continue de se former. Os en d veloppement, os long, humain, H&E 60 ; encart 200. Cela montre un stade pr coce apr s l'invasion de l' piphyse. Un centre d'ossification secondaire (Os) s'est form , et avec cet v nement, la t te de l'os long d veloppera une cavit m dullaire similaire dans son contenu celle de la diaphyse. Le 3. Un collier osseux se forme autour de la circonf rence du centre du mod le cartilagineux. Cet os est appel os p riost (PB) car les ost oblastes qui ont produit le mat riel osseux se d veloppent partir du p rioste. (Notez que l'os p riost est, en fait, de l'os intramembraneux [voir planche 15], car il se d veloppe dans la membrane du tissu conjonctif qui entoure imm diatement l'os en d veloppement et non sur un spicule de cartilage calcifi .) PLANCHE 13 E N DOCHON DRAL BON E POUR MATION I CL C, cavit cartilagineuse Cav, cavit m dullaire CC, cartilage calcifi CM, matrice calcifi e EB, os endochondral EP, plaque piphysaire HC, cellule cartilagineuse hypertrophique JC, cavit articulaire Os, centre d'ossification secondaire PB, os p riost 3. Les cellules cartilagineuses faisant face la cavit deviennent hypertrophiques. 4. La matrice cartilagineuse se calcifie. 5. L' rosion du cartilage se produit, cr ant des spicules de cartilage. 6. L'os se forme sur les spicules du cartilage calcifi sur le fro |
Histologie de Ross | nt d' rosion ; cet os est l'os endochondral (EB). Au fur et mesure que ces processus se poursuivent dans la diaphyse de l'os, une extr mit du mod le cartilagineux (l' piphyse) est envahie par les vaisseaux sanguins et le tissu conjonctif du p rioste (bourgeon p riost ), et il subit les m mes changements qui se sont produits plus t t dans la diaphyse (sauf qu'aucun os p riost ne se forme). Ce m me processus se produit ensuite l'autre extr mit de l'os. Par cons quent, chaque extr mit de l'os long en d veloppement, une plaque cartilagineuse (plaque piphysaire) est cr e qui se trouve entre deux sites de formation osseuse. le cartilage s parant les deux cavit s est la plaque piphysaire (PE). Au stade pr coce montr sur cette figure, la plaque n'est pas bien d finie. Malgr l' largissement de la cavit piphysaire, le cartilage restant entre les deux cavit s persiste sous forme de disque ou de plaque jusqu' ce que la croissance cesse. L'encart montre un peu de cartilage calcifi ainsi que le d p t d'os endochondral (EB) dans le centre d'ossification secondaire. La formation de l'os endochondral est le principal processus par lequel les os longs, par exemple les os du squelette axial et les appendices et les doigts, augmentent en longueur pour atteindre leurs dimensions adultes. Tant qu'il existe du cartilage piphysaire entre les centres d'ossification diaphysaire et piphy-scellant, l'os continuera se d velopper. L'arr t de la croissance osseuse est le r sultat de l'arr t de la croissance interstitielle des cartilages piphysaires. L'examen radiologique des os des adolescents tardifs peut d terminer s'il existe toujours une plaque cartilagineuse piphysaire et, par cons quent, d terminer le potentiel de croissance suppl mentaire de la longueur et de la hauteur des os. Formation de l'os endochondral, piphyse de l'os long, humain, H&E 80 ; Encart 380. Il s'agit d'une photomicrographie d'une piphyse un grossissement plus lev que celui observ dans la planche 13. Les diff rentes zones du cartilage de la plaque piphysaire refl tent les changements progressifs qui se produisent dans la croissance active de l'os endochondral. Ces zones ne sont pas nettement d limit es, et les limites entre elles sont quelque peu arbitraires. Ils m nent vers la cavit moelle (M), de sorte que la premi re zone est 250 m tres de la cavit . Il y a cinq zones : Zone de r serve cartilagineuse (RC). Les cellules cartilagineuses de cette zone n'ont pas encore commenc participer la la croissance de l'os ; Ce sont donc des cellules de r serve. Ces cellules sont petites, g n ralement une seule une lacune, et ne sont pas group es. un moment donn , certaines de ces cellules prolif reront et subiront les changements d crits pour la zone suivante. Zone de cartilage prolif rant (PC). Le nombre des cellules de cette zone augmente ; elles sont l g rement plus grandes que les cellules de r serve et proches de leurs voisines ; Ils commencent former des rang es. Zone de cartilage hypertrophique (HC). Les cellules de cette zone sont align es en rang es et sont nettement plus grandes que les cellules de la zone pr c dente. Zone de matrice calcifi e (CM). Dans cette zone, la matrice cartilagineuse est impr gn e de sels de calcium. Zone de r sorption (R). Cette zone est repr sent e par un cartilage rod qui est en contact direct avec le tissu conjonctif de la cavit m dullaire. Les spicules (en fait un nid d'abeille au niveau des vaisseaux sanguins en progression) du cartilage se forment parce que les cellules p ricapillaires envahissent et se r sorbent en fer de lance plut t que le long d'un front droit. Plus pr cis ment, les cellules p ricapillaires se brisent en rang es de chondrocytes hypertrophi s, laissant temporairement le cartilage calcifi (C) entre les rang es de cellules. De cette mani re, des spicules de cartilage calcifi se forment. L'os endochondral (EB) est ensuite d pos la surface de ces spicules cartilagineux calcifi s par des ost oblastes (Ob), formant ainsi des spicules mixtes comme on le voit dans l'encadr . Formation de l'os endochondral, piphyse de l'os long, humain, H&E 150 ; Encart 380. Il s'agit d'un grossissement plus lev de la zone moyenne inf rieure de la figure sup rieure. Il montre des spicules de cartilage calcifi s sur lesquels l'os a t d pos . Dans la partie inf rieure de la figure, les spicules ont d j pouss pour cr er des trab cules osseuses anastomos es. Ces trab cules initiales contiennent encore des restes de cartilage calcifi , comme le montre la couleur bleut e de la matrice cartilagineuse (par rapport la coloration rouge de l'os). Les ost oblastes (Ob) sont align s la surface des spicules, o la formation osseuse est active. L'encart sup rieur montre la surface de plusieurs spicules partir du cercle gauche de la figure inf rieure, un grossissement plus lev . Notez les ost oblastes (Ob), dont certains commencent tout juste produire de l'os en app |
Histologie de Ross | osition au cartilage calcifi (C). Le coin inf rieur droit de l'encart montre l'os (EB) avec un ost ocyte (Oc) d j int gr dans la matrice osseuse. L'encart inf rieur, un largissement du cercle droit en figure inf rieure, r v le plusieurs ost oclastes (Ocl). Ils sont en apposition au spicule, qui est principalement constitu de cartilage. Une petite quantit d'os est vidente, d'apr s le mat riau colorant en rouge dans cet encart. Notez la zone claire (fl che) repr sentant le bord bouriff de l'ost oclaste. L'examen de la figure inf rieure r v le un certain nombre d'autres ost oclastes (Ocl). CL CM, zone de matrice calcifi e C, cartilage calcifi EB, os endochondral HC, zone de cartilage hypertrophique M, moelle Ob, ost oblaste Oc, ost ocyte Ocl, ost oclaste PC, zone de cartilage prolif rant RC, zone de r serve de cartilage fl che, bordure bouriff e de l'ost oclaste R, zone de r sorption La formation osseuse intramembraneuse est limit e aux os qui ne sont pas n cessaires pour remplir une fonction de soutien pr coce, par exemple les os plats du cr ne. Ce processus n cessite la prolif ration et la diff renciation des cellules du m senchyme pour devenir des ost oblastes, les cellules formant l'os. Ils produisent de la substance fondamentale et du collag ne. Cette matrice initiale, appel e ost o de, se calcifie pour former de l'os. Au fur et mesure que les ost oblastes continuent de s cr ter leur produit, certains sont pi g s dans leur matrice et sont alors connus sous le nom d'ost ocytes. Ils sont responsables de l'entretien du tissu osseux nouvellement form . Les ost oblastes restants poursuivent le processus de d p t osseux la surface de l'os. Ils sont capables de se reproduire pour maintenir une population ad quate pour une croissance continue. Cet os nouvellement form appara t d'abord sous forme de spicules qui s'agrandissent et s'interconnectent au fur et mesure de la croissance, cr ant une structure trabecaire tridimensionnelle de forme similaire celle du futur os mature. Les interstices contiennent des vaisseaux sanguins et du tissu conjonctif (m senchyme). Au fur et mesure que l'os continue de cro tre, un remodelage se produit. Il s'agit de r sorption de zones localis es du tissu osseux par les ost oclastes afin de maintenir une forme appropri e par rapport la taille et de permettre une alimentation vasculaire pendant le processus de croissance. Formation osseuse intramembraneuse, t te f tale, humaine, Mallory trichrome 45. Une coupe transversale de la mandibule en d veloppement, comme on le voit ce stade relativement pr coce de d veloppement, est constitu e de spicules osseux (BS) de diff rentes tailles et formes. Les spicules osseux s'interconnectent et, en trois dimensions, ont la forme g n rale de la mandibule. D'autres structures pr sentes qui aideront l'orientation comprennent Formation osseuse intramembraneuse, t te f tale, humaine, Mallory trichrome 350. Cette micrographie fort grossissement d'une partie du champ dans la figure en bas gauche montre l'avantage la distinction entre l'ost o de nouvellement d pos , qui colore en bleu, et l'os min ralis , qui colore en rouge. Les ost oblastes sont observ s deux niveaux d'activit diff rents. Ceux qui sont relativement inactifs et qui sont en apposition l'ost o de bien form (Ob1) pr sentent des profils nucl aires allong s et semblent tre aplatis la surface de l'ost o de. Les ost oblastes qui d veloppent les dents (DT), l'extr mit du cartilage de Meckel (MC), galement appel e apophyse mandibulaire, visible du c t gauche, et la cavit buccale (OC). La surface inf rieure de l' chantillon montre l' piderme (Ep) de la face inf rieure du menton. Une grande partie de la langue en d veloppement est visible dans la moiti sup rieure de la figure. La langue consiste en grande partie d velopper des fibres musculaires visc rales stri es dispos es dans un r seau orthogonal tridimensionnel caract ristique de cet organe. Formation osseuse intramembraneuse, t te f tale, humaine, Mallory trichrome 175. Cette vue plus fort grossissement de la zone encadr e de la figure sup rieure montre les interconnexions des spicules osseux (BS) de la mandibule en d veloppement. l'int rieur et autour des espaces entour s par les spicules en d veloppement se trouve du tissu m senchymateux. Ces cellules m senchymateuses vont donner naissance de nouveaux ost oblastes ainsi qu'aux cellules qui formeront les composants vasculaires de l'os. Le tissu conjonctif (TDM) plus dense se diff renciera en p rioste d'un c t de la mandibule en d veloppement. D'autres structures mises en vidence sur le terrain comprennent de nombreux vaisseaux sanguins (VB) et l'organe de l' mail d'une dent en d veloppement (DT). (Ob2) qui s cr tent activement de nouvel ost o de se pr sentent sous la forme de grandes cellules cylindriques adjacentes l'ost o de. L'un des spicules montre une cellule compl tement entour e de matrice osseuse ; il s'agit d' |
Histologie de Ross | un ost oblaste qui s'est retrouv pi g dans ses propres s cr tions et qui est maintenant un ost ocyte (OC). cette amplification, les caract ristiques du tissu conjonctif tr s l che du m senchyme et la raret des cellules m senchymateuses (MC) sont bien d montr es. Le tissu conjonctif (TDM) hautement cellulaire sur la marge droite de la figure est le p richondre en d veloppement. Certaines de ses cellules vont galement se d velopper en ost oblastes pour permettre la croissance de l'os sa surface. KEY BS, spicules osseux BV, vaisseaux sanguins CT, DT du tissu conjonctif, HE dentaire en d veloppement, organe de l' mail Ep, pith lium MC, cartilage de Meckel (Fig. 1.) MC, cellules m senchymateuses (Fig. 3.) Ob1 , ost oblaste inactif Ob2 , ost oblaste actif OC, cavit buccale (figure du haut) OC, ost ocytes (figure en bas droite) VUE D'ENSEMBLE DU TISSU ADIPEUX / 254 TISSU ADIPEUX BLANC / 254 Fonction du tissu adipeux blanc / 254 Diff renciation des adipocytes / 255 Structure des adipocytes et du tissu adipeux / 256 R gulation du tissu adipeux / 257 TISSU ADIPEUX BRUN / 259 Dossier 9.1 Corr lation clinique : Ob sit / 261 Dossier 9.2 Corr lation clinique : tumeurs du tissu adipeux / 262 Dossier 9.3 Corr lation clinique : TEP et interf rence du tissu adipeux brun / 264 Le tissu adipeux est un tissu conjonctif sp cialis qui joue un r le important dans l'hom ostasie nerg tique. Les cellules adipeuses individuelles, ou adipocytes, et les groupes d'adipocytes se trouvent dans tout le tissu conjonctif l che. Les tissus dans lesquels les adipocytes sont le type de cellule primaire sont appel s tissu adipeux. Les adipocytes jouent un r le cl dans l'hom ostasie nerg tique. Pour sa survie, le corps a besoin d'assurer un apport continu d' nergie malgr des apports tr s variables en nutriments provenant de l'environnement ext rieur. Pour r pondre aux besoins nerg tiques de l'organisme lorsque les apports en nutriments sont faibles, le tissu adipeux stocke efficacement l'exc s d' nergie. Le corps a une capacit limit e stocker les glucides et les prot ines, c'est pourquoi les r serves d' nergie sont stock es dans les gouttelettes lipidiques des adipocytes sous forme de triglyc rides. Les triglyc rides repr sentent une forme dynamique de stockage d' nergie qui s'ajoute lorsque l'apport alimentaire est sup rieur la d pense nerg tique et qui est exploit e lorsque la d pense nerg tique est sup rieure l'apport alimentaire. L' nergie stock e dans les adipocytes peut tre rapidement lib r e pour tre utilis e d'autres endroits du corps. Les triglyc rides sont la forme la plus concentr e de stockage d' nergie m tabolique disponible pour les humains. Parce que les triglyc rides manquent d'eau, ils ont environ deux fois la densit nerg tique des glucides et des prot ines. La densit nerg tique des triglyc rides est d'environ 37,7 kJ/g (9 cal/g), tandis que la densit des glucides et des prot ines est de 16,8 kJ/g (4 cal/g). En cas de privation alimentaire, les triglyc rides sont une source essentielle d'eau et d' nergie. Certains animaux peuvent compter uniquement sur l'eau m tabolique obtenue par oxydation des acides gras pour maintenir leur quilibre hydrique. Par exemple, la bosse d'un chameau est constitu e en grande partie de tissu adipeux et est une source d'eau et d' nergie pour cet animal du d sert. Les adipocytes remplissent d'autres fonctions en plus de leur r le de r cipients de stockage des graisses. Ils r gulent galement le m tabolisme nerg tique en s cr tant des substances paracrines et endocriniennes. Les fonctions s cr toires des adipocytes r cemment d couvertes ont chang les points de vue sur le tissu adipeux, qui est maintenant consid r comme un organe endocrinien majeur. Il existe d j des preuves consid rables tablissant un lien entre l'augmentation de l'activit endocrinienne des adipocytes et les complications m taboliques et cardiovasculaires associ es l'ob sit . Il existe deux types de tissu adipeux : le tissu blanc (uniloculaire) et le tissu brun (multiloculaire). Les deux types de tissu adipeux, le tissu adipeux blanc et le tissu adipeux brun, sont ainsi nomm s en raison de leur couleur l' tat vivant. Le tissu adipeux blanc est le type pr dominant chez les humains adultes. Le tissu adipeux brun est pr sent chez l'homme pendant la vie f tale, mais diminue au cours de la premi re d cennie apr s la naissance. Fonction du tissu adipeux blanc Les fonctions du tissu adipeux blanc comprennent le stockage d' nergie, l'isolation, l'amortissement des organes vitaux et la s cr tion d'hormones. Le tissu adipeux blanc (uniloculaire) forme une couche appel e panniculus adiposus [lat. panniculus, un petit v tement ; adipatus, gras] ou hypoderme dans le tissu conjonctif sous la peau. tant donn que la conductivit thermique du tissu adipeux n'est que d'environ la moiti de celle du muscle squelettique, la couche sous-cutan e du tissu conjonctif fournit une isolation thermique |
Histologie de Ross | significative contre le froid en r duisant le taux de perte de chaleur. Les concentrations de tissu adipeux se trouvent dans le tissu conjonctif sous la peau de l'abdomen, des fesses, de l'aisselle et de la cuisse. Les diff rences entre les sexes dans l' paisseur de cette couche graisseuse dans la peau des diff rentes parties du corps expliquent, en partie, les diff rences de contour du corps entre les femmes et les hommes. Chez les deux sexes, le coussinet adipeux mammaire est un site pr f rentiel pour l'accumulation de tissu adipeux ; Le sein f minin non allaitant est compos principalement de ce tissu. Chez la femelle allaitante, le coussinet adipeux mammaire joue un r le important dans le soutien de la fonction mammaire. Il fournit des lipides et de l' nergie pour la production de lait, mais c'est aussi un site pour la synth se de diff rents facteurs de croissance qui modulent les r ponses diff rents st ro des et prot ines et hormones agissant sur la fonction des glandes mammaires. l'int rieur, le tissu adipeux est pr f rentiellement situ dans le grand piploon, le m sent re et l'espace r trop riton al et est g n ralement abondant autour des reins. On le trouve galement dans la moelle osseuse et entre d'autres tissus, o il remplit les espaces. Dans la paume des mains et la plante des pieds, sous le p ricarde visc ral (autour de l'ext rieur du c ur) et dans les orbites autour des globes oculaires, le tissu adipeux fonctionne comme un coussin. Il conserve cette fonction structurelle m me en cas d'apport calorique r duit ; Lorsque le tissu adipeux ailleurs s'appauvrit en lipides, ce tissu adipeux structurel reste intact. Le tissu adipeux blanc produit une vari t d'hormones, de facteurs de croissance et de cytokines. Les adipocytes synth tisent et s cr tent activement des hormones, des facteurs de croissance et des cytokines. La leptine [Gr. leptos, thin], une hormone peptidique de 16 kilodaltons impliqu e dans la r gulation de l'hom ostasie nerg tique, est exclusivement s cr t e par les adipocytes. La leptine inhibe l'apport alimentaire et la perte de poids corporel et stimule le taux m tabolique. Ainsi, la leptine remplit les crit res d'un facteur de sati t circulant qui contr le l'apport alimentaire lorsque la r serve d' nergie de l'organisme est suffisante. La leptine participe galement une voie de signalisation endocrinienne qui communique l' tat nerg tique du tissu adipeux aux centres c r braux qui r gulent l'absorption de nourriture. Il agit sur le syst me nerveux central en se liant des r cepteurs sp cifiques, principalement dans l'hypothalamus. De plus, la leptine communique l' tat de carburant des adipocytes des sites de stockage des graisses d'autres tissus m taboliquement actifs (c'est- -dire du tissu adipeux au muscle un site diff rent). En plus de la leptine, le tissu adipeux s cr te d'autres hormones, notamment l'angiotensinog ne (AGE), l'adiponectine et la r sistine, et produit des hormones st ro des (testost rone, strog nes et glucocortico des). L'AGE est synth tis dans d'autres tissus, y compris le foie ; L'augmentation de la production de ce peptide contribue l'hypertension ( l vation de la pression art rielle), qui est une complication fr quente de l'ob sit . Les hormones sexuelles et les glucocortico des ne sont pas synth tis s de novo ; Au lieu de cela, ils sont convertis partir de formes inactives par des enzymes sp cifiques exprim es dans les adipocytes. Ces enzymes peuvent donc influencer le profil sexuel des st ro des des individus ob ses. La s cr tion accrue de facteurs de croissance (facteur de n crose tumorale a [TNF-a], facteur de croissance transformant b [TGF-b] et facteur de croissance analogue l'insuline I [IGF-I]) et de cytokines (interleukine 6 et prostaglandines) peut tre li e des anomalies m taboliques et au d veloppement du diab te. Le tableau 9.1 pr sente un r sum des mol cules produites par les adipocytes et de leurs fonctions. Diff renciation des adipocytes Les adipocytes blancs se diff rencient des cellules souches m senchymateuses sous le contr le des facteurs de transcription PPAR/RXR. Les premiers histologistes se sont demand si le tissu adipeux tait un tissu sp cifique, distinct du tissu conjonctif, ou un tissu conjonctif ordinaire dans lequel les fibroblastes stockent des globules adipeux. Le consensus actuel est que les adipocytes sont un type de cellule sp cifique d riv de cellules souches m senchymateuses indiff renci es associ es l'adventice de petites veinules (Fig. 9.1). Les preuves actuelles sugg rent qu'un facteur de transcription appel r cepteur gamma activ par les prolif rateurs de peroxysomes (PPAR) en complexe avec le r cepteur X des r tino des (RXR) joue un r le essentiel dans la diff renciation des adipocytes et l'initiation du m tabolisme des lipides. Il induit la maturation pr coce des lipoblastes (adipoblastes) ou des pr adipocytes en cellules graisseuses du tissu adipeux blanc. La plupart des g n |
Histologie de Ross | es cibles des PPAR dans le tissu adipeux influencent les voies lipog niques et initient le stockage des triglyc rides. Par cons quent, PPAR/RXR est consid r comme le r gulateur ma tre interrupteur dans la diff renciation des adipocytes blancs. Le tissu adipeux blanc commence se former au milieu du d veloppement f tal. Les lipoblastes se d veloppent initialement partir de cellules stromo-vasculaires le long des petits vaisseaux sanguins du f tus et sont exempts de lipides. Ces cellules s'engagent devenir des adipocytes ce stade pr coce en exprimant les facteurs de transcription PPAR/RXR. Des collections de ces cellules sont parfois appel es organes adipeux primitifs. Ils se caract risent par la prolif ration pr coce de lipoblastes et de capillaires prolif rants. L'accumulation de lipides dans les lipoblastes produit la morphologie typique des adipocytes. Les lipoblastes pr coces ressemblent des fibroblastes mais d veloppent de petites inclusions lipidiques et une mince lame externe. Des tudes de microscopie lectronique transmission (MET) r v lent que les lipoblastes pr coces ont une configuration allong e, de multiples processus cytoplasmiques et un r ticulum endoplasmique et un appareil de Golgi abondants. Au fur et mesure que la diff renciation lipoblastique commence, le nombre de v sicules augmente, avec une diminution correspondante du r ticulum endoplasmique surface rugueuse (rER). De petites inclusions lipidiques apparaissent un p le du cytoplasme. Des v sicules pinocytotiques et une lame externe apparaissent galement. La pr sence d'une lame externe est une caract ristique qui distingue davantage les adipocytes des cellules du tissu conjonctif proprement dites. Les lipoblastes interm diaires deviennent ovo des mesure que l'accumulation de lipides modifie les dimensions cellulaires. Avec un d veloppement continu, les lipoblastes pr coces prennent une configuration ovale. La caract ristique la plus caract ristique ce stade est une concentration importante de v sicules et de petites gouttelettes lipidiques autour du noyau et s' tendant vers les deux p les de la cellule. Les particules de glycog ne apparaissent la p riph rie des gouttelettes lipidiques, et les v sicules pinocytotiques et la lame basale deviennent plus apparentes. Ces cellules sont appel es lipoblastes interm diaires. TABLEAU R sum des mol cules synth tis es et s cr t es par le tissu adipeux et de leurs fonctions 9.1 Fonction ou effet majeur de la mol cule Stimulation de l'acylation Influence le taux de synth se des triglyc rides dans les prot ines du tissu adipeux (ASP) Adiponectine, adipocytes Stimule l'oxydation des acides gras li e au compl ment Diminue les triglyc rides plasmatiques et les concentrations de glucose et augmente la sensibilit la prot ine d'insuline (ACRP30) dans les cellules Joue un r le dans la pathogen se de l'hyperlipid mie combin e familiale Corr l e avec r sistance l'insuline et hyperinsulin mie Adipophiline Sert de marqueur sp cifique pour l'accumulation de lipides dans les cellules Adipsine Serine prot inase qui r gule le m tabolisme du tissu adipeux en facilitant le stockage des acides gras et en stimulant la synth se des triglyc rides L'angiotensinog ne (AGE) ACG est le pr curseur de l'angiotensine II vasoactive (AngII) qui r gule la pression art rielle et les niveaux d'angiotensine II et d' lectrolytes dans le s rum et est galement impliqu dans le m tabolisme et la diff renciation (AngII) de tissu adipeux Au cours du d veloppement, l'AngII inhibe la diff renciation des lipoblastes ; dans les adipocytes matures, il r gule le stockage des lipides Facteur de croissance analogue l'insuline I Stimule la prolif ration d'une grande vari t de cellules et m die de nombreux effets (IGF-I) de l'hormone de croissance Interleukine 6 (IL-6) Interagit avec les cellules du syst me immunitaire et r gule le m tabolisme du glucose et des lipides Diminue l'activit du tissu adipeux dans le cancer et d'autres troubles de l' maciation Leptine r gule l'app tit et la d pense nerg tique corporelle Signale au cerveau les r serves de graisse corporelle Augmente la formation de nouveaux vaisseaux (angiogen se) Impliqu dans le contr le de la pression art rielle en r gulant le tonus vasculaire Puissant inhibiteur de la formation osseuse Activateur du plasminog ne Inhibe l'inhibiteur du syst me fibrinolytique-1 (PAI-1) Des niveaux lev s sont associ s une formation accrue de caillots sanguins Prostaglandines I2 et aide r guler l'inflammation, la coagulation sanguine, l'ovulation, les menstruations, F2 (PGI2 et PGF2) et la s cr tion acide R sistine Augmente la r sistance l'insuline li e l'ob sit et au diab te de type 2 Transformation de la croissance R gule une grande vari t des r ponses biologiques, y compris la prolif ration, la diff renciation, l'apoptose du facteur (TGF-) et le d veloppement Le facteur de n crose tumorale interf re avec la signalisation des r cepteurs de l'insu |
Histologie de Ross | line et est une cause possible de d veloppement (TNF-) de la r sistance l'insuline dans l'ob sit (Modifi partir de Frbeck G, Gomez-Ambrosi J, Muruzabal FJ, Burrell MA. L'adipocyte : un mod le d'int gration de la signalisation endocrinienne et m tabolique dans la r gulation du m tabolisme nerg tique. Am J Physiol Endocrinol Metab 2001 ; 280 :E827-E847.) L'adipocyte mature est caract ris par une seule et grande inclusion lipidique entour e d'un mince bord de cytoplasme. Au stade avanc de la diff renciation, les cellules augmentent de taille et deviennent plus sph riques. De petites gouttelettes lipidiques fusionnent pour former une seule grosse gouttelette lipidique qui occupe la partie centrale du cytoplasme. Le r ticulum endoplasmique surface lisse (RSE) est abondant, tandis que le REr est moins pro minent. Ces cellules sont appel es lipoblastes tardifs. Finalement, la masse lipidique comprime le noyau dans une position excentrique, produisant une apparence de chevali re dans les pr parations d'h matoxyline et d' osine (H&E). Parce que ces cellules ont une seule gouttelette lipidique, elles sont appel es adipocytes uniloculaires ou lipocytes matures. Structure des adipocytes et du tissu adipeux Les adipocytes uniloculaires sont de grandes cellules, parfois de 100 m ou plus de diam tre. Lorsqu'ils sont isol s, les adipocytes blancs sont sph riques, mais ils peuvent appara tre poly driques ou ovales lorsqu'ils sont entour s de fibres r ticulaires (collag ne de type III), qui sont des cellules souches m s chymateuses s cr t es par les adipocytes. Des colorations sp ciales r v lent galement la pr sence de fibres nerveuses non my linis es et de nombreux mastocytes. Un r sum des caract ristiques du tissu adipeux blanc est r pertori dans le tableau 9.2. FIGURE 9.1 D veloppement des cellules du tissu adipeux. Comme toutes les cellules du tissu conjonctif, les adipocytes sont d riv s de cellules souches m senchymateuses indiff renci es. En exprimant des facteurs de transcription PPAR-/ RXR, ils s'engagent devenir des lipoblastes pr coces (pr adipocytes) engag s dans le d veloppement de la lign e adipocytaire blanche. En exprimant les facteurs de transcription PRDM16/PGC-1, ces cellules se diff rencieront en lipoblastes pr coces engag s dans le d veloppement de la lign e adipocytaire brune. Les lipoblastes d veloppent une lame externe (basale) et commencent accumuler de nombreuses gouttelettes lipidiques dans leur cytoplasme. Dans le tissu adipeux blanc, ces gouttelettes fusionnent pour former une seule grosse gouttelette lipidique qui finit par remplir la cellule mature, comprimant le noyau, le cytoplasme et les organites cytoplasmiques en un mince rebord autour de la gouttelette. Dans le tissu adipeux brun, les gouttelettes lipidiques individuelles restent s par es. tissu. Leur grande taille est due l'accumulation de lipides dans la cellule. Le noyau est aplati et d plac d'un c t de la masse lipidique ; Le cytoplasme forme un mince rebord autour du lipide. Dans les coupes histologiques de routine, le lipide est perdu par extraction par des solvants organiques tels que le xyl ne ; par cons quent, le tissu adipeux appara t comme un maillage d licat de profils polygonaux (Fig. 9.2). Le mince brin de maillage qui s pare les adipocytes adjacents repr sente le cytoplasme des deux cellules et la matrice extracellulaire. Cependant, le brin est g n ralement si mince qu'il n'est pas possible de r soudre ses composants au microscope optique. Le tissu adipeux est richement aliment en vaisseaux sanguins, et les capillaires se trouvent aux angles du r seau o les adipocytes adjacents se rencontrent. Les taches d'argent montrent que les adipocytes La masse lipidique dans l'adipocyte n'est pas d limit e par une membrane. Le TEM r v le que l'interface entre le lipide contenu et le cytoplasme environnant de l'adipocyte est compos e d'une couche condens e de lipide de 5 nm d' paisseur renforc e par des flaments de vimentine parall les de 5 10 nm de diam tre. Cette couche s pare le contenu hydrophobe de la gouttelette lipidique de la matrice cytoplasmique hydrophile. Le cytoplasme p rinucl aire de l'adipocyte contient un petit appareil de Golgi, des ribosomes libres, des profils courts de rER, des microfilaments et des filaments interm diaires. Des mitochondries filamenteuses et de multiples profils de sER sont galement trouv s dans le bord mince du cytoplasme entourant la gouttelette lipidique (Fig. 9.3). R gulation du tissu adipeux Il est presque impossible de s parer la r gulation du tissu adipeux des processus digestifs et des fonctions du syst me nerveux central. Ces signaux hormonaux et neuronaux interconnect s manant du tissu adipeux, du tube digestif et du syst me nerveux central forment l'axe cerveau-intestin-adipeux qui r gule l'app tit, la faim, la sati t et l'hom ostasie nerg tique (Fig 9. 4). La quantit de tissu adipeux d'un individu est d termin e par deux syst mes physiologi |
Histologie de Ross | ques : l'un associ la r gulation du poids court terme, l'autre la r gulation du poids long terme. La quantit de tissu adipeux chez un individu est r gul e par deux syst mes physiologiques. Le premier syst me, associ la r gulation du poids court terme, contr le l'app tit et le m tabolisme au quotidien. R cemment, deux petites hormones peptidiques produites dans le tractus gastro-intestinal la ghr line, un stimulant de l'app tit, et le peptide YY (PYY), un coupe-faim ont t li es ce syst me. Le deuxi me syst me, associ la r gulation du poids long terme, contr le l'app tit et le m tabolisme de mani re continue (pendant des mois et des ann es). Deux hormones majeures influencent ce syst me, la leptine et l'insuline, ainsi que d'autres hormones, notamment l'hormone thyro dienne, les glucocortico des et les hormones de l'hypophyse (voir Fig. 9.4). La ghr line et le peptide YY contr lent l'app tit dans le cadre du syst me de contr le du poids court terme. La ghr line, un puissant stimulant de l'app tit r cemment d couvert, est un petit polypeptide de 28 acides amin s produit par les cellules pith liales gastriques. En plus de son r le de stimulation de l'app tit, il agit sur le lobe ant rieur de l'hypophyse pour lib rer l'hormone de croissance. Chez l'homme, la ghr line fonctionne par l'interm diaire de r cepteurs situ s dans l'hypothalamus, augmentant la sensation de faim. En tant que tel, il est consid r comme un facteur initiateur de repas . Une mutation g n tique dans le chromosome 15 provoque le syndrome de Prader-Willi, dans lequel une surproduction de ghr line conduit l'ob sit morbide. Chez les personnes atteintes de ce syndrome, l'alimentation compulsive et l'obsession de la nourriture surviennent g n ralement un ge pr coce. L'envie de manger FIGURE 9.2 Tissu adipeux blanc. un. Photomicrographie d'un tissu adipeux blanc, montrant son maillage caract ristique dans une pr paration de paraffine color e H&E. Chaque espace repr sente une seule grosse goutte de lipide avant sa dissolution de la cellule lors de la pr paration des tissus. Le mat riau color l' osine qui l'entoure repr sente le cytoplasme des cellules adjacentes et une partie du tissu conjonctif interm diaire. 320. b. Photomicrographie haute puissance d'un chantillon de tissu adipeux blanc conserv et incrust de glutarald hyde. Le cytoplasme des cellules adipeuses individuelles est reconnaissable dans certaines zones, et une partie du noyau de l'une des cellules est incluse dans le plan de coupe. Un deuxi me noyau (fl che), qui semble intimement li l'une des cellules adipeuses, pourrait en fait appartenir un fibroblaste ; Il est difficile de le dire avec assurance. En raison de la grande taille des cellules adipeuses, le noyau est rarement observ dans une cellule donn e. Un capillaire et une petite veinule sont galement vidents sur la photomicrographie. 950. Chez ces individus, elle est physiologique, crasante et tr s difficile contr ler. Si elles ne sont pas trait es, ces personnes meurent souvent avant l' ge de 30 ans de complications attribuables l'ob sit . Le petit peptide YY, une hormone gastro-intestinale longue de 36 acides amin s, est produit par l'intestin gr le et joue un r le important dans la promotion et le maintien de la perte de poids en induisant une plus grande sensation de sati t peu de temps apr s un repas. Il agit galement par le biais de r cepteurs dans l'hypothalamus qui suppriment l'app tit. Il diminue l'apport alimentaire chez les individus en induisant une sati t ou une sensation de sati t et le d sir d'arr ter de manger. Dans des tudes cliniques exp rimentales, il a t d montr que la perfusion de PYY chez l'homme r duit l'apport alimentaire de 33% sur une p riode de 24 heures. Deux hormones, la leptine et l'insuline, sont responsables de la r gulation long terme du poids corporel. La d couverte du g ne de la leptine (ob), qui code pour un ARN messager sp cifique des graisses (ARNm) pour la leptine, a donn un aper u du m canisme de l'hom ostasie nerg tique. Dans des mod les animaux exp rimentaux, l'ajout de leptine recombinante des souris ob/ob ob/ob d ficientes en leptine les am ne r duire leur consommation de nourriture et perdre environ 30% de leur poids corporel total apr s 2 semaines de traitement. Contrairement aux souris mutantes, chez la plupart des humains ob ses, les niveaux d'ARNm de leptine dans le tissu adipeux ainsi que les niveaux s riques de leptine sont lev s. Cela a t observ dans tous les types d'ob sit , qu'elle soit caus e par des facteurs g n tiques, des l sions hypothalamiques ou une efficacit accrue de l'utilisation des aliments. Pour des raisons inconnues, les adipocytes de ces personnes ob ses sont r sistants l'action de la leptine, et l'administration de leptine ne r duit pas la quantit de tissu adipeux. l'inverse, des tudes portant sur des personnes qui ont perdu du poids et celles qui souffrent d'anorex |
Histologie de Ross | ie mentale montrent que les niveaux d'ARNm de leptine dans leur tissu adipeux et les taux s riques de leptine sont consid rablement r duits. Des r sultats cliniques r cents indiquent que la leptine prot ge tr s probablement le corps contre la perte de poids en p riode de privation alimentaire. L'insuline, l'hormone pancr atique qui r gule la glyc mie, est galement impliqu e dans la r gulation du m tabolisme du tissu adipeux. Il am liore la conversion du glucose en FIGURE 9.3 Micrographie lectronique montrant des parties de deux cellules adipeuses adjacentes. Le cytoplasme des cellules adipeuses r v le les mitochondries (M) et le glycog ne (ce dernier appara t sous la forme de particules tr s sombres). 15 000. Empi cement sup rieur. Cytoplasme att nu (Cy) de deux cellules adipeuses adjacentes. Chaque cellule est s par e par un espace troit contenant une lame externe (basale) et un processus extr mement att nu d'un fibroblaste. 65 000. Encart inf rieur. La lame externe (basale) (BL) des cellules adipeuses appara t comme une couche discr te par laquelle les cellules sont s par es de mani re ad quate les unes des autres. F, processus fibroblastiques. 30,000. les triglyc rides de la gouttelette lipidique par l'adipocyte. Comme la leptine, l'insuline r gule le poids en agissant sur les centres c r braux de l'hypothalamus. Contrairement la leptine, l'insuline est n cessaire l'accumulation de tissu adipeux. La recherche sur les m dicaments anti-ob sit se concentre actuellement sur des substances qui peuvent inhiber la signalisation de l'insuline et de la leptine dans l'hypothalamus. Le d p t et la mobilisation des lipides sont influenc s par des facteurs neuronaux et hormonaux. L'une des principales fonctions m taboliques du tissu adipeux implique l'absorption des acides gras du sang et leur conversion en triglyc rides dans l'adipocyte. Les triglyc rides sont ensuite stock s dans les gouttelettes lipidiques de la cellule. Lorsque le tissu adipeux est stimul par des m canismes neuronaux ou hormonaux, les triglyc rides sont d compos s en glyc rol et en acides gras, un processus appel mobilisation. Les acides gras passent travers la membrane cellulaire adipocytaire pour p n trer dans un capillaire. Ici, ils sont li s la prot ine porteuse albumine et transport s vers d'autres cellules, qui utilisent les acides gras comme carburant m tabolique. La mobilisation neuronale est particuli rement importante pendant les p riodes de je ne et d'exposition un froid intense. Au cours des premiers stades de la famine exp rimentale chez les rongeurs, les cellules adipeuses d'un coussinet adipeux d nerv continuent de d poser de la graisse. Les cellules adipeuses du coussinet adipeux controlat ral intact mobilisent la graisse. On sait maintenant que la noradr naline (qui est lib r e par les terminaisons des cellules nerveuses du syst me nerveux sympathique) initie une s rie d' tapes m taboliques qui conduisent l'activation de la lipase. Cette enzyme divise les triglyc rides, qui constituent plus de 90 % des lipides stock s dans l'adipocyte. Cette activit enzymatique est une tape pr coce dans la mobilisation des lipides. La mobilisation hormonale implique un syst me complexe d'hormones et d'enzymes qui contr le la lib ration d'acides gras par les adipocytes. Il s'agit notamment de l'insuline, des hormones thyro diennes et des st ro des surr naliens. L'insuline est une hormone importante qui favorise la synth se des lipides en stimulant les enzymes de synth se des lipides (synthase des acides gras, ac tyl-CoA carboxylase) et supprime la d gradation des lipides en inhibant l'action de la lipase hormonosensible et en bloquant ainsi la lib ration d'acides gras. Le glucagon, une autre hormone pancr atique, et l'hormone de croissance de l'hypophyse augmentent tous deux l'utilisation des lipides (lipolyse). De plus, des niveaux lev s de facteur de n crose tumorale (TNF-) ont t impliqu s comme facteur causal dans le d veloppement de la r sistance l'insuline associ e l'ob sit et au diab te. Les adipocytes du tissu adipeux brun et multiloculaire contiennent de nombreuses gouttelettes de graisse. Les cellules du tissu adipeux brun (multiloculaire) sont plus petites que celles du tissu adipeux blanc. Le noyau d'un muscle, d'autres tissus FIGURE 9.4 R gulation de l'hom ostasie nerg tique. Ce sch ma montre la relation entre le tissu adipeux et le syst me nerveux central et le syst me gastro-intestinal au sein de l'axe cerveau-intestin-adipeux qui est responsable de la r gulation de l'hom ostasie nerg tique. L'adipocyte multiloculaire mature est g n ralement dans une position excentrique l'int rieur de la cellule, mais il n'est pas aplati comme l'est le noyau d'un adipocyte uniloculaire. Dans les coupes r guli rement color es H&E, le cytoplasme de l'adipocyte multiloculaire est constitu en grande partie de vacuoles vides, car le lipide qui occupe habituellement les espaces vacuolis s est perdu pend |
Histologie de Ross | ant la pr paration (Fig. 9.5). Les adipocytes multiloculaires appauvris en lipides ressemblent plus aux cellules pith liales qu'aux cellules du tissu conjonctif. L'adipocyte multiloculaire contient de nombreuses mitochondries, un petit appareil de Golgi et seulement de petites quantit s de rER et de sER. Les mitochondries contiennent de grandes quantit s de cytochrome oxydase, qui donne la couleur brune aux cellules. Les caract ristiques du tissu adipeux brun sont num r es dans le tableau 9.2. Le tissu adipeux brun, abondant chez les nouveau-n s, est nettement r duit chez les adultes. Le tissu adipeux brun est pr sent en grande quantit chez le nouveau-n , ce qui aide compenser la perte de chaleur importante r sultant du rapport surface/masse lev du nouveau-n et viter l'hypothermie mortelle (un risque majeur de d c s pour les b b s pr matur s). Chez les nouveau-n s, le tissu adipeux brun repr sente environ 5 % de la masse corporelle totale et est situ sur le dos, le long de la moiti sup rieure de la colonne vert brale et vers les paules. La quantit de tissu adipeux brun diminue progressivement mesure que le corps se d veloppe, mais elle reste largement distribu e tout au long de la premi re d cennie de la vie dans les r gions cervicale, axillaire, paravert brale, m diastinale, sternale et abdominale du corps. Il dispara t ensuite de la plupart des sites, l'exception des r gions autour du rein, des glandes surr nales, des gros vaisseaux (c'est- -dire de l'aorte) et des r gions du cou (cervicales profondes et supraclaviculaires), des r gions du dos (interscapulaire et paravert brale) et du thorax (m diastin). Le tissu adipeux brun est subdivis en lobules par des partitions de tissu conjonctif, mais le stroma du tissu conjonctif entre les cellules individuelles l'int rieur des lobules est clairsem . Le tissu a une riche r serve de capillaires qui rehaussent sa couleur. De nombreuses fibres nerveuses non my linis es sont pr sentes parmi les cellules adipeuses. Les adipocytes bruns se diff rencient partir des cellules souches m senchymateuses sous le contr le des facteurs de transcription PRDM16/PGC-1 en pr sence de cat cholamines. Les adipocytes bruns sont d riv s de cellules souches m senchymateuses indiff renci es. Contrairement aux adipocytes blancs, la diff renciation des adipocytes bruns est sous l'influence d'une paire diff rente de facteurs de transcription. Lorsque la prot ine doigt de zinc connue sous le nom de domaine PR contenant 16 (PRDM16) est activ e, les cellules souches m senchymateuses synth tisent plusieurs membres de la famille des facteurs de transcription PPAR coactivator-1 (PGC-1). Par cons quent, PRDM16/PGC-1 est consid r comme un r gulateur interrupteur principal dans la diff renciation des adipocytes bruns. Ces facteurs r gulent leur tour l'expression des g nes (c'est- -dire UPC-1) qui contr lent la diff renciation de la graisse brune. Le g ne UPC-1 code pour une prot ine mitochondriale sp cifique appel e prot ine de d couplage (UCP-1) ou thermog nine (une prot ine de la membrane mitochondriale interne de 33 kilodaltons) est essentielle au m tabolisme des adipocytes bruns (thermogen se). Les observations cliniques confirment que dans des conditions normales, le tissu adipeux brun peut se dilater en r ponse l'augmentation des taux sanguins de noradr naline. Cela devient vident chez les patients atteints d'un ph ochromocytome, une tumeur endocrinienne de la m dullosurr nale s cr tant des quantit s excessives d' pin phrine et de noradr naline. Chez ces individus, le DOSSIER 9.1 Corr lation clinique : Ob sit L'ob sit est pid mique aux tats-Unis. Selon les estimations actuelles des National Institutes of Health (NIH), environ deux tiers des Am ricains sont consid r s comme ob ses et 300 000 meurent chaque ann e de maladies m taboliques li es l'ob sit (diab te, hypertension, maladies cardiovasculaires et cancer). Une personne est consid r e comme ob se lorsque le pourcentage de graisse corporelle d passe le pourcentage moyen pour l' ge et le sexe de l'individu. La pr valence de l'ob sit a augment au cours de la derni re d cennie, passant de 12 % 18 %. Les augmentations sont observ es chez les deux sexes et tous les niveaux socio- conomiques, la plus forte augmentation tant signal e dans le groupe d' ge des 18 29 ans. L'indice de masse corporelle (IMC), exprim en poids/taille2, est troitement corr l la quantit totale de graisse corporelle et est couramment utilis pour classer le surpoids et l'ob sit chez les adultes. Un IMC d'environ 25 kg/m2 est consid r comme normal. Un IMC sup rieur 27 kg/m2, qui correspond un exc s de poids corporel d'environ 20 %, est consid r comme un risque pour la sant . L'ob sit est associ e un risque accru de mortalit ainsi qu' de nombreuses maladies telles que l'hypertension, les maladies cardiovasculaires, le diab te et le cancer. Il s'agit d'une maladie chronique qui se d veloppe la s |
