Enseignement
Supérieur et Universitaire
HISTOLOGIE
Anatomie microscopique
Dr Philip B. Wood
Edition 2006
Supplement a l’anatomie et physiologie - Anatomie
microscopique. Defn. : Etude des tissus
(histo Gr tissu)
Avec remerciements : Estelle Escudier ; Jacques Poirier ;
Jean-Michel André ; Jean-Jacques Morère ; Paul Bracken ; Philip
Wood
• Quelques abréviations utilisées :
MO Microscopie optique
ME Microscopie électronique
MEC La matrice extra-cellulaire
Fg Fort grossissement
fg Faible grossissement
ARN Acide Ribonucléique
ADN Acide Desoxyribonucléique
MB membrane basale
Toute activité histologique a en commun l’action de voir (observer) et
d’interpréter ce qui est vu.
L’histologie moléculaire a pour but de visualiser in situ –( dans les
tissus), les cellules, leurs organites ou la matrice extra-cellulaire (MEC) -
des molécules (en particulier les gènes, leurs ARN-messagers et les protéines
pour lesquelles ils codent), en déterminant leur situation et leur
configuration. L’histologie moléculaire permet donc de décrire la morphologie
cellulaire et tissulaire en termes d’architecture et d’interactions
moléculaires.
Les méthodes utilisées en histologie varient selon le matériel
(échantillons ou specimens) à étudier et les objectifs de l’examen (diagnostic
histopathologique chez l’homme ou chez l’animal, ou protocole de recherche).
• Des cellules vivantes peuvent
être observées entre lame et lamelle afin d’évaluer certaines de leurs
fonctions (par exemple, mobilité des spermatozoïdes, mesure de la fréquence du
battement des cellules ciliées, chimiotactisme des granulocytes neutrophiles).
L’examen microscopique est parfois effectué après adjonction de colorants
vitaux qui permettent d’évaluer la viabilité cellulaire (bleu trypan, nigrosine
qui pénètrent dans les cellules), ou de mettre en évidence des structures
(rouge neutre visualisant les vacuoles de pinocytose).
• Les cultures cellulaires
permettent de maintenir des cellules en survie et de les étudier in vitro.
Elles peuvent être réalisées à partir de fragments d’organe ou de cellules
dissociées par action enzymatique, cultivées en suspension ou sur un support
auquel elles adhèrent. Ces techniques sont largement utilisées en recherche
mais aussi en diagnostic : ainsi, par exemple, les caryotypes (l’analyse de
l’ensemble des chromosomes dans un noyau) sont habituellement réalisés sur des
cultures de lymphocytes sanguins ou de cellules du liquide amniotique.
• Des cellules entières fixées (dans ce sens fixation veut dire « tuer » pour qu’il n’y ait
pas de dégradation des cellules. On
utilise un liquide qui coagule les cellules sans altérer leur structure. L’alcool a 95% et le formol a 10% sont les
solutions le plus utilisés. Les cellules fixées peuvent être examinées sur 1. des frottis (étalement de cellules sur une
lame de verre) pour l’étude des cellules sanguines et de celles de différents
liquides de l’organisme (comme, par exemple, le liquide cérébro-spinaux, du
liquide articulaire, du liquide d’épanchement pleural, du liquide d’ascite) ou
sur 2. des empreintes (cellules
provenant d’un fragment d’organe - un ganglion lymphatique par exemple -
apposées sur une lame). Ces techniques peuvent être utilisées pour rechercher
des cellules tumorales, comme c’est le cas pour les frottis cervico-vaginaux de
dépistage des cancers du col de l’utérus ou 3. Apres cytoponction d’un nodule et etalement sur une lame. 4. Apres une biopsie chirurgical et une coupe très fine avec un microtome.
Les cellules, associées dans des tissus, sont coupées afin de pouvoir les
observer au microscope. Il s’agit d’observer au microscope optique (MO) ou
électronique (ME) des cellules, tissus, organes ou fragments d’organe, voire
des organismes entiers (embryons de souris par exemple) qu’une préparation
technique plus ou moins compliquée aura rendues suffisamment minces et
transparents pour être observés et suffisamment contrastés pour y reconnaître
les divers éléments constitutifs. On peut distinguer l’étude des cellules
isolées (« cytologie ») et celles des coupes de tissus ou d’organes («
histologie »).