Histologie de Ross | uite d'une interaction entre le patrimoine g n tique d'une personne et son environnement. Les g nes de l'ob sit codent pour les composants mol culaires des syst mes de r gulation du poids court et long terme, qui comprennent la leptine, la ghr line et d'autres facteurs qui r gulent l' quilibre nerg tique. De plus, plusieurs de ces facteurs ralentissent le m tabolisme du glucose par le tissu adipeux et contribuent au d veloppement de la r sistance l'insuline, associ e au diab te de type 2. Des recherches intensives visant les prot ines d riv es des adipocytes pourraient l'avenir fournir des m dicaments potentiels pour r duire l'ob sit et surmonter la r sistance l'insuline. vaisseau sanguinvaisseau sanguin conjonctif du tissu conjonctif septatsepta de sortie FIGURE 9.5 Tissu adipeux brun. un. Photomicrographie du tissu adipeux brun d'un nouveau-n dans une pr paration de paraffine color e H&E. Les cellules contiennent des gouttelettes de graisse de taille variable. 150. b. Cette photomicrographie, obtenue un grossissement plus lev , montre les cellules adipeuses brunes avec des noyaux ronds et souvent situ s au centre. La plupart des cellules sont polygonales et serr es, avec de nombreuses gouttelettes lipidiques. Dans certaines cellules, de grosses gouttelettes lipidiques d placent les noyaux vers la p riph rie cellulaire. Un r seau de fibres de collag ne et de capillaires entoure les cellules adipeuses brunes. 320. Le g ne UCP-1 est activ par la stimulation de la noradr naline, qui prot ge galement les adipocytes bruns en inhibant l'apoptose. Dans le pass , on pensait que les prot ines de d couplage n' taient exprim es que dans le tissu adipeux brun. R cemment, plusieurs prot ines de d couplage similaires ont t d couvertes dans d'autres tissus. L'UCP-2 est li l'hyperinsulim nie et l'ob sit et peut tre impliqu dans la r gulation du poids corporel. L'UPC-3 est exprim dans les muscles squelettiques et peut expliquer les effets thermog niques de l'hormone thyro dienne. L'UPC-4 est une mol cule sp cifique au cerveau. Le m tabolisme des lipides dans le tissu adipeux brun g n re de la chaleur dans un processus connu sous le nom de thermogen se. Les animaux en hibernation ont de grandes quantit s de tissu adipeux brun. Le tissu sert de source imm diate de lipides. Lorsqu'il est oxyd , il produit de la chaleur pour r chauffer le sang qui circule dans la graisse brune lors de l' veil de l'hibernation et dans le maintien de la temp rature corporelle par temps froid. Ce type de production de chaleur est connu sous le nom de thermogen se non frissonnante. Le tissu adipeux brun est galement pr sent chez les animaux non hibern s et les humains et sert nouveau de source de chaleur. Comme dans la mobilisation des lipides dans le tissu adipeux blanc, les lipides sont mobilis s, et la chaleur est g n r e par les adipocytes bruns lorsqu'ils sont stimul s par le syst me nerveux sympathique. Par cons quent, le tissu adipeux brun normalement pr sent peut tr s probablement tre induit et fonctionner dans le contexte de la thermogen se adaptative humaine. Les recherches futures visent trouver des m canismes pour une diff renciation accrue de la graisse brune, ce qui pourrait potentiellement tre un traitement attrayant dans l'ob sit induite par l'alimentation et acquise g n tiquement. L' tude des nombreuses vari t s de tumeurs b nignes et primitives du tissu adipeux fournit un aper u plus approfondi et une confirmation de la s quence de diff renciation du tissu adipeux d crite ci-dessus. Comme pour les tumeurs pith liales et les tumeurs d'origine fibroblastique, la vari t des tumeurs du tissu adipeux refl te le mod le normal de diff renciation du tissu adipeux ; C'est- -dire que l'on peut d crire des types de tumeurs discr tes qui consistent principalement en des cellules ressemblant un stade donn de la diff renciation normale du tissu adipeux. La tumeur b nigne la plus courante du tissu adipeux de l' ge adulte est le lipome. Il est plus fr quent que toutes les autres tumeurs des tissus mous combin es. Les lipomes sont sous-class s en fonction de la morphologie de la cellule pr dominante dans la tumeur. Par exemple, le lipome conventionnel est constitu d'adipocytes blancs matures, tandis qu'un fbrolipome a des adipocytes entour s d'un exc s de tissu fibreux et un angiolipome contient des adipocytes s par s par un nombre inhabituellement grand de canaux vasculaires. La majorit des lipomes pr sentent des aberrations chromosomiques structurelles qui incluent des r arrangements quilibr s, impliquant souvent le chromosome 12. Les lipomes se trouvent g n ralement dans les tissus sous-cutan s chez les personnes d' ge moyen et les personnes g es. Ils se caract risent par des masses bien d finies, molles et indolores d'adipocytes matures que l'on trouve g n ralement dans le fascia sous-cutan du dos, du thorax et des parties proximales des membres sup rieurs et inf rieurs. Le traitement |
Histologie de Ross | des lipomes implique g n ralement une simple excision chirurgicale. Les tumeurs malignes du tissu adipeux, appel es liposarco-mas, sont rares. Ils sont g n ralement d tect s chez les personnes g es et se trouvent principalement dans les tissus adipeux profonds des membres inf rieurs, de l'abdomen et de l' paule. Les liposarco-mas peuvent contenir la fois des adipocytes matures bien diff renci s et des cellules pr coces indiff renci es (Fig. F9.2.1). Les tumeurs contenant plus de cellules aux premiers stades de la diff renciation sont plus agressives et plus fr quemment de la taille des m tastases. En r gle g n rale, les liposarcomes sont enlev s chirurgicalement, mais si une tumeur a d j m tastas , la chimioth rapie et la radioth rapie peuvent tre utilis es comme traitement pr -chirurgical ou post-chirurgical. Bien que le terme lipome se rapporte principalement aux tumeurs du tissu adipeux blanc, des tumeurs du tissu adipeux brun sont galement trouv es. Il n'est pas surprenant qu'on les appelle des hibernomes. Ce sont des tumeurs rares, b nignes et croissance lente des tissus mous de la graisse brune, apparaissant le plus souvent dans la r gion p riscapulaire, la fosse axillaire, le cou ou le m diastin. La plupart des hibernomes contiennent un m lange de tissu adipeux blanc et brun ; Les hibernomes purs sont tr s rares. DOSSIER 9.2 Corr lation clinique : tumeurs du tissu adipeux FIGURE F9.2.1 Liposarcome bien diff renci . Cette photomicrographie a t obtenue partir d'une tumeur retir e chirurgicalement de l'espace r trop riton al de l'abdomen. Le liposarcome bien diff renci est caract ris par une pr dominance d'adipocytes matures dont la taille et la forme varient. Ils sont intercal s entre de larges cloisons fibreuses de tissu conjonctif contenant des cellules (la majorit d'entre elles sont des fibroblastes) avec des noyaux hyperchromatiques atypiques. Un nombre relativement faible de cellules fusiformes dispers es avec des noyaux hyperchromatiques et pl omorphes se trouvent dans le tissu conjonctif. 340. (Avec l'aimable autorisation du Dr Fabiola Medeiros.) L'activit thermog nique du tissu adipeux brun est facilit e par UCP-1 qui se trouve au niveau de la membrane mitochondriale interne. Les mitochondries des cellules eucaryotes produisent et stockent de l' nergie sous forme de gradient de protons lectrochimiques travers la membrane mitochondriale interne. Comme d crit pr c demment (voir page 55), cette nergie est utilis e pour synth tiser l'ATP lorsque les protons retournent dans la matrice mitochondriale par l'enzyme ATP synthase situ e au niveau de la membrane mitochondriale interne. Les mitochondries du cytoplasme des cellules du tissu adipeux brun contiennent la prot ine de d couplage (UCP-1), qui dissocie l'oxydation des acides gras de la production d'ATP. Par cons quent, les protons sont autoris s voyager de l'espace intermembranaire vers la matrice mitochondriale le long du gradient sans passer par l'ATP synthase et donc sans produire d'ATP. Cela peut se produire puisqu'une autre voie de retour des protons est disponible via un UCP-1 qui facilite le transport des protons travers la membrane mitochondriale interne. Le mouvement des protons partir du compartiment mitochondrial interne dissipe le gradient de protons mitochondriaux, d couplant ainsi la respiration de la synth se de l'ATP. L' nergie produite par les mitochondries est ensuite dissip e sous forme de chaleur dans un processus connu sous le nom de thermogen se. L'activit m tabolique du tissu adipeux brun est r gul e par le syst me nerveux sympathique et est li e la temp rature ambiante ext rieure. L'activit m tabolique du tissu adipeux brun est largement r gul e par la noradr naline lib r e par les terminaisons nerveuses sympathiques, ce qui stimule la lipolyse et l'hydrolyse des triglyc rydes et augmente l'expression mitochondriale et l'activit des mol cules UCP-1. Chez les animaux de laboratoire, chapitre 9 Tissu adipeux B ROWN AD I POSE TISS U E TABLEAU R sum des caract ristiques du tissu adipeux 9.2 Caract ristiques Tissu adipeux blanc Localisation du tissu adipeux brun Couche sous-cutan e, glande mammaire, grandes quantit s dans le grand piploon du nouveau-n , m sent res, restes chez les adultes au niveau de l'espace r trop riton al r trop riton al, de l'espace visc ral, du p ricarde cervical profond et du p ricarde supraclaviculaire, orbites (orbites), r gions du cou, interscapulaire, cavit osseuse, r gions paravert brales du dos, m diastin Fonction : Stockage d' nergie m tabolique, isolation, Production de chaleur (thermogen se) amortissement, production d'hormones, source d'eau m tabolique Morphologie des adipocytes Noyau loculaire, sph rique, aplati, multiloculaire, sph rique, rond Noyau excentrique du cytoplasme Grand diam tre (15 150 m) Diam tre plus petit (10 25 m) Facteurs de transcription commutateur PPAR-/RXR PRDM16/PGC-1 dans la diff renciation Expression des g nes UCP-1 Non O |
Histologie de Ross | ui (propre la graisse brune) Mitochondries Peu nombreuses, peu d velopp es Innervation Peu de fibres nerveuses sympathiques Densit lev e du nerf sympathique fibres Vascularisation Peu de vaisseaux sanguins Tissu hautement vascularis R ponse l'environnement Diminution de la lipogen se Augmentation du stress de lipogen se (exposition au froid) Augmentation de l'activit de la lipoprot ine lipase Diminution de l'activit de la lipoprot ine lipase Croissance et diff renciation tout au long de la vie partir de Seulement pendant la p riode f tale Cellules stromales-vasculaires Diminution l' ge adulte (exception : personnes atteintes de ph ochromocytome et d'hibernome) DOSSIER 9.3 Corr lation clinique : TEP et tissu adipeux brun Interf rence La tomographie par mission de positons, galement appel e TEP , est un outil de diagnostic qui permet de localiser les cellules malignes dans le corps. La TEP est bas e sur la d tection de rayons gamma de haute nergie cr s lorsque des positrons (particules subatomiques d'antimati re), produits lors de la d sint gration de mat riaux radioactifs, sont rencontr s par des lectrons. La proc dure n cessite l'injection d'un traceur radioactif, le plus souvent du 18-fuorine-2-fuoro-2-d soxy-D-glucose (18F-FDG). Cet isotope radioactif du glucose est utilis en imagerie TEP car les cellules malignes m tabolisent le glucose un rythme plus lev que les cellules normales. Apr s l'injection de l'isotope, un d fecteur scanne l'ensemble du corps et enregistre le rayonnement mis par le traceur 18F-FDG lorsqu'il s'incorpore dans les cellules du corps. Un ordinateur r assemble les signaux en images, qui sont, en fait, des cartes biologiques de la distribution du 18F-FDG dans le corps. R cemment, en raison d'une plus grande pr cision diagnostique et de l'am lioration des m thodes de biopsie, les tomodensitom tres combin s de tomographie par mission de positrons et de tomodensitom trie (TEP/TDM) sont utilis s plus fr quemment. L'un des inconv nients de l'imagerie TEP est que de nombreux tissus normaux et l sions b nignes pr sentent galement une augmentation du m tabolisme du glucose et peuvent donc tre interpr t s tort comme malins. Par exemple, le tissu adipeux brun, avec son absorption accrue de glucose m di e par une activit accrue des transporteurs de glucose, peut tre une source potentielle d'interpr tation faussement positive des TEP. tant donn que du tissu adipeux brun est pr sent dans le cou, les r gions sus-claviculaires et le m diastin (voir page 260), il est couramment observ sur les TEP, en particulier chez les patients en sous-poids et pendant les mois d'hiver, lorsque le tis-sue adipeux brun est plus pr dominant. Cette absorption de 18F-FDG repr sente tr s probablement du tissu adipeux brun activ lors de l'augmentation de l'activit nerveuse sympathique li e au stress d au froid. Une image TEP typique de la graisse brune est g n ralement bilat rale et sym trique ; Cependant, dans le m diastin, l'image peut tre asym trique ou focale et peut imiter une malignit . Des r sultats faussement positifs de l'absorption du 18F-FDG dans la graisse brune dans ces zones ont t signal s chez de jeunes femmes subissant des scintigraphies pour le diagnostic et la stadification du cancer du sein. Par cons quent, le fait de comprendre que la graisse brune peut montrer qu'une augmentation de l'absorption du traceur radioactif est cruciale pour tablir un diagnostic pr cis et viter les r sultats faussement positifs (Fig. F9.3.1). FIGURE F9.3.1 Image de tomographie coronale par mission de positons/tomodensitom trie (TEP/TDM) d'une jeune femme en bonne sant . Cette partie sup rieure de la section coronale de cette TEP/TDM du corps entier montre une augmentation bilat rale tendue de l'absorption de 18F-FDG (couleur rouge) dans le cou, les r gions supraclaviculaires et axillaires sup rieures. Notez qu'une augmentation mod r e de l'absorption du traceur radioactif est galement d tectable dans le myocarde (couleur jaune). Les r gions d'activit m tabolique tendue sont en corr lation avec le mod le de distribution du tissu adipeux brun de faible densit . L'imagerie TEP/TDM permet de localiser avec pr cision les zones d'absorption accrues de 18F-FDG et de diff rencier l'absorption de traceurs de tissu adipeux brun et les signes de tumeurs malignes. (Avec l'aimable autorisation de la Dre Jolanta Durski.) Il a t d montr que l'activit de l'UCP-1 augmente pendant le stress d au froid. De plus, le froid stimule l'utilisation du glucose dans les adipocytes bruns par la surexpression des transporteurs de glucose (Glut-4). Des tudes cliniques r centes utilisant la TEP chez l'adulte ont montr une relation directe entre la temp rature ext rieure et la quantit de graisse brune accumul e dans le corps. Une augmentation de la quantit de tissu adipeux brun a t signal e sur le cou et les r gions sus-claviculaires pendant les mois d'hiver, en particulier chez les individu |
Histologie de Ross | s maigres. Ceci est tay par les r sultats de l'autopsie de plus grandes quantit s de graisse brune chez les travailleurs en plein air expos s au froid. Les techniques modernes d'imagerie mol culaire permettent maintenant aux cliniciens de localiser pr cis ment o la graisse brune est distribu e dans le corps, ce qui est essentiel pour un bon diagnostic des l sions canc reuses (voir le dossier 9.3). Cette page a t laiss e vide intentionnellement. Le tissu adipeux est largement r parti dans tout le corps et en quantit s variables chez diff rents individus. Il s'agit d'un tissu conjonctif sp cialis compos de cellules de stockage des graisses, d'adipocytes, et d'un apport sanguin riche. Deux types de tissu adipeux sont reconnus. Le plus commun et le plus abondant est appel tissu adipeux blanc. Ses adipocytes sont de tr s grandes cellules dont le cytoplasme contient une seule grande vacuole dans laquelle la graisse est stock e sous forme de triglyc rides. Lorsqu'il est observ dans une coupe H&E typique, le tissu adi-pose blanc appara t comme une structure en forme de maille (voir micrographie d'orientation). Le deuxi me type est le tissu adipeux brun. Il se compose de cellules plus petites. Leur cytoplasme est caract ris par de nombreuses v sicules qui occupent une grande partie du volume des cellules. Il est galement tr s richement vastul . Le tissu adipeux brun se trouve chez les nouveau-n s humains o il aide maintenir la temp rature corporelle. MICROGRAPHIE D'ORIENTATION : On voit ici du tissu adipeux blanc provenant de l'hypoderme de la peau. Il se compose de nombreux adipocytes troitement regroup s dans des lobules. Un tissu con-nectif dense (DICT) entoure le tissu adipeux. La perte de graisse l'int rieur de la cellule donne au tissu adipeux un aspect de maille. Notez les petits vaisseaux sanguins (VB) situ s la p riph rie du tissu. Ils fournissent un riche r seau capillaire dans le tissu adi-pose. Plusieurs canaux des glandes sudoripares (SGD) sont galement pr sents dans le tissu conjonctif dense. DICTBVSGDDICT BV SGD Tissu adipeux blanc, humain, H&E, 363 ; Encart 700. Il s'agit d'une micrographie grossissement plus lev du tissu adipeux blanc de l' chantillon montr dans la micrographie d'orientation. Il r v le des parties de plusieurs lobules de cellules adipeuses. Le tissu conjonctif dense (DICT) s pare les lobules des structures environnantes. Dans les sp cimens bien conserv s, les adipocytes (A) ont un profil sph rique dans lequel ils pr sentent un bord tr s mince de cytoplasme entourant une seule et grande vacuole contenant de la graisse. Parce que la graisse est perdue lors de la pr paration des tissus, on ne voit que le bord du cytoplasme et un espace presque clair. Entre les cellules, il y a un stroma de tissu conjonctif extr mement mince et d licat qui maintient les adipocytes ensemble et l'int rieur de ce stroma se trouvent de petits vaisseaux sanguins (VB), principalement des capillaires et des veinules. La majorit des noyaux observ s dans le tissu adipeux appartiennent des fibroblastes, des adipocytes ou des cellules de petits vaisseaux sanguins. Cependant, il est souvent difficile de faire la distinction entre les noyaux de fibroblastes et les noyaux adipocytaires. L'encart montre un adipocyte dont le noyau (N) est relativement facile identifier. Il semble r sider dans le bord du cytoplasme (Cy), ce qui donne l'adipocyte l'apparence classique d'un anneau de chevali re . Un second noyau (N'), partiellement hors du plan de section, semble r sider entre le bord cytoplasmique de deux cellules adjacentes. Il s'agit probablement du noyau d'un fibroblaste. En raison de la taille relativement grande de l'adipocyte, il est tr s rare que le noyau de la cellule soit inclus dans le plan de section d'une cellule donn e. D'autres cellules qui peuvent tre observ es dans le stroma d licat du tissu conjonctif sont les mastocytes (MC). Tissu adipeux brun, humain, H&E, 450 ; encart 1100. Le tissu adipeux brun montr ici est constitu de petites cellules graisseuses tr s proches avec un espace intercellulaire minimal. En raison de cette disposition, il est difficile de d finir des cellules individuelles ce grossissement. un grossissement plus lev (non illustr ), il est possible d'identifier certaines cellules individuelles. Une cellule, dont les limites pouvaient tre identifi es des Le grossissement est circonscrit par une ligne pointill e. Chaque cellule contient de nombreuses petites vacuoles contenant de la graisse entour es de cytoplasme. Cette cellule comprend son noyau (N). Comme indiqu , le tissu adipeux brun est tr s vascularis , et dans cet chantillon, on peut voir de nombreux vaisseaux sanguins (VB) comme en t moignent les globules rouges qu'ils contiennent. Il est encore plus difficile de distinguer les fibroblastes dans le lobule des noyaux des cellules graisseuses. M me un grossissement plus lev (en m daillon), il est difficile de d termine |
Histologie de Ross | r quels noyaux appartiennent quelles cellules. Un capillaire (C) peut tre identifi dans l'encadr . Encore une fois, il est reconnu par la pr sence de globules rouges. L o les lobules sont l g rement s par s les uns des autres (fl ches), de petits noyaux allong s peuvent tre reconnus. Ceux-ci appartiennent aux fibroblastes du tissu conjonctif formant les septa. DICT CL , tissu conjonctif dense et irr gulier A, adipocytes BV, vaisseaux sanguins N, noyau Cy, cytoplasme MC, mastocytes C, SGD capillaire, canaux des glandes sudoripares VUE D'ENSEMBLE DU SANG / 268 PLASMA / 269 RYTHROCYTES / 270 LEUCOPHILES / 275 Neutrophiles / 275 osinophiles / 280 Basophiles / 282 Lymphocytes / 283 Monocytes / 286 THROMBOCYTES / 286 FORMATION DES CELLULES SANGUINES (H MOPO SE) / 289 Th orie monophyl tique de l'h mopo se / 289 D veloppement des rythrocytes ( rythropo se) / 293 Cin tique de l' rythropo se / 295 D veloppement des thrombocytes (thrombopo se) / 295 D veloppement des granulocytes (granulopo se) / 295 Cin tique de la granulopo se / 296 D veloppement de la granulopo se Monocytes / 298 D veloppement des lymphocytes (lymphopo se) / 298 MOELLE OSSEUSE / 298 Dossier 10.1 Corr lation clinique : syst mes de groupes sanguins ABO et Rh / 273 Dossier 10.2 Corr lation clinique : h moglobine chez les patients atteints de diab te / 274 Dossier 10.3 Corr lation clinique : troubles de l'h moglobine / 276 Dossier 10.4 Corr lation clinique : troubles h r ditaires des neutrophiles ; Granulomatose chronique (CGD) / 281 Dossier 10.5 Corr lation clinique : d gradation de l'h moglobine et jaunisse / 281 Dossier 10.6 Corr lation clinique : cellularit de la moelle osseuse / 300 Le sang est un tissu conjonctif fluide qui circule dans le syst me cardiovasculaire. Comme les autres tissus conjonctifs, le sang est constitu de cellules et d'un composant extracellulaire. Le volume sanguin total chez l'adulte moyen est d'environ 6 L ou 7 % 8 % du poids corporel total. L'action de pompage du c ur propulse le sang travers le syst me cardiovasculaire vers les tissus corporels. Les nombreuses fonctions du sang comprennent : l'apport de nutriments et d'oxyg ne directement ou indirectement aux cellules, le transport des d chets et du dioxyde de carbone loin des cellules, l'administration d'hormones et d'autres substances r gulatrices vers et depuis les cellules et les tissus, le maintien de l'hom ostasie en agissant comme un tampon et en participant la coagulation et la thermor gulation, et le transport d'agents humoraux et de cellules du syst me immunitaire qui prot gent l'organisme contre les agents pathog nes, des prot ines trang res et des cellules transform es (c'est- -dire des cellules canc reuses). Le sang est constitu de cellules et de leurs d riv s, ainsi que d'un liquide riche en prot ines appel plasma. Les cellules sanguines et leurs d riv s comprennent : les rythrocytes, galement appel s globules rouges (GR), les leucocytes, galement connus sous le nom de globules blancs (GB), et les thrombocytes, galement appel s plaquettes. Le plasma est le mat riau extracellulaire liquide qui conf re des propri t s fluides au sang. Le volume relatif de cellules et de plasma dans le sang total est d'environ 45 % et 55 %, respectivement. Le TABLEAU l ments form s du sang 10,1 cellules/L l ments form s Hommes Femmes % rythrocytes 4.3 5,7 1012 3,9 5,0 1012 Leucocytes 3,5 10,5 109 3,5 10,5 109 100 Agranulocytes Lymphocytes 0,9 2,9 109 0,9 2,9 109 25,7 27,6a Monocytes 0,3 0,9 109 0,3 0,9 109 8,6a Granulocytes Neutrophiles 1,7 7,0 109 1,7 7,0 109 48,6 66,7a osinophiles 0,05 0,5 109 0,05 0,5 109 1,4 4,8a Basophiles 0 0,03 109 0 0,3a Thrombocytes ( plaquettes) 150 450 109 150 450 109 aPourcentage de leucocytes. Le volume d' rythrocytes emball s dans un chantillon de sang est appel h matocrite. L'h matocrite est mesur en centrifugeant un chantillon de sang auquel des anticoagulants ont t ajout s, puis en calculant le pourcentage du volume du tube de centrifugation occup par les rythrocytes par rapport celui du sang total. Un taux d'h matocrite normal est d'environ 39 % 50 % chez les hommes et de 35 % 45 % chez les femmes ; Ainsi, 39 % 50 % et 35 % 45 % du volume sanguin des hommes et des femmes, respectivement, sont constitu s d' rythrocytes. De faibles valeurs d'h matocrite refl tent souvent un nombre r duit d' rythrocytes circulants (une condition appel e an mie) et peuvent indiquer une perte de sang importante caus e par une h morragie interne ou externe. Les leucocytes et les plaquettes ne constituent que 1 % du volume sanguin. Dans un chantillon de sang centrifug , la fraction cellulaire (la partie de l' chantillon qui contient les cellules) est constitu e principalement d' rythrocytes emball s (99 %). Les leucocytes et les plaquettes sont contenus dans une couche troite dans la partie sup rieure de la fraction cellulaire appel e couche leucocytaire. Comme l'indique le tableau 10.1, il y a pr s de 1 0 |
Histologie de Ross | 00 fois plus d' rythrocytes (5 1012 cellules/L de sang) que de leucocytes (7 109/L de sang). Bien que les cellules sanguines soient les principaux objets d'int r t en histologie, un bref examen du plasma est galement utile. La composition du plasma est r sum e dans le tableau 10.2. Plus de 90 % du plasma en poids est constitu d'eau, qui sert de solvant pour une vari t de solut s, notamment les prot ines, les gaz dissous, les lectrolytes, les nutriments, les substances r gulatrices et les d chets. Les solut s dans le plasma aident maintenir l'hom ostasie, un tat d' quilibre qui fournit un pH et une osmolarit optimaux pour le m tabolisme cellulaire. Les prot ines plasmatiques sont principalement constitu es d'albumine, de globulines et de fibrinog ne. L'albumine est le principal constituant prot ique du plasma, repr sentant environ la moiti des prot ines plasmatiques totales. C'est la plus petite prot ine plasmatique (environ 70 kilodaltons) et elle est fabriqu e dans le foie. L'albumine est responsable de l'exercice du gradient de concentration entre le sang et le liquide tissulaire extracellulaire. Cette pression osmotique majeure sur la paroi des vaisseaux sanguins, appel e pression osmotique collo dale, maintient la proportion correcte du volume de liquide sanguin par rapport au volume de liquide tissulaire. Si une quantit importante d'albumine s' chappe des vaisseaux sanguins dans le tissu conjonctif l che ou est perdue du sang dans l'urine des reins, la pression osmotique collo dale du sang diminue et le liquide s'accumule dans les tissus. (Cette augmentation du liquide tissulaire est la plus TABLEAU Composition du plasma sanguin10.2 Composants % Eau 91 92 Prot ines (albumine, globulines, fibrinog ne) 7 8 Autres solut s : 1 2 lectrolytes (Na, K, Ca2, Mg2, Cl, HCO3 , PO4 3, SO4 2) Substances azot es non prot iques (ur e, acide urique, cr atine, cr atinine, sels d'ammonium) Nutriments (glucose, lipides, acides amin s) Gaz sanguins (oxyg ne, dioxyde de carbone, azote) Substances r gulatrices (hormones, enzymes) facilement not es par le gonflement des chevilles la fin d'une journ e. L'albumine agit galement comme une prot ine porteuse ; Il lie et transporte les hormones (thyroxine), les m tabolites (bilirubine) et les m dicaments (barbituriques). Les globulines comprennent les immunoglobulines (-globulines), le composant le plus important de la fraction de globulines, et les globulines non immunes (-globulines et -globulines). Les immunoglobulines sont des anticorps, une classe de mol cules fonctionnelles du syst me immunitaire s cr t es par les plasmocytes. (Les anticorps sont abord s au chapitre 14, Syst me lymphatique.) Les globulines non immunes sont s cr t es par le foie. Ils aident maintenir la pression osmotique dans le syst me vasculaire et servent galement de prot ines porteuses pour diverses substances telles que le cuivre (par la c ruloplasmine), le fer (par la transferrine) et la prot ine h moglobine (par l'haptoglobine). Les globulines non immunes comprennent galement la fibronectine, les lipoprot ines, les facteurs de coagulation et d'autres mol cules qui peuvent changer entre le sang et le tissu conjonctif extravasculaire. Le fibrinog ne, la plus grande prot ine plasmatique (340 kilodaltons), est fabriqu dans le foie. Dans une s rie de r actions en cascade avec d'autres facteurs de coagulation, le fibrinog ne soluble est transform en fibrine, une prot ine insoluble (323 kilodaltons). Lors de la conversion du fibrinog ne en fibrine, les cha nes de fibrinog ne sont bris es pour produire des monom res de fibrine qui polym risent rapidement pour former de longues fibres. Ces fibres deviennent r ticul es pour former un filet imperm able sur le site des vaisseaux sanguins endommag s, emp chant ainsi une perte de sang suppl mentaire. l'exception de ces grandes prot ines plasmatiques et des substances r gulatrices, qui sont de petites prot ines ou polypeptides, la plupart des constituants plasmatiques sont suffisamment petits pour traverser la paroi des vaisseaux sanguins dans les espaces extracellulaires du tissu conjonctif adjacent. En g n ral, les prot ines plasmatiques r agissent avec les fixateurs courants ; Ils sont souvent retenus dans les vaisseaux sanguins dans des coupes de tissus. Les prot ines plasmatiques ne poss dent pas de forme structurelle sup rieure au niveau mol culaire ; ainsi, lorsqu'ils sont retenus dans les vaisseaux sanguins du bloc tissulaire, ils apparaissent comme une substance homog ne qui se colore uniform ment avec l' osine dans les coupes color es l'h matoxyline et l' osine (H&E). Le s rum est le m me que le plasma sanguin, sauf que les facteurs de coagulation ont t limin s. des fins de laboratoire, des chantillons de sang sont souvent pr lev s dans une veine (proc dure appel e ponction veineuse). Lorsque le sang est retir de la circulation, il coagule imm diatement. Un caillot sanguin est constitu principalement |
Histologie de Ross | d' rythrocytes enchev tr s dans un r seau de fibres fines compos de fibrine. Pour viter la coagulation d'un chantillon de sang, un anticoagulant tel que le citrate ou l'h parine est ajout l' chantillon de sang au fur et mesure de son obtention. Le citrate lie les ions calcium, qui sont essentiels pour d clencher la cascade de r actions de coagulation ; L'h parine d sactive les facteurs de coagulation dans le plasma. Le plasma qui manque de facteurs de coagulation est appel s rum. Pour de nombreux tests de laboratoire biochimiques, le plasma et le s rum sanguin peuvent tre utilis s de mani re interchangeable. Le s rum est pr f r pour plusieurs tests sp cifiques car les anticoagulants contenus dans le plasma peuvent interf rer avec les r sultats. Cependant, les tests de capacit de coagulation n cessitent que tous les facteurs de coagulation soient pr serv s ; Par cons quent, le s rum est inappropri pour ces tests. Le liquide interstitiel des tissus conjonctifs est d riv du plasma sanguin. Le liquide qui entoure les cellules tissulaires, appel liquide interstitiel, sans surprise, a une composition lectrolytique qui refl te celle du plasma sanguin, dont il est d riv . La composition du liquide interstitiel dans les tissus non conjonctifs est toutefois sujette des modifications consid rables par les activit s d'absorption et de s cr tion des pith liums. Les pith liums peuvent cr er des microenvironnements sp ciaux propices leur fonction. Par exemple, il existe une barri re h mato-enc phalique entre le sang et le tissu nerveux. Des barri res existent galement entre le sang et le tissu parenchymateux dans les testicules, le thymus, les yeux et d'autres compartiments pith liaux. Les fluides, les barri res et leurs fonctions sont abord s dans les chapitres suivants qui d crivent ces organes particuliers. L'examen des cellules sanguines n cessite une pr paration et une coloration particuli res. La m thode de pr paration qui permet le mieux d'afficher les types de cellules du sang p riph rique est le frottis sanguin. Cette m thode diff re de la pr paration habituelle observ e dans le laboratoire d'histologie en ce que l' chantillon n'est pas noy dans de la paraffine et sectionn . Au lieu de cela, une goutte de sang est plac e directement sur une lame et tal e finement sur la surface de la lame (c'est- -dire tir e avec le bord d'une autre lame) pour produire une monocouche de cellules (Fig. 10.1a). La pr paration est ensuite s ch e l'air libre et teint e. Une autre diff rence dans la pr paration d'un frottis sanguin est qu'au lieu de H&E, des m langes sp ciaux de colorants sont utilis s pour colorer les cellules sanguines. La pr paration obtenue peut ensuite tre examin e l'aide d'une lentille d'immersion dans l'huile de haute puissance, avec ou sans lamelle (Fig. 10.1b et planche 17, page 302). La coloration modifi e de type Romanovsky couramment utilis e pour les frottis sanguins consiste en un m lange de bleu de m thyl ne (un colorant basique), d'azurs apparent s ( galement des colorants basiques) et d' osine (un colorant acide). Sur la base de leur apparence apr s coloration, les leucocytes sont traditionnellement divis s en granulocytes (neutrophiles, osinophiles et basophiles) et agranulocytes (lymphocytes et monocytes). Bien que les deux types de cellules puissent contenir des granules, les granulocytes poss dent des granules vidents, sp cifiquement color s, dans leur cytoplasme. En g n ral, les colorants basiques colorent les noyaux, les granules des basophiles et l'ARN du cytoplasme, tandis que le colorant acide colore les rythrocytes et les granules des osinophiles. Les scientifiques pensaient l'origine que les fines granules de neutrophiles taient color es par un colorant neutre qui se formait lorsque le bleu de m thyl ne et ses azurs apparent s taient combin s avec de l' osine. Le m canisme par lequel les granules de neutrophiles sp cifiques sont color s n'est pas encore clairement compris. Certains des colorants de base (les azurs) sont m tachromatiques et peuvent donner une couleur violette rouge au mat riau qu'ils colorent. Les rythrocytes sont des disques anulcl s et biconcaves. Les rythrocytes ou globules rouges (GR), sont des cellules anucl es d pourvues d'organites typiques. Ils fonctionnent uniquement dans la circulation sanguine pour lier l'oxyg ne afin de l'administrer l' FIGURE 10.1 Frottis sanguin : technique de pr paration et photomicrographie d'ensemble. un. Photographie montrant la m thode de production d'un frottis sanguin. Une goutte de sang est plac e directement sur une lame de verre et tal e sur sa surface avec le bord d'une autre lame. b. Photomicrographie d'un frottis de sang p riph rique color avec la coloration de Wright, montrant que les cellules sont uniform ment r parties. Les cellules sont principalement des rythrocytes. Trois leucocytes sont pr sents. Les plaquettes sont indiqu es par des fl ches. 350. tissus et, en |
Histologie de Ross | change, lier le dioxyde de carbone pour l' liminer des tissus. Leur forme est celle d'un disque biconcave d'un diam tre de 7,8 m, d'une paisseur de bord de 2,6 m et d'une paisseur centrale de 0,8 m. Cette forme maximise la surface de la cellule (140 m2), un attribut important dans les changes gazeux. 7,8 m 0,8 m 2,6 m La dur e de vie des rythrocytes est d'environ 120 jours, apr s quoi la plupart (90%) d'entre eux sont phagocyt s par les macrophages de la rate, de la moelle osseuse et du foie. Les rythrocytes g s restants (10 %) se d composent par voie intravasculaire, lib rant des quantit s insignifiantes d'h moglobine dans le sang. Dans les coupes color es l'H&E, les rythrocytes ont g n ralement un diam tre de 7 8 m. Parce que leur taille est relativement constante dans les tissus fix s, ils peuvent tre utilis s pour estimer la taille d'autres cellules et structures dans des coupes de tissus ; Dans ce r le, les rythrocytes sont appel s juste titre la r gle histologique . Parce que les rythrocytes vivants et conserv s apparaissent g n ralement comme des disques biconcaves, ils peuvent donner l'impression que leur forme est rigide et in lastique (Fig. 10.2). Ils sont, en fait, extr mement d formables. Ils passent facilement travers les capillaires les plus troits en se repliant sur eux-m mes. Ils se tachent uniform ment l' osine. Dans les lames minces observ es au microscope lectronique transmission (MET), le contenu d'un rythrocyte appara t sous la forme d'un mat riau dense et finement granuleux. La forme de l' rythrocyte est maintenue par des prot ines membranaires. La membrane cellulaire d'un rythrocyte est compos e d'une bicouche lipidique typique et contient deux groupes de prot ines fonctionnellement significatifs. Les prot ines membranaires int grales repr sentent la plupart des prot ines de la bicouche lipidique. Elles se composent de deux grandes familles : les glycophorines et les prot ines de la bande 3. Les domaines extracellulaires de ces prot ines membranaires int grales sont glycosyl s et expriment des antig nes sp cifiques du groupe sanguin. La glycophorine C, membre de la famille des glycophorines des prot ines transmembranaires, joue un r le important dans l'attachement du r seau de prot ines cytosquelettiques sous-jacent la membrane cellulaire. La prot ine de la bande 3 se lie l'h moglobine et agit comme un site d'ancrage suppl mentaire pour les prot ines du cytosquelette (Fig. 10.3). Les prot ines membranaires p riph riques r sident sur la surface interne de la membrane cellulaire. Ils sont organis s en un r seau de treillis hexagonal bidimensionnel qui lamine la couche interne de la membrane. Le r seau lui-m me, qui est positionn parall lement la membrane, est compos principalement de prot ines cytosquelettiques, notamment les t tram res de spectrine, l'actine, la prot ine de bande 4.1, l'adducine, la prot ine de bande 4.9 et la tropomyosine (voir Fig. 10.3) qui forment un r seau ou un maillage. Le r seau est ancr la bicouche lipidique par la prot ine globulaire ankyrine, qui interagit avec la prot ine de bande 4.2 ainsi qu'avec la prot ine membranaire int grale de bande 3. glycophorine C adductine spectrine ankyrine actine tropomyosine bande 3 prot ine 4.2 FIGURE 10.2 Morphologie des rythrocytes. un. Photomicrographie de trois capillaires (Cap) se rejoignant pour former une veinule (V), comme observ dans le tissu adipeux l'int rieur d'un m sent re de pleine paisseur. Les rythrocytes apparaissent en file indienne dans l'un des capillaires (les deux autres sont vides). La zone centrale claire de certains rythrocytes r sulte de leur forme biconcave. Les rythrocytes sont tr s plastiques et peuvent se replier sur eux-m mes lors du passage dans des capillaires tr s troits. Les grandes structures rondes sont des cellules adipeuses (A). 470. b. Micrographie lectronique balayage d' rythrocytes pr lev s dans un tube sanguin. Notez la forme concave des cellules. Les empilements d' rythrocytes dans ces pr parations ne sont pas inhabituels et sont appel s rouleau. De telles formations in vivo indiquent une augmentation du taux d'immunoglobuline plasmatique. 2,800. Cet arrangement cytosquelettique unique contribue la forme de l' rythrocyte et conf re des propri t s lastiques et une stabilit la membrane. Le cytosquelette n'est pas statique ; Il subit un r arrangement continu en r ponse diverses prot ines 4.9 prot ine 4.1 FIGURE 10.3 Organisation de la membrane rythrocytaire. Le rectangle dans l' rythrocyte sectionn (en haut gauche) repr sente l'aire de la membrane dans le sch ma plus grand. Le grand sch ma montre la disposition des prot ines membranaires p riph riques et int grales. Les prot ines p riph riques forment un r seau cytosquelettique sur la surface int rieure de la membrane plasmique ; La prot ine pr dominante est la spectrine. Le r seau est ancr la membrane plasmique par un certain nombre de complexes prot iq |
Histologie de Ross | ues. facteurs physiques et stimuli chimiques lorsque la cellule se d place dans le r seau vasculaire. Tout d faut dans l'expression des g nes codant pour ces prot ines du cytosquelette peut entra ner des rythrocytes de forme anormale et fragiles. Par exemple, la sph rocytose h r ditaire est caus e par un d faut primaire dans l'expression du g ne de la spectrine qui entra ne des rythrocytes sph riques. L'elliptocytose h r ditaire est caus e par une d ficience des prot ines de la bande 4.1 qui entra ne des rythrocytes elliptiques. Dans les deux cas, les rythrocytes sont incapables de s'adapter aux changements de leur environnement (par exemple, la pression osmotique et les d formations m caniques), ce qui entra ne une destruction pr matur e des cellules, ou h molyse. Les rythrocytes contiennent de l'h moglobine, une prot ine sp cialis e dans le transport de l'oxyg ne et du dioxyde de carbone. Les rythrocytes transportent l'oxyg ne et le dioxyde de carbone li s la prot ine h moglobine (68 kilodaltons). Un monom re de l'h moglobine a une composition et une structure similaires celles de la myoglobine, la prot ine de liaison l'oxyg ne pr sente dans le muscle stri . Une forte concentration d'h moglobine est pr sente dans les rythrocytes et est responsable de leur coloration uniforme l' osine et de la granularit cytoplasmique observ e avec le TEM. La forme discale de l' rythrocyte facilite les changes gazeux car plus de mol cules d'h moglobine sont plus proches de la membrane plasmique qu'elles ne le seraient dans une cellule sph rique. Ainsi, les gaz ont moins de distance pour se diffuser l'int rieur de la cellule pour atteindre un site de liaison sur l'h moglobine. DOSSIER 10.1 Corr lation clinique : ABO et Rh Le sang est une complication potentiellement mortelle, le sang pour la transfusion doit Un facteur important de la transfusion sanguine est le syst me de groupe sanguin ABO, qui implique essentiellement trois antig nes appel s A, B et O (tableau F10.1.1). Ces antig nes sont des glycoprot ines et des glycolipides et ne diff rent que l g rement par leur composition. Ils sont pr sents la surface des rythrocytes et sont attach s aux domaines extracellulaires des prot ines membranaires int grales appel es glycophorines. La pr sence d'antig nes A, B ou O d termine les quatre groupes sanguins primaires : A, B, AB et O. Tous les humains ont des enzymes qui catalysent la synth se de l'antig ne O. Les personnes du groupe sanguin A ont une enzyme suppl mentaire (N-ac tylgalactosamine transf rase ou Aglycosyltransf rase) qui ajoute de la N-ac tylgalactosamine l'antig ne O. Les personnes du groupe sanguin B ont une enzyme (galactose transf rase ou B-glycosyltransf rase) qui ajoute du galactose l'antig ne O (Fig. F10.1.1). Les individus du groupe sanguin AB expriment les deux enzymes, tandis que les individus du groupe sanguin O n'ont pas les deux enzymes. Chez l'homme, les g nes ABO sont constitu s d'au moins sept exons et sont situ s sur le chromosome 9. L'all le O est r cessif, tandis que les all les A et B sont codominants. Les diff rences dans les mol cules de glucides de ces antig nes sont d tect es par des anticorps sp cifiques contre les antig nes A ou B. Les personnes porteuses d'antig nes A poss dent des anticorps anti-B s riques qui sont dirig s contre l'antig ne B. Les personnes porteuses d'antig nes B poss dent des anticorps anti-A s riques qui sont dirig s contre l'antig ne A. Les personnes du groupe sanguin AB ne ne pas avoir d'anticorps dirig s contre les antig nes A ou B. Ainsi, ils sont des accepteurs universels de tout groupe sanguin. Les individus du groupe O ont la fois des anticorps anti-A et anti-B dans leur s rum et aucun antig ne A ou B dans leurs rythrocytes. Ainsi, ces personnes sont des donneurs de sang universels. Si un individu est transfus avec du sang d'un type incompatible, les anticorps du receveur attaqueront les rythrocytes du donneur, provoquant une r action de transfusion h molytique ou la destruction des rythrocytes transfus s. Pour viter cela, il faut toujours le croiser avec le sang d'un receveur. Dans cette proc dure, le s rum du receveur est test contre les rythrocytes du donneur. S'il n'y a pas de r action ce test de compatibilit crois e, le sang des donneurs peut tre utilis pour la transfusion. L'autre syst me de groupe sanguin important, le syst me Rh, est bas sur l'antig ne Rh sus (Rh). Chez l'homme, ce syst me est repr sent par un polypeptide Rh30 transmembranaire non glycosyl de 40 kilodaltons qui partage des sites antig niques avec les rythrocytes du singe rh sus. Le polypeptide Rh30 est un composant d'un complexe prot ique membranaire rythrocytaire plus grand (90 kilodaltons) qui comprend la glycoprot ine Rh50. Bien que le polypeptide Rh30 exprime de nombreux sites antig niques sur son domaine extracellulaire, seuls trois d'entre eux les antig nes D, C et E ont une signification clinique. Les interactions entre |
Histologie de Ross | les mol cules Rh30 et Rh50 sont essentielles l'expression des antig nes D, C et E. Un individu qui ne poss de qu'un seul de ces trois antig nes est dit Rh positif (Rh). Les trois antig nes stimulent la production d'anticorps anti-Rh chez les individus sans les m mes antig nes. L'incompatibilit Rh peut induire une r action transfusionnelle h molytique et, chez les nouveau-n s, provoquer une maladie h molytique rythroblastose f tale. L' rythroblastose f tale survient chez les nouveau-n s Rh(D) n s par des m res Rh(D) et r sulte d'une r action immunitaire des immunoglobulines anti-D transmises travers le placenta par la m re. Les anticorps anti-D sont produits par la m re en r ponse l'antig ne D exprim sur les rythrocytes f taux qui s' chappent dans sa circulation pendant la grossesse. L'administration d'anticorps anti-D (RhoGAM) la m re pendant la grossesse et apr s la parturition d truit tous les rythrocytes f taux Rh(D) circulants qui persistent dans le sang de la m re, pr venant ainsi les r actions d'incompatibilit Rh- lors de grossesses futures. Groupe sanguin Antig ne de surface rythrocytaire L'anticorps s rique peut donner du sang Peut recevoir du sang de A Antig ne A A Antig ne Anti-B A et AB A et O B ANTIG NE B A et AB B et O ANTIG NES AB A et B Aucun anticorps Uniquement AB A, B, AB et O (receveur de sang universel) Antig ne O O (pas d'antig nes A ou B) Anti-A et anti-B A, B, AB et O (donneur de sang universel) Seulement O TABLE ABO Syst me de groupe sanguin F10.1.1 L'h moglobine se compose de quatre cha nes polypeptidiques de globine , , et , chacune complex e en un groupe h mique contenant du fer (Fig. 10.4). La structure des cha nes polypeptidiques varie. En fonction des polypeptides particuliers pr sents, les types d'h moglobine suivants peuvent tre distingu s : L'h moglobine HbA est plus r pandue chez les adultes, repr sentant environ 96 % de l'h moglobine totale. Il s'agit d'un t tram re deux et deux cha nes (2, 2). L'h moglobine HbA2 repr sente 1,5 % 3 % de l'h moglobine totale chez l'adulte. Il se compose de deux et deux cha nes (22). L'h moglobine HbF repr sente moins de 1 % de l'h moglobine totale chez l'adulte. Il contient deux et deux cha nes (22) et est la principale forme d'h moglobine chez le f tus. La production d'HbF chute consid rablement apr s la naissance ; cependant, chez certains individus, l'HbF est produite tout au long de leur vie. Bien que l'HbF persiste des pourcentages l g rement plus lev s que la normale chez les personnes atteintes de dr panocytose et de thalass mie, elle ne semble pas avoir de r le pathologique. Des mutations dans les g nes codant pour les cha nes de globine peuvent provoquer des troubles de la production d'h moglobine. Un exemple de mutation dans le g ne codant pour l'h moglobine est discut dans le dossier 10.3. Il est int ressant de noter que plus de 550 types de mol cules d'h moglobine anormales ont t identifi s, mais la majorit d'entre eux n'ont aucune signification clinique. DOSSIER 10.2 Corr lation clinique : h moglobine chez les patients diab tiques Comme mentionn dans le texte, environ 96% de l'h moglobine totale chez les adultes est repr sent e par l'h moglobine de type HbA. Environ 8 % de l'HbA se compose de plusieurs sous-types qui liminent les l g res diff rences chimiques. Ces sous-types sont les h moglobines HbA1a1, HbA1a2, HbA1b et HbA1c. Parmi ces sous-types, l'h moglobine de type A1c est de signification clinique car elle se lie de mani re irr versible au glucose. Il est appel h moglobine glyqu e ou glycosyl e. Les taux de ce sous-type d'h moglobine sont utilis s pour surveiller la glyc mie d'un individu au cours des 2 3 derniers mois (cliniquement appel test A1c). Les personnes atteintes de diab te ont des taux accrus d'h moglobine glyqu e HbA1c dans le sang en raison de leur glucose sanguine lev e. Comme la dur e de vie normale des rythrocytes est d'environ 120 jours (voir page 295), l'h moglobine glyqu e ne peut tre limin e que lorsque les globules rouges qui la contiennent sont d stroy s. Ainsi, les valeurs d'HbA1c sont directement proportionnelles la concentration de glucose dans le sang sur toute la dur e de vie de l' rythrocyte. Chez les personnes en bonne sant et chez celles atteintes de diab te qui est efficacement contr l , les taux d'HbA1c ne doivent pas d passer 7% de l'h moglobine totale. tant donn que les valeurs d'HbA1c ne sont pas soumises aux fluctuations court terme de la glyc mie que l'on observe, par exemple, apr s les repas ou pendant le je ne, le sang pour le test HbA1c peut tre obtenu sans tenir compte du moment o les aliments sont consomm s. FIGURE 10.4 Sch ma structurel de la mol cule d'h moglobine. Chaque mol cule d'h moglobine est compos e de quatre sous-unit s. Chaque sous-unit contient un h me, la partie contenant du fer de l'h moglobine, int gr e dans une fente hydrophobe d'une cha ne de globine. Le repliement de la cha ne de globine place l'h me p |
Histologie de Ross | r s de la surface de la mol cule, o il est facilement accessible oxyg ne. Il existe quatre types diff rents de cha nes de globine : , , , et se produisant par paires. Les types de cha nes de globine pr sentes dans les mol cules d terminent le type d'h moglobine. La figure illustre l'h moglobine A (HbA), qui est compos e de deux et deux cha nes. Les leucocytes sont subclass s en deux grands groupes. La base de cette division est la pr sence ou l'absence de granules sp cifiques pro minents dans le cytoplasme. Comme indiqu pr c demment, les cellules contenant des granules sp cifiques sont class es comme granulocytes (neutrophiles, osinophiles et basophiles) (planche 17, page 302), et les cellules d pourvues de granules sp cifiques sont class es comme agranulocytes (lymphocytes et monocytes) (planche 18, page 304). Cependant, les agranulocytes et les granulocytes poss dent un petit nombre de granules azurophiles non sp cifiques, qui sont des lysosomes. Le nombre relatif des diff rents leucocytes est indiqu dans le tableau 10.1. Les neutrophiles sont les globules blancs les plus nombreux ainsi que les granulocytes les plus courants. Les neutrophiles mesurent de 10 12 m de diam tre dans les frottis sanguins et sont videmment plus gros que les rythrocytes. Bien qu'ils soient nomm s pour leur absence de coloration cytoplasmique caract ristique, ils sont galement facilement identifiables par leur noyau multilobal ; C'est pourquoi on les appelle aussi polymorphonucl aires neutrophiles ou polymorphes. Les neutrophiles matures poss dent deux quatre lobes de mati re nucl aire reli s par des brins nucl aires plus minces (planche 17, page 302). L'arrangement n'est pas statique ; Au contraire, dans les neutrophiles vivants, les lobes et les brins de liaison changent de forme, de position et m me de nombre. La chromatine du neutrophile a une disposition caract ristique. De larges r gions d'h t rochromatine sont situ es principalement la p riph rie du noyau en contact avec l'enveloppe nucl aire. Les r gions de l'euchromatine sont situ es principalement au centre du noyau, avec des r gions relativement plus petites en contact avec l'enveloppe nucl aire (Fig. 10.5). Chez les femmes, le corps de Barr (le chromosome X condens , unique et inactif) forme un appendice en forme de pilon sur l'un des lobes nucl aires. Les neutrophiles contiennent trois types de granules. Le cytoplasme d'un neutrophile contient trois types de granules. Les diff rents types de granules refl tent les diff rentes fonctions phagocytotiques de la cellule. Les granul s sp cifiques (granul s secondaires) sont les plus petits granul s et sont au moins deux fois plus nombreux que les granul s azurophiles. Ils sont peine visibles au microscope optique ; en micrographie lectronique, ils sont ellipso daux (voir Fig. 10.5). Les granules sp cifiques contiennent diverses enzymes (collag nase de type IV, phospholipase) ainsi que des activateurs du compl ment et d'autres peptides antimicrobiens (lysozymes, lactoferrines). Les granules azurophiles (granules primaires) sont plus gros et moins nombreux que les granules sp cifiques. Ils apparaissent t t dans la granulopo se et apparaissent dans tous les granulocytes, ainsi que dans les monocytes et les lymphocytes. Les granules azurophiles sont les lysosomes du neutrophile et contiennent la my loperoxydase (MPO) (une enzyme peroxydase), qui se pr sente sous la forme d'un mat riau finement pointill avec le MET. La my loperoxydase aide g n rer de l'hypochlorite bact ricide et des chloramines hautement r actifs. En plus de contenir une vari t d'hydrolases acides typiques, les granules azurophiles contiennent galement des prot ines cationiques appel es d fensines, qui fonctionnent de mani re analogue aux anticorps et au peptide antimicrobien cath licidine pour tuer les agents pathog nes. Les granules tertiaires dans les neutrophiles sont de deux types. L'un d'eux contient des phosphatases (enzymes qui liminent un groupe phosphate d'un substrat) et est parfois appel phosphasome. L'autre type contient des m talloprot inases, telles que les g latinases et les collag nases, qui faciliteraient la migration des neutrophiles travers le tissu conjonctif. En dehors de ces granules, les organites d limit s par une membrane sont clairsem s. Un petit appareil de Golgi est vident au centre de la cellule, et les mitochondries sont relativement peu nombreuses (voir Fig. 10.5). Les neutrophiles sont des cellules mobiles ; Ils quittent la circulation et migrent vers leur site d'action dans le tissu conjonctif. Une propri t importante des neutrophiles et autres leucocytes est leur motilit . Les neutrophiles sont les plus nombreux de la premi re vague de cellules p n trer dans une zone de l sions tissulaires. Leur migration est contr l e par l'expression de mol cules d'adh sion la surface des neutrophiles qui interagissent avec les ligands correspondants sur les cellules endoth liales (Fig. 10.6) et |
Histologie de Ross | sont souvent impliqu es dans la liaison cellulaire. La phase initiale de migration des neutrophiles se produit dans les veinules post-capillaires et est r gul e par un m canisme impliquant la reconnaissance des cellules neutrophiles-endoth liales. Les s lectines (un type de mol cule d'adh sion cellulaire) la surface du neutrophile circulant (CD62L) interagissent avec les r cepteurs (GlyCAM-1) la surface des cellules endoth liales. Le neutrophile devient partiellement attach la cellule endoth liale la suite de ce DOSSIER 10.3 Corr lation clinique : troubles de l'h moglobine An mie L'an mie est d finie cliniquement comme une diminution de la concentration d'h moglobine dans le sang pour l' ge et le sexe d'un individu. Bien que dans certaines an mies, cette diminution de la concentration d'h moglobine soit caus e par une diminution de la quantit d'h moglobine dans chaque cellule, la plupart des an mies sont caus es par une r duction du nombre d' rythrocytes. Les causes de l'an mie comprennent la perte de sang (h morragie), la production insuffisante d' rythrocytes ou la destruction acc l r e des rythrocytes dans la circulation. Une carence en fer alimentaire ou des carences en vitamines telles que la vitamine B12 ou l'acide folique peuvent entra ner une diminution de la production d' rythrocytes. L'atrophie gastrique, la suite d'une maladie auto-immune, avec destruction concomitante des cellules pari tales qui s cr tent le facteur intrins que, une mol cule essentielle l'absorption de la vitamine B12 par les cellules de l'il on, est l'origine d'une forme d'an mie appel e an mie pernicieuse. Les sympt mes cliniques de l'an mie varient en fonction du type d'an mie, de la cause sous-jacente et d'autres conditions m dicales associ es. Les sympt mes courants de l'an mie, m me l g re, comprennent la faiblesse, la fatigue et la perte d' nergie. Les autres sympt mes associ s l'an mie sont l'essoufflement, les maux de t te fr quents, les difficult s de concentration, la confusion mentale, la perte de libido, les tourdissements, les crampes aux jambes, l'insomnie et la p leur de la peau. interaction, ce qui ralentit le neutrophile et le fait rouler la surface de l'endoth lium. Dans la deuxi me phase, un autre groupe de mol cules d'adh sion la surface des neutrophiles, appel es int grines (VLA-5), sont activ es par les signaux des chimiokines provenant des cellules endoth liales. Dans la troisi me phase, les int grines et d'autres mol cules d'adh sion de la superfamille des immunoglobulines (par exemple, la mol cule d'adh sion intercellulaire-1 [ICAM-1], la mol cule d'adh sion des cellules vasculaires-1 [VCAM-1]) exprim es la surface des neutrophiles s'engagent avec leurs r cepteurs sp cifiques sur les cellules endoth liales, La dr panocytose est caus e par une mutation ponctuelle dans le g ne qui code pour la cha ne -globine de l'h moglobine A. Le r sultat de cette mutation est une cha ne anormale de globine dans laquelle l'acide amin valine est substitu l'acide glutamique en position 6. L'h moglobine contenant cette cha ne anormale est appel e h moglobine falciforme (HbS). La substitution de la valine hydrophobe l'acide glutamique hydrophile provoque l'agr gation de l'HbS dans des conditions de tension d'oxyg ne r duite. Au lieu de la forme normale du disque biconcave, de nombreux rythrocytes prennent la forme d'une faucille une faible tension d'oxyg ne, d'o le nom de cette maladie (Fig. F10.3.1). Les rythrocytes falciformes sont plus rigides que les cellules normales et adh rent plus facilement la surface endoth liale. Ainsi, les rythrocytes falciformes peuvent s'accumuler dans les plus petits capillaires, privant des parties des tissus et des organes d'oxyg ne et de nutriments. Une obstruction des gros vaisseaux peut galement survenir, ce qui entra ne fr quemment un accident vasculaire c r bral chez les enfants. Les rythrocytes falciformes sont galement plus fragiles et se d composent ou sont d truits plus rapidement (apr s 20 jours) que les rythrocytes normaux. La dr panocytose est une maladie g n tique homozygote r cessive. Cependant, les individus h t rozygotes pr sentant une dr panocytose peuvent parfois avoir des cons quences cliniques en haute altitude ou lorsqu'ils sont soumis un stress physique extr me. FIGURE F10.3.1 Photomicrographie d'un frottis sanguin d'an mie falciforme. Le frottis sanguin color avec la coloration de Wright montre des cellules anormales en forme de bateau et de faucille d'un individu atteint d'an mie falciforme. 400. attachant le neutrophile la cellule endoth liale. Le neutrophile tend ensuite un pseudopode jusqu' une jonction intercellulaire. L'histamine et l'h parine lib r es au site de la l sion par les mastocytes p rivasculaires ouvrent la jonction intercellulaire, permettant aux neutrophiles de migrer dans le tissu conjonctif. Avec le TEM, le contenu cytoplasmique d'un pseudopode neutrophile appara t sous la forme d |
Histologie de Ross | 'une tendue de matrice cytoplasmique finement granulaire sans organites membraneux (voir Fig. 10.5). L'aspect finement granuleux est attribuable la pr sence de filaments d'actine, certains FIGURE 10.5 Micrographie lectronique d'un neutrophile mature humain. Le noyau pr sente la configuration multilob e typique avec l'h t rochromatine la p riph rie et l'euchromatine plus centrale. Un petit appareil de Golgi (G) est pr sent ; Les autres organites sont clairsem s. L'apparition ponctu e du cytoplasme adjacent l'aspect convexe du profil nucl aire est caus e par des particules de glycog ne. c t de l'aspect concave du profil nucl aire se trouvent de nombreux granules. Les granules sp cifiques apparaissent moins denses et plus arrondis que les granules azurophiles. Ces derniers sont moins nombreux et sont extr mement denses en lectrons. 22 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr Dorothea Zucker-Franklin.) titre de comparaison, l'encart montre un neutrophile provenant d'un frottis sanguin observ au microscope optique. 1,800. FIGURE 10.6 Sch ma des v nements de la migration d'un neutrophile d'une veinule postcapillaire vers le tissu conjonctif. un. Les neutrophiles circulants sont ralentis par l'interaction de leurs mol cules d'adh sion de surface, les s lectines (CD62L), avec l'endoth lium de la veinule (b). c. la suite de cette interaction, la cellule roule la surface de l'endoth lium. Le neutrophile adh re alors l'endoth lium et r pond aux chimiokines s cr t es par les cellules endoth liales. d. Leur s cr tion induit l'expression d'autres mol cules d'adh sion la surface du neutrophile telles que les int grines (VLA-5) et la superfamille des mol cules d'adh sion des immunoglobulines (par exemple, mol cule d'adh sion intercellulaire-1 [ICAM-1], mol cule d'adh sion des cellules vasculaires-1 [VCAM-1]). e. Ces mol cules d'adh sion permettent aux neutrophiles de se lier aux r cepteurs des mol cules d'adh sion sur les cellules endoth liales. f. Le neutrophile tend ensuite un pseudopode jusqu' une jonction intercellulaire pr alablement ouverte par l'histamine et l'h parine lib r es par les mastocytes du tissu conjonctif, permettant au neutrophile de migrer travers la paroi du vaisseau (g). les microtubules et le glycog ne, qui sont impliqu s dans l'extension du cytoplasme pour former le pseudopode et la contraction ult rieure qui tire la cellule vers l'avant. Une fois que le neutrophile p n tre dans le tissu conjonctif, la migration ult rieure vers le site de la l sion est dirig e par un processus connu sous le nom de chimiotaxie, la liaison de mol cules chimioattractantes et de prot ines de la matrice extracellulaire des r cepteurs sp cifiques la surface du neutrophile. Les neutrophiles sont des phagocytes actifs qui utilisent une vari t de r cepteurs de surface pour reconna tre les bact ries et autres agents infectieux sur le site de l'inflammation. Une fois sur le site de la l sion tissulaire, le neutrophile doit d'abord reconna tre toute substance trang re avant que la phagocytose ne puisse se produire. Comme la plupart des cellules phagocytaires, les neutrophiles ont une vari t de r cepteurs sur leur membrane cellulaire qui peuvent reconna tre et se lier aux bact ries, aux organismes trangers et d'autres agents infectieux (Fig 10.7). Certains de ces organismes et agents se lient directement aux neutrophiles (aucune modification de leur surface n'est n cessaire), tandis que d'autres doivent tre opsonis s (enrob s d'anticorps ou de compl ment) pour les rendre plus attrayants pour les neutrophiles. Les r cepteurs les plus couramment utilis s par les neutrophiles pendant la phagocytose sont les suivants. Les r cepteurs Fc la surface des neutrophiles se lient la r gion Fc expos e des anticorps IgG qui recouvrent les surfaces bact riennes (voir Fig. 10.7). La liaison des bact ries enrob es d'IgG active l'activit phagocitique du neutropile et provoque une augmentation rapide du m tabolisme intracellulaire. Les r cepteurs du compl ment (RC) facilitent la liaison et l'absorption de complexes immunitaires qui sont opsonis s par la prot ine active du compl ment C3, savoir C3b. La liaison de bact ries ou d'autres antig nes enrob s de C3b aux RC d clenche la phagocytose, entra nant l'activation des voies lytiques d'un neutrophile et des r actions respiratoires en rafale. Les r cepteurs pi geurs (SR) sont un groupe structurellement diversifi de glycoprot ines transmembranaires qui se lient des formes modifi es (ac tyl es ou oxyd es) de lipoprot ines de basse densit (LDL), des mol cules polyanioniques qui se trouvent souvent la surface des bact ries Gram positif et Gram n gatif et des corps apoptotiques. La liaison de ces r cepteurs augmente l'activit phagocitique des neutrophiles. Les r cepteurs de type Toll, galement connus sous le nom de r cepteurs de reconnaissance de formes (PRR), sont des r cepteurs neutrophiles qui reconnaissent les mol cules pathog nes |
Histologie de Ross | telles que les endotoxines, les lipopolysaccharides, les peptidoglycanes et les acides lipot icho ques qui sont dispos s selon des motifs mol culaires associ s aux agents pathog nes (PAMP) pr visibles et sont g n ralement exprim s sur les surfaces bact riennes et autres agents infectieux. Comme d'autres cellules phagocytaires, les neutrophiles poss dent une vari t de r cepteurs de type Toll qui reconnaissent les PAMP. Liaison des bact ries FIGURE 10.7 Phagocytose des neutrophiles. un. La phagocytose commence par la reconnaissance et la fixation d'un corps tranger (antig ne), principalement par des r cepteurs Fc qui interagissent avec la r gion Fc des anticorps li s l'antig ne. b. L'antig ne est ensuite englouti par les pseudopodes des neutrophiles. c. Lorsque les pseudopodes se rassemblent et fusionnent, l'antig ne est internalis . d. Une fois le phagosome form , la digestion est initi e par l'activation des oxydases d limit es par la membrane du phagosome. e. Ensuite, les granules sp cifiques et azurophiles fusionnent avec le phagosome et lib rent leur contenu, formant un phagolysosome. Cette fusion et lib ration des granules s'appelle la d granulation. f. Le contenu enzymatique des granules est responsable de la mort et de la digestion du micro-organisme. L'ensemble du processus digestif se d roule dans le phagolysosome, qui prot ge la cellule de l'automutilation. g. Le mat riel dig r est soit exocytos dans l'espace extracellulaire, soit stock sous forme de corps r siduels dans le neutrophile. Les antig nes de ces r cepteurs provoquent une phagocytose et la lib ration de cytokines telles que l'interleukine-1 (IL-1), l'interleukine-3 (IL-3) et le facteur de n crose tumorale (TNF-) par les neutrophiles. L'IL-1, historiquement connue sous le nom de pyrog ne (agent causant de la fi vre), induit la synth se des prostaglandines, qui leur tour agissent sur le centre thermor gulateur de l'hypothalamus pour produire de la fi vre. Par cons quent, la fi vre est la cons quence d'une r action aigu des agents pathog nes envahissants qui provoquent une r ponse neutrophile massive. Les bact ries phagocyt es sont tu es dans les phagolysosomes par les interm diaires r actifs toxiques de l'oxyg ne produits lors de l'explosion respiratoire. La phagocytose commence lorsque le neutrophile reconna t l'antig ne et s'y attache. Des pseudopodes tendus du neutrophile engloutissent l'antig ne et l'internalisent pour former un phagosome (voir Fig. 10.7). Les granules sp cifiques et azurophiles fusionnent avec la membrane du phagosome, et les hydrolases lysosomales des granules azurophiles dig rent le corps tranger. Au cours de la phagocytose, l'utilisation du glucose et de l'oxyg ne par les neutrophiles augmente sensiblement et est appel e explosion respiratoire. Il en r sulte la synth se de plusieurs compos s contenant de l'oxyg ne appel s interm diaires r actifs de l'oxyg ne (ROI). Ils comprennent des radicaux libres tels que l'oxyg ne et les radicaux hydroxyles qui sont utilis s pour immobiliser et tuer les bact ries vivantes dans les phagolysosomes. Par d finition, les radicaux libres poss dent un lectron non appari dans leur structure chimique, ce qui les rend tr s r actifs et donc capables d'endommager les mol cules intracellulaires, y compris les lipides, les prot ines et les acides nucl iques. Le processus par lequel les micro-organismes sont tu s dans les neutrophiles est appel destruction intracellulaire d pendante de l'oxyg ne. En g n ral, deux voies biochimiques sont impliqu es dans ce processus : la premi re est le syst me phagocyte oxydase (phox) qui utilise le complexe nicotinamide ad nine dinucl otide phosphate (NADPH) oxydase du phagocyte dans la membrane du phagolysosome ; la seconde est associ e l'enzyme lysosomale my loperoxydase (MPO) pr sente dans les granules azurophiles des neutrophiles (Fig 10.8). Dans la voie de la phagocyte oxydase, ou syst me phox, la phagocytose se d roule en signalant la cellule de produire des quantit s suffisantes de NADPH n cessaires pour g n rer des anions superoxydes. L'augmentation de l'absorption de glucose et de la d rivation du m tabolisme du NADPH est obtenue via la voie du pentose phosphate ( galement connue sous le nom de pentose shunt). Le NADPH cytosolique devient un donneur d' lectrons : le complexe enzymatique NADPH oxydase transporte les lectrons travers la membrane jusqu' l'O2 mol culaire l'int rieur du phagolysosome pour g n rer les anions superoxyde de radicaux libres (O-2). Ces anions superoxydes sont convertis en ROI. La superoxyde dismutase convertit les anions superoxyde en oxyg ne singulet (1O2) et en peroxyde d'hydrog ne (H2O2), qui r agit ensuite avec les anions superoxyde pour produire des radicaux hydroxyles bact ricides (OH ) (la forme neutre de l'ion hydroxyle) et davantage de mol cules d'oxyg ne singulet (voir Fig 10.8). La destruction d pendante de l'oxyg ne avec implication du MPO se produit lorsque des granules azuroph |
Histologie de Ross | iles contenant du MPO fusionnent avec des phagosomes contenant des bact ries phagocyt es. Au cours de l'explosion respiratoire du neutrophile, le MPO, en utilisant l'h me comme cofacteur, catalyse une r action qui produit de l'acide hypochloreux (HOCl) partir de peroxyde d'hydrog ne (H2O2) et d'un anion chlorure (Cl ). L'acide hypochloreux, qui est environ 1 000 fois plus efficace que le peroxyde d'hydrog ne pour tuer les bact ries, est ensuite m tabolis en un hypochlorite hautement toxique OCl (eau de Javel) et en chlore (Cl2). Une partie de l'hypochlorure peut se d composer spontan ment pour produire des ions oxyg n s singulet toxiques (1O2) et chlorure (Cl ) (voir Fig. 10.8). De plus, l'oxyde nitrique (NO) et d'autres interm diaires azot s r actifs (ARN) ont galement t impliqu s dans les m canismes de destruction microbienne intracellulaire. Le NO a t trouv dans les neutrophiles ; cependant, on pense que les m canismes de destruction m di s par les RNI ne semblent pas jouer un r le critique chez l'homme. Le r le principal du NO d riv des neutrophiles est d'induire la vasodilatation, qui son tour facilite la migration des neutrophiles des vaisseaux sanguins vers le tissu conjonctif environnant. Les bact ries phagocyt es peuvent galement tre tu es par un arsenal diversifi de m canismes de destruction ind pendants de l'oxyg ne utilisant des enzymes bact riolytiques et des peptides antimicrobiens. En plus des r actions respiratoires d pendantes de l'oxyg ne, les micro-organismes peuvent tre tu s par des enzymes bact riolytiques et des peptides antimicrobiens cationiques qui sont stock s dans les granules du cytoplasme des neutrophiles. Ces m canismes de destruction ind pendants de l'oxyg ne sont dirig s vers la membrane cellulaire bact rienne, provoquant sa d gradation et ses fuites. Les neutrophiles contiennent des quantit s particuli rement importantes de prot ines cationiques antimicrobiennes telles que les d fensines et les peptides antimicrobiens appel s cath licidines. Semblables aux lysozymes et aux cathepsines stock s dans les granules sp cifiques, ces prot ines antimicrobiennes cationiques d composent la paroi bact rienne. De plus, les enzymes hydrolytiques lysosomales qui dig rent les prot ines bact riennes et les lactoferrines qui ch latent le fer des voies bact riennes nutritionnelles contribuent la destruction des bact ries envahissantes. Ces m canismes ne sont pas aussi efficaces que les voies de destruction d pendantes de l'oxyg ne. Les neutrophiles de patients pr sentant des anomalies dans les voies d pendantes de l'oxyg ne, tels que ceux atteints de granulomatose chronique (voir dossier 10.4), sont toujours capables de d truire les bact ries phagocyt es dans une certaine mesure. Cependant, en raison de la faible efficacit de ces processus, les personnes atteintes de ces d fauts sont plus susceptibles de contracter des infections graves. Apr s digestion intracellulaire par le neutrophile, les restes de mati re d grad e sont stock s dans des corps r siduels ou exocytos s. La plupart des neutrophiles meurent au cours de ce processus ; L'accumulation de bact ries mortes et de neutrophiles morts constitue l'exsudat pais appel pus. La couleur jaune-vert du pus et des s cr tions de mucus (par exemple, des poumons infect s) provient du pigment h mique de l'enzyme MPO dans les granules azurophiles des neutrophiles. L'inflammation et la cicatrisation des plaies impliquent galement les monocytes, les lymphocytes, les osinophiles, les basophiles et les fibroblastes. Les monocytes p n trent galement dans le tissu conjonctif en r ponse secondaire une l sion tissulaire. Sur le site de la l sion tissulaire, ils se transforment en macrophages qui phagocytent les d bris cellulaires et tissulaires, la fibrine, les bact ries restantes et les neutrophiles morts. La cicatrisation normale des plaies d pend de la participation de FIGURE 10.8 Voies conduisant la synth se d'interm diaires r actifs de l'oxyg ne au cours des r actions respiratoires en rafale des neutrophiles. Ce sch ma montre un phagolysosome qui contient une bact rie d j pagocyt e. Deux m canismes de destruction d pendants de l'oxyg ne sont repr sent s dans ce dessin. Le premier m canisme d pend d'un syst me de phagocytes oxydases (phox) qui utilise le complexe NADPH oxydase (contient cinq sous-unit s). Ce complexe transporte les lectrons en exc s travers la membrane du phagolysosome, o ils interagissent avec l'oxyg ne mol culaire pour g n rer des anions superoxyde libres. Ces anions sont convertis en interm diaires r actifs de l'oxyg ne. Une autre enzyme, la superoxyde dismutase, convertit les anions superoxyde en oxyg ne singulet et en peroxyde d'hydrog ne, qui r agit ensuite avec les anions superoxyde pour produire des radicaux hydroxyles bact ricides et davantage de mol cules d'oxyg ne singulet. Le deuxi me m canisme implique l'enzyme lysosomale my loperoxydase (MPO) pr sente dans les granules azurophile |
Histologie de Ross | s des neutrophiles. Le MPO catalise la production d'acides hypochloreux partir d'anions peroxyde d'hydrog ne et chlorure. L'acide hypochloreux est ensuite m tabolis en un hypochlorite (eau de Javel) hautement toxique et en chlore. Une partie de l'hypochlorure peut se d composer spontan ment pour produire des ions oxyg n s et chlorure singulet toxiques. Toutes les mol cules produites lors des rafales d'oxyg ne dans les neutrophiles (associ es des fl ches rouges) sont tr s efficaces pour tuer les bact ries ing r es. macrophages dans la r ponse inflammatoire ; Ils deviennent le principal type de cellule du site inflammatoire apr s l' puisement des neutrophiles. En m me temps que les macrophages deviennent actifs sur le site de l'inflammation, les fibroblastes proches du site et les cellules m senchymateuses indiff renci es dans l'adventice des petits vaisseaux sur le site commencent se diviser et se diff rencier en fibroblastes et myofibroblastes qui s cr tent ensuite les fibres et la substance fondamentale de la plaie en cicatrisation. Comme les neutrophiles, les monocytes sont attir s vers le site inflammatoire par la chimiotaxie. Les lymphocytes, les osinophiles et les basophiles jouent galement un r le dans l'inflammation, mais ils sont plus impliqu s dans les aspects immunologiques du processus (voir le chapitre 14, Syst me lymphatique). Les osinophiles et les lymphocytes se trouvent plus souvent sur les sites d'inflammation chronique. Les osinophiles ont peu pr s la m me taille que les neutrophiles, et leurs noyaux sont g n ralement bilob s (Fig. 10.9 ; Planche 17, page 302). Comme chez les neutrophiles, l'h t rochromatine compacte des osinophiles est principalement adjacente l'enveloppe nucl aire, tandis que l'euchromatine est situ e au centre du noyau. Les osinophiles sont nomm s d'apr s les gros granules osinophiles et r fractiles dans leur cytoplasme. Le cytoplasme des osinophiles contient deux types de granules : les nombreux granules sp cifiques allong s et les granules azurophiles (sinon, l' osinophile ne contient qu'une repr sentation clairsem e d'organites membraneux). DOSSIER 10.4 Corr lation clinique : troubles h r ditaires des neutrophiles ; Granulomatose chronique (CGD) La granulomatose chronique (CGD) est un exemple primaire d'immunod ficience g n tique qui affecte les m canismes de destruction d pendants de l'oxyg ne. Dans ce d sordre h r ditaire des neutrophiles et d'autres cellules phagocytaires, l'un des composants du complexe NADPH oxydase (syst me phox) a mut ou est absent. Par cons quent, les neutrophiles ne peuvent pas produire d'interm diaires r actifs de l'oxyg ne (OI). Le complexe NADPH oxydase est constitu de cinq mol cules. Deux d'entre elles, la glycoprot ine 91 (gp91) et la prot ine 22 (p22), font partie d'un cytochrome d limit par une membrane appel cy-tochrom B558 (voir Fig. 10.8). Trois autres composants cytosoliques la prot ine 47 (p47), la prot ine 67 (p67) et la prot ine 40 (p40) sont des composants de la Rac-2 GTPase, qui est n cessaire l'activit oxydase. L'activation des neutrophiles et la stimulation de la phagocytose provoquent la translocation des prot ines cytosoliques vers la membrane plasmique du phagolysosome pour assembler le complexe actif NADPH oxydase. L'enzyme assembl e transporte les lectrons du NADPH cytosolique travers la membrane jusqu' l'O2 mol culaire r sidant l'int rieur du phagolysosome, g n rant des anions superoxyde bact ricides (O2 ) et d'autres ROI. Environ 50 % 70 % de tous les cas de CGD sont caus s par une mutation du g ne CYBB (sous-unit du cytochrome B, b) situ sur le chromosome X. Ce g ne code pour la glycoprot ine 91 (gp91), qui est n cessaire au bon fonctionnement du complexe NADPH oxydase. tant donn que le d ficit en gp91 est une maladie li e l'X, la CGD caus e par cette mutation est souvent appel e maladie X91. De 20 % 40 % des personnes atteintes de CGD pr sentent des mutations du g ne NCF1 sur le chromosome 7 qui code pour la prot ine 47. Les mutations des g nes NCF2 (qui code pour la prot ine 67) et CYBA (qui code pour la prot ine 22) sont rares, repr sentant moins de 10 % de tous les cas de CGD. Les mutations des g nes NCF1, NCF2 et CYBA produisent des formes autosomiques r cessives de CGD. La CGD diminue la capacit des neutrophiles tuer certains types de bact ries et de champignons. Les personnes atteintes de cette maladie sont fr quemment touch es par des infections bact riennes et fongiques r currentes potentiellement mortelles et des conditions inflammatoires chroniques. Les changements pathologiques les plus courants se produisent dans les tissus et les organes qui forment des barri res contre l'entr e de micro-organismes de l'environnement ext rieur. Ils comprennent la peau (infections cutan es), la gencive (gencives enfl es et enflamm es), les poumons (pneumonie), les ganglions lymphatiques (lymphoad nite), le tractus gastro-intestinal (ent rite, diarrh e), le foie |
Histologie de Ross | et la rate. Une autre caract ristique de la CGD est le d veloppement de masses agrandies, semblables des tumeurs, appel es granulomes. La pr sence de granulomes peut causer de graves probl mes dans le tractus gastro-intestinal en obstruant le passage des aliments et dans les voies g nito-urinaires en bloquant l' coulement de l'urine des reins et de la vessie. Des granules sp cifiques d' osinophiles contiennent un corps cristallo de qui est facilement visible avec le MET, entour d'une matrice moins dense en lectrons. Ces corps cristallo des sont responsables de la r fraction des granules au microscope optique. Ils contiennent quatre prot ines principales : une prot ine riche en arginine appel e prot ine de base majeure (MBP), qui explique l'acidophilie intense du granule ; prot ine cationique osinophile (ECP) ; osinophile peroxydase (EPO) ; et la neurotoxine d riv e d' osinophiles (EDN). Le MBP est localis dans le corps cristallo de ; Les trois autres prot ines se trouvent dans la matrice granulaire. La MBP, l'ECP et l'EPO ont un fort effet cytotoxique sur les protozoaires et les parasites helminthiques ; L'EDN provoque un dysfonctionnement du syst me nerveux chez les organismes parasites ; l'histaminase neutralise l'activit de l'histamine ; et l'arylsulfatase neutralise les leucotri nes s cr t s par les basophiles et les mastocytes (voir Chapitre 6, Tissu conjonctif, DOSSIER 10.5 Corr lation clinique : d gradation de l'h moglobine et jaunisse Si la conjugaison de la bilirubine ou son excr tion dans la bile par les cellules h patiques est inhib e, ou si un blocage du syst me des canaux biliaires se produit, la bilirubine peut retourner dans le sang, provoquant une apparence jaune de la scl rotique de l' il et de la peau. Cette condition s'appelle la jaunisse. La jaunisse peut tre caus e par la destruction des rythrocytes circulants. Un exemple d'une telle condition est une r action transfusionnelle h molytique lorsque du sang incompatible avec ABO est administr un patient, g n ralement en raison d'une erreur d' criture. L'h molyse massive des rythrocytes transfus s peut tre associ e des complications syst miques graves telles que l'hypotension (diminution de la pression art rielle), l'insuffisance r nale et m me la mort. La jaunisse est galement caract ristique d'une vari t d'an mies h molytiques qui r sultent soit de d fauts h r ditaires de l' rythrocyte (par exemple, une sph rocytose h r ditaire), soit de facteurs externes tels que des micro-organismes pathog nes, des venins animaux, des produits chimiques et des m dicaments. Une certaine jaunisse est fr quente chez les nouveau-n s (jaunisse physiologique) en raison de l'inefficacit du syst me de conjugaison de la bilirubine dans le foie du nouveau-n . page 186). Des granules sp cifiques contiennent galement de l'histaminase, de l'arylsulfatase, de la collag nase et des cathepsines. Les granules azurophiles sont des lysosomes. Ils contiennent une vari t d'hydrolases d'acide lysosomal habituelles et d'autres enzymes hydrolytiques qui fonctionnent dans la destruction des parasites et l'hydrolyse des complexes antig ne-anticorps internalis s par l' osinophile. Les osinophiles sont associ s des r actions allergiques, des infections parasitaires et une inflammation chronique. Les osinophiles se d veloppent et m rissent dans la moelle osseuse. Une fois lib r s de la moelle osseuse, ils circulent dans le sang p riph rique puis migrent vers le tissu conjonctif. Les osinophiles sont activ s par des interactions avec des anticorps IgG, IgA ou IgA s cr toires. La lib ration d'arylsulfatase et d'histaminase par les osinophiles aux sites de r action allergique mod re les effets potentiellement d l t res des m diateurs vasoactifs inflammatoires. L' osinophile participe galement d'autres r ponses immunologiques et phagocytose les complexes antig ne-anticorps. Ainsi, le nombre d' osinophiles dans les chantillons de sang des personnes souffrant d'allergies et d'infections parasitaires est g n ralement lev . Les osinophiles jouent un r le majeur dans la d fense de l'h te contre les parasites helminthiques. On les trouve galement en grand nombre dans la lamina propria de l'intestin FIGURE 10.9 Micrographie lectronique d'un osinophile humain. Le noyau est bilob , mais le segment de liaison n'est pas dans le plan de section. Les granules sont de taille mod r e, compar s ceux du basophile, et pr sentent un corps cristallin (Cr) dans la matrice moins dense en lectrons du granule. M, mitochondries. 26 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr Dorothea Zucker-Franklin.) Introduire. Image microscopique optique d'un osinophile partir d'un frottis sanguin. 1,800. tractus et d'autres sites d'inflammation chronique potentielle (c.- -d. les tissus pulmonaires chez les patients asthmatiques). Les basophiles ont peu pr s la m me taille que les neutrophiles et sont ainsi nomm s parce que les nombreux gros granules de leur cytoplasme |
Histologie de Ross | se colorent avec des colorants basiques (planche 17, page 302). Les basophiles sont les moins nombreux des globules blancs, repr sentant moins de 0,5 % du total des leucocytes. Souvent, plusieurs centaines de globules blancs doivent tre examin s dans un frottis sanguin avant qu'un basophile ne soit trouv . Le noyau basophile lob est g n ralement masqu par les granules des frottis sanguins color s, mais ses caract ristiques sont videntes dans les micrographies lectroniques (Fig. 10.10). L'h t rochromatine se trouve principalement dans un emplacement p riph rique, et l'euchromatine est principalement situ e au centre ; Les organites cytoplasmiques typiques sont clairsem s. La membrane plasmique basophile poss de de nombreux r cepteurs Fc de haute affinit pour les anticorps IgE. De plus, une prot ine sp cifique de 39 kilodaltons appel e CD40L est exprim e la surface du basophile. CD40L interagit avec un r cepteur compl mentaire (CD40) sur les lymphocytes B, ce qui entra ne une synth se accrue des IgE. FIGURE 10.10 Micrographie lectronique d'un basophile humain. Le noyau appara t sous la forme de trois corps distincts ; Les brins de connexion ne sont pas dans le plan de section. Les granules basophiles (B) sont tr s gros et de forme irr guli re. Certains granules r v lent des chiffres de my line (MF). M, mitochondries. 26 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr Dorothea Zucker-Franklin.) Introduire. Aspect microscopique clair d'un basophile partir d'un frottis sanguin. 1,800. Le cytoplasme basophile contient deux types de granules : les granules sp cifiques, qui sont plus gros que les granules sp cifiques du neutrophile, et les granules azurophiles non sp cifiques. Des granules sp cifiques pr sentent une texture granuleuse et des figures de my line lorsqu'ils sont observ s avec le TEM. Ces granules contiennent une vari t de substances, savoir de l'h parine, de l'histamine, du sulfate d'h parane, des leucotri nes, de l'IL-4 et de l'IL-13. L'h parine, un glycosaminoglycane sulfat , est un anticoagulant. L'histamine et l'h parane sulfate sont des agents vasoactifs qui, entre autres actions, provoquent la dilatation des petits vaisseaux sanguins. Les leucotri nes sont des lipides modifi s qui d clenchent une constriction prolong e des muscles lisses des voies respiratoires pulmonaires (voir page 186). L'interleukine-4 (IL-4) et l'interleukine-13 (IL-13) favorisent la synth se des anticorps IgE. La basophilie intense de ces granules sp cifiques est corr l e la forte concentration de sulfates dans les mol cules de glycosaminoglycane de l'h parine et du sulfate d'h parane. Les granules azurophiles sont les lysosomes des basophiles et contiennent une vari t d'hydrolases acides lysosomales habituelles qui sont similaires celles des autres leucocytes. La fonction des basophiles est troitement li e celle des mastocytes. Les basophiles sont fonctionnellement apparent s, mais pas identiques, aux mastocytes du tissu conjonctif (voir tableau 6.6, page 187). Les mastocytes et les basophiles se lient un anticorps s cr t par les plasmocytes, les IgE, par le biais de r cepteurs Fc de haute affinit exprim s leur surface cellulaire. L'exposition et la r action ult rieures l'antig ne (allerg ne) sp cifique des IgE d clenchent l'activation des basophiles et des mastocytes et la lib ration d'agents vasoactifs partir des granules cellulaires. Ces substances sont responsables de troubles vasculaires s v res associ s des r actions d'hypersensibilit et l'anaphylaxie. De plus, les basophiles et les mastocytes sont d riv s de la m me cellule prog nitrice basophile-mastocytes (BMCP). Si un BMCP sp cifique exprime le facteur de transcription li aux granulocytes CCAAT/enhancer-binding protein (C/EBP), la cellule s'engage se diff rencier en une cellule prog nitrice basophile (BaP). Les basophiles se d veloppent et se diff rencient dans la moelle osseuse et sont lib r s dans le sang p riph rique sous forme de cellules matures. En l'absence de facteur de transcription C/EBP, une cellule BMCP migre vers la rate et, apr s une diff renciation suppl mentaire, se d place en tant que pr curseur de mastocytes (MPC) vers l'intestin, o elle devient un mastocyte mature. Les lymphocytes sont les principales cellules fonctionnelles du syst me lymphatique ou immunitaire. Les lymphocytes sont les agranulocytes les plus courants et repr sentent environ 30 % du total des leucocytes sanguins. Pour comprendre la fonction des lymphocytes, il faut se rendre compte que la plupart des lymphocytes pr sents dans le sang ou la lymphe repr sentent des cellules immunocomp tentes en recirculation (c'est- -dire des cellules qui ont d velopp la capacit de reconna tre et de r pondre aux antig nes et qui sont en transit d'un tissu lymphatique un autre). Dans les tissus associ s au syst me immunitaire (voir le chapitre 14, Syst me lymphatique), trois groupes de lymphocytes peuvent tre identifi s en fonction de leur taille |
Histologie de Ross | : les lymphocytes petits, moyens et grands, dont le diam tre varie de 6 30 m. Les grands lymphocytes sont soit des lymphocytes activ s, qui poss dent des r cepteurs de surface qui interagissent avec un antig ne sp cifique, soit des lymphocytes tueurs naturels (NK). Dans la circulation sanguine, la plupart des lymphocytes sont de taille petite ou moyenne, de 6 15 m de diam tre. La majorit , soit plus de 90 %, sont de petits lymphocytes. Dans les frottis sanguins, le lymphocyte mature a peu pr s la taille d'un rythrocyte. Lorsqu'ils sont observ s au microscope optique dans un frottis sanguin, les petits lymphocytes ont un noyau sph rique intens ment color , l g rement d coup (planche 17, page 302). Le cytoplasme se pr sente sous la forme d'un bord tr s mince et bleu p le entourant le noyau. En g n ral, il n'y a pas d'organites cytoplasmiques reconnaissables autres qu'un fin granule azurophile occasionnel. Le TEM r v le que le cytoplasme contient principalement des ribosomes libres et quelques mitochondries. D'autres organites sont si clairsem s qu'ils ne sont g n ralement pas visibles en lame mince. De petits lysosomes denses qui correspondent aux granules azurophiles observ s au microscope optique sont parfois observ s ; une paire de centrioles et un petit appareil de Golgi sont situ s au centre de la cellule, la zone de l'indentation du noyau. Dans le lymphocyte moyen, le cytoplasme est plus abondant, le noyau est plus grand et moins h t rochromatique, et l'appareil de Golgi est un peu plus d velopp (Fig. 10.11). Un plus grand nombre de mitochondries et de polysomes et de petits profils de r ticulum endoplasmique rugueux sont galement observ s dans ces cellules de taille moyenne. Les ribosomes sont la base de la l g re basophilie affich e par les lymphocytes dans les frottis sanguins color s. Trois types de lymphocytes fonctionnellement distincts sont pr sents dans le corps : les lymphocytes T, les lymphocytes B et les cellules NK. La caract risation des types de lymphocytes est bas e sur leur fonction, et non sur leur taille ou leur morphologie. Les lymphocytes T (lymphocytes T) sont ainsi nomm s parce qu'ils subissent une diff renciation dans le thymus. Les lymphocytes B (cellules B) sont ainsi nomm s parce qu'ils ont t reconnus pour la premi re fois comme une population distincte dans la bourse de Fabricius chez les oiseaux ou dans des organes quivalents la bourse (par exemple, la moelle osseuse) chez les mammif res. Cellules tueuses naturelles (NK) FIGURE 10.11 Micrographie lectronique d'un lymphocyte de taille moyenne. L'aspect ponctu du cytoplasme est caus par la pr sence de nombreux ribosomes libres. Plusieurs mitochondries (M) sont videntes. Le centre cellulaire ou la r gion centrosph rique de la cellule (la zone de l'indentation nucl aire) montre galement un petit appareil de Golgi (G) et un centriole (C). 26 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr Dorothea Zucker-Franklin.) Introduire. Aspect microscopique l ger d'un lymphocyte de taille moyenne partir d'un frottis sanguin. 1,800. se d veloppent partir de la m me cellule pr curseur que les cellules B et T et sont ainsi nomm es parce qu'elles sont programm es pour tuer certains types de cellules transform es. Les lymphocytes T ont une longue dur e de vie et sont impliqu s dans l'immunit m diation cellulaire. Les lymphocytes T sont caract ris s par la pr sence de prot ines de reconnaissance de la surface cellulaire appel es r cepteurs des lymphocytes T (TCR), qui, dans la majorit des lymphocytes T, comprennent deux cha nes de glycoprot ines appel es cha nes -TCR. Ils expriment des prot ines marqueurs CD2, CD3, CD5 et CD7 leur surface ; cependant, elles sont sous-class es en fonction de la pr sence ou de l'absence de prot ines CD4 et CD8. Les lymphocytes T CD4 poss dent le marqueur CD4 et reconnaissent les antig nes li s aux mol cules du complexe majeur d'histocompatibilit II (MHC II). Les lymphocytes T CD8 poss dent le marqueur CD8 et reconnaissent l'antig ne li aux mol cules du CMH I. Les lymphocytes B ont une dur e de vie variable et sont impliqu s dans la production d'anticorps circulants. Les lymphocytes B matures dans le sang expriment les mol cules IgM et IgD et CMH II leur surface. Leurs marqueurs sp cifiques sont CD9, CD19, CD20 et CD24. Les cellules NK sont programm es au cours de leur d veloppement pour tuer certaines cellules infect es par le virus et certains types de cellules tumorales. Ils s cr tent galement un agent antiviral, l'interf ron (IFN-). Les cellules NK sont plus grandes que les cellules B et T (15 m de diam tre) et ont un noyau en forme de rein. Parce que les cellules NK ont plusieurs gros granules cytoplasmiques facilement visibles en microscopie optique, elles sont galement appel es lymphocytes granulaires de grande taille (LGL). Leurs marqueurs sp cifiques incluent CD16, CD56 et CD94. Les lymphocytes T et B sont indiscernables dans les frottis sanguins et les coupes de |
Histologie de Ross | tissus ; Pour les identifier, il faut utiliser une coloration immunocytochimique pour diff rents types de marqueurs et de r cepteurs la surface de leurs cellules. Les lymphocytes NK peuvent tre identifi s au microscope optique par leur taille, leur forme nucl aire et la pr sence de granules cytoplasmiques ; Cependant, la coloration immunocytochimique de leurs marqueurs sp cifiques est utilis e pour confirmer l'identification microscopique. Les lymphocytes T et B expriment des mol cules de surface diff rentes. Bien que les lymphocytes T et B ne puissent pas tre distingu s sur la base de leur morphologie, leurs prot ines de surface distinctives (prot ines CD) peuvent tre utilis es pour identifier les cellules avec des techniques d'immunomarquage. De plus, les immunoglobulines sont exprim es la surface des lymphocytes B qui fonctionnent comme des r cepteurs antig niques. En revanche, les lymphocytes T n'ont pas d'anticorps mais expriment des TCR. Ces prot ines de reconnaissance apparaissent au cours d' tapes discr tes de la maturation des cellules du thymus. En g n ral, les mol cules de surface m dient ou augmentent des fonctions sp cifiques des lymphocytes T et sont n cessaires la reconnaissance ou la liaison des lymphocytes T aux antig nes affich s la surface des cellules cibles. Dans le sang humain, 60 80 % des lymphocytes sont des lymphocytes T matures et 20 30 % sont des lymphocytes B matures. Environ 5 10 % des cellules ne pr sentent pas les marqueurs de surface associ s aux lymphocytes T ou B. Il s'agit des cellules NK et des cellules souches h mopo tiques circulantes rares (voir ci-dessous). Les diff rences de taille d crites ci-dessus peuvent avoir une signification fonctionnelle ; Certains des grands lymphocytes peuvent tre des cellules qui ont t stimul es se diviser, tandis que d'autres peuvent tre des pr curseurs de plasmocytes qui subissent une diff renciation en r ponse la pr sence d'antig ne. Plusieurs types de lymphocytes T ont t identifi s : cytotoxiques, auxiliaires, suppresseurs et gamma/delta (). Les activit s des lymphocytes T cytotoxiques, auxiliaires, suppresseurs et gamma/delta sont m di es par des mol cules situ es leur surface. Les techniques d'immunomarquage ont permis d'identifier des types sp cifiques de lymphocytes T et d' tudier leur fonction. Les lymphocytes T CD8 cytotoxiques servent de cellules effectrices primaires dans l'immunit m diation cellulaire. Les cellules CD8 sont des lymphocytes T sp cifiquement sensibilis s qui reconnaissent les antig nes par les TCR sur les cellules h tes virales ou n oplasiques. Les lymphocytes T CD8 cytotoxiques ne reconnaissent que les antig nes li s aux mol cules du CMH I. Une fois que le TCR se lie au complexe antig ne-CMH I, les lymphocytes T CD8 cytotoxiques s cr tent des lymphokines et des perforines qui produisent des canaux ioniques dans la membrane de la cellule infect e ou n oplasique, conduisant sa lyse (voir le chapitre 14, Syst me lymphatique). Les lymphocytes T CD8 cytotoxiques jouent un r le important dans le rejet des allogreffes et dans l'immunologie tumorale. Les lymphocytes T CD4 auxiliaires sont essentiels l'induction d'une r ponse immunitaire un antig ne tranger. L'antig ne li aux mol cules du CMH II est pr sent par les cellules pr sentatrices d'antig ne telles que les macrophages un lymphocyte T CD4 auxiliaire. La liaison du TCR au complexe antig ne-CMH II active les lymphocytes T CD4 auxiliaires. Les lymphocytes T CD4 auxiliaires activ s produisent ensuite des interleukines (principalement IL-2), qui agissent en mode autocrine pour simuler la prolif ration et la diff renciation d'un plus grand nombre de lymphocytes T CD4 auxiliaires. Les cellules nouvellement diff renci es synth tisent et s cr tent des lymphokines qui affectent la fonction ainsi que la diff renciation des lymphocytes B, des lymphocytes T et des lymphocytes NK. Les lymphocytes B se diff rencient en plasmocytes et synth tisent des anticorps. Les lymphocytes T r gulateurs (suppresseurs) repr sentent une population ph notypiquement diversifi e de lymphocytes T qui peuvent supprimer fonctionnellement une r ponse immunitaire l'antig ne tranger et l'auto-antig ne en influen ant l'activit d'autres cellules du syst me immunitaire. Les lymphocytes T r gulateurs CD4CD25FOXP3 repr sentent un exemple classique de cellules capables de r guler la baisse la capacit des lymphocytes T initier des r ponses immunitaires. Le marqueur FOXP3 indique l'expression de facteurs de transcription de la famille des t tes fourchues qui sont caract ristiques de nombreux lymphocytes T. De plus, les cellules suppressives CD8CD45RO T associ es aux tumeurs s cr tent de l'IL-10 et suppriment galement l'activation des cellules T. Les lymphocytes T suppresseurs peuvent galement fonctionner dans la suppression de la diff renciation des lymphocytes B et dans la r gulation de la maturation des cellules rythro des dans la moelle oss |
Histologie de Ross | euse. Les lymphocytes T gamma/delta () repr sentent une petite population de lymphocytes T qui poss dent un TCR distinct leur surface. Comme nous l'avons vu pr c demment, la plupart des lymphocytes T ont un r cepteur TCR compos de deux cha nes de glycoprot ines appel es cha nes TCR. En revanche, les lymphocytes T poss dent des r cepteurs TCR compos s d'une cha ne et d'une cha ne. Ces cellules se d veloppent dans le thymus et migrent dans divers tissus pith liaux (par exemple, la peau, la muqueuse buccale, l'intestin et le vagin). Une fois qu'ils ont colonis un tissu pith lial, ils ne recirculent pas entre les organes sanguins et lymphatiques. Ils sont galement connus sous le nom de lymphocytes intra- pith liaux. Leur emplacement dans la peau et la muqueuse des organes internes leur permet de fonctionner en premi re ligne de d fense contre les organismes envahisseurs. Les monocytes sont les pr curseurs des cellules du syst me phagocytotique mononucl aire. Les monocytes sont les plus gros des globules blancs dans un frottis sanguin (diam tre moyen, 18 m). Ils se d placent de la moelle osseuse aux tissus corporels, o ils se diff rencient en divers phagocytes du syst me phagocytotique mononucl aire, c'est- -dire les macrophages du tissu conjonctif, les ost oclastes, les macrophages alv olaires, les macrophages p risinuso daux du foie (cellules de Kupffer) et les macrophages des ganglions lymphatiques, de la rate et de la moelle osseuse, entre autres (voir le chapitre 6, Tissu conjonctif). Les monocytes ne restent dans le sang que pendant environ 3 jours. Le noyau du monocyte est g n ralement plus chancr que celui du lymphocyte (Fig. 10.12 et planche 18, page 304). L'indentation est le site du centre cellulaire o se trouvent l'appareil de Golgi et les centrioles bien d velopp s. Les monocytes contiennent galement un r ticulum endoplasmique lisse, un r ticulum endoplasmique rugueux et de petites mitochondries. Bien que ces cellules soient class es comme agranulaires, elles contiennent de petits granules denses et azurophiles. Ces granules contiennent des enzymes lysosomales typiques similaires celles trouv es dans les granules azurophiles des neutrophiles. Les monocytes se transforment en macrophages, qui fonctionnent comme des cellules pr sentatrices d'antig nes dans le syst me immunitaire. Au cours de l'inflammation, le monocyte quitte le vaisseau sanguin sur le site de l'inflammation, se transforme en macrophage tissulaire et phagocyte les bact ries, d'autres cellules et les d bris tissulaires. Le monocyte-macrophage est une cellule pr sentatrice d'antig ne et joue un r le important dans les r ponses immunitaires en d gradant partiellement les antig nes et en pr sentant leurs fragments sur les mol cules du CMH II situ es la surface des macrophages des lymphocytes T CD4 auxiliaires pour la reconnaissance. Les thrombocytes sont de petits fragments cytoplasmiques anucl s, d limit s par une membrane, d riv s de m gacaryocytes. Les thrombocytes (plaquettes) sont d riv s de grandes cellules polyplo des (cellules dont le noyau contient plusieurs ensembles de chromosomes) dans la moelle osseuse appel es m gacaryocytes (Fig. 10.13). Dans la formation plaquettaire, de petits morceaux de cytoplasme sont s par s des r gions p riph riques du m gacaryocyte par de vastes canaux de d marcation plaquettaire. La membrane qui tapisse ces canaux r sulte de l'invagination de la membrane plasmique ; Par cons quent, les canaux sont en continuit avec l'espace extracellulaire. Le d veloppement continu et la fusion des membranes de d marcation plaquettaire entra nent la partition compl te des fragments cytoplasmiques pour former des plaquettes individuelles. Apr s leur entr e dans le syst me vasculaire partir de la moelle osseuse, les plaquettes circulent sous forme de structures disco des d'environ 2 3 m de diam tre. Leur dur e de vie est d'environ 10 jours. Structurellement, les plaquettes peuvent tre divis es en quatre zones en fonction de l'organisation et de la fonction. Le TEM r v le une organisation structurale du cytoplasme des thrombocytes qui peut tre class e dans les quatre zones suivantes (Fig. 10.14). La zone p riph rique est constitu e de la membrane cellulaire recouverte d'une paisse couche superficielle de glycocalyx. Le calice glyco est constitu de glycoprot ines, de glycosaminoglycanes et de FIGURE 10.12 Micrographie lectronique d'un monocyte mature humain. Le noyau est nettement chancr , et c t de ce site, un centriole (C) et plusieurs profils de Golgi (G) sont vidents. Les petits granules sombres sont des granules azurophiles, les lysosomes (L) de la cellule. Les profils l g rement plus grands et moins denses sont les mitochondries (M). 22 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr Dorothea Zucker-Franklin.) Introduire. Aspect microscopique clair d'un monocyte partir d'un frottis sanguin. 1,800. FIGURE 10.13 Micrographies lectroniques et optiques d'un m gacaryocyte. Cet |
Histologie de Ross | te micrographie lectronique montre une partie d'un m gacaryocyte provenant d'une section de moelle osseuse. Deux lobes du noyau et le cytoplasme environnant sont visibles. La bordure de la cellule est indiqu e par la ligne pointill e (en haut droite). Le cytoplasme r v le des signes de formation de plaquettes, comme l'indiquent les canaux de d marcation plaquettaires tendus. 13 000. Encart gauche. Micrographie optique montrant un m gacaryocyte entier partir d'un frottis de moelle. Son noyau est multilob et repli sur lui-m me, donnant un contour irr gulier. Le cytoplasme p riph rique mousseux du m gacaryocyte repr sente les zones dans lesquelles se produit la segmentation pour former des plaquettes. Les petites cellules environnantes d veloppent des cellules sanguines. 1 000. Encart droit. Micrographie lectronique de plus grande puissance montrant une section du cytoplasme presque enti rement partitionn e par des canaux de d marcation plaquettaire (fl ches). Il montre galement des mitochondries (M), un granule tr s dense, et des particules de glycog ne. titre de comparaison, la figure 10.14a montre une plaquette circulante mature. 30,000. plusieurs facteurs de coagulation adsorb s du plasma. Les glycoprot ines membranaires int grales fonctionnent comme des r cepteurs dans la fonction plaquettaire. La zone structurelle comprend des microtubules, des filaments d'actine, de la myosine et des prot ines de liaison l'actine qui forment un r seau soutenant la membrane plasmique. De 8 24 microtubules r sident sous la forme d'un faisceau imm diatement sous le r seau de filaments d'actine. Ils sont dispos s circonf rentiellement et sont responsables du maintien de la forme du disque plaquettaire. La zone des organites occupe le centre des plaquettes. Il se compose de mitochondries, de peroxysomes, de particules de glycog ne et d'au moins trois types de granules dispers s dans le cytoplasme. Les granules les plus nombreux sont des granules (300 500 nm de diam tre) qui contiennent principalement du fibrinog ne, des facteurs de coagulation, du plasminog ne, un inhibiteur de l'activateur du plasminog ne et un facteur de croissance d riv des plaquettes. Le contenu de ces granules joue un r le important dans la phase initiale de la r paration des vaisseaux, de la coagulation sanguine et de l'agr gation plaquettaire. Les granules plus petits, plus denses et moins nombreux contiennent principalement de l'ad nosine diphosphate (ADP), de l'ad nosine triphosphate (ATP), de la s rotonine et de l'histamine, qui facilitent l'adh sion plaquettaire et la vasoconstriction dans la zone du vaisseau bless . Les granules sont similaires aux lysosomes trouv s dans d'autres cellules et contiennent plusieurs enzymes hydrolytiques. Le contenu des granules fonctionne dans la r sorption des caillots au cours des derni res tapes de la r paration des vaisseaux. La zone membranaire se compose de deux types de canaux membranaires. Le syst me canaliculaire ouvert (OCS) est le premier type de canal membranaire. L'OCS est un vestige d veloppemental des canaux de d marcation plaquettaire et est simplement une membrane qui n'a pas particip la subdivision du cytoplasme m gacaryocytaire. En effet, les canalicules ouverts sont des invaginations dans le cytoplasme partir de la membrane plasmique. Le syst me tubulaire dense (DTS) est le FIGURE 10.14 Micrographie lectronique plaquettaire et sch ma. un. Micrographie lectronique fort grossissement d'une plaquette situ e entre un rythrocyte gauche et une cellule endoth liale droite. Les organites visibles comprennent une mitochondrie, des microtubules, un seul profil du syst me canaliculaire ouvert connect en surface, des profils du syst me tubulaire dense, les granules mod r ment denses, un seul granule tr s dense et des particules de glycog ne. Les microfilaments ne sont pas visibles sur la matrice de fond des plaquettes. b. Sch ma d'une plaquette montrant les composants des quatre zones structurelles. deuxi me type de canal membranaire. Le DTS contient un mat riau dense en lectrons provenant du r ticulum endoplasmique rugueux du m gacaryocyte, qui sert de site de stockage pour les ions calcium. Les canaux DTS ne se connectent pas la surface de la plaquette ; cependant, l'OCS et le DTS fusionnent dans diverses zones des plaquettes pour former des complexes membranaires qui sont importants dans la r gulation de la concentration de calcium intraplaquettaire. Les plaquettes fonctionnent dans la surveillance continue des vaisseaux sanguins, la formation de caillots sanguins et la r paration des tissus bless s. Les plaquettes sont impliqu es dans plusieurs aspects de l'h mostase (contr le des saignements). Ils examinent en permanence la paroi endoth liale des vaisseaux sanguins la recherche de lacunes et de cassures. Lorsqu'une paroi de vaisseau sanguin est bless e ou bris e, le tissu conjonctif expos au site endommag favorise l'adh sion des plaquettes. L'adh |
Histologie de Ross | sion des plaquettes au site endommag d clenche leur d granulation et la lib ration de s rotonine, d'ADP et de thromboxane A2. La s rotonine est un puissant vasoconstricteur qui provoque la contraction des cellules musculaires lisses vasculaires, r duisant ainsi le flux sanguin local sur le site de la blessure. L'ad nosine diphosphate (ADP), un nucl otide, et la mol cule de signalisation thromboxane A2, sont responsables de l'agr gation ult rieure des plaquettes dans un bouchon h mostatique primaire. La masse de plaquettes agr g es arr te l'extravasation du sang. Dans le m me temps, les plaquettes activ es lib rent leurs granules, qui contiennent entre autres des facteurs de coagulation tels que le facteur thromboplastique plaquettaire (PF3) et de la s rotonine suppl mentaire. Le glycocalyx des plaquettes fournit une surface de r action pour la conversion du fibrinog ne soluble en fibrine. La fibrine forme alors un maillage l che sur le bouchon initial et est FIGURE 10.15 Micrographie lectronique balayage d'un caillot sanguin. La micrographie lectronique balayage fort grossissement montre le stade initial de la formation de caillots sanguins. Les globules rouges sont pi g s dans un maillage l che de fibres de fibrine qui sont largement r ticul es pour former un bouchon h mostatique imperm able qui emp che le mouvement des cellules et des fluides de la lumi re du vaisseau bless . 1 600. (Copyright Dennis Kunkel Microscopy, Inc.) stabilis par des r ticulations covalentes qui produisent une agr gation dense de fibres (Fig 10.15). Les plaquettes et les globules rouges sont pi g s dans ce maillage. Le bouchon plaquettaire initial est transform en un caillot d finitif connu sous le nom de bouchon h mostatique secondaire par des facteurs tissulaires suppl mentaires s cr t s par le vaisseau sanguin endommag . Apr s la formation du caillot d finitif, les plaquettes provoquent une r traction du caillot, probablement en fonction de l'actine et de la myosine pr sentes dans la zone structurelle des plaquettes. La contraction du caillot permet le retour d'un flux sanguin normal travers le vaisseau. Enfin, une fois que le caillot a rempli sa fonction, il est lys par la plasmine, une enzyme fibrinolytique qui circule dans le plasma sous une forme inactive connue sous le nom de plasminog ne. Les enzymes hydrolytiques lib r es par les granules aident ce processus. L'activateur de la conversion du plasminog ne, l'activateur tissulaire du plasminog ne (TPA), est d riv principalement des cellules endoth liales. Une forme synth tique de TPA est actuellement utilis e comme traitement d'urgence pour minimiser les dommages caus s par les caillots qui entra nent des accidents vasculaires c r braux. Un r le suppl mentaire des plaquettes est d'aider r parer les tissus bless s au-del du vaisseau lui-m me. Le facteur de croissance d riv des plaquettes lib r par les granules stimule les cellules musculaires lisses et les fibroblastes se diviser et permettre la r paration des tissus. L'h mopo se (h matopo se) comprend la fois l' rythropo se et la leucopo se (d veloppement des globules rouges et blancs, respectivement), ainsi que la thrombopo se (d veloppement des plaquettes ; Fig. 10.16). Les cellules sanguines ont une dur e de vie limit e ; Ils sont continuellement produits et d truits. L'objectif ultime de l'h mopo se est de maintenir un niveau constant des diff rents types de cellules pr sentes dans le sang p riph rique. L' rythrocyte humain (dur e de vie de 120 jours) et les plaquettes (dur e de vie de 10 jours) passent toute leur vie dans le sang circulant. Les leucocytes, cependant, migrent hors de la circulation peu de temps apr s y tre entr s partir de la moelle osseuse et passent la majeure partie de leur dur e de vie variable (et remplissent toutes leurs fonctions) dans les tissus. Chez l'adulte, les rythrocytes, les granulocytes, les monocytes et les plaquettes se forment dans la moelle osseuse rouge ; Des lymphocytes se forment galement dans la moelle osseuse rouge et dans les tissus lymphatiques. Pour tudier les tapes de la formation des cellules sanguines, un chantillon de moelle osseuse est pr par sous forme de frottis color d'une mani re similaire celle d crite la page 270 pour la pr paration d'un frottis de sang. L'h mopo se est initi e au d but du d veloppement embryonnaire. Au cours de la vie f tale, les rythrocytes et les leucocytes se forment dans plusieurs organes avant la diff renciation de la moelle osseuse. La premi re phase ou phase du sac vitellin de l'h mopo se commence la troisi me semaine de gestation et se caract rise par la formation d' lots de sang dans la paroi du sac vitellin de l'embryon. Dans la deuxi me phase, ou phase h patique, au d but du d veloppement f tal, les centres h mopo tiques apparaissent dans le foie (Fig. 10.17). La formation de cellules sanguines dans ces sites est largement limit e aux cellules rythro des, bien qu'une certaine |
Histologie de Ross | leucopo se se produise dans le foie. Le foie est le principal organe h matopo tique du f tus au cours du deuxi me trimestre. La troisi me phase de l'h mopo se f tale et de la leucopo se implique la moelle osseuse (et d'autres tissus lymphatiques) et commence au cours du deuxi me trimestre de la grossesse. Apr s la naissance, l'h mopo se n'a lieu que dans la moelle osseuse rouge et les tissus lymphatiques, comme chez l'adulte (Fig. 10.18). Les pr curseurs des cellules sanguines et des cellules germinales apparaissent dans le sac vitellin. Th orie monophyl tique de l'h mopo se Selon la th orie monophyl tique de l'h mopo se, les cellules sanguines sont d riv es d'une cellule souche h mopo tique commune. Pendant de nombreuses ann es, des preuves circonstancielles consid rables ont soutenu la th orie monophyl tique de l'h mopo se dans laquelle toutes les cellules sanguines proviennent d'une cellule souche commune. La preuve d cisive de la validit de la th orie monophyl tique est venue de l'isolement et de la d monstration de la cellule souche h mopo tique (CSH). La cellule souche h mopo tique, galement connue sous le nom de cellule souche pluripotentielle (PPSC), est capable non seulement de se diff rencier dans toutes les lign es de cellules sanguines, mais aussi de s'auto-renouveler (c'est- -dire le prog niteur du pool (CLP, CFU-L) Cellule souche h mopo tique (HSC, PPSC) Prog niteur my lo de commun (CMP, CFU-GEMM) Prog niteur granulocytaire/monocytaire (GMP, CFU-GM) Cellule pro-dendritique (pro-DC) Cellule dendritique Prog niteur neutrophile neutrophile (NoP, CFU-G) Prog niteur basophile/mastocyte neutrophile (BMCP) Prog niteur mastocytaire (MCP) Prog niteur mastocytaire basophile (BaP, CFU-Ba) Prog niteur de cellule osinophile basophile (EoP, CFU-Eo) osinophile Neutrophile osinophile Monocyte Prog niteur monocytaire (MoP, CFU-M) Monocyte Macrophage M gacaryocyte prog niteur (MKP, CFU- Meg) Prog niteur m gacaryocytaire/ rythrocytaire (MEP) M gacaryocyte M gacaryoblaste Plaquettes Prog niteur rythrocytaire (ErP, CFU-E) Pro rythroblaste rythroblaste orthochromatophile rythrocyte FIGURE 10.16 H mopo se. Ce tableau est bas sur les concepts les plus r cents de l'h mopo se. Il montre le d veloppement des cellules sanguines depuis les cellules souches h mopo tiques dans la moelle osseuse jusqu'aux cellules matures et leur distribution dans le sang et les compartiments du tissu conjonctif. Dans toutes les lign es, une prolif ration extensive se produit au cours de la diff renciation. Les cytokines (y compris les facteurs de croissance h mopo tiques) peuvent agir individuellement et s par ment n'importe quel moment du processus, de la premi re cellule souche la cellule mature du sang ou du tissu conjonctif. Les cellules aProdendritiques peuvent se diff rencier partir d'un prog niteur lympho de commun. bS'il est engag entrer dans la lign e des mastocytes, la cellule prog nitrice basophile/mastocytaire migre vers la rate o elle se diff rencie en une cellule prog nitrice des mastocytes. Apr s une diff renciation suppl mentaire dans la rate, il migre vers l'intestin pour devenir un pr curseur des mastocytes. cUne cellule prog nitrice m gacariocytaire peut galement se diff rencier directement d'une cellule prog nitrice my lo de commune. FIGURE 10.17 Stade h patique de l'h mopo se. La photomicrographie du foie f tal color l'H&E montre une h mopo se active. Les petits corps ronds (fl ches) sont principalement des noyaux d' rythrocytes en d veloppement. Bien qu'il soit difficile de les distinguer, ces cellules sont situ es entre les cellules h patiques en d veloppement et la paroi du sinus vasculaire. 350. des cellules souches est auto-entretenue). Des tudes r centes indiquent que les CSH ont galement le potentiel de se diff rencier en plusieurs lign es de cellules non sanguines et de contribuer la r g n ration cellulaire de divers tissus et de plusieurs organes. Au cours du d veloppement embryonnaire, les CSH sont pr sentes dans la circulation et subissent une diff renciation tissulaire sp cifique dans diff rents organes. Des CSH humaines ont t isol es dans le sang de cordon ombilical, le foie f tal et la moelle osseuse f tale et adulte. Chez l'adulte, les CSH ont le potentiel de r parer les tissus dans des conditions pathologiques (p. ex., l sion chimique, d faillance d'un organe). Les CSH humaines expriment des prot ines marqueurs mol culaires sp cifiques telles que CD34 et CD90 et n'expriment pas en m me temps les marqueurs sp cifiques la lign e (Lin ) que l'on trouve sur les lymphocytes, les granulocytes, les monocytes, les m gacaryocytes et les cellules rythro des. On pense maintenant que les CSH humaines peuvent tre identifi es par les marqueurs de surface cellulaire Lin, CD34, CD90 et CD38. Les CSH ne sont pas identifiables dans la pr paration de routine ; Cependant, ils peuvent tre identifi s et isol s l'aide de m thodes immunocytochimiques. Une cellule souche h mopo |
Histologie de Ross | tique (CSH) dans la moelle osseuse donne naissance de multiples colonies de cellules souches prog nitrices. Dans la moelle osseuse, les descendants des CSH se diff rencient en deux grandes colonies de cellules prog nitrices multipotentielles : les cellules prog nitrices my lo des communes (CMP) et les cellules prog nitrices lympho des communes (CLP). En fin de compte, les cellules prog nitrices my lo des communes (CMP), qui taient auparavant appel es unit s formant des colonies granulocytes, rythrocytes, monocytes, m gacaryocytes (CFU-GEMM), se diff rencient en prog niteurs sp cifiques restreints la lign e (tableau 10.3). Il s'agit notamment des l ments suivants. FIGURE 10.18 Dynamique de l'h mopo se dans la vie embryonnaire et f tale. Au cours de la vie embryonnaire et f tale, les rythrocytes se forment dans plusieurs organes. Essentiellement, trois organes principaux impliqu s dans l'h mopo se peuvent tre identifi s s quentiellement : le sac vitellin dans les premiers stades de d veloppement de l'embryon ; le foie au cours du deuxi me trimestre de la grossesse ; et la moelle osseuse au cours du troisi me trimestre. La rate participe un degr tr s limit au cours du deuxi me trimestre de la grossesse. la naissance, la plupart des h mopo ses se produisent dans la moelle osseuse rouge, comme chez l'adulte. Cellules prog nitrices m gacaryocytaires/ rythrocytaires (MEP) : Ces cellules souches bipotentielles donnent naissance des cellules prog nitrices monopotentes m gacaryocytaires (MKP ou CFU-Meg) et d'autres cellules prog nitrices monopotentes rythrocytaires (ErP ou CFU-E) qui donnent naissance la lign e rythrocytaire. Cellules prog nitrices granulocytaires/monocytes (GMP ou CFUGM) : Le d veloppement des cellules GMP (CFU-GM) n cessite l'expression de haut niveau du facteur de transcription PU.1. Ces cellules donnent ensuite naissance aux prog niteurs des neutrophiles (NoP ou CFU-G) qui se diff rencient en lign e neutrophile ; les prog niteurs osinophiles (EoP ou CFU-Eo), cellules qui donnent naissance aux osinophiles ; prog niteurs basophiles/mastocytes (BMCP) qui donnent naissance soit des cellules prog nitrices basophiles (BaP ou CFU-Ba) dans la moelle osseuse, soit des MCP dans la muqueuse gastro-intestinale ; et enfin les prog niteurs monocytaires (MoP ou CFU-M) qui se d veloppent vers des lign es monocytaires. En plus des prog niteurs sp cifiques de la lign e, les cellules GMP peuvent donner naissance des cellules dendritiques (DC), qui sont des cellules pr sentatrices d'antig nes professionnelles. Les cellules dendritiques sont abord es au chapitre 14, Syst me lymphatique. Les cellules prog nitrices lympho des communes (CLP) sont capables de se dif rentifier en cellules T, cellules B et cellules tueuses naturelles (NK). Ces cellules CLP multipotentielles ont t pr c demment appel es unit s formant colonies lympho des (CFU-L) On pense que les cellules NK sont le prototype des cellules T ; Ils poss dent tous deux une capacit similaire d truire d'autres cellules. Les lymphocytes sont abord s au chapitre 14, Syst me lymphatique. Les cellules dendritiques peuvent galement se d velopper partir de cellules CLP. La fa on la plus simple de commencer l' tude histologique du d veloppement des cellules sanguines est peut- tre de se r f rer la Figure 10.16 et TABLEAU R sum des caract ristiques au cours de la maturation de la cellule du prog niteur my lo de commun (CMP)10.3 Grand noyau rond avec 1 2 nucl oles Noyau plus petit, plus h t rochromatique Derni re cellule capable de mitose Petit noyau profond ment tach Commence acqu rir une acidophilie Cytoplasme acidophile avec trace de gris ant rieur Dur e de vie : dans le sang, 1 120 jours cytoblasme l g rement basophile avec polynucl oles Rond, invagin noyau ; peut tre binucl Grossit par endomitose Polyplo de (8 64n) Dur e de vie : dans la moelle, l'insu Plaquettes (produites en permanence dans la moelle)Dur e de vie :dans le sang, 7 10 jours Grand noyau sph rique euchromatique ; 3 5 nucl oles Taille accrue, 18 24 m Derni re cellule capable de mitose Le noyau est allong et acquiert la forme d'un U Noyau, 3 5 segments ou lobes Dur e de vie : dans le sang, 8 12 heures en tomodensitom trie, 1 2 jours Difficile identifier 55 h Noyau grand, l g rement Grand, en forme de rein Dur e de vie : dans le sang, 16 h Dur e de vie :en CT, inconnue Noyau sph rique grand, euchromatique ; 3 5 nucl oles Augmentation de la taille, Dur e de vie : dans le sang, 8 12 hrin CT, inconnue Gros noyau sph rique euchromatique ; 3 5 nucl oles Augmentation de la taille, 18 24 m Derni re cellule capable de mitose Dur e de vie : dans le sang, 8 hrin CT, inconnu Ce tableau r sume la maturation des cellules sanguines pr sentant des caract ristiques histologiques aux diff rents stades, au temps de maturation et la dur e de vie apr s avoir quitt la moelle. Les temps ind |
Histologie de Ross | iqu s par des lignes verticales sont le temps approximatif entre les tapes reconnaissables. M-1 wk indique une augmentation du nombre par mitose pendant 1 semaine avant le d but de la diff renciation ; MEP, cellule prog nitrice m gacaryocytaire/ rythrocytaire ; MKP, cellule prog nitrice m gacaryocytaire ; BMCP, cellule prog nitrice basophile/mastocytaire ; ErP, cellule prog nitrice rythrocytaire ; NoP, cellule prog nitrice des neutrophiles ; MoP, cellule prog nitrice monocytaire ; BaP, cellule prog nitrice basophile ; CT, probl me de connexion. Graphique 10.19. La figure 10.19 montre les tapes du d veloppement des cellules sanguines au cours desquelles des types de cellules caract ristiques peuvent tre identifi s au microscope optique dans une coupe de tissu ou un frottis de moelle osseuse. L'h mopo se est initi e de mani re apparemment al atoire lorsque des CSH individuelles commencent se diff rencier en l'une des cellules prog nitrices restreintes la lign e. Les cellules prog nitrices ont des r cepteurs de surface pour des cytokines et des facteurs de croissance sp cifiques, y compris des facteurs de stimulation des colonies FIGURE 10.19 Stades de diff renciation rythrocytaire et leucocytaire granulaire avec coloration de type Romanovsky. On voit ici des cellules normales de la moelle osseuse humaine telles qu'elles apparaissent g n ralement dans un frottis. (LCR), qui influencent leur prolif ration et leur maturation dans une lign e sp cifique. D veloppement des rythrocytes ( rythropo se) Le d veloppement des rythrocytes commence partir de cellules CMP qui, sous l'influence de l' rythropo tine, de l'IL-3 et de l'IL-4, se diff rencient en cellules MEP. L'expression du facteur de transcription GATA-1 est n cessaire la diff renciation terminale des cellules MEP en lign e cellulaire rythro de d finitive. Sous l'influence de GATA-1, les cellules MEP se transforment en prog niteurs rythropo tin s sensibles l' rythropo tine (ErP ou CFU-E) qui donnent naissance au pro rythroblaste. La premi re cellule pr curseur microscopiquement reconnaissable dans l' rythropo se s'appelle le pro rythroblaste. Le pro rythroblaste est une cellule relativement grande de 12 20 m de diam tre. Il contient un grand noyau sph rique avec un ou deux nucl oles visibles. Le cytoplasme pr sente une basophilie l g re en raison de la pr sence de ribosomes libres. Bien que reconnaissable, le pro rythroblaste n'est pas facilement identifi dans les frottis de moelle osseuse de routine. L' rythroblaste basophile est plus petit que le pro rythroblaste, partir duquel il na t par division mitotique. Le noyau de l' rythroblaste basophile est plus petit (10 16 m de diam tre) et de plus en plus h t rochromatique avec des mitoses r p t es. Le cytoplasme pr sente une forte basophilie en raison du grand nombre de ribosomes libres (polyribosomes) qui synth tisent l'h moglobine. L'accumulation d'h moglobine dans la cellule modifie progressivement la r action de coloration du cytoplasme de sorte qu'il commence se colorer avec de l' osine. Au stade o le cytoplasme pr sente la fois une acidophilie, cause de la coloration de l'h moglobine, et une basophilie, cause de la coloration des ribosomes, la cellule est appel e rythroblaste polychromatophile. L' rythroblaste polychromatophile pr sente une coloration acidophile et basophile du cytoplasme. Les r actions de coloration de l' rythroblaste polychromatophile peuvent se m langer pour donner une couleur grise ou lilas au cytoplasme, ou des r gions roses (acidophiles) et violettes (basophiles) distinctes peuvent tre r solues dans le cytoplasme. Le noyau de la cellule est plus petit que celui de l' rythroblaste basophile, et les granules grossiers d'h t rochromatine forment un motif en damier qui aide identifier ce type de cellule. L' rythroblaste orthochromatophile se reconna t son cytoplasme acidophile accru et son noyau dense. Le stade suivant de l' rythropo se est l' rythroblaste orthochromatophile (normoblaste). Cette cellule a un petit noyau compact et dens ment color . Le cytoplasme est osinophilique en raison de la grande quantit d'h moglobine (Fig. 10.20). Il n'est que l g rement plus grand qu'un rythrocyte mature. ce stade, l' rythroblaste orthochromatophile n'est plus capable de se diviser. L' rythrocyte polychromatophile a extrud son noyau. L' rythroblaste orthochromatique perd son noyau en l'expulsant de la cellule ; Il est alors pr t passer dans les sinuso des sanguines de la moelle osseuse rouge. Certains polyribosomes qui peuvent encore synth tiser l'h moglobine sont conserv s dans la cellule. Ces polyribosomes conf rent une l g re basophilie aux cellules autrement osinophiles ; pour cette raison, ces nouvelles cellules sont appel es rythrocytes polychromapostophiles (Fig. 10.21). Les polyribosomes de FIGURE 10.20 Micrographie lectronique d'un rythroblaste orthochromatophile (normoblaste). La cellule est repr sent e juste |
Histologie de Ross | avant l'extrusion du noyau. Le cytoplasme contient un groupe de mitochondries situ es sous le noyau et de petites vacuoles cytoplasmiques. Le cytoplasme est relativement dense en raison de sa teneur en h moglobine. Les particules fines et denses dispers es dans le cytoplasme sont les ribosomes. 10 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr Dorothea Zucker-Franklin.) FIGURE 10.21 Micrographie lectronique d'un rythrocyte polychromatophile (r ticulocyte). Le noyau n'est plus pr sent et le cytoplasme pr sente les processus fimbriqu s caract ristiques qui se produisent juste apr s l'extrusion nucl aire. Les mitochondries sont toujours pr sentes, tout comme les endosomes et les ribosomes pr coces et tardifs. 16 500. (Avec l'aimable autorisation du Dr Dorothea Zucker-Franklin.) Les nouveaux rythrocytes peuvent galement tre mis en vidence avec des colorants sp ciaux qui provoquent l'agglutination des polyribosomes et la formation d'un r seau r ticulaire. Par cons quent, les rythrocytes polychromatopophiles sont aussi (et plus commun ment) appel s r ticulocytes. Dans le sang normal, les r ticulocytes repr sentent environ 1 % 2 % du nombre total d' rythrocytes. Cependant, si un nombre accru d' rythrocytes p n tre dans la circulation sanguine (comme lors d'une rythropo se accrue pour compenser la perte de sang), le nombre de r ticulocytes augmente. Cin tique de l' rythropo se Les mitoses sont pr sentes dans les pro rythroblastes, les rythroblastes basophiles et les rythroblastes polychromatophiles. chacun de ces stades de d veloppement, l' rythroblaste se divise plusieurs fois. Il faut environ une semaine pour que la prog niture d'un rythroblaste basophile nouvellement form atteigne la circulation. Presque tous les rythrocytes sont lib r s dans la circulation d s qu'ils sont form s ; La moelle osseuse n'est pas un site de stockage pour les rythrocytes. La formation et la lib ration d' rythrocytes sont r gul es par l' rythropo tine, une hormone glycoprot ique de 34 kilodaltons synth tis e et s cr t e par le rein en r ponse une diminution de la concentration d'oxyg ne dans le sang. L' rythropo tine agit sur les r cepteurs sp cifiques exprim s la surface de l'ErP. Les rythrocytes ont une dur e de vie d'environ 120 jours chez l'homme. Lorsque les rythrocytes ont environ 4 mois, ils deviennent s nescents. Le syst me macrophage de la rate, de la moelle osseuse et du foie phagocyte et d grade les rythrocytes s nescents. L'h me et la globine se dissocient, et la globine est hydrolys e en acides amin s, qui p n trent dans le pool m tabolique pour tre r utilis s. Le fer sur l'h me est lib r , p n tre dans le r servoir de stockage du fer dans la rate sous forme d'h mosid rine ou de ferritine, et est stock pour tre r utilis dans la synth se de l'h moglobine. Le reste de la fraction h mique de la mol cule d'h moglobine est partiellement d grad en bilirubine, li l'albumine, lib r dans la circulation sanguine et transport vers le foie, o il est conjugu et excr t par la v sicule biliaire sous forme de glucuronide bilirubinique de la bile. D veloppement des thrombocytes (thrombopo se) Chaque jour, la moelle osseuse d'un adulte en bonne sant produit environ 1 1011 plaquettes, un nombre qui peut tre multipli par 10 en cas de demande accrue. La thrombocytopo se des prog niteurs de la moelle osseuse est un processus complexe de divisions et de diff renciation cellulaires qui n cessite le soutien d'interleukines, de facteurs de stimulation des colonies et d'hormones. Les thrombocytes (plaquettes) se d veloppent partir d'une cellule prog nitrice bipotente m gacaryocytaire/ rythrocytaire (MEP) qui se diff rencie en cellule prog nitrice engag e par les m gacariocytes (MKP) et enfin en m gacaryocyte. Les plaquettes sont produites dans la moelle osseuse partir des m mes cellules prog nitrices my lo des communes (CMP) que les s ries rythro de et my lo de. Sous l'influence du facteur de stimulation des colonies de granucolytes et des macrophages (GMCSF) et de l'IL-3, la cellule souche CMP se diff rencie en une cellule prog nitrice bipotente m gacaryocyte/ rythrocytaire (MEP). Le d veloppement se poursuit vers une cellule prog nitrice unipotente m gacariocytaire (MKP) (ou CFU-Meg), qui se d veloppe ensuite dans le m gacaryoblaste. Le m gacaryoblaste qui se d veloppe partir de ce MKP est une grande cellule (environ 30 m de diam tre) avec un noyau non lob . Aucun signe de formation de plaquettes n'est observ ce stade. Des endomitoses successives se produisent dans le m gacaryoblaste (c'est- -dire que les chromosomes se r pliquent), mais ni la caryokin se ni la cytokin se ne se produisent. Sous l'effet de la stimulation par la thrombopo tine, une hormone glycoprot ique de 30 kilodaltons produite par le foie et les reins, la plo die augmente de 8n 64n avant que la r plication chromosomique cesse. La cellule devient alors un m gacaryocyte producteur de plaquettes, une cellule de 50 70 m d |
Histologie de Ross | e diam tre avec un noyau multilob complexe et des granules azurophiles dispers s. La taille du noyau et de la cellule augmente proportionnellement la plo die de la cellule. Avec le TEM, plusieurs centrioles et plusieurs appareils de Golgi sont galement observ s dans ces cellules. Lorsque la moelle osseuse est examin e dans un frottis, on voit que les champs plaquettaires remplissent une grande partie du cytoplasme p riph rique du m gacaryocyte. Lorsqu'on l'examine avec le MET, le cytoplasme p riph rique du m gacaryocyte semble tre divis en petits compartiments par invagination de la membrane plasmique. Comme d crit ci-dessus, ces invaginations sont les canaux de d marcation plaquettaire (voir Fig. 10.13). La thrombocytop nie (une faible num ration plaquettaire sanguine) est un probl me clinique important dans la prise en charge des patients atteints de troubles du syst me immunitaire et de cancer (c'est- -dire de leuc mie). Il augmente le risque d'h morragie et, chez les patients atteints de cancer, limite souvent la dose d'agents chimioth rapeutiques. D veloppement des granulocytes (granulopo se) Les granulocytes proviennent de la cellule souche multipotentielle prog nitrice my lo de commune (CMP), qui se diff rencie en prog niteurs granulocytes/monocytes (GMP) sous l'influence de cytokines telles que GM-CSF, le facteur de stimulation des colonies de granulocytes (G-CSF) et l'IL-3. La GM-CSF est une cytokine s cr t e par les cellules endoth liales, les lymphocytes T, les macrophages, les mastocytes et les fibroblastes. Il stimule les cellules GMP produire des granulocytes (neutrophiles, osinophiles et basophiles) et des monocytes. Le prog niteur des neutrophiles (NoP) subit six tapes morphologiquement identifiables dans le processus de maturation : my loblaste, promy locyte, my locyte, m tamy locyte, cellule bandelante et neutrophile mature. Les osinophiles et les basophiles subissent une maturation morphologique similaire celle des neutrophiles. Les cellules GMP, lorsqu'elles sont induites par GM-CSF, IL-3 et IL-5, se diff rencient en prog niteurs osinophiles (EoPs) et finissent par devenir des osinophiles. L'absence d'IL-5 provoque la diff renciation des cellules GMP en prog niteurs basophiles (BaP), qui produisent des basophiles. On ne peut pas diff rencier morphologiquement les pr curseurs osinophiles ou basophiles des pr curseurs neutrophiles au microscope optique jusqu' ce que les cellules atteignent le stade my locytaire lorsque les granules sp cifiques apparaissent. Les my loblastes sont les premi res cellules reconnaissables qui commencent le processus de granulopo se. Le my loblaste est la plus ancienne cellule pr curseur de neutrophiles reconnaissable au microscope dans la moelle osseuse. Il a un grand noyau sph rique euchromatique avec trois cinq nucl oles. Il mesure 14 20 m de diam tre et poss de un grand volume nucl aire-cytoplasmique. La petite quantit de cytoplasme agranulaire colore intens ment basophile. Une zone de Golgi est souvent observ e o le cytoplasme n'est pas color . Le my loblaste se transforme en promy locyte. Les promy locytes sont les seules cellules produire des granules azurophiles. Le promy locyte a un grand noyau sph rique avec des granules azurophiles (primaires) dans le cytoplasme. Les granules azurophiles ne sont produits que dans les promy locytes ; Les cellules aux stades ult rieurs de la granulopo se ne fabriquent pas de granules azurophiles. Pour cette raison, le nombre de granules azurophiles est r duit chaque division du promy locyte et de sa descendance. Les promy locytes ne pr sentent pas de sous-types. La reconnaissance des lign es neutrophiles, osinophiles et basophiles n'est possible qu'au stade suivant, le my locyte, lorsque des granules sp cifiques (secondaires) et tertiaires commencent se former. Les my locytes pr sentent d'abord des granules sp cifiques. Les my locytes commencent par un noyau plus ou moins sph rique qui devient de plus en plus h t rochromatique et acquiert une indentation distincte au cours des divisions suivantes. Des granules sp cifiques commencent merger de la surface convexe de l'appareil de Golgi, tandis que des granules azurophiles sont visibles du c t concave. La signification de cette s paration n'est pas claire. Les my locytes continuent de se diviser et donnent naissance des m tamy locytes. Le m tamy locyte est le stade auquel les lignes neutrophiles, osinophiles et basophiles peuvent tre clairement identifi es par la pr sence de nombreux granules sp cifiques. Quelques centaines de granules sont pr sents dans le cytoplasme de chaque m tamy locyte, et les granules sp cifiques de chaque vari t sont plus nombreux que les granules azurophiles. Dans le neutrophile, ce rapport entre les granules sp cifiques et azurophiles est d'environ 2 pour 1. Le noyau devient plus h t rochromatique et l'indentation s'approfondit pour former une structure en forme de haricot rouge. Th oriquement, le |
Histologie de Ross | stade m tamy locytaire dans la granulopo se est suivi du stade de bande, puis du stade segment . Bien que ces stades soient vidents dans la raie des neutrophiles, ils sont rarement, voire jamais, observ s dans les lign es des osinophiles et des basophiles o les stades de d veloppement suivants, facilement reconnaissables, sont respectivement l' osinophile mature et le basophile mature. Dans la ligne des neutrophiles, la cellule de bande (stab) pr c de le d veloppement des premiers lobes nucl aires distincts. Le noyau de la cellule de la bande (stab) est allong et de largeur presque uniforme, ce qui lui donne un aspect en forme de fer cheval. Des constrictions nucl aires se d veloppent ensuite dans la bande des neutrophiles et deviennent plus pro minentes jusqu' ce que deux quatre lobes nucl aires soient reconnus ; La cellule est alors consid r e comme un neutrophile mature, galement appel neutrophile polymorphonucl aire ou neutrophile segment . Bien que le pourcentage de cellules lastiques dans la circulation soit presque toujours faible (0 % 3 %), il peut augmenter en cas d'inflammation et d'infection aigu s ou chroniques. Cin tique de la granulopo se La granulopo se dans la moelle osseuse prend environ deux semaines. La phase mitotique (prolif rative) de la granulopo se dure environ une semaine et s'arr te au stade my locytaire tardif. La phase post-mitotique, caract ris e par la diff renciation cellulaire du m tamy locyte au granulocyte mature dure galement environ une semaine. Le temps qu'il faut la moiti des neutrophiles segment s circulants pour quitter le sang p riph rique est d'environ 6 8 heures. Les neutrophiles quittent le sang de mani re al atoire, c'est- -dire qu'un neutrophile donn peut circuler pendant quelques minutes ou jusqu' 16 heures avant de p n trer dans le tissu conjonctif p rivasculaire (la demi-vie mesur e des neutrophiles humains circulants n'est que de 8 12 heures). Les neutrophiles vivent 1 2 jours dans le tissu conjonctif, apr s quoi ils sont d truits par l'apoptose et sont ensuite engloutis par les macrophages. De plus, un grand nombre de neutrophiles sont perdus par migration dans la lumi re du tractus gastro-intestinal partir duquel ils sont vacu s avec les mati res f cales. La moelle osseuse maintient une grande r serve de neutrophiles enti rement fonctionnels, pr ts remplacer ou compl ter les neutrophiles circulants en cas de demande accrue. Dans des conditions normales, la moelle osseuse produit plus de 1011 neutrophiles chaque jour. la suite de la lib ration de neutrophiles par la moelle osseuse, environ 5 30 fois plus de neutrophiles matures et presque matures sont normalement pr sents dans la moelle osseuse que dans la circulation. Ce r servoir de r serve de moelle osseuse lib re constamment des neutrophiles dans la circulation et est reconstitu par les cellules en maturation. Les neutrophiles de r serve peuvent tre lib r s brusquement en r ponse une inflammation, une infection ou un exercice intense. Un r servoir de neutrophiles est galement pr sent dans le compartiment vasculaire. Cette r serve se compose d'un bassin circulation libre et d'un bassin margin , ce dernier tant contenu dans de petits vaisseaux sanguins. Les neutrophiles adh rent l'endoth lium peu pr s comme ils le font avant de quitter le syst me vasculaire aux sites de l sion ou d'infection (voir page 275). Les neutrophiles, normalement marginaux, adh rent cependant faiblement l'endoth lium par l'action de la s lectine et peuvent tre recrut s tr s rapidement. Ils sont en quilibre dynamique avec le bassin circulant, qui est peu pr s gal la taille du bassin marginalis . La taille du r servoir de r serve dans la moelle osseuse et dans le compartiment vasculaire d pend du taux de granulopo se, de la dur e de vie des neutrophiles et des taux de migration dans la circulation sanguine et le tissu conjonctif. L'ensemble du processus h mopo tique est r sum dans le tableau 10.3. Les facteurs de transcription contr lent le destin des cellules h mopo tiques, tandis que les cytokines et les m diateurs locaux r gulent tous les stades de l'h mopo se. Les interactions intimes entre les CSH et leur microenvironnement de la moelle osseuse contribuent red finir l'identit et les voies de diff renciation de ces cellules souches multipotentielles. Les mol cules de signalisation d'une vari t de cellules de la moelle osseuse initient des voies intracellulaires qui ciblent finalement un groupe s lectionn de prot ines synergiques et inhibitrices appel es facteurs de transcription. Ils se lient sp cifiquement aux r gions promotrices ou amplificateurs de l'ADN de la cellule affect e. En contr lant la transcription des g nes sp cifiques en aval, ces facteurs de transcription d clenchent une cascade de changements g n tiques qui d terminent finalement le parcours des cellules au cours de la diff renciation. En plus d'identifier les diff rents facteurs de |
Histologie de Ross | transcription intracellulaires, des tudes r centes ont permis d'identifier et de commencer caract riser de nombreuses mol cules de signalisation pr sentes dans la moelle osseuse. Il s'agit notamment de glycoprot ines qui agissent la fois comme des hormones circulantes et des m diateurs locaux pour r guler la progression de l'h mopo se et le taux de diff renciation d'autres types de cellules (tableau 10.4). Des hormones sp cifiques telles que l' rythropo tine ou la thrombopo tine, abord es dans une section pr c dente, r gulent respectivement le d veloppement des rythrocytes et des thrombocytes. D'autres facteurs, collectivement appel s facteurs de stimulation des colonies (LCR), sont sous-class s en fonction de la cellule ou du groupe de cellules qu'ils affectent. Parmi les facteurs r cemment isol s et les plus compl tement caract ris s, on en trouve plusieurs qui stimulent la formation de granulocytes et de monocytes, le GM-CSF, G-CSF et le facteur de stimulation des colonies de macrophages (M-CSF). Les interleukines, produites par les lymphocytes, agissent sur d'autres leucocytes et leurs prog niteurs. L'IL-3 est une cytokine qui semble affecter la plupart des cellules prog nitrices et m me les cellules diff renci es en phase terminale. Une cytokine particuli re peut agir un ou plusieurs stades de l'h mopo se, affectant la division cellulaire, la diff renciation ou la fonction cellulaire. Ces facteurs sont synth tis s par de nombreux types de cellules diff rents, y compris les cellules r nales ( rythropo tine), les h patocytes h patiques (thrombopo tine), les lymphocytes T (IL-3), les cellules endoth liales (IL-6), les cellules adventicielles de la moelle osseuse (IL-7) et les macrophages (les LCR qui affectent le d veloppement des granulocytes et des macrophages). Sang POUR L'ASSOCIATION DE B LOOD CE LLS (H E MOPOI ESIS) TABLEAU Cytokines h mopo tiques, leurs sources et cellules cibles 10.4 CytokineaSymbol Source Cible Granulocyte- macrophage facteur de stimulation de colonie GM-CSF CELLULES T, CELLULES ENDOTH LIALES, FIBROBLASTES CMP, ErP, GMP, EoP, BaP, MKP, tous les granulocytes, rythrocytes Facteur de stimulation de colonie de granulocytes G-CSF Cellules endoth liales, monocytes ErP, GMP, EoP, BaP, MKP Monocytes Monocytes Monocytes, macrophages, cellules endoth liales et adventices GMP, MoP, monocytes, macrophages, ost oclastes rythropo tine EPO Rein, foie CMP, MEP, ErP Thrombopo tine TPO Moelle osseuse MKP, m gacaryocytes Interf ron-IFN-CD4T cellules, cellules NK Cellules B, cellules T, cellules NK, neutrophiles, monocytes Interleukine 1 IL-1 Neutrophiles, monocytes, macrophages, cellules endoth liales CD4T, cellules B Interleukine 2 IL-2 Cellules CD4T Cellules T, cellules B, Cellules NK Interleukine 3 IL-3 Cellules CD4T CMP, ErP, GMP, EoP, BaP, MKP, tous les granulocytes, cellules rythro des Interleukine 4 IL-4 Cellules CD4T, mastocytes Lymphocytes B, Lymphocytes T, mastocytes Interleukine 5 IL-5 Cellules CD4T EoP, osinophiles, Cellules B Interleukine 6 IL-6 Cellules endoth liales, neutrophiles, macrophages, Cellules T CMP, ErP, GMP, cellules B, Cellules T, macrophages, h patocytes Interleukine 7 IL-7 Cellules adventices de la moelle osseuse Pr -B pr coces, pr -T Interleukine 8 IL-8 Macrophages, cellules endoth liales Lymphocytes T, neutrophiles Interleukine 9 IL-9 Cellules CD4T Cellules CD4T, CMP, ErP Interleukine 10 IL-10 Macrophages, Cellules T Cellules T, Cellules B, Cellules NK Interleukine 11 IL-11 Macrophages CMP, ErP, GMP, Cellules T, Cellules B, Macrophages, M gacaryocytes aLes cytokines h mopo tiques comprennent les facteurs de stimulation des colonies (LCR), interleukines et facteurs inhibiteurs. Ce sont presque toutes des glycoprot ines avec une cha ne polypeptidique basique d'environ 20 kilodaltons. Presque tous agissent sur les cellules souches prog nitrices, les cellules prog nitrices dont la lign e est restreinte, les cellules engag es et les cellules matures et matures. Par cons quent, les cibles num r es ci-dessus sont des lignes cibles plut t que des cellules cibles individuelles. L'isolement, la caract risation, la fabrication et les essais cliniques de cytokines (prot ines et peptides qui sont des compos s de signalisation) dans le traitement des maladies humaines constituent une activit majeure de l'industrie biotechnologique en pleine croissance. Plusieurs cytokines h mopo tiques et lymphopo tiques ont t fabriqu es par la technologie de l'ADN recombinant et sont d j utilis es en milieu clinique. Il s'agit notamment de l' rythropo tine recombinante, du G-CSF, du GM-CSF et de l'IL-3 ; d'autres sont en cours de d veloppement. Le GM-CSF (sargramostim, Leukine) est utilis en clinique pour stimuler la production de globules blancs apr s la chimioth rapie et pour acc l rer la r cup ration des globules blancs apr s une greffe de moelle osseuse. D veloppement des monocytes La cellule souche CMP multipotentielle donne galement naissance aux cellules qui se d |
Histologie de Ross | veloppent le long de la voie monocyte-macrophage. Les monocytes sont produits dans la moelle osseuse partir d'une cellule souche GMP qui peut devenir un monocyte ou une autre des trois lign es cellulaires granulocytaires. De plus, GMP donne naissance des cellules dendritiques. La prolif ration et la diff renciation du CMP en GMP engag sont contr l es par l'IL-3. La progression ult rieure de la lign e cellulaire des prog niteurs monocytaires (MoP) d pend de la pr sence continue des facteurs de transcription PU.1 et Egr-1 et est stimul e par l'IL-3 et le GM-CSF. Le GMCSF contr le galement la diff renciation en cellules matures, qui sont ensuite lib r es dans la circulation. La transformation des MoP en monocytes prend environ 55 heures, et les monocytes ne restent dans la circulation que pendant environ 16 heures avant d' migrer vers les tissus o ils se diff rencient sous l'influence du GM-CSF et du M-CSF en macrophages tissulaires. Leur dur e de vie ult rieure n'est pas encore enti rement comprise. D veloppement des lymphocytes (lymphopo se) Le d veloppement et l'engagement de la lign e des cellules CLP d pendent de l'expression de divers facteurs de transcription. Bien que les lymphocytes prolif rent continuellement dans les organes lymphatiques p riph riques, la moelle osseuse reste le principal site de lymphopo se chez l'homme. Les membres de la famille des facteurs de transcription Ikaros jouent un r le majeur dans la diff renciation des CSH pluripotentes en cellules prog nitrices lympho des communes (CLP). La descendance des cellules CLP qui expriment le facteur de transcription GATA-3 est destin e devenir des lymphocytes T. Ces cellules qui expriment GATA-3 quittent la moelle osseuse sous forme de lymphocytes pr -T et se rendent au thymus, o elles ach vent leur diff renciation et leur ducation cellulaire thymique (voir le chapitre 14, Syst me lymphatique). Ils entrent ensuite dans la circulation sous forme de petits lymphocytes T longue dur e de vie. Un autre facteur de transcription, Pax5, active les g nes sp cifiques des lymphocytes B dans les cellules CLP destin es devenir des lymphocytes B. Chez les mammif res, ces cellules proviennent d'organes quivalents des bourses telles que la moelle osseuse, le tissu lymphatique associ l'intestin et la rate. Bien qu'un certain nombre de facteurs de transcription aient t identifi s dans le d veloppement des lign es cellulaires lympho des, on sait peu de choses sur les facteurs qui peuvent influencer le d veloppement et l'engagement de la lign e des cellules NK. Les cellules NK se diff rencient tr s probablement sous l'influence de l'IL-2 et de l'IL-15 en cellules pr -NK immatures et, apr s l'acquisition des fonctions effectrices des cellules NK (capacit s cr ter de l'interf ron et de la cytotoxicit ), deviennent des cellules NK matures. La moelle osseuse est le principal organe producteur de cellules NK. Cependant, des tudes r centes sugg rent que les ganglions lymphatiques ou le thymus f tal peuvent galement contenir des cellules prog nitrices NK. Les lymphocytes constituent jusqu' 30 % de toutes les cellules nucl es de la moelle osseuse. La production et la diff renciation des lymphocytes sont abord es plus en d tail au chapitre 14, Syst me lymphatique. La moelle osseuse rouge se trouve enti rement dans les espaces de l'os, la cavit m dullaire des jeunes os longs et les espaces de l'os spongieux. La moelle osseuse est constitu e de vaisseaux sanguins, d'unit s sp cialis es de vaisseaux sanguins appel es sinuso des et d'un r seau de cellules h mopo tiques ressemblant une ponge (Fig. 10.22). Les sinuso des de la moelle osseuse constituent la barri re entre le compartiment h mopo tique et la circulation p riph rique. En coupes, les cellules du compartiment h mopo tique semblent se trouver en cordons entre les sinuso des ou entre les sinuso des et l'os. La sinuso de de la moelle osseuse rouge est une unit vasculaire unique. Il occupe la position normalement occup e par un capillaire ; c'est- -dire qu'il est interpos entre les art res et les veines. On pense qu'il est d riv de vaisseaux qui viennent de nourrir le tissu osseux cortical. Les sinuso des naissent de ces vaisseaux la jonction corticom dullaire. La paroi sinuso dale se compose d'une muqueuse endoth liale, d'une lame basale et d'une couverture incompl te de cellules adventices. L'endoth lium est un pith lium squameux simple. La cellule adventice, galement appel e cellule r ticulaire, envoie des extensions en forme de feuille dans la substance des cordons h mopo tiques, qui fournissent un certain soutien aux cellules sanguines en d veloppement. De plus, les cellules adventives produisent des fibres r ticulaires. Ils jouent galement un r le dans la stimulation de la diff renciation des cellules prog nitrices en d veloppement en cellules sanguines en s cr tant plusieurs cytokines (par exemple, les LCR, l'IL-5, l'IL-7). Lorsque la formation des cellules s |
Histologie de Ross | anguines et le passage des cellules sanguines matures dans les sinuso des sont actifs, les cellules adventives et la lame basale sont d plac es par les cellules sanguines matures lorsqu'elles s'approchent de l'endoth lium pour p n trer dans la sinuso de partir de la cavit de la moelle osseuse. Le syst me sinuso dal de la moelle osseuse est un syst me de circulation ferm ; Les cellules sanguines nouvellement form es doivent p n trer dans l'endoth lium pour entrer dans la circulation. Lorsqu'une cellule sanguine en maturation ou un processus m gacaryocytaire pousse contre une cellule endoth liale, la membrane plasmique abluminale est press e contre la membrane plasmique luminale jusqu' ce qu'elles fusionnent, formant ainsi une ouverture transitoire, ou ouverture. La cellule migratrice ou processus m gacaryocytaire transperce litt ralement la cellule endoth liale. Ainsi, la migration travers la moelle osseuse FIGURE 10.22 Moelle osseuse avec h mopo se active. un. Le dessin sch matique de la moelle osseuse montre les lots rythroblastiques engag s dans la formation des rythrocytes, les m gacaryocytes d chargeant les plaquettes dans les sinuso des, les cellules endoth liales adjacentes une lame basale qui est clairsem e par endroits et absente l o les cellules sanguines p n trent dans les sinuso des, et les cellules adventitives ou r ticulaires s' tendant de la lame basale dans le compartiment h mopo tique. (Modifi de Weiss L, d. Cell and Tissue Biology : A Textbook of Histology, 6e d. Baltimore : Urban & Schwarzenberg, 1988.) b. La photomicrographie de la moelle osseuse color e l'H&E montre des centres h mopo tiques actifs proximit imm diate des sinuso des de la moelle osseuse. 420. L'endoth lium est un v nement transcellulaire et non intercellulaire. Chaque cellule sanguine doit se faufiler travers une ouverture pour p n trer dans la lumi re d'une sinuso de. De m me, un processus m gacaryocytaire doit d passer travers une ouverture pour que les plaquettes puissent tre lib r es directement dans la lumi re sinuso dale. L'ouverture est doubl e par la membrane plasmique fusionn e, maintenant ainsi l'int grit de la cellule endoth liale pendant le passage transcellulaire. Lorsque la cellule sanguine termine son passage travers l'ouverture ou que le m gacaryocyte qui a extrud ses plaquettes retire son processus, la cellule endoth liale se r pare et l'ouverture dispara t. Dans la moelle osseuse rouge active, les cordons des cellules h mopo tiques contiennent principalement des cellules sanguines en d veloppement et des m gacaryocytes. Les cordons contiennent galement des macrophages, des mastocytes et certaines cellules adipeuses. Bien que les cordons du tissu h mopo tique semblent tre d sorganis s, des types sp cifiques de cellules sanguines se d veloppent dans des nids ou des amas. Chaque nid dans lequel se d veloppent des rythrocytes contient un macrophage. Ces nids sont situ s pr s de la paroi sinuso dale. Les m gacaryocytes sont galement situ s c t de la paroi sinuso dale, et ils d chargent leurs plaquettes directement dans la sinuso de travers des ouvertures dans l'endoth lium. Les granulocytes se d veloppent dans des nids cellulaires plus loign s de la paroi sinuso dale. maturit , le granulocyte migre vers la sinuso de et p n tre dans la circulation sanguine. La moelle osseuse qui n'est pas active dans la formation des cellules sanguines contient principalement des cellules adipeuses, ce qui lui donne l'apparence de tissu adipeux. La moelle osseuse inactive est appel e moelle osseuse jaune. C'est la principale forme de moelle osseuse dans la cavit m dullaire des os de l'adulte qui ne sont plus h matopo tiquement actifs, tels que les os longs des bras, des jambes, des doigts et des orteils. Dans ces os, la moelle osseuse rouge a t compl tement remplac e par de la graisse. M me dans la moelle osseuse h mopo tiquement active chez l'homme adulte, comme celle des c tes, des vert bres, du bassin et de la ceinture scapulaire, environ la moiti de l'espace de la moelle osseuse est occup e par du tissu adipeux et l'autre moiti par du tissu h mopo tique. La moelle osseuse jaune conserve cependant son potentiel h mopo tique et, si n cessaire, comme apr s une perte de sang s v re, elle peut revenir la moelle osseuse rouge, la fois par extension du tissu h mopo tique dans la moelle osseuse jaune et par repeuplement de la moelle osseuse jaune par des cellules souches circulantes. DOSSIER 10.6 Corr lation clinique : cellularit de la moelle osseuse La cellularit de la moelle osseuse est l'un des facteurs les plus importants dans l' valuation de la fonction de la moelle osseuse. L' valuation de la cellularit de la moelle osseuse est semi-quantitative et repr sente le rapport entre les cellules h matopo tiques et les adipocytes. L' valuation la plus fiable de la cellularit est obtenue partir de l'examen microscopique d'une biopsie de la moelle osseuse qui pr |
Histologie de Ross | serve l'organisation de la moelle osseuse. Les pr parations de frottis ne sont pas des pr parations pr cises pour valuer la cellularit de la moelle osseuse. La cellularit osseuse change avec l' ge. La cellularit normale de la moelle osseuse pour un ge sp cifique peut tre calcul e en soustrayant l' ge d'un individu de 100 et en ajoutant 10%. Ainsi, la moelle osseuse d'un individu de 30 ans contient entre 60 % et 80 % de cellules osseuses actives (100 30 70 10 %) ; En revanche, la moelle osseuse d'un individu de 70 ans est de l'ordre de 20 % 40 % (100 70 30 10 %). Comme on peut le voir partir de ce calcul, le nombre de cellules h mopo tiques diminue avec l' ge. La moelle osseuse avec un indice normal sp cifique l' ge est appel e moelle osseuse normocellulaire. Un cart par rapport aux indices normaux sp cifiques l' ge indique un changement pathologique de la moelle. Dans la moelle osseuse hypocellulaire, qui se produit lors de l'an mie aplasique ou apr s une chimioth rapie, seul un petit nombre de cellules h matopo tiques peut tre trouv lors d'une biopsie de la moelle osseuse (Fig. F10.6.1a). Ainsi, une personne de 50 ans atteinte de cette maladie pourrait avoir un indice de cellularit osseuse de 10 % 20 %. Chez la personne du m me ge atteinte d'une leuc mie my lo de aigu , l'indice de cellularit osseuse peut tre de 80 % 90 %. La moelle osseuse hypercellulaire est caract ristique de la moelle osseuse affect e par des tumeurs provenant de cellules h matopo tiques (Fig. F10.6.1b). FIGURE F10.6.1 Cellularit de la moelle osseuse. un. Il s'agit d'un exemple de moelle osseuse hypocellulaire d'une personne atteinte d'an mie aplasique. La moelle osseuse est constitu e en grande partie de cellules adipeuses et n'a pas d'activit h mopo tique normale. 120. b. Cette photomicrographie d'une section de moelle osseuse d'un individu atteint de leuc mie my lo de aigu montre une moelle osseuse hypercellulaire. Notez que tout le champ de vision c t de la trab cule osseuse est rempli de my loblastes serr s. Seules quelques cellules adipeuses sont visibles sur cette image. 280. (R imprim avec la permission de Rubin E, Gorstein F, Schwarting R, Strayer DS. Rubin's Pathology, 4e d. Baltimore : Lippincott Williams & Wilkins, 2004, Fig. 20-12, Fig. 20-54.) Cette page a t laiss e vide intentionnellement. Le sang est consid r comme un tissu conjonctif, de caract re fluide, et se compose d' l ments form s et de plasma. Les globules rouges ( rythrocytes), les globules blancs (leucocytes) et les thrombocytes (plaquettes) constituent les l ments form s. Collectivement, ils repr sentent 45 % du volume sanguin. Les globules rouges transportent et changent de l'oxyg ne et du dioxyde de carbone. Ils constituent 99% des cellules sanguines. Les globules blancs sont class s en agranulocytes et granulocytes. Les agranulocytes sont en outre class s en lymphocytes et monocytes. Les granulocytes, ainsi nomm s pour le caract re des granules qu'ils contiennent dans leur cytoplasme, sont constitu s de neutrophiles, d' osinophiles et de basophiles. Chaque type de globule blanc a un r le sp cifique dans les r ponses immunitaires et protectrices du corps. Ils quittent g n ralement la circulation et p n trent dans le tissu conjonctif pour jouer leur r le sp cifique. En revanche, les globules rouges ne fonctionnent qu'au sein du syst me vasculaire. Les plaquettes sanguines sont responsables de la coagulation sanguine et jouent donc un r le essentiel dans les incidents de l sions des petits vaisseaux. Les frottis sanguins sont utilis s pour l'examen au microscope et l'identification du nombre relatif de globules blancs dans le sang circulant. Le frottis sanguin est pr par en pla ant une petite goutte de sang sur une lame de microscope, puis en l' talant sur la lame avec le bord d'une autre lame. Lorsqu'elle est correctement ex cut e, cette m thode fournit une seule couche uniforme de cellules sanguines que l'on laisse s cher l'air libre puis colorer. La coloration de Wright, une coloration de Romanovsky modifi e, est g n ralement utilis e. Lors de l'examen de l' chantillon au microscope, il est utile d'utiliser un faible grossissement pour trouver des zones dans lesquelles les cellules sanguines ont une distribution uniforme comme celle observ e dans le frottis de la page adjacente. Une fois cela fait, en passant un grossissement plus lev , on peut identifier les diff rents types de globules blancs et, en fait, d terminer le nombre relatif de chaque type de cellule. Une num ration cellulaire normale est la suivante : neutrophiles, 48,6 66,7 % ; osinophiles, 1,4 4,8 % ; basophiles, 0 0,3 % ; lymphocytes, 25,7 27,6 % ; monocytes, 8,6 9,0 %. Tache de sang humaine, tache de Wright, 200. Cette photomicrographie faible grossissement montre une partie d'un frottis sanguin dans laquelle les cellules sanguines sont uniform ment r parties. La grande majorit des cellules sont des globules rouges. En r |
Histologie de Ross | aison de leur forme biconcave, la plupart des globules rouges Neutrophiles, frottis sanguin humain, coloration de Wright, 2 200 . Les neutrophiles pr sentent une variation de taille et de morphologie nucl aire associ e l' ge de la cellule. Le noyau vu gauche est celui d'un neutrophile qui vient de passer le stade de bande et qui est r cemment entr dans la circulation sanguine. La cellule est relativement petite ; Son cytoplasme pr sente des granules fins et distinctifs. Le neutrophile moyen est consid rablement plus grand et son cytoplasme contient plus de osinophiles, frottis sanguin, humain, tache de Wright, 2 200 . Les osinophiles observ s dans ces micrographies repr sentent galement diff rents stades de maturit . L' osinophile gauche est relativement petit et commence tout juste montrer une lobulation. Le cytoplasme est presque enti rement rempli de granules osinophiles qui caract risent ce type de cellule. La zone color e plus claire, d pourvue de granules, repr sente probablement le site de l'appareil de Golgi (fl che). Le Basophiles, frottis de sang, humain, tache de Wright, 2 200 . Les cellules montr es ici sont des basophiles et repr sentent galement diff rents stades de maturation. Le basophile de gauche est relativement jeune et petit. Les granules basophiles sont de taille variable et ont tendance obscurcir la morphologie du noyau. De plus, ils sont moins abondants que les granules observ s chez les osinophiles. Ils apparaissent en forme de beignet. Deux globules blancs, tous deux granulocytes, sont vidents. Une cellule est un neutrophile (N), l'autre granulocyte est un osinophile (E). Cependant, cette amplification, la distinction majeure r side dans la coloration de leur cytoplasme. Un grossissement plus lev , comme dans les figures ci-dessous, permettrait une caract risation plus pr cise du type de cellule. granul s fins. Le noyau pr sente toujours une forme en U, mais la lobulation (fl ches) devient apparente avec la constriction du noyau en plusieurs points. Le neutrophile de droite montre une plus grande maturit en raison de sa lobulation tr s distinctive. Ici, les lobules sont reli s par un tr s mince pont nucl aire. Une caract ristique tr s distinctive associ e au noyau de cette cellule est la pr sence d'un corps de Barr (fl che), indiquant que le sang a t pr lev sur une femelle. L' osinophile repr sent au milieu est plus grand et son noyau est maintenant nettement bilob . un endroit, trois granules distincts (fl ches) sont visibles. Notez leur forme sph rique et leur taille uniforme relative. L' osinophile de droite est plus mature en ce sens qu'il pr sente au moins trois lobes. En passant par la focalisation, les granules d' osinophiles semblent souvent s'allumer en raison de leur structure cristalline. Le noyau du basophile moyen semble tre bilob , mais les granules qui se trouvent sur le noyau ont nouveau tendance obscurcir la forme pr cise. Le basophile de droite est probablement plus mature. Les granules masquent presque enti rement la forme nucl aire. Quelques plaquettes sanguines (pointes de fl ches) sont visibles dans plusieurs des micrographies. G n ralement, ils apparaissent sous la forme de petits corps de forme irr guli re. PLANCHE 17 CL E, osinophile N, neutrophile Lymphocytes, frottis sanguin humain, coloration de Wright, 7 9m. Un gros lymphocyte est visible dans le panneau de droite. Ces cellules peuvent tre aussi 2 150. grande jusqu' 16m. Le lymphocyte du panneau central est de taille interm diaire. La diff rence de taille des lymphocytes est principalement attribuable la quantit de Les lymphocytes repr sent s ici varient en taille, mais chacun repr sente le cytoplasme pr sent. Cependant, le noyau contribue galement la taille d'une cellule mature. Les lymphocytes circulants sont g n ralement d crits comme cellulaires, mais un degr moindre. Dans les comptages diff rentiels, la taille des lymphocytes est petite, moyenne et grande. Un petit lymphocyte est montr chez le non consid r . Deux plaquettes (fl ches) sont visibles dans le panneau de gauche. panneau gauche. La taille des lymphocytes de cette cat gorie varie de Monocytes, frottis sanguin, humain, tache de Wright, 2 150 . Les globules blancs de ces panneaux sont des monocytes matures. Leur taille varie d'environ 13 20 m, la majorit se situant dans la fourchette de taille sup rieure. Le noyau pr sente les caract ristiques les plus caract ristiques du monocyte, savoir une indentation, qui est parfois si pro minente qu'elle pr sente une forme en U, comme on peut le voir sur le panneau de droite. Le cytoplasme est tr s faiblement basophile. De petits granules azurophiles (lysosomes) sont galement caract ristiques du cytoplasme et sont similaires ceux observ s dans les neutrophiles. Les plaquettes (fl ches) sont pr sentes dans les panneaux de gauche et du milieu. Frottis de moelle osseuse humaine, Giemsa, 180. Cette photomicrographie |
Histologie de Ross | faible grossissement montre un frottis de moelle osseuse. Ce type de pr paration permet d'examiner les globules rouges et blancs en d veloppement. Un frottis de moelle est effectu d'une mani re similaire celui d'un frottis de sang p riph rique. Un chantillon de moelle osseuse est aspir partir d'un os et simplement plac sur une lame et tal en une mince monocouche de cellules. Une grande vari t de types de cellules sont pr sents dans le frottis de moelle. La plupart des cellules d veloppent des granulocytes et des rythrocytes en d veloppement. Les rythrocytes matures (Ey) sont galement pr sents en grand nombre. Ils sont facilement identifiables par leur absence de noyau et leur coloration osinophile. De petits groupes de r ticulocytes sont souvent m lang s ces globules rouges. Ce sont de tr s jeunes rythrocytes qui contiennent des ribosomes r siduels dans leur cytoplasme. La pr sence des ribosomes modifie l g rement la couleur du r ticulocyte, lui donnant une coloration bleue peine perceptible par rapport l' rythrocyte osinophilique mature. Les r ticulocytes se distinguent le mieux des grossissements plus lev s. De plus, les adipocytes (A) se trouvent en nombre variable. Dans de telles pr parations, la teneur en lipides est perdue pendant la pr paration et la reconnaissance de la cellule est bas e sur un espace rond clair ou non color . Une autre grande cellule qui est g n ralement pr sente est le m gacaryocyte (M). Le m gacaryocyte est une cellule polyplo de qui pr sente un profil nucl aire large et irr gulier. C'est la cellule productrice de plaquettes. ce faible grossissement, il est difficile de distinguer les premiers stades des types de cellules en d veloppement. Cependant, des exemples de chaque tape de d veloppement dans les deux lign es cellulaires sont pr sent s dans les planches suivantes. En revanche, de nombreuses cellules un stade avanc de d veloppement, en particulier dans la s rie des granulocytes, peuvent tre identifi es avec un certain degr de certitude faible grossissement. Par exemple, certains neutrophiles en bande (BN) et osinophiles jeunes (E) peuvent tre identifi s par leur morphologie et leurs caract ristiques de coloration. AG RAN U LOCYTE S AN D R E D MAR ROW KEY A, adipocytes BN, bande neutrophile E, osinophiles Ey, rythrocytes M, m gacaryocytes 306 L' rythropo se est un processus par lequel la concentration d' rythrocytes dans le flux sanguin p riph rique est maintenue dans des conditions normales l' tat d' quilibre. La stimulation des cellules souches rythro des (ErP ou CFU-E) par l'action hormonale entra ne une prolif ration de cellules pr curseurs qui subissent une diff renciation et une maturation dans la moelle osseuse. Le premier pr curseur reconnaissable du globule rouge est le pro rythroblaste. Ces cellules manquent d'h moglobine. Leur cytoplasme est basophile et le noyau pr sente une structure chromatinienne dense et plusieurs nucl oles. L'appareil de Golgi, lorsqu'il est vident, appara t comme une zone de coloration l g re. L' rythroblaste basophile est plus petit que le pro rythroblaste, partir duquel il na t par division mitotique. Son noyau est plus petit. Le cytoplasme pr sente une forte basophilie due au nombre croissant de ribosomes impliqu s dans la synth se de l'h moglobine. L'accumulation d'h moglobine dans la cellule modifie progressivement la r action de coloration du cytoplasme de sorte qu'il commence se colorer avec de l' osine. La pr sence reconnaissable de l'h moglobine dans la cellule en vertu de sa coloration signifie sa transition vers l' rythroblaste polychratophile. Le cytoplasme dans la premi re partie de ce stade peut pr senter une couleur bleu-gris. Avec le temps, des quantit s croissantes d'h moglobine sont synth tis es et, en m me temps, un nombre d croissant de ribosomes est pr sent. Le noyau de la cellule est plus petit que celui de l' rythroblaste basophile et l'h t rochromatine est beaucoup plus grossi re. la fin de ce stade, le noyau est devenu beaucoup plus petit et le cytoplasme plus osinophile. C'est la derni re tape au cours de laquelle la mitose se produit. L' tape suivante d finissable est l' rythrobe orthochromatophile, galement appel e normoblaste. Son noyau est plus petit que celui des stades pr c dents et est extr mement condens . Le cytoplasme est consid rablement moins bleu, penchant davantage vers une coloration rose ou osinophile. Il est l g rement plus grand qu'un rythrocyte mature. ce stade, il n'est plus capable de se diviser. l' tape suivante, l' rythrocyte polychromatophile, galement plus Commun ment appel r ticulocyte, a perdu son noyau et est pr t passer dans les sinuso des sanguines de la moelle osseuse rouge. Certains ribosomes qui peuvent encore synth tiser l'h moglobine sont pr sents dans la cellule. Ces ribosomes cr ent une tr s l g re basophilie la cellule. La comparaison de cette cellule avec des rythrocytes matures typiques dans le frottis de mo |
Histologie de Ross | elle r v le une l g re diff rence de coloration. rythroblaste polychromatophile, frottis de moelle osseuse, humain, Giemsa, 2 200 . Deux rythroblastes polychromatopophiles sont visibles dans cette micrographie. La cellule plus grande et moins mature pr sente un agglutination prononc de sa chromatine. Le cytoplasme est basophile, mais sa couleur est consid rablement plus claire que celle de l' rythroblaste basophile. Le cytoplasme pr sente galement une certaine osinophilie, ce qui indique une production d'h moglobine. La cellule plus petite repr sente un stade ult rieur d'un rythroblaste polychromatophile. Notez quel point la chromatine appara t plus dense ainsi que quel point le noyau est devenu plus petit. Aussi, le cytoplasme favorise maintenant une osinophilie. Cependant, une certaine basophilie est encore vidente. rythrocytes orthochromatophiles, moelle osseuse majoritairement osinophile, mais pr sentant tout de m me un certain degr de basophilie. Frottis excessif, humain, Giemsa, 2 200 . Toute la cellule n'est que l g rement plus grande qu'un rythrocyte mature. ce stade, la cellule n'est plus capable de se diviser. Deux rythrocytes orthrochromatopophiles sont visibles dans cette micrographie. Leurs noyaux sont devenus encore plus petits et le noyau pr sente une coloration compacte et dense. Le cytoplasme est rythrocytes polychromatophiles, frottis de moelle osseuse, humain, Giemsa, 2 200 . Un rythrocyte polychromatophile (EP) est visible sur cette micrographie. Son noyau a t extrud et le cytoplasme pr sente une l g re basophilie. proximit se trouvent un certain nombre d' rythrocytes matures (E). Comparez la coloration de l' rythrocyte polychromatophile avec celle des globules rouges matures. Les rythrocytes polychromathiles peuvent galement tre facilement mis en vidence avec des colorants sp ciaux qui provoquent l'agglutination des ribosomes restants dans le cytoplasme et la formation d'un r seau r ticulaire visible, d'o l' rythrocyte polychromatophile est galement commun ment appel r ticulocyte. CL E, rythrocytes N, nucl oles PE, rythrocytes polychromathiles 308 La granulopo se est le processus par lequel les cellules sanguines granulocytaires (neutrophiles, osinophiles et basophiles) se diff rencient et m rissent dans la moelle osseuse. Le stade le plus pr coce reconnaissable est le my loblaste, qui est suivi cons cutivement par le promy locyte, le my locyte, le m tamy locyte, la cellule bandelante et enfin, le granulocyte mature. Il n'est pas possible de diff rencier morphologiquement les pr curseurs osinophiles, basophiles ou neutrophiles jusqu' ce que le stade my locytaire soit atteint, c'est- -dire lorsque des granules sp cifiques caract ristiques de chaque type de cellule apparaissent. Les cellules de la lign e basophile sont extr mement difficiles localiser dans un frottis de moelle osseuse en raison du nombre minime de ces cellules dans la moelle. Le my loblaste est caract ris par un grand noyau sph rique euchromatique avec trois cinq nucl oles. La cellule mesure 14 20 m de diam tre. Le cytoplasme se colore profond ment basophile. La pr sence d'une zone claire ou peu tachante indique un appareil de Golgi. Le promy locyte pr sente une gamme de taille similaire, de 15 21 m ; nucl oles sont pr sents. Le cytoplasme promy locytaire se colore de la m me mani re que celui du myoblaste, mais il est diff renci par la pr sence de gros granules azurophiles primaires bleus/noirs, galement appel s granules non sp cifiques. La taille du my locyte varie de 16 24 m. Sa chromatine est plus condens e que son pr curseur et les nucl oles sont absents. Le cytoplasme du my locyte neutrophile est caract ris par de petits granules sp cifiques du rose au rouge avec quelques granules azurophiles pr sents. La lign e osinophile a un noyau d'apparence similaire, mais ses granules sp cifiques sont gros. Le m tamy locytes varie de 12 18 m. Le rapport nucl aire-cytoplasmique est encore diminu et le noyau prend la forme d'un rein. Il y a peu de granules azurophiles ce stade dans les cellules, et il y a une pr dominance de petits granules sp cifiques roses rouges. Le m tamy locyte osinophile pr sente un nombre accru de granules sp cifiques par rapport au m tamy locyte neutrophile. La taille des cellules de bande est encore r duite, de 9 15 m. La chromatine du noyau pr sente une condensation suppl mentaire et a la forme d'un fer cheval. Dans la cellule de la bande neutrophile, les petits granules sp cifiques du rose au rouge sont le seul type de granule pr sent. La cellule de la bande osinophile montre peu ou pas de changement par rapport aux granules sp cifiques, mais le noyau pr sente une forme de rein. Les granulocytes matures sont repr sent s sur la planche 17. My loblaste, frottis de moelle osseuse, humain, Giemsa, 2 200 . Le my loblaste montr ici pr sente un cytoplasme d'un bleu profond avec une r gion plus claire qui repr sente l'aire de Go |
Histologie de Ross | lgi (G). Le noyau est rond. Plusieurs nucl oles (N) sont vidents. Promy locytes, frottis de moelle osseuse, humain, Giemsa, 2 200 . Le promy locyte pr sente un noyau rond avec un ou plusieurs nucl oles (N) pr sents. Le cytoplasme est basophile et pr sente des granules azurophiles bleus/noirs (AG) bleus/noirs relativement grands. My locytes osinophiles, frottis de moelle osseuse, humain, Giemsa, 2 200 . Le my locyte osinophilique pr sente un noyau identique celui d crit pour le my locyte neutrophile. Le cytoplasme contient cependant les gros granules sp cifiques caract ristiques des osinophiles, mais ils sont moins nombreux. My locytes neutrophiles, frottis de moelle osseuse, humain, Giemsa, 2 200 . Le my locyte neutrophile conserve le noyau rond, mais les nucl oles sont maintenant absents. Le cytoplasme pr sente de petits granules sp cifiques roses rouges. M tamy locytes osinophiles, frottis de moelle osseuse, humain, Giemsa, 2 200 . Le m tamy locyte osinophilique pr sente un noyau shaped r nal ou haricot. Le cytoplasme pr sente de nombreux granules osinophiles caract ristiques qui sont pr sents dans tout le cytoplasme. M tamy locytes neutrophiles, frottis de moelle osseuse, humain, Giemsa, 2 200 . Le m tamy locyte neutrophile diff re de son pr curseur par la pr sence d'un noyau en forme de rein ou de haricot. Les petits granules sp cifiques du rose au rouge sont maintenant visibles dans le cytoplasme et peu ou pas de granules azurophiles sont pr sents. Bande dessin e osinophile, frottis de moelle osseuse humaine, cellule de bande neutrophile, frottis de moelle osseuse, humain, Giemsa, 2 200 . Giemsa, 2 200 . La cellule de bande osinophile pr sente un nu- La bande ou neutrophile non segment pr sente un cleus en fer cheval. Son cytoplasme est rempli de granules osinophiles. noyau fa onn avec d'abondants petits granules sp cifiques roses rouges dans le cytoplasme. KEY AG, granules azurophiles G, appareil de Golgi N, nucl oles VUE D'ENSEMBLE ET CLASSIFICATION DU MUSCLE / 310 MUSCLE SKELETAL / 311 Myofibrilles et myofilaments / 314 Le cycle de contraction / 317 Innervation motrice / 322 Innervation sensorielle / 324 D veloppement, r paration, gu rison et renouvellement / 325 MUSCLE CARDIAQUE / 327 Structure du muscle cardiaque / 328 Blessure et r paration / 331 MUSCLE LISSE / 331 Structure du muscle lisse / 331 Aspects fonctionnels du muscle lisse / 335 Renouvellement, R paration et diff renciation / 336 Dossier 11.1 Consid rations fonctionnelles : m tabolisme musculaire et isch mie / 316 Dossier 11.2 Corr lation clinique : dystrophies musculaires dystrophine et prot ines associ es la dystrophine / 319 Dossier 11.3 Consid rations fonctionnelles : le mod le du filament coulissant / 323 Dossier 11.4 Corr lation clinique : myasth nie grave / 325 Dossier 11.5 Consid rations fonctionnelles : comparaison des trois types de muscles / 337 Le tissu musculaire est responsable du mouvement du corps et de ses parties et des changements dans la taille et la forme des organes internes. Ce tissu est caract ris par des agr gats de cellules allong es sp cialis es dispos es en r seau parall le qui ont le r le principal de contraction (Fig. 11.1). L'interaction des myofilaments est responsable de la contraction des cellules musculaires. Deux types de myofilaments sont associ s la contraction cellulaire. Les filaments minces (6 8 nm de diam tre, 1,0 m de long) sont compos s principalement de la prot ine actine. Chaque mince filament d'actine fibreuse (F-actine) est un polym re form de mol cules d'actine globulaires (G-actine). Des filaments pais (15 nm de diam tre, 1,5 m de long) sont compos s de la prot ine myosine II. Chaque filament pais est constitu de 200 300 mol cules de myosine II. La longue partie de la queue en forme de b tonnet de chaque mol cule s'agr ge en un r seau parall le r gulier mais d cal , tandis que les parties de la t te se projettent en un motif h lico dal r gulier. Les deux types de myofilaments occupent la majeure partie du cytoplasme, qui dans les cellules musculaires est galement appel sarcoplasme [Gr. sarcos, chair ; plasma, chose]. L'actine et la myosine sont galement pr sentes dans la plupart des autres types de cellules (bien qu'en quantit s consid rablement plus faibles), o elles jouent un r le dans les activit s cellulaires telles que la cytokin se, l'exocytose et la migration cellulaire. En revanche, les cellules musculaires contiennent un grand nombre de filaments contractiles align s que les cellules utilisent dans le seul but de produire un travail m canique. Le muscle est class en fonction de l'apparence des cellules contractiles. Deux principaux types de muscles sont reconnus : le muscle stri , dans lequel les cellules pr sentent des stries crois es au niveau du microscope optique, et le muscle lisse, dans lequel les cellules ne pr sentent pas de stries crois es. FIGURE 11.1 Photomicrographie d'un muscle squelettique. u |
Histologie de Ross | n. Cette photomicrographie faible grossissement montre le muscle squelettique en coupe longitudinale. Les fibres musculaires (cellules) sont dispos es en parall le ; Ils sont orient s verticalement et la longueur de chaque fibre s' tend au-del des bords sup rieur et inf rieur de la micrographie. Les fibres semblent tre d' paisseurs diff rentes. C'est en grande partie le reflet du plan de section travers les fibres musculaires. Notez gauche l' pimysium, la gaine de tissu conjonctif dense entourant le muscle. 160. b. un grossissement plus lev , des stries crois es des fibres musculaires sont facilement visibles. Les noyaux des fibres musculaires squelettiques sont situ s dans le cytoplasme imm diatement sous la membrane plasmique. 360. Le tissu musculaire stri est en outre sous-class sur la base de son emplacement : le muscle squelettique est attach l'os et est responsable du mouvement du squelette axial et appendiculaire et du maintien de la position et de la posture du corps. De plus, les muscles squelettiques de l' il (muscles extraoculaires) assurent un mouvement oculaire pr cis. Le muscle visc ral stri est morphologiquement identique au muscle squelettique, mais est limit aux tissus mous, savoir la langue, le pharynx, la partie lombaire du diaphragme et la partie sup rieure de l' sophage. Ces muscles jouent un r le essentiel dans la parole, la respiration et la d glutition. Le muscle cardiaque est un type de muscle stri situ dans la paroi du c ur et la base des grosses veines qui se d versent dans le c ur. Les stries crois es dans le muscle stri sont produites en grande partie par l'arrangement cytoarchitectural sp cifique des myofilaments minces et pais. Cette disposition est la m me dans tous les types de cellules musculaires stri es. Les principales diff rences entre les cellules musculaires squelettiques et les cellules musculaires cardiaques r sident dans leur taille, leur forme et leur organisation les unes par rapport aux autres. Les cellules musculaires lisses ne pr sentent pas de stries crois es car les myofilaments n'atteignent pas le m me degr d'ordre dans leur disposition. De plus, les myofilaments contenant de la myosine dans les muscles lisses sont tr s labiles. Le muscle lisse est limit aux visc res et au syst me vasculaire, aux muscles pili arrecteurs de la peau et aux muscles intrins ques de l' il. Une cellule musculaire squelettique est un syncytium multinucl . Dans le muscle squelettique, chaque cellule musculaire, plus commun ment appel e fibre musculaire, est en fait un syncytium multinucl . Une fibre musculaire est form e au cours du d veloppement par la fusion de petites cellules musculaires individuelles appel es myoblastes (voir page 326). Lorsqu'elle est vue en coupe transversale, la fibre musculaire multinucl e mature r v le une forme polygonale d'un diam tre de 10 100 m (planche 21, page 340). Leur longueur varie de pr s d'un m tre, comme dans le muscle sartorius du membre inf rieur, quelques millim tres seulement, comme dans le muscle strapedius de l'oreille moyenne. (Remarque : une fibre musculaire ne doit pas tre confondue avec une fibre de tissu conjonctif ; les fibres musculaires sont des cellules musculaires squelettiques, tandis que les fibres du tissu conjonctif sont des produits extracellulaires des cellules du tissu conjonctif.) Les noyaux d'une fibre musculaire squelettique sont situ s dans les branches cy-sont pr sentes dans l'endomysium, faisant courir le toplasme paraal imm diatement sous la membrane plasmique, galement appel le sarcolemme. Dans le pass , le terme sarcolemme tait utilis pour d crire une membrane paisse que l'on pensait tre la limite cytoplasmique de la cellule musculaire. On sait maintenant que le sarcolemme pais repr sente en fait la membrane plasmique de la cellule, sa lame externe et la lame r ticulaire environnante. Un muscle squelettique est constitu de fibres musculaires stri es maintenues ensemble par du tissu conjonctif. Le tissu conjonctif qui entoure la fois les fibres musculaires individuelles et les faisceaux de fibres musculaires est essentiel pour la transduction de force (Fig. 11.2). l'extr mit du muscle, le tissu conjonctif se poursuit sous la forme d'un tendon ou d'un autre arrangement de fibres de collag ne qui attache le muscle, g n ralement l'os. Une riche quantit de vaisseaux sanguins et de nerfs circule dans le tissu conjonctif. Le tissu conjonctif associ au muscle est nomm en fonction de sa relation avec les fibres musculaires : L'endomysium est la couche d licate de fibres r ticulaires qui entoure imm diatement les fibres musculaires individuelles (voir Fig. 11.2a). Seulement des vaisseaux sanguins de petit diam tre et le lel neuronal le plus fin aux fibres musculaires. Le p rimysium est une couche de tissu conjonctif plus paisse qui entoure un groupe de fibres pour former un faisceau ou un fascicule. Les fascicules sont des unit s fonctionnelles des fibr |
Histologie de Ross | es musculaires qui ont tendance travailler ensemble pour remplir une fonction sp cifique. Les vaisseaux sanguins et les nerfs plus gros voyagent dans le p rimysium. L' pimysium est la gaine de tissu conjonctif dense qui entoure un ensemble de fascicules qui constitue le muscle (voir Fig. 11.1a). La majeure partie de l'approvisionnement vasculaire et nerveux du muscle p n tre dans l' pimysium. Trois types de fibres musculaires squelettiques rouge, blanche et interm diaire peuvent tre identifi s par la couleur in vivo. On sait depuis longtemps que les fibres musculaires squelettiques diff rent par leur diam tre et leur couleur naturelle in vivo. Les diff rences de couleur ne sont pas apparentes dans les sections color es l'h matoxyline et l' osine (H&E). Cependant, les r actions histochimiques bas es sur l'activit enzymatique oxydative, en particulier les r actions succinique d shydrog nase et nicotinamide ad nine dinucl otide-t trazolium (NADH-TR), confirment les observations observ es dans les tissus frais et r v lent plusieurs types de fibres musculaires squelettiques (Fig. 11.3). La nomenclature la plus vidente fibre musculaire faisceau musculaire myofibrille pimysium perimysium endomysium aa b FIGURE 11.2 Organisation g n rale du muscle squelettique. un. Cette micrographie lectronique balayage d'un tissu conjonctif intramusculaire a t obtenue partir du muscle semi-tendineux bovin. L' chantillon a t syst matiquement fix pour le MEB et ensuite trait selon la m thode de mac ration cellulaire avec de l'hydroxyde de sodium pour liminer les cellules musculaires. Notez une structure d licate en nid d'abeille de l'endomysium entourant les cellules musculaires individuelles. 480. (R imprim avec la permission de Nishimura T, Hattori A, Takahashi K. Changements structurels dans le tissu conjonctif intramusculaire pendant l'engraissement des bovins noirs japonais : effet du persillage sur l'attendrissement du b uf. J Anim Sci 1999 ; 77:93 104.) b. Ce sch ma montre l'organisation g n rale du muscle squelettique et sa relation avec le tissu conjonctif environnant. Notez l'organisation de l'endomysium qui entoure les cellules musculaires individuelles (fibres), le p rimysium qui entoure un faisceau musculaire et l' pimysium qui entoure l'ensemble du muscle. FIGURE 11.3 Coupe transversale des fibres musculaires squelettiques. Cette coupe transversale de fibres musculaires color es par la r action NADH-TR met en vidence deux types de fibres. Les fibres musculaires plus petites et profond ment color es pr sentent une forte activit enzymatique oxydative et correspondent aux fibres oxydatives lentes de type I. Les fibres plus grandes et plus l g res correspondent aux fibres glycolytiques rapides de type IIb. 280. En m daillon. Parties des deux types de fibres un grossissement plus lev . La r action r v le galement les mitochondries qui contiennent les enzymes oxydatives. Les composants contractiles, les myofibrilles, ne sont pas color s. 550. (Sp cimen original de la lame avec l'aimable autorisation du Dr Scott W. Ballinger.) Pour d crire ces diff rences, il faut diviser en fibres rouges, blanches et interm diaires. Les fibres musculaires squelettiques sont caract ris es par la vitesse de contraction, la vitesse enzymatique et l'activit m tabolique. La classification actuelle des fibres musculaires squelettiques est bas e sur la vitesse contractile, la vitesse enzymatique de la r action de la myosine ATPase de la fibre et le profil m tabolique. La vitesse contractile d termine la vitesse laquelle la fibre peut se contracter et se d tendre. La vitesse de la r action de la myosine l'ATPase d termine la vitesse laquelle cette enzyme est capable de d composer les mol cules d'ATP pendant le cycle de contraction. Le profil m tabolique indique la capacit de production d'ATP par phosphorylation oxydative ou glycolyse. Les fibres caract ris es par le m tabolisme oxydatif contiennent de grandes quantit s de myoglobine et un nombre accru de mitochondries, avec leurs complexes constitutifs de transport d' lectrons cytochromes. La myoglobine est une prot ine qui relie l'oxyg ne et qui ressemble beaucoup l'h moglobine pr sente dans les rythrocytes et qui se trouve en quantit s variables dans les fibres musculaires. Il fournit une source d'oxyg ne pr te l'emploi pour le m tabolisme musculaire. Les trois types de fibres musculaires squelettiques sont les fibres de type I (oxydative lente), de type IIa (glycolytique oxydative rapide) et de type IIb (glycolytique rapide). Trois types de fibres se trouvent g n ralement dans un muscle squelettique donn ; La proportion de chaque type varie en fonction du r le fonctionnel du muscle. Les fibres de type I ou fibres oxydation lente sont de petites fibres qui apparaissent rouges dans les chantillons frais et contiennent de nombreuses mitochondries et de grandes quantit s de complexes de myoglobine et de cytochrome. Leurs niveaux lev s d |
Histologie de Ross | 'enzymes oxydatives mitochondriales sont mis en vidence par leurs fortes r actions de coloration histochimique de la succinique d shydrog nase et du NADH-TR, comme d crit pr c demment (voir Fig. 11.3). Les fibres de type I sont des unit s motrices contraction lente et r sistantes la fatigue (une contraction est une contraction unique et br ve du muscle). Ces fibres ont une grande r sistance la fatigue mais g n rent moins de tension que les autres fibres. Leur vitesse de r action la myosine ATPase est la plus lente de tous les types de fibres. Les fibres de type I se trouvent g n ralement dans les muscles des membres des mammif res et dans le muscle de la poitrine des oiseaux migrateurs. Plus important encore, ce sont les principales fibres des muscles longs du dos chez l'homme, o ils sont particuli rement adapt s la contraction longue et lente n cessaire au maintien d'une posture droite. Un pourcentage lev de ces fibres constitue les muscles des athl tes de haute endurance tels que les marathoniens. Les fibres de type IIa ou fibres glycolytiques oxydatives rapides sont les fibres interm diaires observ es dans les tissus frais. Ils sont de taille moyenne avec de nombreuses mitochondries et une teneur lev e en myoglobine. Contrairement aux fibres de type I, les fibres de type IIa contiennent de grandes quantit s de glycog ne et sont capables de glycolyse ana robie. Ils constituent des unit s motrices contraction rapide et r sistantes la fatigue qui g n rent une tension musculaire de pointe lev e. Les athl tes qui ont un pourcentage lev de ces fibres glycolytiques oxydatives rapides comprennent les sprinters de 400 et 800 m, les nageurs de demi-fond et les joueurs de hockey. Les fibres de type IIb ou fibres glycolytiques rapides sont de grosses fibres qui apparaissent rose clair dans les sp cimens frais et contiennent moins de myoglobine et moins de mitochondries que les fibres de type I et de type IIa. Ils ont un faible niveau d'enzymes oxydatives mais pr sentent une activit enzymatique ana robie lev e et stockent une quantit consid rable de glycog ne. Ces fibres sont des unit s motrices contraction rapide et sujettes la fatigue et g n rent une tension musculaire de pointe lev e. Leur vitesse de myosine ATPase est la plus rapide de tous les types de fibres. Ils se fatiguent galement rapidement en raison de la production d'acide lactique. Ainsi, les fibres de type IIb sont adapt es pour une contraction rapide et des mouvements pr cis et fins. Ils constituent la plupart des fibres des muscles extraoculaires et des muscles qui contr lent les mouvements des doigts. Ces muscles ont un plus grand nombre de jonctions neuromusculaires que les fibres de type I, permettant ainsi un contr le neuronal plus pr cis des mouvements de ces muscles. Les sprinters de courte distance, les halt rophiles et d'autres athl tes de terrain ont un pourcentage lev de fibres de type IIb. La sous-unit structurelle et fonctionnelle de la fibre musculaire est la myofibrille. Une fibre musculaire est remplie de sous-unit s structurelles dispos es longitudinalement appel es myofibrilles (Fig. 11.4). Les myofibrilles sont visibles dans les pr parations histologiques favorables et sont mieux visibles dans les coupes transversales des fibres musculaires. Dans ces sections, ils donnent la fibre un aspect pointill . Les myofibrilles s' tendent sur toute la longueur de la cellule musculaire. Les myofibrilles sont compos es de faisceaux de myofilaments. Les myofilaments sont les polym res filamenteux individuels de la myosine II (filaments pais) et de l'actine et de ses prot ines associ es (filaments minces). Les myofilaments sont les l ments contractiles r els du muscle stri . Les faisceaux de myofilaments qui composent la myofibrille sont entour s d'un r ticulum endoplasmique surface lisse (RES) bien d velopp , galement appel r ticulum sarcoplasmique. Ce r ticulum forme un r seau tubulaire tr s organis autour des l ments contractiles dans toutes les cellules musculaires stri es. Les d p ts de mitochondries et de glycog ne sont situ s entre les myofibrilles en association avec le SA. Les stries crois es sont la principale caract ristique histologique du muscle stri . Les stries transversales sont videntes dans les pr parations color es l'H&E de coupes longitudinales de fibres musculaires. Ils peuvent galement tre observ s dans des pr parations non color es de fibres musculaires vivantes examin es au microscope contraste de phase ou polarisant, dans lesquelles elles apparaissent sous forme de bandes altern es claires et sombres. Ces bandes sont appel es bande A et bande I (voir Fig. 11.4). En microscopie polarisante, les bandes sombres sont bir fringentes (c'est- -dire qu'elles modifient la lumi re polaris e dans deux plans). Par cons quent, les bandes sombres, tant doublement r fractives, sont anisotropes et re oivent le nom de bande A. Les bandes lumineuses sont monor fringentes (c'est- |
Histologie de Ross | -dire qu'elles ne modifient pas le plan de la lumi re polaris e). Par cons quent, ils sont isotropes et re oivent le nom de bande I. Les bandes A et I sont coup es en deux par des r gions troites de densit oppos e (voir Fig. 11.4). La bande I claire est coup e en deux par une ligne dense, la ligne Z, galement appel e disque Z [Ger. Zwischenscheibe, entre les disques]. La bande A sombre est coup e en deux par une r gion moins dense, ou claire, appel e la bande H [Ger. Hell, lumi re]. De plus, la bande H claire est coup e en deux par une ligne dense troite appel e la ligne M [Ger. Mitte, au milieu]. La raie M est mieux d montr e en micrographie lectronique (Fig. 11.5), bien que dans les pr parations H&E id ales, elle puisse tre d tect e au microscope optique. Comme indiqu ci-dessus, le motif de bandes crois es du muscle stri est caus par l'arrangement des deux types de myofilaments. Pour comprendre le m canisme de contraction, ce motif de bandes doit tre consid r en termes fonctionnels. Faisceau musculaire (compos de fibres musculaires) Myofibrille (compos e de myofilaments) Fibre musculaire (compos e de myofibrilles) Sarcom re Ligne ZLigne Z FIGURE 11.4 Organisation d'un muscle squelettique. Un muscle squelettique est constitu de faisceaux de fibres musculaires appel s fascicules. son tour, chaque faisceau est constitu d'un faisceau de fibres musculaires allong es (cellules). La fibre musculaire repr sente un ensemble d'unit s longitudinales, les myofibrilles, qui sont leur tour compos es de myofilaments de deux types : les filaments pais (myosine) et les filaments minces filaments (d'actine). Les myofilaments sont organis s d'une mani re sp cifique qui donne un aspect crois la myofibrille et la fibre. L'unit fonctionnelle de la myofibrille est le sarcom re ; il s' tend dans les deux sens d'une ligne Z la ligne Z suivante. La bande A marque l' tendue des filaments de myosine. Les filaments d'actine s' tendent de la ligne Z dans la r gion de la bande A, o ils s'interdigitent avec les filaments de myosine comme indiqu . Les coupes transversales travers diff rentes r gions du sarcom re sont galement montr es (de gauche droite) : travers de minces filaments de la bande I ; travers les filaments pais de la bande H ; travers le centre de la bande A, o les filaments pais adjacents sont li s pour former la ligne M ; et travers la bande A, o les filaments minces et pais se chevauchent. Notez que chaque filament pais se trouve au centre d'un r seau hexagonal de filaments minces. FIGURE 11.5 Micrographie lectronique de la fibre musculaire squelettique. Cette micrographie lectronique faible grossissement montre l'organisation g n rale des fibres musculaires squelettiques. De petites portions de trois fibres musculaires de profil longitudinal sont incluses dans cette micrographie. La fibre musculaire de droite r v le un noyau sa p riph rie. Deux fibres, l'une au milieu et l'autre gauche, pr sentent des profils r guliers de myofibrilles s par es par une fine couche de sarcoplasme environnant (Sr). Chaque partie r p titive de la myofibrille entre les lignes Z adjacentes est un sarcom re (S). Le motif bandes transversales visible sur cette micrographie refl te l'agencement, en registre, des myofibrilles individuelles (M) ; Un motif similaire trouv dans la myofibrille refl te la disposition des myofilaments. Les caract ristiques d taill es d'un sarcom re sont illustr es un grossissement plus lev dans la figure 11.7a. La pr sence du tissu conjonctif dans l'espace extracellulaire entre les fibres constitue l'endomysium du muscle. 6,500. L'unit fonctionnelle de la myofibrille est le sarcom re, le segment de la myofibrille entre deux lignes Z adjacentes. Le sarcom re est l'unit contractile de base du muscle stri . C'est la partie d'une myofibrille entre deux lignes Z adjacentes. Un sarcom re mesure 2 3 m de muscle de mammif re d tendu. Il peut tre tir plus de 4 m et, lors d'une contraction extr me, peut tre r duit aussi peu que 1 m (Fig. 11.6). L'ensemble de la cellule musculaire pr sente des stries crois es parce que les sarcom res des myofibrilles adjacentes sont en registre. L'agencement des filaments pais et minces donne lieu aux diff rences de densit qui produisent les stries transversales de la myofibrille. Les filaments pais contenant de la myosine mesurent environ 1,5 m de long et sont limit s la partie centrale du sarcom re (c'est- -dire la bande A). Les filaments minces se fixent la ligne Z et s' tendent dans la bande A jusqu'au bord de la bande H. Des portions de deux sarcom res, de part et d'autre d'une ligne Z, constituent la bande I et ne contiennent que de minces filaments. Dans une coupe longitudinale d'un sarcom re, la ligne Z appara t comme une structure en zigzag, avec un mat riau matriciel, la matrice Z, coupant en deux le zigzag. La ligne Z et son mat riau matriciel ancrent les minces filaments des sarcom res adja |
Histologie de Ross | cents aux angles du zigzag par la prot ine de liaison l'actine, l'actinine. Ces caract ristiques sont illustr es dans les figures 11.4 et 11.6. L'actine F, la troponine et la tropomyosine dans les filaments minces et la myosine II dans les filaments pais sont les principales prot ines de l'appareil contractile. Les filaments minces contiennent de la F-actine, de la tropomyosine et de la troponine. Les filaments pais ne contiennent que de la myosine II. La G-actine est une petite mol cule de 42 kilodaltons qui polym rise pour former une h lice double brin, le filament F-actine. Ces filaments d'actine sont polaires ; toutes les mol cules de G-actine sont orient es dans la m me direction. L'extr mit positive de chaque filament est li e la ligne Z par l'actinine ; l'extr mit n gative s' tend vers la ligne M et est prot g e par une prot ine de coiffage de l'actine. Chaque mol cule d'actine G du filament mince a un site de liaison pour la myosine. La tropomyosine est une prot ine de 64 kilodaltons qui se compose galement d'une double h lice de deux polypeptides. Il forme des filaments qui courent dans le sillon entre les mol cules d'actine F dans le filament mince. Dans le muscle au repos, la tropomyosine et sa prot ine r gulatrice, le complexe troponine, masquent le site de liaison de la myosine sur la mol cule d'actine. La troponine est constitu e d'un complexe de trois sous-unit s globulaires. Chaque mol cule de tropomyosine contient un complexe de troponine. La troponine-C (TnC) est la plus petite sous-unit du complexe troponine (18 kilodaltons). Il lie le Ca2, tape essentielle dans l'initiation de la contraction (voir illustration ci-dessous). La troponine-T (TnT), une sous-unit de 30 kilodaltons, se lie la tropomyosine, ancrant le complexe de la troponine. FIGURE 11.6 Sarcom res diff rents stades fonctionnels. l' tat de repos (moyen), l'interdigitation des filaments minces (actine) et pais (myosine) n'est pas compl te ; les bandes H et I sont relativement larges. l' tat contract (en bas), l'interdigitation des filaments fins et pais est augment e en fonction du degr de contraction. l' tat tir (en haut), les filaments minces et pais n'interagissent pas ; les bandes H et I sont tr s larges. La longueur de la bande A reste toujours la m me et correspond la longueur des filaments pais ; la longueur des bandes H et I change, encore une fois proportionnellement au degr de rel chement ou de contraction du sarcom re. La troponine-I (TnI), galement une sous-unit de 30 kilodaltons, se lie l'actine, inhibant ainsi l'interaction actine-myosine. DOSSIER 11.1 Consid rations fonctionnelles : m tabolisme musculaire et isch mie Comme toutes les cellules, les cellules musculaires d pendent de la source d' nergie contenue dans les liaisons phosphate haute nergie de l'ATP et de la phosphocr atine. L' nergie stock e dans ces liaisons phosphat s haute nergie provient du m tabolisme des acides gras et du glucose. Le glucose est le principal sous-strat m tabolique dans la contraction active des muscles. Il est d riv de la circulation g n rale ainsi que de la d gradation du glycog ne, qui est normalement stock dans le cytoplasme des fibres musculaires. Jusqu' 1 % du poids sec du muscle squelettique et cardiaque peut tre constitu de glycog ne. Dans les muscles qui se contractent rapidement, tels que les muscles des jambes en course ou les muscles extraoculaires, la majeure partie de l' nergie de contraction est fournie par la glycolyse ana robie du glycog ne stock . L'accumulation de m tabolites interm diaires partir de cette voie, en particulier l'acide lactique, peut produire un d ficit en oxyg ne qui provoque des douleurs isch miques (crampes) en cas d'effort musculaire extr me. La majeure partie de l' nergie utilis e par les muscles qui se remettent d'une contraction ou par les muscles au repos provient de la phosphorylation oxydative. Ce processus suit de pr s l'oxydation des acides gras dans les mitochondries qui lib re deux fragments de carbone. L'oxyg ne n cessaire la phosphorylation oxydative et d'autres r actions m taboliques terminales est d riv de l'h moglobine dans les rythrocytes circulants et de l'oxyg ne li la myoglobine stock e dans les cellules musculaires. La myosine II, une prot ine de 510 kilodaltons, est compos e de deux cha nes lourdes polypeptidiques (222 kilodaltons chacune) et de quatre cha nes l g res. Les cha nes l g res sont de deux types (cha nes l g res essentielles [18 kilodaltons] et cha nes l g res r gulatrices [22 kilodaltons]), et une mol cule de chaque type est pr sente en association avec chaque t te de myosine. La phosphorylation par la kinase de la cha ne l g re r gulatrice par la myosine incite la contraction des muscles lisses. Chaque cha ne lourde a une petite t te globulaire qui se projette peu pr s angle droit une extr mit de la longue mol cule en forme de b tonnet. Cette t te globulaire a deux sites de liaiso |
Histologie de Ross | n sp cifiques, l'un pour l'ATP et l'autre pour l'actine. Il d montre galement l'ATPase et l'activit motrice. Les mol cules de myosine dans les muscles stri s s'agr gent de queue en queue pour former des filaments de myosine pais bipolaires ; Les segments en forme de b tonnet se chevauchent de sorte que les t tes globulaires d passent du filament pais. La zone nue au milieu du filament (c'est- -dire la partie du filament qui n'a pas de projections globulaires) est la bande H. Les t tes globulaires saillantes des mol cules de myosine forment des ponts transversaux entre les filaments pais et minces de chaque c t de la bande H (voir Fig. 11.6). Les prot ines accessoires maintiennent l'alignement pr cis des filaments fins et pais. Pour maintenir l'efficacit et la vitesse de contraction musculaire, les filaments fins et pais de chaque myofibrille doivent tre align s avec pr cision et maintenus une distance optimale les uns des autres. Les prot ines connues sous le nom de prot ines accessoires sont essentielles la r gulation de l'espacement, de la fixation et de l'alignement des myofilaments. Ces composants prot iques structurels des fibrilles musculaires squelettiques constituent moins de 25% des prot ines totales de la fibre musculaire. Ils comprennent les l ments suivants (voir aussi Fig. 11.7) : La titine, une grande prot ine (2 500 kilodaltons), forme un r seau lastique qui ancre des filaments pais dans les lignes Z. Deux parties lastiques de la prot ine adjacentes aux filaments minces aident stabiliser le centrage du filament pais contenant de la myosine, emp chant ainsi l' tirement excessif du sarcom re. -L'actinine, une prot ine courte, bipolaire, en forme de b tonnet, de 190 kilodaltons, qui se lie l'actine, regroupe des filaments minces en r seaux parall les et les ancre la ligne Z. La n buline, une prot ine allong e et in lastique de 600 kilodaltons, est attach e aux lignes Z et s' tend parall lement aux filaments minces. Il aide l'actinine ancrer les filaments minces aux lignes Z et on pense qu'il r gule la longueur des filaments minces pendant le d veloppement musculaire. La tropomoduline, une petite prot ine de liaison l'actine de 40 kilodaltons, est attach e la partie libre du filament mince. Cette prot ine de coiffage de l'actine maintient et r gule la longueur du filament d'actine sarcom rique. Les variations de la longueur des filaments minces (comme celles des fibres musculaires de type I et de type IIb) affectent la relation longueur-tension pendant la contraction musculaire et influencent donc les propri t s physiologiques du muscle. La desmine, un type de filament interm diaire de 53 kilodaltons, forme un r seau qui entoure le sarcom re au niveau des lignes Z, les attachant les unes aux autres et la membrane plasmique, formant ainsi des liaisons crois es stabilisatrices entre les myofibrilles voisines. La myom sine, une prot ine de liaison la myosine de 185 kilodaltons, maintient des filaments pais en registre sur la ligne M. La prot ine C, l'une des nombreuses prot ines de liaison la myosine (140 150 kilodaltons), remplit la m me fonction que la myom sine et forme plusieurs bandes transversales distinctes de chaque c t de la ligne M. On pense que la dystrophine, une grosse prot ine de 427 kilodaltons, relie la laminine, qui r side dans la lame externe de la cellule musculaire, aux filaments d'actine. L'absence de cette prot ine est associ e une faiblesse musculaire progressive, une maladie g n tique appel e dystrophie musculaire de Duchenne. La dystrophine est cod e sur le chromosome X, ce qui explique pourquoi seuls les gar ons souffrent de dystrophie musculaire de Duchenne. R cemment, la caract risation du g ne de la dystrophine et de son produit a t importante sur le plan clinique (dossier 11.2). Lorsqu'un muscle se contracte, chaque sarcom re se raccourcit et devient plus pais, mais les myofilaments restent de la m me longueur. Pendant la contraction, le sarcom re et la bande I se raccourcissent, tandis que la bande A reste de la m me longueur. Pour maintenir les myofilaments une longueur constante, le raccourcissement du sarcom re doit tre caus par une augmentation du chevauchement des filaments pais et fins. Ce chevauchement peut tre facilement observ en comparant les micrographies lectroniques des muscles au repos et contract s. La bande H se r tr cit et les filaments minces p n trent dans la bande H lors de la contraction. Ces observations indiquent que les filaments minces glissent devant les filaments pais lors de la contraction. Le cycle de contraction Le raccourcissement d'un muscle implique des cycles de contraction rapides qui d placent les filaments minces le long du filament pais. Chaque cycle de contraction se compose de cinq tapes : attachement, rel chement, flexion, g n ration de force et rattachement. L'attachement est la premi re tape du cycle de contraction ; La t te de myosine est troitement |
Histologie de Ross | li e la mol cule d'actine du filament mince. Au d but du cycle de contraction, la t te de myosine est troitement li e la mol cule d'actine du filament mince, et FIGURE 11.7 Micrographie lectronique d'un muscle squelettique et structure mol culaire correspondante d'un sarcom re. un. Cette micrographie lectronique fort grossissement montre une coupe longitudinale des myofibrilles. La bande I, qui est coup e en deux par la ligne Z, est compos e de filaments minces (d'actine) peine visibles. Ils sont attach s la ligne Z et s' tendent travers la bande I dans la bande A. Les filaments pais, compos s de myosine, repr sentent toute la largeur de la bande A. Notez que dans la bande A, il y a des bandes et des lignes suppl mentaires. L'une d'entre elles, la ligne M, est visible au milieu de la bande A ; une autre, la bande H, moins dense en lectrons, n'est constitu e que de filaments pais. Les parties lat rales de la bande A sont plus denses en lectrons et repr sentent des zones o les filaments minces s'interdigitent avec les filaments pais. 35 000. b. Sch ma illustrant la distribution des myofilaments et des prot ines accessoires au sein d'un sarcom re. Les prot ines accessoires sont la titine, une grosse mol cule lastique qui ancre les filaments pais (myosine) la ligne Z ; -l'actinine, qui regroupe les filaments minces (actine) en r seaux parall les et les ancre la ligne Z ; la n buline, une prot ine in lastique allong e attach e aux lignes Z qui s'enroule autour des filaments minces et aide l'actinine ancrer le filament mince aux lignes Z ; la tropomoduline, une prot ine de coiffage de l'actine qui maintient et r gule la longueur des filaments minces ; la tropomyosine, qui stabilise les filaments minces et, en association avec la troponine, r gule la liaison des ions calcium ; et la myom sine et les prot ines C, des prot ines de liaison la myosine qui maintiennent des filaments pais dans le registre de la raie M. Les interactions de ces diff rentes prot ines maintiennent l'alignement pr cis des filaments fins et pais du sarcom re. DOSSIER 11.2 Corr lation clinique : dystrophies musculaires dystrophine et prot ines associ es la dystrophine La dystrophine est une prot ine cytosquelettique en forme de b tonnet avec une t te courte et une longue queue qui est situ e juste sous la membrane des cellules musculaires squelettiques. L'actine F est li e la partie terminale de la queue. Deux groupes de prot ines transmembranaires les -dystroglycanes et les -, -, -, et -sarcoglycanes participent un complexe dystrophine-glycoprot ine qui relie la dystrophine aux prot ines de la matrice extracellulaire laminine et agrin. Les dystroglycanes forment le lien r el entre la dystrophine et la laminine ; Les sarcoglycanes sont simplement associ s aux dystroglycanes de la membrane. La distribution de la dystrophine chez les individus sains est visualis e l'aide de m thodes d'immunocoloration (Fig F11.2.1). Plusieurs formes de dystrophie musculaire sont attribu es des mutations de g nes uniques codant pour plusieurs prot ines du complexe dystrophine-glycoprot ine. La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD) et la dystrophie musculaire de Becker (DMO) sont associ es des mutations qui affectent l'expression de la dystrophine (Fig F11.2. 2) ; diff rentes formes de membre FIGURE F11.2.2 La distribution de la dystrophine dans la dystrophie musculaire de la ceinture d'un patient (LGMD) est caus e par la dystrophie musculaire de Duchenne (DMD). Ce croisement dans les g nes trouv s sur le bras court de la section du chromo X du muscle squelettique a t obtenu chez un patient diagnostiqu codant pour les quatre sarcoglycanes diff rents, et avec DMD. Pr paration de la lame similaire la Fig F11.2.1. Comparez une autre forme de dystrophie musculaire cong nitale (DMC) est le mod le et l'intensit de la distribution de la dystrophine l'int rieur caus e par une mutation dans le g ne codant pour la cha ne 2 des fibres musculaires affect es l'individu normal. Ce muscle pr sente des signes d'hypertrophie. Certaines fibres n'ont pas de laminine musculaire. Des recherches r centes ont r ussi caract riser l'expression de la dystrophine ; D'autres encore expriment des niveaux variables de diab te du g ne de la dystrophine et de ses produits. La plupart des cas dystrophine. 480. (Avec l'aimable autorisation du Dr Andrew G. Engel.) des DMD sont caus es par une fr quence lev e de d l tions de g nes qui cr ent des d calages de cadre, entra nant l'absence de dystrophine dans les fibres musculaires affect es. Cette d couverte chez les personnes touch es a ouvert la voie des tests g n tiques directs et un diagnostic pr natal. En raison de son h r dit en tant que trait r cessif li l'X, la DMD affecte principalement les gar ons (environ 1 gar on sur 3 500 dans le monde). La DMD appara t entre 3 et 5 ans et progresse rapidement. La plupart des gar ons deviennent incapables de marcher l' ge |
Histologie de Ross | de 12 ans et 20 ans, ils doivent utiliser un respirateur pour respirer. La BMD est similaire la DMD, sauf qu'elle progresse un rythme beaucoup plus lent. Les sympt mes apparaissent g n ralement vers l' ge de 12 ans et la capacit de marcher est perdue un ge moyen de 25 30 ans. l'heure actuelle, il n'existe aucun rem de connu pour les dystrophies musculaires, et le traitement disponible vise contr ler les sympt mes afin de maximiser la qualit de vie. Des efforts de recherche intensifs sont consacr s la mise en uvre de la th rapie g nique FIGURE F11.2.1 Distribution de la dystrophine chez l'homme dans le traitement des patients atteints. Une m thode peut conduire le muscle squelettique. Cette section transversale de fibres musculaires squelettiques d'un individu en bonne sant a t immunomarqu e avec des cellules. Pour atteindre cet objectif, des formes sp cialement con ues d'anticorps polyclonaux de ch vre contre la dystrophine l'aide de virus doivent tre d velopp es qui porteraient la m thode d'immunoperoxydase normale . tant donn que la dystrophine et les complexes dystrophine-glycoprot ine associ s connectent les g nes musculaires, infectent les cellules musculaires et incitent les cellules exprimer le dyscytosquelette dans la matrice extracellulaire environnante par le biais de la trophine. L'autre m thode qui pourrait tre essay e est la transplantation de membrane cellulaire, la localisation de la dystrophine d crit la tation cellulaire de cellules satellites (souches musculaires) saines qui peuvent membranaire. Notez une forme r guli re de cellules musculaires squelettiques et divisez-les et diff renciez-les en cellules musculaires normales. Mod le de cellules souches de la distribution de la dystrophine. 480. (Avec l'aimable autorisation de la th rapie, a t test sur des animaux de laboratoire et a donn des r sultats encourageants par le Dr Andrew G. Engel. L'ATP est absent. Cette disposition est connue sous le nom de configuration rigueur. La raideur et la rigidit musculaires qui commencent au moment de la mort sont caus es par un manque d'ATP et sont connues sous le nom de rigidit cadav rique. Dans un muscle en contraction active, cette tape se termine par la liaison de l'ATP la t te de myosine. La lib ration est la deuxi me tape du cycle ; La t te de myosine est d coupl e du filament mince. ce stade du cycle de contraction, l'ATP se lie la t te de myosine et induit des changements conformationnels du site de liaison l'actine. Ce changement r duit l'affinit de la t te de myosine pour la mol cule d'actine du filament mince, ce qui provoque le d couplement de la t te de myosine du filament mince. TAPE 2 : LIB RATION La flexion est la troisi me tape du cycle ; la t te de myosine, la suite de l'hydrolyse de l'ATP, avance sur une courte distance par rapport au filament mince. Le site de liaison l'ATP sur la t te de myosine subit d'autres changements de conformation, provoquant la flexion de la t te de myosine. Ce mouvement est initi par la d composition de l'ATP en ad nosine diphosphate (ADP) et en phosphate inorganique ; Les deux produits, cependant, restent li s la t te de myosine. ce stade du cycle, le d placement lin aire de la t te de myosine par rapport au filament mince est d'environ 5 nm. TAPE 3 : FLEXION La g n ration de force est la quatri me tape du cycle ; La t te de myosine lib re du phosphate inorganique et le coup de puissance se produit. La t te de myosine se lie faiblement son nouveau site de liaison sur la mol cule d'actine voisine du filament mince, provoquant la lib ration du phosphate inorganique. Cette version a deux effets. Tout d'abord, l'affinit de liaison entre la t te de myosine et son nouveau site d'attache augmente. Deuxi mement, la t te de myosine g n re une force lorsqu'elle revient sa position initiale non pli e. Ainsi, lorsque la t te de myosine se redresse, elle force le mouvement du filament mince le long du filament pais. C'est le coup de force du cycle. Au cours de cette tape, l'ADP est perdu de la t te de myosine. TAPE 4 : Le rattachement est la cinqui me et derni re tape du cycle ; La t te de myosine se lie troitement une nouvelle mol cule d'actine. La t te de myosine est nouveau troitement li e une nouvelle mol cule d'actine du filament mince (configuration de rigueur), et le cycle peut se r p ter. Bien qu'une t te de myosine individuelle puisse se d tacher du filament mince au cours du cycle, d'autres t tes de myosine dans le m me filament pais se fixeront aux mol cules d'actine, entra nant ainsi un mouvement. Parce que les t tes de myosine sont dispos es comme des images miroir de chaque c t de la bande H (arrangement antiparall le), cette action tire les filaments minces dans la bande A, raccourcissant ainsi le sarcom re. La r gulation de la contraction implique le Ca2, le r ticulum sarcoplasmique et le syst me tubulaire transverse. Le Ca2 doit tre dispon |
Histologie de Ross | ible pour la r action entre l'actine et la myosine. Apr s la contraction, le Ca2 doit tre limin . Cette lib ration et cette limination rapides du Ca2 sont accomplies par le travail combin du r ticulum sarcoplasmique et du syst me tubulaire transverse. Le r ticulum sarcoplasmique est dispos comme une s rie r p titive de r seaux autour des myofibrilles. Chaque r seau du r ticulum s' tend d'une jonction A-I la jonction A-I suivante l'int rieur d'un sarcom re. Le r seau adjacent du r ticulum sarcoplasmique se poursuit de la jonction A-I la prochaine jonction A-I du sarcom re voisin. Par cons quent, un r seau de r ticulum sarcoplasmique entoure la bande A, et le r seau adjacent entoure la bande I (Fig. 11.8). L o les deux r seaux se rencontrent, la jonction entre les bandes A et I, le r ticulum sarcoplasmique forme un canal l g rement plus r gulier en forme d'anneau appel citerne terminale. Les citernes terminales servent de r servoirs de Ca2. Pour lib rer du Ca2 dans le sarcoplasme, la membrane plasmique des citernes terminales contient une abondance de canaux de lib ration de Ca2. Autour des myofibrilles, en association avec le r ticulum sarcoplasmique, se trouvent galement un grand nombre de mitochondries et de granules de glycog ne, qui sont tous deux impliqu s dans la fourniture de l' nergie n cessaire aux r actions impliqu es dans la contraction. Le syst me tubulaire transversal, ou syst me T, est constitu de nombreuses invaginations tubulaires de la membrane plasmique ; chacun est appel un tubule en T. Les tubules T p n trent tous les niveaux de la fibre musculaire et sont situ s entre les citernes terminales adjacentes aux jonctions A-I (voir Fig. 11.8). Ils contiennent des prot ines de capteur de tension, des canaux transmembranaires sensibles la d polarisation qui sont activ s lorsque le plasma FIGURE 11.8 Sch ma de l'organisation de la fibre musculaire stri e. Ce sch ma illustre l'organisation du r ticulum sarcoplasmique et sa relation avec les myofibrilles. A noter que dans les fibres musculaires stri es, deux tubules transverses (T) alimentent un sarcom re. Chaque tubule T est situ une jonction de bande A-I et se forme comme une invagination du sarcolemme du muscle stri . Il est associ deux citernes terminales du r ticulum sarcoplasmique qui entoure chaque myofibrille, une citerne de chaque c t du tubule T. La structure triple, telle qu'on la voit en coupe transversale, o les deux citernes terminales flanquent un tubule transversal la jonction de la bande A-I, est appel e une triade. La d polarisation de la membrane du tubule T d clenche la lib ration d'ions calcium du r ticulum sarcoplasmique et d clenche ventuellement la contraction musculaire. la membrane se d polarise. Les changements de conformation de ces prot ines affectent directement les canaux de lib ration de Ca2 situ s dans la membrane plasmique adjacente des citernes terminales. Le complexe du tubule T et des deux citernes terminales adjacentes est appel une triade. La d polarisation de la membrane des tubules T d clenche la lib ration de Ca par les citernes terminales pour initier la contraction musculaire. Lorsqu'un influx nerveux arrive la jonction neuromusculaire, la lib ration de neurotransmetteur (ac tylcholine) partir de la terminaison nerveuse d clenche une d polarisation localis e de la membrane plasmique de la cellule musculaire. La d polarisation, son tour, provoque l'ouverture de canaux Na voltage-d pendants dans la membrane plasmique, permettant un afflux de Na de l'espace extracellulaire dans la cellule musculaire. L'afflux de Na entra ne une d polarisation g n rale, qui se propage rapidement sur toute la membrane plasmique de la fibre musculaire. Lorsque la d polarisation rencontre l'ouverture du tubule T, elle est transmise le long des membranes du syst me T dans les profondeurs de la cellule. Les charges lectriques activent les prot ines du capteur de tension situ es dans la membrane du tubule T. Ces prot ines ont les propri t s structurelles et fonctionnelles des canaux Ca2. Lors de la d polarisation des muscles squelettiques, une courte activation de ces capteurs n'est pas suffisante pour ouvrir les canaux Ca2. Ainsi, le transport du Ca2 de la lumi re du tubule T dans le sarcoplasme ne se produit pas et n'est pas essentiel pour d clencher le cycle de contraction. Au lieu de cela, l'activation de ces capteurs ouvre des canaux de lib ration de Ca2 dans les sacs terminaux adjacents du r ticulum sarcoplasmique, provoquant la lib ration rapide de Ca2 dans le sarcoplasme. L'augmentation de la concentration de Ca2 dans le sarcoplasme initie la contraction de la myofibrille en se liant la partie TnC du complexe troponine sur les filaments minces (voir page 316). Le changement de conformation mol culaire du TnC provoque la dissociation du TnI des mol cules d'actine, ce qui permet au complexe troponine de d couvrir des sites de liaison la myosine sur les mol cules d'actine. |
Histologie de Ross | Les t tes de myosine sont maintenant libres d'interagir avec les mol cules d'actine pour initier le cycle de contraction musculaire. Simultan ment, une pompe ATPase activ e par le Ca2 dans la membrane du r ticulum sarcoplasmique transporte le Ca2 dans les citernes terminales. La concentration au repos de Ca2 est r tablie dans le cytosol en moins de 30 millisecondes. Cette restauration de la concentration de Ca2 au repos pr s des myofilaments provoque normalement l'arr t de la contraction. La contraction se poursuivra cependant tant que l'influx nerveux continuera d polariser la membrane plasmique des tubules T. Les fibres musculaires squelettiques sont richement innerv es par les motoneurones qui proviennent de la moelle pini re ou du tronc c r bral. Les axones des neurones se ramifient lorsqu'ils se rapprochent du muscle, donnant naissance des brindilles ou des branches terminales qui se terminent sur des fibres musculaires individuelles (Fig. 11.9). FIGURE 11.9 Photomicrographie de la jonction neuromusculaire. Cette pr paration d'argent montre un nerf moteur et ses derni res branches qui m nent aux jonctions neuromusculaires (plaques d'extr mit motrices). Les fibres musculaires squelettiques sont orient es horizontalement dans le champ et sont travers es perpendiculairement par les fibres nerveuses motrices. Notez que ces fibres perdent distalement leur gaine de my line et se divisent largement en petits gonflements, formant un amas de jonctions neuromusculaires. 620. La jonction neuromusculaire est le contact effectu par les branches terminales de l'axone avec la fibre musculaire. Au niveau de la jonction neuromusculaire (plaque terminale motrice), la gaine de my line de l'axone se termine et la partie terminale de l'axone n'est recouverte que d'une mince partie de la cellule neurilemmale (Schwann) avec sa lame externe. L'extr mit de l'axone se ramifie en un certain nombre de branches terminales, chacune d'entre elles se trouvant dans une d pression peu profonde la surface de la fibre musculaire, la r gion r ceptrice (Fig. 11.10). La terminaison axonale est une structure pr synaptique typique et contient de nombreuses mitochondries et v sicules synaptiques qui contiennent le neurotransmetteur ac tylcholine (ACh). La lib ration d'ac tylcholine dans la fente synaptique initie la d polarisation de la membrane plasmique, ce qui entra ne la contraction des cellules musculaires. La membrane plasmique des fibres musculaires qui sous-tend la fente synaptique pr sente de nombreux plis jonctionnels profonds (plis sous-neuraux). Les r cepteurs cholinergiques sp cifiques de l'ACh sont limit s la membrane plasmique bordant imm diatement la fente et au niveau de la fente Consid rations fonctionnelles : le glissement Le mod le du filament coulissant postule que les mouvements en forme de cliquet des t tes de myosine li es l'actine produisent le mouvement des filaments minces par rapport aux filaments pais, ce qui provoque son tour le raccourcissement du sarcom re. Bien que le mod le du filament coulissant puisse expliquer la contrac-tion dans un seul sarcom re, il ne peut pas expliquer de mani re ad quate le raccourcissement d'une myofibrille d'une fibre musculaire. De toute vidence, si l'activit qui vient d' tre d crite se produisait simultan ment dans les sarcom res adjacents, aucune contraction ne pourrait se produire. Des forces gales et oppos es seraient exerc es de part et d'autre de la ligne Z, et la contraction d'un sar-comere donn serait emp ch e par la contraction de ses deux voisins en s rie imm diats. Des tudes r centes avec la photographie ultra-haute vitesse ont d montr qu'un d lai temporel extr mement faible se produit entre la contraction des sarcom res adjacents, de sorte qu'une contraction ondulatoire se produit effectivement dans chaque fibrille musculaire et, par cons quent, dans chaque fibre musculaire. FIGURE 11.10 Jonction neuromusculaire. un. Sch ma d'une jonction neuromusculaire. On voit un axone entrer en contact avec une cellule musculaire. Notez comment les plis jonctionnels de la cellule musculaire augmentent la surface l'int rieur de la fente synaptique. La lame externe s' tend sur toute la zone de la fente. Le cytoplasme de la cellule de Schwann recouvre la terminaison axonale. (Modifi d'apr s Kelly DE, Wood RL, Enders AC, eds. Bailey's Textbook of Microscopic Anatomy. Baltimore : Williams & Wilkins, 1984.) b. La micrographie lectronique d'une jonction neuromusculaire montre que l'axone se termine dans la fente synaptique d'une fibre musculaire squelettique. Une agr gation de mitochondries (M) et de nombreuses v sicules synaptiques (SV) est visible. La partie de la terminaison de l'axone moteur qui n'est pas en apposition la fibre musculaire est recouverte par le cytoplasme cellules de Schwann (S), mais aucune my line n'est pr sente. La fibre musculaire montre les plis jonctionnels (JF) et les fentes sous-neurales (SnC) entre eux. La lame ex |
Histologie de Ross | terne de la fibre musculaire est peine visible dans les fentes sous-neurales. Les autres structures pr sentes sont les mitochondries agr g es de la fibre musculaire (M) dans la r gion de la jonction neuromusculaire, le noyau (N) de la fibre musculaire et certaines myofibrilles (MF). 32 000. (Avec l'aimable autorisation du Dr George D. Pappas.) en haut des plis. La lame externe s' tend dans les plis sous-neuraux (voir Fig. 11.10). Les v sicules synaptiques de la terminaison axonale lib rent de l'ACh dans la fente, qui se lie ensuite aux r cepteurs nicotiniques de l'ACh sur le sarcolemme du muscle stri . Le r cepteur nicotinique ACh dans les muscles stri s est un canal Na d pendant de l' metteur. Ouverture de la liaison d'ACh ACh Na, provoquant un afflux de Na dans les cellules r ceptrices Na musculaires stri es. Cet afflux entra ne une d polarisation membranaire localis e, qui son tour conduit aux v nements d crits ci-dessus. Une enzyme appel e ac tylcholinest rase (AChE) d compose rapidement l'ac tylcholine pour emp cher la stimulation continue. Pour une description plus d taill e de la fonction ACh, reportez-vous au Chapitre 12. Le cytoplasme des fibres musculaires qui sous-tend les plis jonctionnels contient des noyaux, de nombreuses mitochondries, un r ticulum endoplasmique surface rugueuse (rER), des ribosomes libres et du glycog ne. On pense que ces organites cytoplasmiques sont impliqu s dans la synth se de r cepteurs sp cifiques de l'ac tylcholine dans la membrane de la fente, ainsi que de l'ac tylcholinest rase. Un neurone ainsi que les fibres musculaires sp cifiques qu'il innerve sont appel s une unit motrice. Avant la d polarisation D polarisation Un seul neurone peut innerver plusieurs une centaine de fibres musculaires ou plus. Les muscles capables des mouvements les plus d licats ont le moins de fibres musculaires par motoneurone dans leurs unit s motrices. Par exemple, dans les muscles oculaires, le rapport d'innervation est d'environ un neurone pour trois fibres musculaires ; Dans les muscles posturaux du dos, un seul neurone peut innerver des centaines de fibres musculaires. La nature de la contraction musculaire est d termin e par le nombre de terminaisons de motoneurones ainsi que par le nombre de types sp cifiques de fibres musculaires qui sont d polaris es. La d polarisation d'une fibre musculaire une seule jonction neuromusculaire est caract ris e comme un ph nom ne tout ou rien , toutes les terminaisons nerveuses ne se d chargent pas en m me temps, FIGURE 11.11 R sum des v nements conduisant la contraction qui permet une r ponse graduelle au stimulus contractile. muscle squelettique. Voir le texte pour une description des v nements L'innervation est n cessaire pour que les cellules musculaires conservent leur int grit structurelle. La cellule nerveuse motrice ordonne non seulement aux cellules musculaires de se contracter, mais exerce galement une influence trophique sur les cellules musculaires. Si l'approvisionnement nerveux d'un muscle est perturb , la cellule musculaire subit des changements r gressifs connus sous le nom d'atrophie tissulaire. L'indication la plus vidente de cette atrophie est l'amincissement du muscle et de ses cellules. Si l'innervation est r tablie chirurgicalement ou par le processus plus lent de r g n ration naturelle du nerf, le muscle peut retrouver une forme et une force normales. Les v nements conduisant la contraction du muscle squelettique peuvent tre r sum s comme une s rie d' tapes. Les v nements impliqu s dans la contraction peuvent tre r sum s comme suit (les chiffres se r f rent aux chiffres de la Fig. 11.11) : 1. La contraction d'une fibre musculaire squelettique est initi e lorsqu'un influx nerveux voyageant le long de l'axone d'un motoneurone arrive la jonction neuromusculaire. 2. L'influx nerveux provoque la lib ration d'ac tylcholine dans la fente synaptique qui se lie aux canaux Na ACh-d pendants, provoquant une d polarisation locale du sarcolemme. 3. Les canaux Na voltage-d pendants s'ouvrent et Na p n tre dans la cellule. indiqu s par les chiffres. ACh, ac tylcholine. 4. La d polarisation g n rale se propage sur la membrane plasmique de la cellule musculaire et se poursuit via les membranes des tubules T. 5. Les prot ines du capteur de tension dans la membrane plasmique des tubules T changent de conformation. 6. Au niveau des triades cellulaires musculaires, les tubules T sont en contact troit avec les largissements lat raux du r ticulum sarcoplasmique, o les canaux de lib ration de Ca2 sont activ s par les changements conformationnels des prot ines du capteur de tension. 7. Le Ca2 est rapidement lib r du r ticulum sarcoplasmique dans le sarcoplasme. 8. Le Ca2 se lie la partie TnC du complexe de troponine. 9. Le cycle de contraction est initi et le Ca2 est renvoy dans les citernes terminales du r ticulum sarcoplasmique. Les r cepteurs sensoriels encapsul s dans les muscl |
Histologie de Ross | es et les tendons sont des exemples de proprior cepteurs. Ces r cepteurs font partie du FOLDER 11.4 Corr lation clinique : myasth nie grave Au cours du fonctionnement normal, les mol cules d'ac tylcholine (ACh) redirig es vers la fente synaptique la jonction neuromusculaire se lient aux r cepteurs nicotiniques de l'ACh sur le sarcolemme de la cellule musculaire squelettique. Comme nous l'avons vu plus haut dans le texte, ces r cepteurs repr sentent des Nacanaux fonction mettrice qui contr lent l'afflux de Nan cessaire pour g n rer un potentiel d'action conduisant l'initiation de la contraction musculaire. Apr s avoir stimul leurs propres r cepteurs, les mol cules d'ACh sont rapidement d grad es par l'enzyme ac tylcholinest rase (AChE) en acide ac tique et en choline, qui est absorb par l'axone thermique et r utilis pour la synth se de l'ACh (voir page 363). Dans une condition clinique appel e myasth nie grave, les r cepteurs nicotiniques ACh sont bloqu s par des anticorps dirig s vers la prot ine r ceptrice de l'organisme. Ainsi, la myasth nie grave est une maladie auto-immune caus e par le nombre r duit de sites r cepteurs ACh fonctionnels. De plus, d'autres anomalies au sein de la fente synaptique (par exemple, l' largissement de la fente synaptique, la disparition des plis jonctionnels) se produisent galement, r duisant davantage l'efficacit des fibres musculaires. La myasth nie grave se caract rise par un affaiblissement notable de la r ponse des fibres musculaires au stim-ulus nerveux. Au d but, la faiblesse commence par des muscles extraoculaires, des paupi res tombantes, une vision double et une faiblesse musculaire g n ralis e. D'autres musculatures somatiques peuvent tre touch es, notamment les muscles respiratoires. Au fur et mesure que la maladie progresse, le nombre de jonctions neuromusculaires diminue. Un traitement pharmacologique efficace de la myasth nie grave est l'administration d'inhibiteurs de l'AChE. Ces substances renforcent la transmission neuromusculaire en prolongeant la dur e de vie de l'ACh lib r e dans la fente synaptique. En plus des inhibiteurs de l'AChE, le traitement immunosuppresseur et la r section du thymus hypertrophi (le cas ch ant) sont utilis s pour ralentir l'activit du syst me immunitaire et le taux de production d'anticorps contre les r cepteurs de l'ACh. Le syst me sensoriel somatique qui fournit des informations sur le degr d' tirement et de tension dans un muscle. Les proprior cepteurs informent le syst me nerveux central de la position et du mouvement du corps dans l'espace. Le fuseau musculaire est le r cepteur d' tirement sp cialis situ dans le muscle squelettique. Le fuseau musculaire est un r cepteur d' tirement sp cialis dans le muscle ; il se compose de deux types de fibres musculaires modifi es appel es cellules fusiformes et terminaisons neuronales (Fig. 11.12). Les deux types de fibres musculaires modifi es sont entour s d'une capsule interne. Un espace rempli de liquide s pare la capsule interne d'une capsule externe externe. Un type de cellule fusiforme, la fibre de sac nucl aire, contient une agr gation de noyaux dans une r gion m diane largie ; L'autre type, appel fibre de cha ne nucl aire, comporte de nombreux noyaux dispos s en cha ne. Le fuseau musculaire transmet des informations sur le degr d' tirement d'un muscle. Les fibres nerveuses sensorielles (aff rentes, Ia) qui transportent l'information du fuseau musculaire ont des terminaisons qui sont dispos es en spirale autour de la r gion m diane des deux types de cellules du fuseau. De plus, les cellules fusiformes re oivent une innervation motrice (eff rente) de la moelle pini re et du cerveau via des fibres nerveuses motrices (eff rentes), qui sont cens es r guler la sensibilit du r cepteur d' tirement. Lorsque le muscle squelettique est tir , les terminaisons nerveuses des nerfs sensoriels s'activent. Ils transmettent leurs impulsions au syst me nerveux central, qui son tour module l'activit des motoneurones innervant ce muscle particulier. Des tudes r centes en temps r el avec des tomodensitogrammes (TDM) de muscles vivants dans diff rents tats de contraction sugg rent que les fuseaux musculaires peuvent galement repr senter les axes d'unit s fonctionnelles dans les grands muscles squelettiques. De telles unit s fonctionnelles r gulent avec pr cision les contractions de certaines parties du muscle en cr ant des points de fixation dans la substance musculaire. Des r cepteurs encapsul s similaires, les organes tendineux de Golgi, se trouvent dans les tendons des muscles et r pondent une tension accrue sur le muscle. Ces r cepteurs ne contiennent que des fibres nerveuses sensorielles (aff rentes, Ib) et ils surveillent la tension musculaire (ou la force de contraction) dans une plage optimale. D veloppement, r paration, gu rison et renouvellement Le d veloppement de la lign e de cellules souches myog niques d pend de l'expression de divers facteu |
Histologie de Ross | rs r gulateurs myog niques. Les myoblastes sont d riv s d'une population auto-renouvel e de cellules souches myog niques multipotentielles qui proviennent de l'embryon partir d'un m soderme paraxial non segment (prog niteurs des muscles cr niens) ou d'un m soderme segment des somites (prog niteurs des muscles paxials et hypaxials). Au d but du d veloppement embryonnaire, ces cellules expriment le facteur de transcription MyoD, qui, avec d'autres facteurs de r gulation myog niques (MRF), joue un r le cl dans l'activation des expressions g niques sp cifiques aux muscles et la diff renciation de toutes les lign es musculaires squelettiques. Un effet d' quilibrage sur le d veloppement des muscles squelettiques est obtenu par l'expression du g ne r gulateur n gatif de la myostatine, qui conduit la synth se de la myostatine, une prot ine de 26 kilodaltons appartenant la superfamille des prot ines de la prot ine morphog n tique osseuse / facteur de croissance transformant (BMP / TGF-). La myostatine exerce un effet inhibiteur sur la croissance et la diff renciation musculaires. On pense que MyoD r gule pr f rentiellement la hausse l'expression du g ne de la myostatine et contr le la myogen se non seulement pendant les p riodes embryonnaire et f tale, mais aussi pendant les stades postnatals du d veloppement. Les ph notypes hypermusculaires observ s lors de l'inactivation du g ne de la myostatine chez l'animal et l'homme ont confirm le r le de la myostatine en tant que r gulateur n gatif du d veloppement des muscles squelettiques. Des tudes exp rimentales ont d montr que la masse musculaire augmente gr ce l'inhibition de la myostatine et la signalisation de la myostatine FIGURE 11.12 Fuseau musculaire. un. Sch ma de principe d'un fuseau musculaire. Le diam tre de la broche est agrandi pour illustrer les d tails structurels. Chaque axe contient environ deux quatre fibres de sac nucl aire et six huit fibres de cha ne nucl aire. Dans les fibres du sac nucl aire, les noyaux des fibres musculaires sont agglom r s dans la partie centrale largie de la fibre, d'o le nom de sac. En revanche, les noyaux concentr s dans la partie centrale des fibres de la cha ne nucl aire sont dispos s en cha ne. Les fibres nerveuses aff rentes Ia (sensorielles) et eff rentes (motrice) alimentent les cellules du fuseau musculaire. Les fibres nerveuses aff rentes r agissent un tirement excessif du muscle, ce qui inhibe son tour la stimulation motrice somatique du muscle. Les fibres nerveuses eff rentes r gulent la sensibilit des terminaisons aff rentes du fuseau musculaire. b. Photomicrographie d'une coupe transversale d'un fuseau musculaire, montrant deux faisceaux de cellules fusiformes dans le r cepteur encapsul et rempli de liquide. Dans un faisceau, plusieurs cellules fusiformes sont coup es au niveau qui r v le leurs noyaux. Une capsule interne entoure les cellules du fuseau. La capsule externe du fuseau musculaire et le p rimysium adjacent peuvent tre consid r s comme une faible limite double couche du r cepteur. Imm diatement au-dessus et l'ext rieur du fuseau musculaire se trouve un nerf qui peut alimenter le fuseau. Les diff rents types de nerfs associ s aux cellules fusiformes ainsi que le type de cellules fusiformes ne peuvent pas tre distingu s dans cette coupe color e H&E. Pr s de l'un des faisceaux de cellules fusiformes se trouve un petit vaisseau sanguin. La mati re floculante l'int rieur de la capsule est constitu e de prot oglycanes pr cipit s et de glycoprot ines du liquide qui remplissait le fuseau avant la fixation. 550. peut tre un point d'intervention th rapeutique puissant dans le traitement des maladies de fonte musculaire, telles que la dystrophie musculaire, la scl rose lat rale amyotrophique (SLA), le sida et le cancer. La manipulation pharmacologique de l'expression de la myostatine pourrait galement conduire au d veloppement de nouvelles approches th rapeutiques dans diverses pathologies musculo-squelettiques. Les prog niteurs des muscles squelettiques se diff rencient en myoblastes pr coces et tardifs. Le muscle en d veloppement contient deux types de myoblastes : les myoblastes pr coces sont responsables de la formation des myotubes primaires, des structures en forme de cha ne qui s' tendent entre les tendons du muscle en d veloppement. Les myotubes primaires sont form s par une fusion presque synchrone de myoblastes pr coces. Les myotubes subissent une diff renciation suppl mentaire en fibres musculaires squelettiques matures. Les myotubes primaires observ s au microscope optique pr sentent une cha ne de plusieurs noyaux centraux entour s de myofilaments. Les myoblastes tardifs donnent naissance des myotubes secondaires, qui se forment dans la zone innerv e du muscle en d veloppement o les myotubes sont en contact direct avec les terminaisons nerveuses. Les myotubes secondaires continuent d' tre form s par fusion s quentielle des myoblastes dans les myotubes |
Histologie de Ross | secondaires d j form s des positions al atoires sur leur longueur. Les myotubes secondaires sont caract ris s par un diam tre plus petit, des noyaux plus largement espac s et un nombre accru de myofilaments (Fig. 11.13). Dans la fibre musculaire multinucl e mature, les noyaux sont tous dans le sarcoplasme p riph rique, juste l'int rieur de la membrane plasmique. Certains noyaux qui semblent appartenir la fibre musculaire squelettique sont des noyaux de cellules satellites. FIGURE 11.13 Photomicrographie de myotubes de muscles squelettiques en d veloppement. Cette photomicrographie montre une coupe transversale ( gauche) et une coupe longitudinale ( droite) des fibres musculaires squelettiques en d veloppement au stade des myotubes secondaires. Ces myotubes sont form s par fusion s quentielle de myoblastes, formant des structures tubulaires allong es. Notez que les myotubes ont un petit diam tre et des noyaux largement espac s, positionn s au centre, qui sont progressivement d plac s vers la p riph rie cellulaire par le nombre accru de myofilaments nouvellement synth tis s. Dans la fibre musculaire multinucl e mature (en haut gauche), tous les noyaux sont positionn s dans le sarcoplasme p riph rique, juste l'int rieur de la membrane plasmocytaire. 220. Des cellules satellites sont interpos es entre la membrane plasmique de la fibre musculaire et sa lame externe. Ce sont de petites cellules avec un cytoplasme peu abondant. Le cytoplasme se fond g n ralement dans le sarcoplasme des cellules musculaires lorsqu'il est observ au microscope optique, ce qui les rend difficiles identifier. Chaque cellule satellitaire poss de un seul noyau avec un r seau de chromatine plus dense et plus grossier que celui des noyaux de cellules musculaires. Les cellules satellites sont responsables de la capacit du muscle squelettique se r g n rer, mais leur capacit de r g n ration est limit e. Ces pr curseurs myog niques des cellules musculaires sont normalement quiescents et n'expriment pas de facteurs r gulateurs myog niques. Cependant, apr s une l sion du tissu musculaire, certaines cellules satellites s'activent, r int grent le cycle cellulaire et commencent exprimer des MRF. Ils prolif rent et donnent naissance de nouveaux myoblastes. Tant que la lame externe reste intacte, les myoblastes fusionnent l'int rieur de la lame externe pour former des myotubes, qui m rissent ensuite en une nouvelle fibre. En revanche, si la lame externe est perturb e, les fibroblastes r parent le site bless , avec la formation ult rieure de tissu cicatriciel. Les dystrophies musculaires sont caract ris es par une d g n rescence progressive des fibres musculaires squelettiques, ce qui impose une demande constante aux cellules satellites pour remplacer les fibres d g n r es. En fin de compte, le pool de cellules satellitaires est puis . De nouvelles donn es exp rimentales indiquent que, au cours de ce processus, des cellules myog niques suppl mentaires sont recrut es dans la moelle osseuse et compl tent les cellules satellites disponibles. Cependant, le taux de d g n rescence d passe le taux de r g n ration, ce qui entra ne une perte de la fonction musculaire. Une future strat gie de traitement des dystrophies musculaires pourrait inclure la transplantation de cellules satellites ou de leurs homologues myog niques de la moelle osseuse dans un muscle endommag . FIGURE 11.14 Photomicrographie d'un muscle cardiaque sectionn longitudinalement. Les fl ches pointent vers les disques intercal s. Le disque repr sente des attaches sp cialis es de cellule cellule des cellules du muscle cardiaque. Notez galement la ramification apparente des fibres musculaires. 360. Le muscle cardiaque a les m mes types et la m me disposition de filaments contractiles que le muscle squelettique. Par cons quent, les cellules du muscle cardiaque et les fibres qu'elles forment pr sentent des stries transversales videntes dans les coupes histologiques de routine. De plus, les fibres du muscle cardiaque pr sentent des bandes transversales dens ment color es, appel es disques intercalaires, qui traversent les fibres de mani re lin aire ou fr quemment d'une mani re qui ressemble aux contremarches d'un escalier (Fig. 11.14 et planche 24, page 346). Les disques intercal s repr sentent des sites d'attache hautement sp cialis s entre des cellules adjacentes. Cette fixation lin aire de cellule cellule des cellules du muscle cardiaque se traduit par des fibres de longueur variable. Ainsi, contrairement aux fibres musculaires stri es squelettiques et visc rales qui repr sentent des cellules uniques multinucl es, les fibres musculaires cardiaques sont constitu es de nombreuses cellules cylindriques dispos es bout bout. De plus, certaines cellules du muscle cardiaque d'une fibre peuvent se joindre deux cellules ou plus par le biais de disques intercal s, cr ant ainsi une fibre ramifi e. Citerne terminale du r ticulum sarcoplasmique FIGURE 1 |
Histologie de Ross | 1.15 Sch ma de l'organisation de la fibre du muscle cardiaque. Les tubules T du muscle cardiaque sont beaucoup plus gros que les tubules T du muscle squelettique et portent un investissement de mat riau laminaire externe dans la cellule. Ils diff rent galement en ce qu'ils sont situ s au niveau du disque Z. La partie du r ticulum sarcoplasmique adjacente au tubule T n'a pas la forme d'une citerne largie, mais est plut t organis e comme un r seau anastomosant. Structure du muscle cardiaque Le noyau du muscle cardiaque se trouve au centre de la cellule. L'emplacement central du noyau dans les cellules du muscle cardiaque est une caract ristique qui permet de les distinguer des fibres musculaires squelettiques multinucl es, dont les noyaux se trouvent imm diatement sous la membrane plasmique. Le microscope lectronique transmission (MET) r v le que les myofibrilles du muscle cardiaque se s parent pour passer autour du noyau, dessinant ainsi une r gion juxtanucl aire biconique dans laquelle se concentrent les organites cellulaires. Cette r gion est riche en mitochondries et contient l'appareil de Golgi, les granules de pigment de lipofuscine et le glycog ne. Dans les oreillettes du c ur, des granules auriculaires de 0,3 0,4 m de diam tre sont galement concentr s dans le cytoplasme juxtanucl aire. Ces granules contiennent deux hormones polypeptidiques : le facteur natriur tique auriculaire (ANF) [L. natrium, sodium] et le facteur natriur tique c r bral (BNF). Les deux hormones sont des diur tiques, affectant l'excr tion urinaire de sodium. Ils inhibent la s cr tion de r nine par le rein et la s cr tion d'aldost rone par la glande surr nale. Ils inhibent galement les contractions des muscles lisses vasculaires. En cas d'insuffisance cardiaque congestive, les niveaux de BNF circulant augmentent. De nombreuses grandes mitochondries et r serves de glycog ne sont adjacentes chaque myofibrille. En plus des mitochondries juxtanucl aires, les cellules musculaires cardiaques sont caract ris es par de grandes mitochondries qui sont dens ment regroup es entre les myofibrilles. Ces grandes mitochondries s' tendent souvent sur toute la longueur d'un sarcom re et contiennent de nombreuses cr tes serr es (Fig. 11.15). Des concentrations de granules de glycog ne sont galement localis es entre les myofibrilles. Ainsi, les structures qui stockent l' nergie (granules de glycog ne) et les structures qui lib rent et recapturent l' nergie (mitochondries) sont situ es c t des structures (myofibrilles) qui utilisent l' nergie pour entra ner la contraction. Les disques intercal s repr sentent des jonctions entre les cellules musculaires cardiaques. Comme indiqu pr c demment, le disque intercal repr sente le site d'attache entre les cellules du muscle cardiaque. Au microscope optique, le disque appara t comme une structure lin aire dens ment color e qui est orient e transversalement la fibre musculaire. Souvent, il se compose de courts segments dispos s en escalier (Fig. 11.16). Lorsque le site du disque intercalaire est examin avec le TEM, la structure dens ment color e observ e au microscope optique peut tre attribu e la pr sence d'un composant transversal qui traverse les fibres angle droit par rapport aux myofibrilles. La composante transversale est analogue aux contremarches de l'escalier. Une composante lat rale (non visible au microscope optique) occupe une s rie de surfaces perpendiculaires la composante transversale et se trouve parall lement aux myofibrilles. La composante lat rale est analogue aux marches de l'escalier. Les deux composants du disque intercal contiennent des jonctions intercellulaires sp cialis es entre les cellules musculaires cardiaques adjacentes : le fascia adh re (jonction adh rente) est le principal constituant du composant transversal du disque intercal et est responsable de sa coloration dans l'H&E de routine FIGURE 11.16 Structure de la fibre du muscle cardiaque. un. Cette micrographie lectronique balayage montre la pr paration du tissu du muscle cardiaque obtenue partir du ventricule droit du singe. L' chantillon a t ultrasonis dans l'hydroxyde de sodium, ce qui a entra n la digestion des fibres de collag ne et la s paration des myocytes cardiaques au niveau des disques intercal s. Notez le motif de ramification des myocytes et les composants transversaux et lat raux clairement visibles du disque intercal 32 000. b. Dessin tridimensionnel d'un disque intercal , qui repr sente un site d'attache hautement sp cialis entre des cellules musculaires cardiaques adjacentes. Le disque intercal est compos de la composante transversale (zone bleue) qui croise les fibres angle droit par rapport aux myofibrilles (analogue aux contremarches d'un escalier) et d'une composante lat rale (zone rose) qui occupe une s rie de surfaces perpendiculaires la composante transversale et parall les aux myofibrilles (analogue aux marches d'un escalier). Le fascia adh rent |
Histologie de Ross | est le constituant majeur de la composante transversale. Il maintient les cellules du muscle cardiaque leurs extr mit s et sert de site d'attache pour les filaments minces. Les macules adh rentes renforcent les fascias adh rents et se trouvent galement dans les composants lat raux. Les jonctions interstices ne se trouvent que dans la composante lat rale du disque intercal . Cette micrographie lectronique r v le des parties de deux cellules musculaires cardiaques reli es par un disque intercal . La ligne de jonction entre les deux cellules suit un cours irr gulier, en forme de marche, faisant un certain nombre de virages presque angle droit. Dans son parcours, diff rentes parties du disque intercal sont videntes. Il s'agit notamment des composants transverses (fascia adherens et maculae adherentes) et lat raux (jonctions lacunaires et maculae adherentes). La macula adh rente (MA) est largie dans l'encadr 1 (62 000). Le fascia adh rent (FA) est plus tendu que le macula adh rent, tant dispos dans une plus grande zone de contour irr gulier. Le fascia adh rent est largi dans l'encadr 3 (62 000). Le fascia adh rent du disque intercal correspond aux adh rences de la zonule d'autres tissus. La jonction lacunaire (GJ) est agrandie dans l'encart 2 (62 000). D'autres caract ristiques typiques du muscle cardiaque sont galement pr sentes : les mitochondries (Mi), le r ticulum sarcoplasmique (SR) et les composants du sarcom re, notamment les lignes Z (Z), la ligne M (M) et les myofilaments. Ce sp cimen particulier est dans un tat tr s contract et, par cons quent, la bande I est pratiquement obscurcie. 30 000. (Partie A reproduite avec la permission de Zhang L, Ina K, Kitamura H, Campbell GR, Shimada T. Les disques intercal s de cellules myocardiques de singe et de fibres de Purkinje r v l s par la microscopie lectronique balayage. Arch Histol Cytol 1996 ; 59:453 465.) pr paratifs. Il maintient les cellules du muscle cardiaque leurs extr mit s pour former la fibre fonctionnelle du muscle cardiaque (voir Fig. 5.20, page 131). Il appara t toujours comme une fronti re transversale entre les cellules du muscle cardiaque. Le TEM r v le un espace intercellulaire entre les cellules adjacentes qui est rempli d'un mat riau dense en lectrons ressemblant au mat riau trouv dans les zones adh rentes des pith liums. Le fascia adh rent sert de site o les minces filaments du sarcom re terminal s'ancrent sur la membrane plasmique. De cette fa on, le fascia adh re est fonctionnellement similaire la zonule pith liale adh rente, o les filaments d'actine de la toile terminale sont galement ancr s. Les maculae adh nes (desmosomes) lient les cellules musculaires individuelles les unes aux autres. Les adh rences des macules aident emp cher les cellules de se s parer sous la pression de contractions r p titives r guli res. Ils renforcent l'adh rence du fascia et se retrouvent la fois dans les composants transversaux et lat raux des disques intercal s. Les jonctions interstices (jonctions communicantes) constituent l' l ment structurel majeur de la composante lat rale du disque intercal . Les jonctions lacunaires assurent la continuit ionique entre les cellules musculaires cardiaques adjacentes, permettant ainsi aux macromol cules informatives de passer d'une cellule l'autre. Cet change permet aux fibres du muscle cardiaque de se comporter comme un syncytium tout en conservant l'int grit cellulaire et l'individualit . La position des jonctions d'espace sur les surfaces lat rales du disque intercal les prot ge des forces g n r es lors de la contraction. Le sER dans les cellules du muscle cardiaque est organis en un seul r seau le long du sarcom re, s' tendant de la ligne Z la ligne Z. Le sER du muscle cardiaque n'est pas aussi bien organis que celui du muscle squelettique. Il ne s pare pas les faisceaux de myofilaments en myofibrilles discr tes. Les tubules T du muscle cardiaque p n trent dans les faisceaux de myofilaments au niveau de la ligne Z, entre les extr mit s du r seau sER. Ainsi, il n'y a qu'un seul tubule T par sarcom re dans le muscle cardiaque. De petites citernes terminales du sER sont proximit imm diate des tubules T pour former un diad au niveau de la ligne Z (voir Fig. 11.15). La lame externe adh re la membrane plasmique invagin e du tubule T lorsqu'elle p n tre dans le cytoplasme de la cellule musculaire. Les tubules T sont plus gros et plus nombreux dans le muscle ventriculaire cardiaque que dans le muscle squelettique. Ils sont cependant moins nombreux dans le muscle auriculaire cardiaque. Le passage du Ca2 de la lumi re du tubule T au sarcoplasme d'une cellule du muscle cardiaque est essentiel pour initier le cycle de contraction. Comme nous l'avons vu dans la section sur le muscle squelettique, la d polarisation de la membrane du tubule T active les prot ines du capteur de tension, dont la structure et la fonction sont similaires celles des canaux Ca2. Contrairement a |
Histologie de Ross | u muscle squelettique, la d polarisation durable du muscle cardiaque active ces capteurs et provoque leur lent changement de conformation en canaux Ca2 fonctionnels (Fig. 11.17). Ainsi, dans la premi re tape du cycle de contraction du muscle cardiaque, le Ca2 de la lumi re du tubule T est transport vers le sarcoplasme du muscle cardiaque, ce qui ouvre des canaux de lib ration de Ca2 dans les sacs terminaux adjacents du FIGURE 11.17 Mouvement des ions calcium apr s d polisation de la membrane plasmique dans le muscle cardiaque. La d polarisation de la membrane du tubule T active les prot ines du capteur de tension qui fonctionnent comme des canaux Ca2. Initialement, le Ca2 est transport de la lumi re du tubule T travers des canaux dans les prot ines du capteur de tension dans le sarcoplasme du muscle cardiaque (illustr c t du sac terminal sup rieur du sER). Ensuite, le Ca2 active les canaux de lib ration de Ca2 dans les sacs terminaux adjacents du r ticulum sarcoplasmique. Cela provoque la lib ration massive de Ca2 s questr du sER dans le sarcoplasme et initie le cycle de contraction. R ticulum sarcoplasmique. Ce m canisme de lib ration de calcium d clench par le calcium provoque une lib ration massive et rapide de Ca2 suppl mentaire qui initie les tapes ult rieures du cycle de contraction, qui sont identiques celles des muscles squelettiques. Les diff rences entre l'initiation des contractions cardiaques et squelettiques la d polarisation membranaire de plus longue dur e et l'activation des canaux Ca2 sensibles la tension dans la paroi du tubule T expliquent un d lai d'environ 200 millisecondes depuis le d but d'une d polarisation dans une contraction du muscle cardiaque (voir Fig. 11.11). Les cellules du muscle cardiaque pr sentent une contraction rythmique spontan e. La contraction spontan e intrins que ou le battement du muscle cardiaque est vident dans les cellules du muscle cardiaque embryonnaire ainsi que dans les cellules du muscle cardiaque en culture tissulaire. Le rythme cardiaque est initi , r gul localement et coordonn par des cellules musculaires cardiaques modifi es sp cialis es appel es cellules conductrices cardiaques (planche 25, page 348). Ces cellules sont organis es en n uds et en fibres conductrices hautement sp cialis es appel es fibres de Purkinje qui g n rent et transmettent rapidement l'impulsion contractile diverses parties du myocarde dans une s quence pr cise. Les fibres nerveuses parasympathiques et sympathiques se terminent dans les ganglions. La stimulation sympathique acc l re le rythme cardiaque en augmentant la fr quence des impulsions vers les cellules conductrices cardiaques. La stimulation parasympathique ralentit le rythme cardiaque en diminuant la fr quence des impulsions. Les impulsions transport es par ces nerfs n'initient pas la contraction mais modifient seulement le taux de contraction intrins que du muscle cardiaque par leur effet sur les ganglions. La structure et les fonctions du syst me conducteur du c ur sont d crites au chapitre 13, Syst me cardiovasculaire. Une l sion localis e du tissu musculaire cardiaque qui entra ne la mort des cellules est r par e par le remplacement par du tissu conjonctif fibreux. Par cons quent, la fonction cardiaque est perdue sur le site de la blessure. Ce sch ma de blessure et de r paration est observ dans l'infarctus du myocarde (IM) non mortel. La confirmation d'une suspicion d'infarctus du myocarde chez l'individu peut tre faite par la d tection de marqueurs sp cifiques dans le sang. Ces marqueurs sont les sous-unit s structurelles TnI et TnT du complexe de troponine cardiaque. Ils sont g n ralement lib r s dans la circulation sanguine dans les 3 12 heures suivant un infarctus du myocarde. Les taux de TnI restent lev s jusqu' 2 semaines compter de la blessure initiale ; ainsi, il est consid r comme un excellent marqueur pour diagnostiquer l'IM qui s'est r cemment produit. Les cellules matures du muscle cardiaque sont capables de se diviser. Dans le pass , on pensait qu'une fois les cellules du muscle cardiaque d truites, elles ne pouvaient pas tre remplac es par de nouvelles cellules musculaires. Des tudes r centes sur des c urs pr lev s sur des personnes ayant re u une greffe r v lent des noyaux subissant une mitose. Bien que le nombre de noyaux en division dans ces c urs soit faible (0,1%), cela sugg re que les cellules endommag es peuvent potentiellement tre remplac es. Peut- tre qu' l'avenir, une m thode pourrait tre d velopp e qui pourrait induire le muscle cardiaque humain se r g n rer en tissu sain. Le muscle lisse se pr sente g n ralement sous la forme de faisceaux ou de feuilles de cellules fusiformes allong es aux extr mit s finement effil es (Fig. 11.18 et planche 26, page 350). La longueur des cellules, galement appel es fibres, varie de 20 m dans les parois des petits vaisseaux sanguins environ 200 m dans la paroi de l'intestin ; Ils peuvent atteindre 500 m da |
Histologie de Ross | ns la paroi de l'ut rus pendant la grossesse. Les cellules musculaires lisses sont reli es entre elles par des jonctions lacunaires, les jonctions de communication sp cialis es entre les cellules (Fig. 11.19). De petites mol cules ou ions peuvent passer d'une cellule l'autre via ces jonctions et fournir des liens de communication qui r gulent la contraction de l'ensemble du faisceau ou de la feuille de muscle lisse. Le cytoplasme des muscles lisses se colore assez uniform ment avec l' osine dans les pr parations de routine H&E en raison des concentrations d'actine et de myosine que ces cellules contiennent. Les noyaux des cellules musculaires lisses sont situ s au centre de la cellule et ont souvent l'apparence d'un tire-bouchon en section longitudinale. Cette caract ristique est le r sultat de la contraction de la cellule pendant la fixation et est souvent utile pour distinguer les cellules musculaires lisses des fibroblastes dans les coupes histologiques de routine. Dans la cellule non contract e, le noyau appara t comme une structure allong e aux extr mit s effil es, situ e dans l'axe central de la cellule. Lorsque le noyau est inclus dans une section transversale d'une fibre musculaire lisse, il appara t sous la forme d'un profil rond ou circulaire, que la cellule soit contract e ou d tendue. Le TEM montre que la plupart des FIGURE 11.18 Photomicrographie d'un muscle lisse d'un c lon humain. Le muscle lisse montr dans cette micrographie est dispos en deux couches. gauche, les cellules musculaires sont coup es en section longitudinale ; Sur la droite, ils sont coup s en coupe transversale. Les cellules musculaires lisses sont allong es et ont des extr mit s effil es. Notez que les noyaux des cellules musculaires sectionn es longitudinalement semblent allong s et pr sentent galement des extr mit s effil es, pousant ainsi la forme de la cellule. En revanche, les noyaux des cellules musculaires sectionn es sont de profil circulaire. De plus, certaines des cellules sectionn es semblent manquer d'un noyau, une r flexion que la section est pass e travers l'une des extr mit s de la cellule. Notez galement que les cellules musculaires sectionn es longitudinalement ne sont pas facilement d limit es les unes des autres, ce qui est d la fa on dont elles se superposent les unes sur les autres dans l' paisseur de la section. 400. Les organites cytoplasmiques sont concentr s chaque extr mit du noyau. Il s'agit notamment de nombreuses mitochondries, de certaines citernes de la rER, de ribosomes libres, de granules de glycog ne et d'un petit appareil de Golgi. Structure du muscle lisse Les cellules musculaires lisses poss dent un appareil contractile de filaments minces et pais et un cytosquelette de filaments interm diaires de desmine et de vimentine. Le sarcoplasme restant est rempli de minces filaments qui font partie de l'appareil contractile. D' pais filaments de myosine sont dispers s dans le sarcoplasme d'une cellule musculaire lisse. Ils sont extr mement labiles et ont tendance tre perdus lors de la pr paration des tissus. Des techniques sp ciales peuvent toutefois tre utilis es pour conserver l'int grit structurelle des filaments pais et ainsi les d montrer avec le TEM. Le mince FIGURE 11.19 Micrographie lectronique de cellules musculaires lisses. Cette micrographie lectronique montre des parties de trois cellules musculaires lisses. Le noyau d'une cellule se trouve dans la partie inf rieure de la micrographie. La majeure partie du cytoplasme est occup e par de minces filaments (d'actine), qui sont peine reconnaissables ce grossissement. Les densit s cytoplasmiques contenant de l'actinine, ou corps denses, sont visibles parmi les myofilaments (fl ches). Des l ments du r ticulum sarcoplasmique (SR) et des v sicules pinocytotiques (PV) sont galement indiqu s. Les deux autres cellules situ es au milieu et dans la partie sup rieure de la micrographie poss dent des jonctions lacunaires visibles (GJ) qui permettent la communication entre les cellules adjacentes. Les petites particules sombres sont le glycog ne. 25 000. Encadr . largissement de la jonction des lacunes. Notez la pr sence de v sicules pinocytotiques. 35,000. les filaments d'une cellule musculaire lisse sont attach s des densit s cytoplasmiques ou des corps denses qui sont visibles parmi les filaments (Fig. 11.20). Ces structures sont r parties dans tout le sarcoplasme dans un r seau de filaments interm diaires contenant la prot ine desmine. Les filaments interm diaires font partie du cytosquelette de la cellule. Notez que le muscle lisse vasculaire contient des filaments de vimentine en plus des filaments de desmine. Les composants de l'appareil contractile dans les cellules musculaires lisses sont les suivants. Les filaments minces contiennent de l'actine, l'isoforme du muscle lisse de la tropomyosine, et deux prot ines sp cifiques du muscle lisse, la caldesmon et la calponine. Aucune troponine n'est a |
Histologie de Ross | ssoci e la tropomyosine des muscles lisses. L'actine est impliqu e dans l'interaction g n ratrice de force avec les mol cules de myosine II. La recherche sugg re que la position de la tropomyosine sur le filament d'actine est r gul e par la phosphorylation des t tes de myosine. La caldesmon (120 150 kilodaltons) et la calponine (34 kilodaltons) sont des prot ines de liaison l'actine qui bloquent le site de liaison la myosine. L'action de ces prot ines est d pendante du Ca2 et est galement contr l e par la phosphorylation des t tes de myosine. Les filaments pais contenant de la myosine II diff rent l g rement de ceux trouv s dans les muscles squelettiques. Ils sont galement compos s de deux cha nes lourdes polypeptidiques et de quatre cha nes l g res. Cependant, la structure des filaments pais dans le muscle lisse est diff rente de celle du muscle squelettique. Plut t qu'un arrangement bipolaire, les mol cules de myosine II sont orient es dans une direction d'un c t du filament et dans une direction oppos e de l'autre c t du filament. Dans cet arrangement, les mol cules de myosine sont d cal es en parall le entre deux voisins imm diats et sont galement li es un partenaire antiparall le via un court chevauchement l'extr mit de leur queue (Fig. 11.21). La polarit des t tes de myosine est la m me sur toute la longueur d'un c t du filament et l'inverse du c t oppos . Ce filament de myosine polaire lat rale n'a pas non plus de zone nue centrale, mais a plut t des extr mit s nues asym triquement effil es. Cette organisation maximise l'interaction entre les filaments pais et minces, ce qui permet aux filaments minces superpos s d' tre tir s sur toute la longueur des filaments pais. Plusieurs autres prot ines sont associ es l'appareil contractile et sont essentielles l'initiation ou la r gulation des contractions des muscles lisses. La myosine kinase cha ne l g re (MLCK) est une enzyme de 130 150 kilodaltons qui joue un r le important dans le m canisme de contraction des muscles lisses. Il initie le cycle de contraction apr s son activation par le complexe Ca2-calmoduline. Le MLCK actif phosphoryle l'une des cha nes l g res r gulatrices de la myosine, ce qui lui permet de former un pont transversal avec des filaments d'actine. La calmoduline, une prot ine de liaison au Ca2 de 17 kilodaltons, est apparent e au TnC pr sent dans le muscle squelettique, qui r gule la concentration intracellulaire de Ca2. Un complexe Ca2 calmoduline se lie MLCK pour activer cette enzyme. Il peut galement, avec le caldesmon, r guler sa phosphorylation et sa lib ration d'actine F. -l'actinine, une prot ine de 31 kilodaltons, fournit un composant structurel aux corps denses. Les corps denses fournissent un site d'attache pour les filaments minces et les filaments interm diaires. Les corps denses contiennent une vari t de prot ines de plaque d'attachement, y compris l'actinine, qui ancre la fois les filaments minces et les filaments interm diaires directement ou indirectement au sarcolemme. Ils jouent un r le important dans la transmission des forces contractiles g n r es l'int rieur de la cellule la surface de la cellule, modifiant ainsi la forme de la cellule (Fig. 11.22). Les corps denses sont des analogues intracellulaires des lignes Z du muscle stri . l'appui de ce concept, on constate que les corps denses, bien qu'apparaissant souvent sous la forme de petits corps isol s, irr guliers et denses en lectrons, FIGURE 11.20 Micrographies lectroniques montrant les densit s cytoplasmiques dans les cellules musculaires lisses vasculaires. Empi cement sup rieur. Le plan de section ne comprend que les cellules musculaires lisses de la paroi vasculaire. Le rectangle dans l'encart montre des parties de trois cellules musculaires lisses qui apparaissent un grossissement plus lev dans la grande micrographie lectronique. Les densit s cytoplasmiques contenant de l'actinine (fl ches simples) apparaissent g n ralement sous forme de masses irr guli res, dont certaines sont en contact avec la membrane plasmique et attach es celle-ci. La cellule au centre de la micrographie a t coup e dans un plan plus proche de la surface de la cellule et r v le ces m mes densit s sous la forme d'une structure ramifi e (doubles fl ches). Un mod le tridimensionnel des densit s cytoplasmiques r v lerait un r seau d'anastomosation. BL, limbe basal (externe) ; PV, v sicules pinocytotiques. 27 000. Encart inf rieur. Amplification plus lev e des densit s cytoplasmiques attach es la membrane plasmique partir de la zone indiqu e par le rectangle. Notez que chaque cellule poss de une lame basale (externe). De plus, les v sicules pinocytotiques peuvent tre observ es diff rents stades de leur formation. 49,500. FIGURE 11.21 Comparaison des filaments de myosine du muscle squelettique et du muscle lisse. Ce dessin montre les diff rentes dispositions des filaments pais de myosine. un. Des filaments pai |
Histologie de Ross | s bipolaires sont pr sents dans le muscle squelettique et cardiaque. Ils ont un arrangement h lico dal parall le-antiparall le de mol cules de myosine avec leurs t tes globulaires projet es des deux extr mit s du filament. Ce filament a une zone nue au milieu des filaments qui n'a pas de t tes globulaires. b. Des filaments pais non h lico daux lat raux sont pr sents dans les muscles lisses. Dans ces filaments, les mol cules de myosine sont d cal es en parall le par deux voisins imm diats et sont galement li es un partenaire antiparall le via un court chevauchement l'extr mit de leur queue. La polarit des t tes de myosine est la m me sur toute la longueur d'un c t du filament et l'inverse du c t oppos . Il n'y a pas de zone nue centrale ; Au lieu de cela, le filament B a des extr mit s nues effil es de mani re asym trique. -Densit s cytoplasmiques contenant de l'actinine (corps denses) Filaments d'actine-myosine Noyau Filament d'actine Tropomyosine Filament de myosine Filament interm diaire (Desmin, Vimentine) Corps dense -actinine FIGURE 11.22 Un mod le sugg r pour la contraction des cellules musculaires lisses. Des faisceaux de myofilaments contenant des filaments fins et pais, repr sent s en brun fonc , sont ancr s sur des densit s cytoplasmiques, indiqu es en beige. Ces densit s, leur tour, sont ancr es sur le sarcolemme. Les densit s cytoplasmiques sont des analogues intracellulaires des lignes Z des muscles stri s. Ils contiennent la prot ine de liaison l'actine, l'actinine. Parce que les faisceaux de filaments contractiles sont orient s obliquement par rapport l'axe long de la cellule, leur contraction raccourcit la cellule et produit la forme tire-bouchon du noyau. Peut galement appara tre sous forme de structures lin aires irr guli res. Dans les coupes fortuites, ils pr sentent une configuration ramifi e compatible avec un r seau d'anastomosation tridimensionnel qui s' tend du sarcolemme l'int rieur de la cellule (voir Fig. 11.20). La contraction des muscles lisses est initi e par une vari t d'impulsions, y compris des stimuli m caniques, lectriques et chimiques. Les m canismes qui provoquent la contraction des cellules musculaires lisses sont tr s diff rents de ceux des muscles stri s. Le muscle lisse poss de diverses voies de transduction du signal qui initient et module la contraction du muscle lisse. Ils conduisent tous une l vation de la concentration intracellulaire de Ca2, qui est directement responsable de la contraction musculaire. Ainsi, la contraction musculaire peut tre d clench e par ce qui suit. Les impulsions m caniques, telles que l' tirement passif des muscles lisses vasculaires, activent les canaux ioniques m canosensibles, conduisant l'initiation d'une contraction musculaire spontan e (r flexe myog nique). Des d polarisations lectriques peuvent se produire, comme celles lors de la stimulation neuronale des muscles lisses. La lib ration des neurotransmetteurs ac tylcholine et noradr naline partir de leurs terminaisons nerveuses synaptiques stimule les r cepteurs situ s dans la membrane plasmique neuronale et modifie le potentiel membranaire. Cela provoque l'ouverture de canaux Ca2 sensibles la tension (voir ci-dessous). Les stimuli chimiques, tels que ceux provoqu s par l'angiotensine II, la vasopressine ou le thromboxane A2, agissent sur des r cepteurs sp cifiques de la membrane cellulaire, entra nant une contraction musculaire. Ces substances utilisent des voies de second messager qui ne n cessitent pas la g n ration d'un potentiel d'action et la d polarisation cellulaire pour d clencher la contraction. Les voies de second messager les plus couramment utilis es par les muscles lisses sont les voies de l'inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3), coupl es aux prot ines G et de l'oxyde nitrique (NO)-cGMP. Les cellules musculaires lisses n'ont pas de syst me T. Une caract ristique des cellules musculaires lisses est la pr sence d'un grand nombre d'invaginations de la membrane cellulaire qui ressemblent des cav oles (voir Fig. 11.19). Sous la membrane plasmique, et souvent proximit des profils clairsem s du sER, se trouvent des v sicules cytoplasmiques. On pense que les invaginations de la membrane cellulaire et des v sicules sous-jacentes ainsi que le sER fonctionnent d'une mani re analogue au syst me T du muscle stri pour d livrer du Ca2 au cytoplasme. Les concentrations intracellulaires de Ca2 sont tr s importantes dans la r gulation de la contraction des muscles lisses. Une l vation des niveaux intracellulaires de Ca2 dans le muscle lisse est obtenue soit par d polarisation de la membrane cellulaire avec activation ult rieure des prot ines du capteur de tension, soit par activation directe des canaux de lib ration de Ca2 dans le sER par une deuxi me mol cule messag re, le plus souvent IP3. Le r cepteur IP3 est situ dans la membrane sER et poss de des propri t s similaires celles des canaux de lib ration de Ca2 grille |
Histologie de Ross | . La quantit de Ca2 entrant dans la cellule apr s l'activation de la prot ine capteur de tension est g n ralement insuffisante pour initier la contraction des muscles lisses et doit tre compl t e par la lib ration de Ca2 par le sER. Le Ca2 se lie ensuite la calmoduline, qui active la phosphorylation de la kinase cha ne l g re de la myosine pour initier la contraction. Apr s le d but du cycle de contraction, le Ca2 est limin du sarcoplasme par des pompes calcium d pendantes de l'ATP et res questr dans le sER ou d livr l'environnement extracellulaire. La contraction du muscle lisse est r gul e par le syst me de cha ne l g re kinase Ca2-calmoduline-myosine. Une version modifi e du mod le de filament coulissant d crit la page 323 peut expliquer la contraction des muscles stri s et lisses (voir Fig. 11.22). Comme dans le muscle stri , la contraction est initi e par une augmentation de la concentration de Ca2 dans le cytosol, mais la contraction n'agit pas par l'interm diaire d'un complexe troponine-tropomyosine sur le filament mince. Au contraire, dans le muscle lisse, une augmentation de la concentration de Ca2 stimule une myosine kinase cha ne l g re (MLCK) pour phosphoryler l'une des deux cha nes l g res r gulatrices de la mol cule de myosine. Le Ca2 se lie la calmoduline pour former le complexe Ca2-calmoduline, qui son tour se lie MLCK pour activer la r action de phosphorylation de la cha ne l g re r gulatrice de la myosine (Fig. 11.23). Lorsque la cha ne l g re est phosphoryl e, le site de liaison l'actine de la t te de myosine est activ et se fixe l'actine. En pr sence d'ATP, la t te de myosine se plie, produisant une contraction. Lorsqu'elle est d phosphoryl e, la t te de myosine se dissocie de l'actine. Cette phosphorylation se produit lentement, la contraction maximale prenant souvent jusqu' une seconde. La myosine des cellules musculaires lisses hydrolyse l'ATP environ 10 % du taux du muscle squelettique, produisant un lent cycle de pontage crois qui entra ne une contraction lente de ces cellules. Ainsi, les cellules musculaires lisses, et les cellules non musculaires qui se contractent par ce m me m canisme, sont capables de contractions soutenues sur de longues p riodes de temps tout en n'utilisant que 10% de l'ATP qui serait utilis par une cellule musculaire stri e effectuant le m me travail. La force de contraction des muscles lisses peut tre maintenue pendant de longues p riodes dans un tat de verrouillage . En plus de la phosphorylation normale des cha nes l g res r gulatrices de la myosine, les cellules musculaires lisses poss dent un m canisme secondaire qui leur permet de maintenir la contraction long terme avec une d pense minimale d'ATP. Ce m canisme est d tect dans les muscles lisses vasculaires, par exemple, et est utilis pour maintenir la force de contraction (tonus des vaisseaux sanguins) pendant une p riode prolong e. Ce soi-disant tat de verrouillage de la contraction des muscles lisses se produit apr s la phosphorylation initiale de la myosine d pendante du Ca2. La t te de myosine attach e la mol cule d'actine se d phosphoryle, ce qui entra ne une diminution de son activit ATPase. En raison de la diminution de l'activit de l'ATP, la t te de myosine est incapable de se d tacher du flament d'actine, qui maintient l' tat contract . L' tat de prise du sein est comparable bien des gards la rigidit cadav rique dans le muscle stri . Aspects fonctionnels du muscle lisse Le muscle lisse est sp cialis pour une contraction lente et prolong e. Comme indiqu pr c demment, les cellules musculaires lisses peuvent entrer dans l' tat de prise du sein et rester contract es pendant de longues p riodes sans se fatiguer. Ils peuvent se contracter de mani re ondulatoire, produisant des mouvements p ristaltiques tels que ceux du tractus gastro-intestinal et de l'appareil g nital masculin, ou une contraction peut se produire le long de tout le muscle, produisant des mouvements extrusifs (par exemple, ceux de la vessie, de la v sicule biliaire et de l'ut rus). Le muscle lisse pr sente une activit contractile spontan e en l'absence de stimuli nerveux. La contraction des muscles lisses est g n ralement r gul e par les neurones post-synaptiques du syst me nerveux autonome (SNA) ; La plupart des muscles lisses sont directement innerv s par les nerfs sympathiques et parasympathiques. Dans le tractus gastro-intestinal, le troisi me composant du SNA, la division ent rique, est la principale source de nerfs vers les couches musculaires. FIGURE 11.23 Sch ma illustrant les tapes menant l'initiation de la contraction des muscles lisses. Une augmentation de la concentration du niveau de Ca2 dans le cytosol est n cessaire pour initier la contraction des muscles lisses. Cette augmentation est obtenue soit par la d polarisation initiale de la membrane cellulaire, soit par stimulation hormonale des r cepteurs de surface cellulaire. Le Ca2 intracellulaire |
Histologie de Ross | se lie la calmoduline (4 Ca2 pour 1 mol cule de calmoduline) pour former le complexe Ca2-calmoduline. Ce complexe se lie ensuite la myosine kinase des cha nes l g res (MLCK) pour phosphoryler l'une des deux cha nes l g res r gulatrices de la mol cule de myosine. Lorsqu'elle est phosphoryl e, la myosine change de conformation et le site de liaison l'actine sur la t te de la myosine est activ , ce qui lui permet de se fixer l'actine. En pr sence d'ATP, la t te de myosine se plie, produisant une contraction. sER, r ticulum endoplasmique lisse. Bien que le Ca2 p n tre dans le cytoplasme lors de la d polarisation par les canaux Ca2 voltage-d pendants, certains canaux Ca2, appel s canaux Ca2 d pendants du ligand, sont activ s par les hormones via leurs voies de second messager (voir Fig. 11.23). Ainsi, la contraction des muscles lisses peut galement tre initi e par certaines hormones s cr t es par l'hypophyse post rieure (par exemple, l'ocytocine et, dans une moindre mesure, l'hormone antidiur tique [ADH]). De plus, les cellules musculaires lisses peuvent tre stimul es ou inhib es par des hormones s cr t es par la m dullosurr nale (par exemple, l' pin phrine et la noradr naline). De plus, l'ocytocine est un puissant stimulateur de la contraction des muscles lisses, et sa lib ration par l'hypophyse post rieure joue un r le essentiel dans la contraction ut rine pendant la parturition. Il est souvent utilis pour induire ou am liorer le travail. De nombreuses s cr tions peptidiques de cellules ent roendocrines stimulent ou inhibent galement la contraction des muscles lisses, en particulier dans le tube digestif et ses organes associ s. Les terminaisons nerveuses des muscles lisses ne sont observ es que dans le tissu conjonctif adjacent aux cellules musculaires. Les fibres nerveuses traversent le tissu conjonctif l'int rieur des faisceaux de cellules musculaires lisses ; Des hypertrophies de la fibre nerveuse de passage, ou bouton en passant (voir page 359), se produisent c t des cellules musculaires innerver. Les hypertrophies contiennent des v sicules synaptiques avec des transmetteurs neuromusculaires. Cependant, le site neuromusculaire n'est pas comparable la jonction neuromusculaire du muscle stri . Au contraire, une distance consid rable, g n ralement de 10 20 m ( certains endroits, jusqu' 200 m), peut s parer la terminaison nerveuse et le muscle lisse. Le neurotransmetteur lib r par la terminaison nerveuse doit diffuser sur cette distance pour atteindre le muscle. Cependant, toutes les cellules musculaires lisses ne sont pas expos es directement au neurotransmetteur. Comme nous l'avons vu ci-dessus, les cellules musculaires lisses entrent en contact avec les cellules voisines par des jonctions lacunaires. Comme dans le muscle cardiaque, la contraction se propage d'une cellule l'autre via des jonctions lacunaires, produisant ainsi une activit coordonn e au sein d'un faisceau ou d'une couche de muscle lisse. La jonction lacunaire entre deux cellules musculaires lisses tait l'origine d sign e comme un lien, un terme toujours utilis . Les cellules musculaires lisses s cr tent galement une matrice de tissu conjonctif. Les cellules musculaires lisses ont des organites typiques des cellules s cr toires. Un appareil rER et Golgi bien d velopp se trouve dans la zone p rinucl aire. Les cellules musculaires lisses synth tisent la fois le collag ne de type IV (lame basale) et le collag ne de type III (r ticulaire), ainsi que l' lastine, les prot oglycanes et les glycoprot ines multiadh sives. l'exception des jonctions lacunaires, les cellules musculaires lisses sont entour es d'une lame externe. certains endroits, tels que les parois des vaisseaux sanguins et l'ut rus, les cellules musculaires lisses s cr tent de grandes quantit s de collag ne de type I et d' lastine. Renouvellement, r paration et diff renciation Les cellules musculaires lisses sont capables de se diviser pour maintenir ou augmenter leur nombre. Les cellules musculaires lisses peuvent r agir aux l sions en subissant une mitose. De plus, le muscle lisse contient des populations de cellules qui se r pliquent r guli rement. Le muscle lisse de l'ut rus prolif re DOSSIER 11.5 Consid rations fonctionnelles : comparaison des trois types de muscles 337 Le muscle cardiaque partage des caract ristiques structurelles et fonctionnelles avec le muscle squelettique et le muscle lisse. Dans les muscles cardiaques et squelettiques, les l ments contractiles filaments pais et minces sont organis s en sarcom res entour s de sER et de mitochondries. Les cellules cardiaques et musculaires lisses conservent leur individualit , bien qu'elles soient toutes deux en communication fonctionnelle avec leurs voisines par le biais de jonctions lacunaires. De plus, les cellules cardiaques et musculaires lisses ont un battement spontan qui est r gul mais non initi par des stimuli autonomes ou hormonaux. Les deux ont des noyaux sit |
Histologie de Ross | u s au centre et des organites p rinucl aires. Ces caract ristiques communes sugg rent que la musculature cardiaque pourrait avoir volu dans la direction du muscle squelettique partir du muscle lisse des syst mes circulatoires primitifs. Un r sum des principales caract ristiques des trois types de muscles est fourni dans le tableau ci-dessous. Comparaison des trois types de muscles Squelettique Cardiaque Lisse Caract ristiques structurelles Cellule musculaire Grande cellule allong e, de 10 100 m de diam tre, jusqu' 100 cm de longueur (sartorius m.) Cellule courte et troite, de 10 15 m de diam tre, de 80 100 m de longueur Cellule fusiforme courte, allong e, de 0,2 2 m de diam tre, de 20 200 m de longueur Emplacement Muscles du squelette visc ral stri s (p. ex., langue, sophage, diaphragme) C ur, veine cave sup rieure et inf rieure, veines pulmonaires Vaisseaux, organes et visc res Composants du tissu conjonctif pimysium, p rimysium, endomysium Endomysium (tissu conjonctif sous-endocardique et sous-p ricardique) Endomysium, gaines et faisceaux Fibre Cellule musculaire squelettique unique Arrangement lin aire ramifi de plusieurs cellules musculaires cardiaques Cellule musculaire lisse unique Striation Pr sente Pr sente Aucun Noyau Nombreux p riph riques Centrale unique, entour e d'une r gion juxtanucl aire Tubules T centraux uniques Pr sents la jonction A-I (triade : avec deux citernes terminales), deux tubules T/sarcom re Pr sents aux lignes Z (diade : avec petites citernes terminales), un tubule/sarcom re T. Aucun, sER bien d velopp , nombreuses invaginations et v sicules semblables des cav oles Jonctions intercellulaires Aucune Disques intercal s contenant 1. Fascias adh rents 2. Macula adh re (desmosome) 3. Jonctions lacunaires Jonctions lacunaires (nexus) Particularit s Tubules sER et T bien d velopp s Disques intercal s Corps denses, cav oles et v sicules cytoplasmiques Fonctions Type d'innervation Volontaire Involontaire Involontaire Involution eff rente Somatique Autonome Autonome Autonome Type de contraction AlI ou aucune (fibres de type I et de type II) Rythmique Tout ou rien (stimulateurs cardiaques, syst me conducteur du c ur) Lente, contractions partielles, rythmiques, spontan es (stimulateurs cardiaques de l'estomac) R gulation de la contraction Par liaison de Ca2to TnC, provoque le mouvement de la tropomyosine et expose les sites de liaison de la myosine sur les filaments d'actine Par liaison de Ca2to TnC, provoque le mouvement de la tropomyosine et expose les sites de liaison de la myosine sur les filaments d'actine Par phosphorylation de la cha ne l g re de myosine par la kinase de la cha ne l g re de la myosine en pr sence du complexe Ca2-calmoduline Croissance et r g n ration Mitose Aucun Aucun (dans un tat normal) R ponse actuelle demande Hypertrophie Hypertrophie Hypertrophie et hyperplasie R g n ration Limit e (cellules satellites et cellules myog niques de la moelle osseuse) Aucune (dans un tat normal) Pr sente chapitre 11 Tissu musculaire LISSE M USCLE 337 pendant le cycle menstruel normal et pendant la grossesse ; Les deux activit s sont sous contr le hormonal. Les cellules musculaires lisses des vaisseaux sanguins se divisent galement r guli rement chez l'adulte, probablement pour remplacer les cellules endommag es ou s niles ; Le muscle lisse de la musculeuse externe de l'estomac et du c lon se r plique r guli rement et peut m me s' paissir lentement au cours de la vie. Il a t d montr que de nouvelles cellules musculaires lisses se diff rencient des cellules souches m senchymateuses indiff renci es dans l'adventice des vaisseaux sanguins. La diff renciation des cellules prog nitrices des muscles lisses est r gul e par une vari t de stimuli intracellulaires et environnementaux, et les muscles en d veloppement pr sentent un large ventail de ph notypes diff rents diff rents stades de leur d veloppement. ce jour, aucun facteur de transcription caract ristique de la lign e des cellules musculaires lisses n'a t identifi . Cependant, il a t d montr que le facteur de r ponse s rique (RF), un membre de la famille des facteurs de transcription MADS-box, r gule la plupart des g nes marqueurs de diff renciation des muscles lisses. Il a galement t d montr que les cellules musculaires lisses se d veloppent partir de la division et de la diff renciation des cellules endoth liales et des p ricytes au cours du processus de r paration apr s une l sion vasculaire. Les p ricytes vasculaires sont situ s dans la lame basale des capillaires et des veinules postcapillaires. Ils fonctionnent comme des cellules prog nitrices m senchymateuses multipotentielles. Dans les capillaires, leur morphologie cytoplasmique est difficile distinguer de celle de la cellule endoth liale. Dans les veinules postcapillaires et les veinules p ricytaires, elles peuvent former une enveloppe presque compl te du vaisseau avec des cellules qui ressemblent des cellules |
Histologie de Ross | musculaires lisses (voir le chapitre 13, Syst me cardiovasculaire). Les fibroblastes dans les plaies en cicatrisation peuvent d velopper des caract ristiques morphologiques et fonctionnelles des cellules musculaires lisses (myofibroblastes ; voir page 179). Les cellules pith liales de nombreux endroits, en particulier les glandes sudoripares, les glandes mammaires, les glandes salivaires et l'iris de l' il, peuvent acqu rir les caract ristiques des cellules musculaires lisses (cellules myo pith liales). Les cellules myo des du testicule ont une fonction contractile dans les tubules s minif res, et les cellules du p rineurium, une couche concentrique de tissu conjonctif qui entoure des groupes de fibres nerveuses et divise les nerfs p riph riques en faisceaux distincts, fonctionnent comme des cellules contractiles ainsi que des cellules barri res de transport. Cette page a t laiss e vide intentionnellement. 340 Le tissu musculaire est class en fonction de l'apparence de ses cellules contractiles. Deux grands types sont reconnus : le muscle stri , dans lequel les cellules pr sentent un motif de striation crois e lorsqu'elles sont observ es au microscope optique ; et le muscle lisse, dans lequel les cellules manquent de stries. Le muscle stri est ensuite sous-class en fonction de l'emplacement, savoir le muscle squelettique, le muscle stri visc ral et le muscle cardiaque. La musculature squelettique est attach e l'os et est responsable du mouvement du squelette axial et apendiculaire, ainsi que du maintien de la position et de la posture du corps. Le muscle visc ral stri est morphologiquement identique, mais est limit aux tissus mous, notamment la langue, le pharynx, la partie sup rieure de l' sophage et le diaphragme. Le muscle cardiaque est un type de muscle stri situ dans le c ur et la base des grosses veines qui se d versent dans le c ur. Les stries crois es dans le muscle stri sont dues l'organisation des l ments contractiles qui se produisent dans la cellule musculaire, savoir des filaments minces compos s en grande partie de la prot ine actine et des filaments pais compos s de la prot ine myosine II. Les deux types de myofilaments occupent la majeure partie du cytoplasme. Les cellules musculaires stri es squelettiques et visc rales, plus commun ment appel es fibres, sont un syncytium multinucl form au cours du d veloppement par la fusion de petites cellules musculaires individuelles appel es myoblastes. Autour de chaque fibre se trouve un d licat maillage de fibrilles de collag ne appel endomysium. leur tour, les faisceaux de fibres musculaires qui forment des unit s fonctionnelles dans un muscle sont entour s d'une couche de tissu conjonctif plus paisse. Ce tissu conjonctif est appel p rimysium. Enfin, une gaine de tissu conjonctif dense qui entoure le muscle est appel e pimysium. La force g n r e par les fibres musculaires individuelles est transf r e aux l ments collag nes de chacun de ces l ments du tissu conjonctif pour aboutir un tendon. Muscle squelettique humain, H&E, 33. mais ne sont pas discernables individuellement. Cependant, les petites structures bleues en forme de points sont des noyaux des fibres. Entre les fascicules, bien que difficile voir Cette micrographie de faible puissance montre une coupe longitudinale de ce grossissement, c'est- -dire le tissu conjonctif, le p rimysium (P). Aussi muscle stri vident. Le tissu musculaire l'int rieur du muscle est arin, la micrographie est un nerf (Nv). rang es en une s rie de fascicules (F). Les fibres musculaires individuelles d'un fascicule sont proximit les unes des autres, Muscle squelettique humain, H&E, 33. Cette micrographie r v le une partie d'un muscle qui a t coup e en coupe transversale. Encore une fois, des faisceaux individuels de fibres musculaires ou de faisceaux (F) peuvent tre facilement identifi s. Contrairement la micrographie pr c dente, m me ce faible grossissement, un examen minutieux permet d'identifier des fibres musculaires individuelles (MF) dans de nombreux fascicules. Chacun est d limit par du tissu conjonctif, qui constitue le p rimysium (P). Cette micrographie permet galement d'identifier un tissu conjonctif dense entourant le muscle, savoir l' pimysium (E). Muscle squelettique humain, H&E, 256 ; Encart 700. Ce grossissement plus lev d'une section longitudinale d'un muscle r v le deux fibres musculaires (MF). ce grossissement, le motif de bandes transversales est peine perceptible. quelques exceptions pr s, les noyaux (N), qui ont tendance fonctionner en r seaux lin aires, appartiennent aux fibres musculaires. Cette micrographie met galement en vidence un petit vaisseau sanguin (VB). L'insertion, tir e d'un sp cimen en plastique fix au glut rald hyde, est un grossissement beaucoup plus lev d'une partie de deux fibres musculaires. Les bandes principales sont facilement identifiables ce grossissement et ce degr de conservation des |
Histologie de Ross | sp cimens. La bande paisse et teint e de noir est la bande A. Entre les bandes A se trouve une zone l g rement tach e, la bande I, qui est coup e en deux par la ligne Z. Les deux noyaux allong s (N) appartiennent aux fibres musculaires. En dessous d'eux se trouvent un capillaire (C) et une partie du noyau d'une cellule endoth liale (End). ce grossissement plus lev , les noyaux endoth liaux, ainsi que les noyaux des fibroblastes, se distinguent des noyaux des cellules musculaires par leur taille plus petite et l'h t rochromatine qui leur donne une coloration sombre. Les noyaux des cellules musculaires (N) pr sentent plus d'euchromatine avec un mouchetage de l'h t rochromatine, ce qui leur donne un aspect de coloration plus clair. Muscle squelettique humain, H&E, 256. Dans cette section transversale, les fibres musculaires individuelles (MF) sont facilement discernables, contrairement l'identification des fibres musculaires individuelles dans les sections longitudinales. Par exemple, si l'on imagine une coupure traversant un certain nombre de cellules (voir ligne pointill e), la proximit des cellules musculaires peut masquer la fronti re entre les cellules individuelles l'int rieur d'un faisceau lorsqu'elle est observ e dans le plan oppos ou longitudinal. Le tissu conjonctif (CT) qui est facilement apparent ici appartient au p rimysium, qui s pare les fascicules. Les noyaux des fibres individuelles sont situ s la p riph rie de la cellule. cette amplification, il est difficile de distinguer les fibroblastes occasionnels qui appartiennent l'endomysium des noyaux des cellules musculaires. CL BV, vaisseau sanguin C, scanner capillaire, tissu conjonctif E, extr mit de l' pimysium, noyau de cellule endoth liale F, fascicules MF, fibres musculaires N, noyaux Nv, nerf P, p rimysium La myofibrille est la sous-unit structurelle et fonctionnelle d'une fibre musculaire. Ils sont mieux visibles un grossissement plus lev au microscope optique dans une coupe transversale de la cellule o ils apparaissent comme des structures en forme de points. L'effet global est un aspect pointill du cytoplasme. Chaque myofibrille est compos e d'un faisceau de myofilaments de deux types. L'un d'entre eux est le filament pais de myosine II. L'autre est l'actine et ses prot ines associ es qui composent les filaments minces. C'est l'agencement des filaments pais et minces qui produit des diff rences de densit qui, leur tour, cr ent les stries transversales de la myofibrille lorsqu'elles sont observ es en coupe longitudinale (voir sch ma). Comme le montre le sch ma, le site de chevauchement des filaments minces et pais produit la bande A sombre. La bande I d'apparence claire contient les filaments minces. Un examen minutieux de la bande A au microscope optique r v le une zone de coloration claire au milieu de la bande A. C'est ce qu'on appelle la bande H. C'est une zone qui est occup e par des filaments minces et qui est d pourvue de filaments pais. Au milieu de chaque bande I se trouve la fine ligne Z dense laquelle les filaments minces sont attach s. La distance entre les lignes Z est appel e sarcom re. Lorsqu'un muscle se contracte, le sarcom re et la bande I se raccourcissent. Les filaments, cependant, maintiennent une longueur constante, de sorte que la contraction est produite par une augmentation du chevauchement entre les deux types de filaments. Muscle squelettique humain, H&E, 512 ; Encart 985. Cette micrographie r v le une coupe transversale d'un faisceau musculaire. Les fibres musculaires individuelles (MF) pr sentent une forme polygonale, mais ne varient que l g rement en largeur. Parmi les nombreux noyaux que l'on peut observer dans ce plan de section, seuls certains appartiennent aux fibres musculaires. Les noyaux de fibres musculaires (NPF) semblent tre int gr s l'extr me p riph rie de la fibre. En revanche, les noyaux de fibroblastes (FN) qui appartiennent l'endomysium se trouvent clairement l'ext rieur de la fibre musculaire, sont g n ralement plus petits et pr sentent une plus grande densit que les noyaux de l'endomysium. Muscle squelettique humain, H&E, 512 ; Encart 985. Cette micrographie, une coupe longitudinale d'un sp cimen de glut rald hyde fix et enrob de plastique, r v le quatre myofibres (M). Bien qu'elles semblent tre nettement diff rentes en largeur, la diff rence est due principalement au plan de section travers chacune des fibres. Parce que les noyaux des myofibres sont situ s la p riph rie de la cellule, leur localisation est variable lorsqu'on l'observe en coupe longitudinale. Par exemple, trois noyaux (N) sont visibles dans ce qui semble tre un emplacement central d'une fibre. Cela est d la section qui fr le la p riph rie de cette fibre. L'espace libre chaque extr mit de deux de ces noyaux repr sente la partie cytoplasmique de la cellule qui contient les organites et qui est d pourvue de Muscle squelettique, humain, micrographie lectronique |
Histologie de Ross | , 5 000 . La micrographie lectronique de faible puissance montr e ici doit tre compar e l'insert des myofibres sectionn es longitudinalement ci-dessus. Il r v le des portions de trois myofibres (M), dont deux pr sentent un noyau (N). Entre les cellules, diverses quantit s de fibres collag nes sont pr sentes repr sentant l'endomy sium (E). La micrographie illustre le motif de bandes des myofibrilles l'avantage. Contrairement au muscle sectionn longitudinalement dans l'encart ci-dessus, les myofibrilles individuelles (My) peuvent tre identifi es dans cet lectron des fibres musculaires. Des capillaires (C) sont galement pr sents entre les fibres musculaires. Les noyaux des cellules endoth liales (ECN) sont galement relativement denses. D'autres noyaux qui peuvent tre pr sents, mais qui sont tr s difficiles identifier, appartiennent des cellules satellites. L'encart qui montre la zone encadr e r v le plusieurs noyaux, dont deux appartiennent aux fibres musculaires (MF). Le petit noyau tr s dense (FN) appartient probablement un fibroblaste de l'endomysium. Un capillaire de section transversale (C) est galement clairement visible ici. La caract ristique la plus frappante de ce grossissement est l'apparition des myofibrilles des cellules musculaires, qui apparaissent comme des structures ponctu es ou en forme de points. myofibrilles. D'autres noyaux de myofibres (NPF) peuvent tre observ s la p riph rie des myofibres. Notez qu'ils pr sentent un motif chromatinal similaire celui des trois noyaux d crits pr c demment. Cette micrographie pr sente galement un capillaire (C) qui court le long du centre de la micrographie. Dans ce plan de coupe, il est difficile de distinguer clairement les noyaux des cellules endoth liales et les noyaux des fibroblastes de l'endomysium. La caract ristique la plus importante d'une section longitudinale d'une fibre musculaire est peut- tre les stries qu'elles pr sentent. L'encart montre, un grossissement plus lev , le motif de bandes de la myofibre. Les lignes de coloration sombres repr sentent la bande A. La zone de coloration claire est la bande I qui est coup e en deux par la ligne Z de coloration sombre. micrographie. Ils correspondent aux structures en forme de points observ es dans l'encart des myofibres de section transversale ci-dessus. Notez que les myofibrilles adjadcentes sont align es les unes avec les autres par rapport leur motif de bandes et qu'elles pr sentent galement des largeurs diff rentes. Chaque myofibrille est essentiellement une structure cylindrique un peu comme une cheville, donc lorsqu'elle est sectionn e dans un plan longitudinal, la largeur de chaque myofibrille variera en fonction de la partie de la structure cylindrique qui a t coup e. Le r ticulum sarcoplasmique, un syst me membranaire pr sent entre les myofibrilles, et la nature des bandes chez un myofibrille sont mis en valeur dans la plaque suivante. CL C, capillaires E, ECN de l'endomysium, noyaux de cellules endoth liales FN, noyaux de fibroblastes MF, fibres musculaires MFN, noyaux de fibres musculaires M, myofibres My, myofibrilles MyN, noyaux de myofibres N, noyau Le travail effectu par le muscle squelettique pour permettre le mouvement du corps se fait travers les tendons auxquels les fibres musculaires sont attach es. Le site d'attache entre une fibre musculaire et le collag ne du tendon est appel jonction myotendinale. Les fibres musculaires du site jonctionnel se terminent par de nombreuses projections cytoplasmiques en forme de doigt. Aux extr mit s de chaque projection et entre ces projections, les fibrilles de collag ne du tendon se fixent la cellule au niveau de sa lame basale (voir micrographie lectronique dans la plaque adjacente). Au microscope optique, ces projections en forme de doigts semblent se fondre dans le tendon. La relation d taill e est observ e au niveau du microscope lectronique. Les derniers sarcom res de la fibre musculaire se terminent l o commencent les projections en forme de doigt. ce stade, le sarcom re final n'a pas sa ligne Z et les filaments d'actine de la bande A se poursuivent dans les doigts cytoplasmiques se terminant au niveau du sarcolemme. Jonction myotendinale, singe, H&E, 365. faisceaux collag nes du tendon. Plusieurs des fibres musculaires (MF') sont visibles au point o elles se terminent et sont attach es au tendon Cette micrographie optique r v le un tendon (T) et des fibres adjacentes celui-ci. L'aire du rectangle est observ e avec un grossissement plus lev dans les fibres musculaires mi-plusieurs (MF). Le tendon contient un crographe dispers en dessous. tendinocytes dont les noyaux (N) sont comprim s entre les Jonction myotendinale, singe, H&E, 1 560 . extr mit de la fibre musculaire sont clairement visibles. Entre les structures en forme de doigts se trouvent les fibres de collag ne du tendon. Les noyaux des tendinocytes (T) sont visibles La fibre musculaire (MF) dans cette micrographie |
Histologie de Ross | est visible l'endroit du tendon o elle continue partir de la fibre musculaire. l o a se termine. Notez le motif de bandes de la fibre musculaire. ce grossissement, les projections en forme de doigt (fl ches) sur la touche MF N DI NAL J U NCTION MF, fibres musculaires terminales N, noyaux S, sarcom re T, tendon Tc, tendinocytes jonction myotendinale, singe, micrographie lectronique, 24 000 . Cette micrographie lectronique montre l'extr mit d'une partie d'un muscle. Notez que le dernier sarcom re (S) n'a pas de ligne Z. Les filaments d'actine semblent s' tendre partir de la bande A et se poursuivre sur toute la longueur des projections des doigts et semblent s'attacher au sarcolemme. Entre les projections du doigt se trouvent les fibrilles de collag ne (fl ches) qui composent le tendon. (Micrographie avec l'aimable autorisation du Dr Douglas Kelly.) Le muscle cardiaque est constitu de fibres qui poss dent la m me disposition de filaments contractiles et donc les m mes motifs de bandes crois es que ceux pr sents dans les muscles stri s, squelettiques et visc raux. Bien que le muscle cardiaque soit donc galement stri , il diff re bien des gards importants du muscle visc ral squelettique et stri . Le muscle cardiaque est constitu de cellules individuelles qui sont reli es par des jonctions complexes pour former une unit fonctionnelle (fibre). Les diff rences histologiquement videntes entre les fibres musculaires cardiaques et les autres fibres musculaires stri es sont la pr sence dans le muscle cardiaque de disques intercal s (la repr sentation microscopique l g re des jonctions complexes), l'emplacement des noyaux des cellules du muscle cardiaque au centre de la fibre et la ramification des fibres musculaires cardiaques. Toutes ces caract ristiques sont videntes dans une coupe longitudinale bien pr par e du muscle. Muscle cardiaque, c ur, humain, H&E 160. Cette figure montre une coupe longitudinale du muscle cardiaque. Les fibres musculaires sont dispos es horizontalement sur l'illustration et pr sentent des stries transversales. Cependant, en plus des croisements r guliers (ceux de plus grande fr quence), il existe un autre groupe de bandes transversales tr s prononc es, savoir les disques interca346 lat s (ID). Les disques intercal s apparaissent le plus souvent comme une bande droite, mais parfois ils sont dispos s de mani re progressive (voir aussi la figure droite). Ces disques ne sont pas toujours affich s dans les sections H&E habituelles ; par cons quent, on Muscle cardiaque, c ur, humain, H&E 400. Comme le muscle squelettique, le muscle cardiaque est compos d'unit s contractiles lin aires, les myofibrilles. Celles-ci sont videntes dans cette figure sous la forme de structures lin aires dispos es longitudinalement qui s' tendent sur toute la longueur de la cellule. Les myofibrilles se s parent pour contourner les noyaux et, ce faisant, elles d limitent une r gion p rinucl aire du cytoplasme exempte de myofibrilles et de leurs stries transversales. Ces zones cytoplasmiques p rinucl aires (ast risques) contiennent les organites cytoplasmiques qui ne sont pas directement impliqu s dans le processus contractile. De nombreuses cellules du muscle cardiaque sont binucl es ; Les deux noyaux occupent g n ralement la r gion sans myofibrilles du cytoplasme, comme le montre la cellule marqu e par les ast risques. Le troisi me noyau de cette r gion semble appartenir au tissu conjonctif Muscle cardiaque, c ur, humain, H&E 160. Cette figure montre des fibres musculaires cardiaques en coupe transversale. Beaucoup ont des profils polygonaux arrondis ou lisses. Certaines fibres, cependant, sont g n ralement plus irr guli res et de profil allong . Ceux-ci refl tent probablement le profil d'une fibre et d'une branche de la fibre. La r gion plus l g rement color e au centre de nombreuses fibres repr sente la r gion sans myofibrilles de la cellule d j re- peut ne pas tre en mesure de d pendre de ces structures pour identifier le muscle cardiaque. Les disques intercal s sont des contacts oppos s de cellule cellule. Ainsi, les fibres du muscle cardiaque diff rent un gard tr s fondamental des fibres du muscle squelettique. La fibre musculaire cardiaque consiste en un alignement de bout en bout de cellules individuelles ; En revanche, la fibre musculaire squelettique est une seule unit protoplasmique multinucl e. En examinant une section longitudinale du muscle cardiaque, il est utile de scanner des fibres sp cifiques le long de leurs axes longs. Ce faisant, on peut trouver des endroits o les fibres se ramifient videmment. Deux de ces embranchements sont indiqu s par les fl ches sur cette figure. au-dessus ou en dessous du plan de section in-focus . Souvent, la coloration des noyaux des cellules musculaires dans un chantillon sp cifique est tr s caract ristique, surtout lorsqu'elle est vue de face comme ici. Remarquez, dans le noyau entre les ast risques, le nucl ole bien |
Histologie de Ross | color et le motif d licat du reste du noyau. Une fois que ces caract ristiques ont t caract ris es pour un chantillon particulier, il devient facile d'identifier les noyaux ayant des caract ristiques de coloration similaires dans l'ensemble de l' chantillon. Par exemple, examinez le champ de la figure de gauche pour trouver des noyaux pr sentant des caract ristiques similaires. Cela fait, il est beaucoup plus facile d'identifier les noyaux des cellules du tissu conjonctif (CT), qui pr sentent des propri t s de coloration diff rentes et ne sont pas positionn s dans la m me relation avec les cellules musculaires. renvoy e ci-dessus et indiqu e par les ast risques dans la figure en haut droite. Un tissu conjonctif d licat entoure les fibres musculaires individuelles. Celui-ci contient des capillaires et parfois des vaisseaux plus gros, comme la veinule (V) au centre du faisceau de fibres musculaires. De plus grandes quantit s de tissu conjonctif (CT) entourent les faisceaux de fibres, et ce tissu contient des vaisseaux sanguins plus gros, tels que l'art riole (A) marqu e sur la figure. Muscle cardiaque, c ur, humain, H&E 400. un grossissement plus lev , il est possible de voir les extr mit s coup es des myofibrilles. Celles-ci apparaissent comme les nombreuses zones rouges qui donnent la face coup e de la cellule musculaire un aspect pointill . Les noyaux (N) occupent une position centrale entour e de myofibrilles. Rappelez-vous, en revanche, que les noyaux des fibres musculaires squelettiques sont situ s la p riph rie de la cellule. Notons galement que, comme nous l'avons mentionn , la zone centrale de la cellule sans noyau, d pourvue de myofibrilles, pr sente des zones de cytoplasme p rinucl aire similaires celles marqu es d'ast risques sur la figure directement au-dessus. CL A, art riole C, capillaires CT, ID du tissu conjonctif, disques intercal s N, noyaux des cellules musculaires cardiaques V, fl ches veinulaires, sites o les fibres se ramifient des ast risques, zones cytoplasmiques p rinucl aires PLANCHE 25 Muscle cardiaque, fibres de Purkinje Les cellules du muscle cardiaque poss dent la capacit de contractions rythmiques spontan es. La contraction ou le battement du c ur est r gul et coordonn par des cellules musculaires cardiaques sp cialis es et modifi es qui se trouvent dans les ganglions et les faisceaux musculaires. Le battement du c ur est initi au niveau du n ud sino-auriculaire (SA), qui se compose d'un groupe de cellules musculaires cardiaques sp cialis es situ es la jonction de la veine cave sup rieure dans l'oreillette droite. L'impulsion se propage partir de ce n ud le long des fibres musculaires cardiaques des oreillettes. L'impulsion est ensuite re ue au niveau du ganglion auriculo-ventriculaire (AV) qui est situ sur la paroi interne ou m diale du ventricule droit adjacente la valve tricuspide. Des cellules musculaires cardiaques sp cialis es conduisent ensuite des impulsions du n ud AV le long du septum ventriculaire et vers les parois ventriculaires. l'int rieur du septum ventriculaire, les cellules sp cialis es sont regroup es dans un faisceau, le faisceau AV (de His). Ce faisceau se divise ensuite en deux branches principales, une branche gauche et une branche droite, la premi re allant au ventricule gauche et la seconde au ventricule droit. Les fibres conductrices sp cialis es transportent l'impulsion un rythme environ quatre fois plus rapide que les fibres du muscle cardiaque. Ils sont responsables de la distribution finale du stimulus lectrique au my-ocardium. Alors que le n ud sino-auriculaire pr sente lui seul un rythme constant ou inh rent, il est model par le syst me nerveux autonome. Ainsi, le rythme cardiaque peut tre diminu par les fibres parasympathiques du nerf vague ou augment par les fibres des ganglions sympathiques. Les cellules conductrices sp cialis es dans les ventricules sont appel es fibres de Purkinje. Les cellules qui composent les fibres de Purkinje diff rent des cellules du muscle cardiaque en ce qu'elles sont plus grandes et que leurs my-ofibrils sont situ s principalement la p riph rie de la cellule. Leurs noyaux sont galement plus gros. Le cytoplasme entre le noyau et les myofibrilles situ es la p riph rie se colore mal, ce qui refl te en partie la grande quantit de glycog ne pr sente dans cette partie de la cellule. MICROGRAPHIE D'ORIENTATION : L' chantillon repr sent ici est une coupe saggitale r v lant une partie de la paroi auriculaire (A) et de la paroi ventriculaire (V). Entre ces deux parties du c ur se trouve le septum atri-oventriculaire (SA). L'espace libre est l'int rieur de l'atrium. AAVVASASAVAS PLANCHE 25 MUSCLE CARDIAQUE, FIBRES DE PURKINJE CL A, paroi auriculaire AS, septum auriculo-ventriculaire DICT, tissu conjonctif dense et irr gulier Ec, endocarde Ec', endocarde profond Et, endoth lium Et, cellules endoth liales ID, disques intercal s M, myofibrilles My, myocarde PF, fibres de |
Histologie de Ross | Purkinje SM, cellules musculaires lisses V, paroi ventriculaire Fibres de Purkinje, c ur, humain, Masson, 180. Cette micrographie montre l'aire dans le rectangle de la figure d'orientation. cet endroit, l'endocarde (Ec) a t s par par des faisceaux de fibres de Purkinje (faisceau de His) (PF) qui courent le long de la paroi du ventricule. Normalement, l'endocarde est constitu de trois couches. L'endoth lium (ET) qui tapisse le ventricule est le plus superficiel, mais il est peine d tectable cette grossissement. fibres de Purkinje, c ur, humain, Masson, 365 ; encart 600. Ce grossissement plus lev est la zone encadr e dans la photomicrographie ci-dessus. Il r v le les cellules endoth liales de l'endocarde (EtC) et le tissu conjonctif sous-jacent contenant des cellules musculaires lisses (SM). L o les fibres de Purkinje sont coup es en coupe transversale ou en section oblique, les myofibrilles (M) sont visibles la p riph rie de la Sous l'endoth lium se trouve une couche interm diaire compos e de tissu conjonctif dense (DICT), dans lequel des fibres lastiques sont pr sentes ainsi que des cellules musculaires lisses. La troisi me couche, la partie la plus profonde de l'endocarde (Ec'), est constitu e de tissu conjonctif plus irr guli rement dispos avec des vaisseaux sanguins et parfois des cellules graisseuses. Au bas de la micrographie se trouve le myocarde (My). Notez quel point les fibres du muscle cardiaque sont tach es de noir par rapport celles des fibres de Purkinje. cellule. Le cytoplasme dans la partie interne de la cellule ne semble pas color . Lorsque les noyaux sont inclus dans la section de la cellule, ils sont entour s par le cytoplasme clair. Dans la partie inf rieure de la figure, on peut voir plusieurs fibres de Purkinje sectionn es longitudinalement. Notez les disques intercal s (ID) lorsqu'ils sont vus dans ce profil. L'encart met en valeur les disques intercal s et les myofibrilles avec leurs bandes transversales. Notez la zone claire ou le cytoplasme non color entourant les noyaux. PLANCHE 25 MUSCLE CARDIAQUE, FIBRES DE PURKINJE EtEtDICTDICTPFPFEc'Ec'EcEcDICTDICTMyMyEtDICTPFEc'EcDICTMyEtCEtCSMSMSMSMIDIDMMMMMMEtCSMSMIDMMM Le muscle lisse est le muscle intrins que du tube digestif, des vaisseaux sanguins, des voies g nito-urinaires et respiratoires et d'autres organes creux et tubulaires. C'est aussi un composant du mamelon, du scrotum, de la peau (muscle arrecteur pili) et de certaines parties de l' il (iris). Dans la plupart des endroits, le muscle lisse est constitu de faisceaux ou de couches de cellules fusiformes allong es. Leur longueur peut varier de 20 m dans les parois des petits vaisseaux sanguins environ 200 m dans la paroi intestinale. Dans le cas de l'ut rus, ils peuvent atteindre 500 m de large pendant la grossesse. Les cellules musculaires lisses sont reli es par des jonctions lacunaires qui permettent aux petites mol cules ou ions de passer d'une cellule l'autre et permettent la r gulation de la contraction de l'ensemble du faisceau ou de la feuille de muscle lisse. Le cytoplasme des cellules musculaires lisses se colore uniform ment l' osine dans les pr parations H&E de routine en raison de la concentration d'actine et de myosine que ces cellules contiennent. Le noyau de la cellule est situ en son centre et est allong avec des extr mit s effil es, correspondant la forme de la cellule. Lorsque la cellule est contract e au maximum, le noyau pr sente une forme de tire-bouchon. Lors de degr s de contraction moindres, le noyau peut sembler avoir une l g re forme en spirale. Souvent, dans les pr parations H&E, les muscles lisses se colorent peu pr s de la m me mani re que le tissu conjonctif dense. Une caract ristique distinctive par rapport au muscle lisse est que les noyaux sont consid rablement plus nombreux et qu'ils ont tendance se ressembler, apparaissant comme des profils allong s lorsque le muscle lisse est sectionn longitudinalement et comme des profils circulaires lorsque le muscle lisse est sectionn en croix. En revanche, les noyaux du tissu conjonctif dense, bien que moins nombreux par unit de surface, peuvent appara tre dans des profils variables dans une section donn e. Muscle lisse, intestin gr le, humain, H&E, 256. Cette micrographie de faible puissance r v le une partie de la paroi de l'intestin gr le, la musculeuse externe. Le c t gauche de la micrographie montre deux faisceaux, tous deux en coupe longitudinale (LS), tandis que sur le c t droit, les faisceaux de muscles lisses sont vus en coupe transversale (CS). Notons que les noyaux de Muscle lisse, intestin gr le, humain, H&E, 512. Cette photomicrographie grossissement plus lev montre un faisceau de cellules musculaires lisses (SMC). Notez comment les noyaux pr sentent une forme ondul e ou ondul e indiquant que les cellules sont partiellement contract es. Les noyaux observ s dans le tissu conjonctif dense, les cellules musculaires lisses dans les |
Histologie de Ross | faisceaux sectionn s longitudinalement sont tous allong s ; En revanche, les noyaux des faisceaux de muscles lisses en coupe transversale apparaissent sous forme de profils circulaires. Le tissu conjonctif dense et irr gulier (DICT) est m lang entre les faisceaux. Alors que les cellules musculaires lisses et le tissu conjonctif dense se colorent l' osine, le tissu conjonctif dense pr sente une p nurie de noyaux par rapport aux faisceaux de cellules musculaires lisses. (DCT) en revanche pr sentent une vari t de formes. Les fibres de collag ne dans ce cas, comme dans la micrographie pr c dente, ont une coloration rouge plus vif que le cytoplasme des cellules musculaires lisses, ce qui permet de distinguer davantage les deux types de tissus. Cependant, ce n'est pas toujours le cas et les deux peuvent appara tre similaires et color s. Muscle lisse, intestin gr le, humain, H&E, 256. le tissu conjonctif dense (TCD) et les nombreux profils circulaires des noyaux des cellules musculaires lisses. Cette micrographie montre, faible grossissement, plusieurs faisceaux de muscle lisse (SM) de section transversale. Encore une fois, notez comment les faisceaux de muscles lisses sont s par s les uns des autres par Muscle lisse, intestin gr le, humain, H&E, 512 ; Encart 1 185 . ce grossissement plus lev , le muscle lisse est nouveau visible en section transversale. Comme c'est g n ralement le cas, la distribution des noyaux des cellules musculaires lisses n'est pas uniforme, donc dans certaines zones, il semble y avoir un encombrement des noyaux (bo te inf rieure), tandis que dans d'autres zones, il semble y avoir une p nurie de noyaux (bo te sup rieure). C'est le reflet de l'orientation c te c te des cellules musculaires lisses ; Ainsi, dans cette zone, les cellules sont align es de mani re ce que le noyau n'ait pas t inclus dans l' paisseur de la section. L'encart est un grossissement plus lev de cette zone et montre les cellules musculaires lisses en coupe transversale sous forme de profils circulaires de taille variable. L o les noyaux apparaissent plus nombreux, les cellules sont simplement align es l o la section a inclus le noyau. KEY CS, faisceaux sectionnels DCT, tissu conjonctif dense DICT, tissu conjonctif dense irr gulier LS, faisceaux tron onn s SM section longitudinale, muscle lisse SMC, cellules musculaires lisses VUE D'ENSEMBLE DU SYST ME NERVEUX / 352 COMPOSITION DU TISSU NERVEUX / 353 LE NEURONE / 353 Corps cellulaire / 355 Dendrites et axones / 357 Synapses / 358 Syst mes de transport axonal / 363 CELLULES DE SOUTIEN DU SYST ME NERVEUX : LA N VROGLIE / 363 Neuroglie p riph rique / 363 Cellules de Schwann et gaine de my line / 364 Cellules satellites / 366 Neuroglie centrale / 367 Conduction impulsionnelle / 371 ORIGINE DES CELLULES DU TISSU NERVEUX / 373 ORGANISATION DU SYST ME NERVEUX P RIPH RIQUE / 375 Nerfs p riph riques / 375 Conjonctif Composants tissulaires d'un nerf p riph rique / 375 R cepteurs aff rents (sensoriels) / 377 ORGANISATION DU SYST ME NERVEUX AUTONOME / 378 Divisions sympathiques et parasympathiques du syst me nerveux autonome / 378 Division ent rique du syst me nerveux autonome / 378 Une vue r sum e de la distribution autonome / 381 ORGANISATION DU SYST ME NERVEUX CENTRAL / 381 Cellules de la mati re grise / 382 Organisation de la colonne vert brale Corde pini re / 382 Tissu conjonctif du syst me nerveux central / 383 Barri re h mato-enc phalique / 385 R PONSE DES NEURONES UNE L SION / 386 D g n rescence / 386 R g n ration / 387 Dossier 12.1 Corr lation clinique : Maladie de Parkinson / 358 Dossier 12.2 Corr lation clinique : Maladies d my linisantes / 366 Dossier 12.3 Corr lation clinique : Gliose : Formation de cicatrices dans le SNC / 389 Le syst me nerveux permet au corps de r pondre aux changements continus de son environnement externe et interne. Il contr le et int gre les activit s fonctionnelles des organes et des syst mes d'organes. Anatomiquement, le syst me nerveux est divis comme suit : Le syst me nerveux central (SNC) se compose du cerveau et de la moelle pini re, qui sont situ s dans la cavit cr nienne et le canal rachidien, respectivement. Le syst me nerveux p riph rique (SNP) se compose de nerfs cr niens, rachidiens et p riph riques qui conduisent les impulsions depuis (nerfs eff rents ou moteurs) et vers (les nerfs aff rents ou sensoriels du) SNC, des collections de corps cellulaires nerveux l'ext rieur du SNC appel s ganglions et des terminaisons nerveuses sp cialis es ( la fois motrices et sensorielles). Les interactions entre les nerfs sensoriels (aff rents) qui re oivent les stimuli, le SNC qui les interpr te et les nerfs moteurs (eff rents) qui initient les r ponses cr ent des voies neuronales. Ces voies m dient des actions r flexes appel es arcs r flexes. Chez l'homme, la plupart des neurones sensoriels ne passent pas directement dans le cerveau, mais communiquent plut t par des terminaisons sp cialis es (synapses) a |
Histologie de Ross | vec les motoneurones de la moelle pini re. Fonctionnellement, le syst me nerveux est divis comme suit : Le syst me nerveux somatique (SNS) est constitu de parties somatiques [Gr. soma, corps] du SNC et du SNP. Le SNS contr le les fonctions qui sont sous contr le volontaire conscient, l'exception des arcs r flexes. Il fournit une innervation sensorielle et motrice toutes les parties du corps, l'exception des visc res, des muscles lisses et cardiaques et des glandes. Le syst me nerveux autonome (SNA) est constitu de parties autonomes du SNC et du SNP. Le SNA fournit une innervation motrice involontaire eff rente aux muscles lisses, au syst me conducteur du c ur et aux glandes. Il fournit galement une innervation sensorielle aff rente des visc res (douleur et r flexes autonomes). Le SNA est subdivis en une division sympathique et une division parasympathique. Une troisi me division du SNA, la division ent rique, dessert le tube digestif. Il communique avec le SNC par l'interm diaire des fibres nerveuses parasympathiques et sympathiques ; cependant, il peut aussi fonctionner ind pendamment des deux autres divisions de l'ANS (voir page 378). Le tissu nerveux se compose de deux principaux types de cellules : les neurones et les cellules de soutien. Le neurone ou cellule nerveuse est l'unit fonctionnelle du syst me nerveux. Il se compose d'un corps cellulaire, contenant le noyau, et de plusieurs processus de longueur variable. Les cellules nerveuses sont sp cialis es pour recevoir des stimuli d'autres cellules et pour conduire des impulsions lectriques vers d'autres parties du syst me via leurs processus. Plusieurs neurones sont g n ralement impliqu s dans l'envoi d'impulsions d'une partie du syst me une autre. Ces neurones sont dispos s en cha ne comme un r seau de communication int gr . Les contacts sp cialis s entre neurones qui assurent la transmission de l'information d'un neurone l'autre sont appel s synapses. Les cellules de soutien sont des cellules non conductrices situ es proximit des neurones. On les appelle cellules neurogliales ou simplement cellules gliales. Le SNC contient quatre types de cellules gliales : les oligodendrocytes, les astrocytes, les cellules microgliales et les cellules pendymaires (voir page 367). Collectivement, ces cellules sont appel es la neuroglie centrale. Dans le SNP, les cellules de soutien sont appel es neuroglie p riph rique et comprennent les cellules de Schwann, les cellules satellites et une vari t d'autres cellules associ es des structures sp cifiques. Les cellules de Schwann entourent les processus des cellules nerveuses et les isolent des cellules adjacentes et de la matrice extracellulaire. Dans les ganglions du SNP, les cellules neurogliales p riph riques sont appel es cellules satellites. Ils entourent les corps des cellules nerveuses, la partie de la cellule qui contient le noyau, et sont analogues aux cellules de Schwann. Les cellules de soutien des ganglions de la paroi du tube digestif sont appel es cellules neurogliales ent riques. Ils sont morphologiquement et fonctionnellement similaires la neuroglie centrale (voir page 367). Les fonctions des diff rents types de cellules neurogliales comprennent : le soutien physique (protection) des neurones, l'isolation des corps et des processus des cellules nerveuses qui facilitent la transmission rapide de l'influx nerveux, la r paration des l sions neuronales, la r gulation de l'environnement des fluides internes du SNC, l' limination des neurotransmetteurs des fentes synaptiques et l' change m tabolique entre le syst me vasculaire et les neurones du syst me nerveux En plus des neurones et des cellules de soutien, une vascularisation tendue est pr sente la fois dans le SNC et le SNP. Les vaisseaux sanguins sont s par s du tissu nerveux par les lames basales et des quantit s variables de tissu conjonctif, en fonction de la taille des vaisseaux. La limite entre les vaisseaux sanguins et le tissu nerveux dans le SNC exclut de nombreuses substances qui quittent normalement les vaisseaux sanguins pour p n trer dans d'autres tissus. Cette restriction s lective des substances v hicul es par le sang dans le SNC s'appelle la barri re h mato-enc phalique, dont il est question la page 385. Le syst me nerveux permet une r ponse rapide aux stimuli externes. Le syst me nerveux a volu partir du simple syst me neuroeffecteur des animaux invert br s. Dans les syst mes nerveux primitifs, il n'existe que de simples boucles r flexes r cepteur-effecteur pour r pondre aux stimuli externes. Chez les animaux sup rieurs et les humains, le SNS conserve la capacit de r pondre aux stimuli de l'environnement externe par l'action de cellules effectrices (telles que le muscle squelettique), mais les r ponses neuronales sont infiniment plus vari es. Ils vont de simples r flexes qui ne n cessitent que la moelle pini re des op rations complexes du cerveau, y compris la m moire et l'apprentissage. La pa |
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