Les examens histologiques sont en règle réalisés après traitement du
matériel par des agents physiques ou chimiques (fixateurs) qui tuent les
cellules mais visent à préserver au maximum leurs caractéristiques
morphologiques et biochimiques.
• Le matériel est prélevé de
différentes façons. Le matériel histologique peut être obtenu par biopsie (Ggr bios
vie ; opsis vue) (directe comme
pour la peau, le muscle ou avec endoscopie pour les organes des appareils
respiratoire, digestif, urinaire), par ponction
à l’aiguille (comme pour les liquides pleural, péritonéal, articulaire,
pour les ganglions, les seins, la moelle osseuse). Le matériel histologique
peut aussi provenir d’une pièce
opératoire, d’une autopsie ou de
la dissection d’organe en
expérimentation animale.
• La microdissection permet
d’intervenir sur un seul type cellulaire. L’utilisation de systèmes de
microdissection utilisant un faisceau laser permet de recueillir des cellules
dont les protéines, les ARN et l’ADN sont intacts et susceptibles d’être
analysés.
1.1.2 L’utilisation de la microscope occulaire :
1-1.2.1- La microscope
La microscopie est l'examen de base avant toute autre technique. Le travail d’anatomie pathologie est impossible sans la microscope. Il est donc important d'apprendre à l'utiliser correctement, d'en comprendre les limites et de savoir ce qu'il faut faire pour le maintenir en bon état. Le microscope que vous allez utiliser est un microscope optique. 11 faut savoir le nom de certains de ses éléments :
1.Le tube. Le tube et le prisme sont souvent appelés la tête du microscope. Elle est généralement inclinée vers l’utilisateur pour faciliter les observations: on dit alors que le microscope est à l’incliné. Des prismes en verre poli
sont placés d l'intérieur, ce qui permet de détourner les rayons lumineux afin que l'image, atteigne la vue de l'observateur.
2 : L'oculaire est situé d I'extrémité du tube prés de l œil. La plupart des microscopes optiques sont équipée d'une tête binoculaire, c'est‑à‑dire qu'ils ont deux oculaires ‑ un pour chaque œil. Certains n’ont cependant qu'un oculaire, on les appelle microscopes monoculaires.
L'oculaire L'oculaire glisse à frottement doux dans la partie supérieure du tube d'observation. C est à travers lui que l'observateur regarde. Le grossissement de l'oculaire figure sur la partie qui sort du tube. Le grossissement est le coefficient de multiplication agrandissant l'image produite par l'objectif. Ainsi, avec un oculaire 7 x et un objectif d immersion 100 x, le grossissement total est de 7 x 100 = 700 (la préparation observée est agrandie 700 fois). Le grossissement varie avec l'oculaire. Pour la recherche du paludisme, les oculaires 7 x sont les mieux adaptés. On peut également employer un oculaire 6 x mais les oculaires 10 x sont déconseillés.
Les oculaires équipant les microscopes binoculaires sont spécialement conçus pour eux. Sur le bord est inscrit <<x7P>> ce qui veut dire qu'il s'agit d'une paire d'oculaires dont le grossissement est de 7 x.
3 :
Le prisme
4. Objectif. Un certain nombre d'objectifs de grossissement différent sont vissé à la tourelle revolver du microscope. Elle peut tourner, ce qui permet d'augmenter ou de diminuer le grossissement.
Tous les é1éments du microscope sont importants, mais il faut faire particulièrement attention aux objectifs ‑ les lentilles inférieures. Ces lentilles sont de très grande qualité et doivent être manipulées avec beaucoup de précautions. Parfois les lentilles sont collées et il faut éviter d'employer des solvants comme l'alcool concentré ou I'acétone qui pourraient dissoudre la colle.
Les objectifs sont désignés par leur grossissement qui est marqué sur le coté. Le microscope que vous allez utiliser dispose des objectifs suivants : fois 10 (10x) fois 40 ; fois 100 x (cet objectif est souvent appelé l objectif d’immersion à l'huile ; il porte parfois un anneau rouge ou noir pour pouvoir être reconnu plus facilement).
La distance entre l'objectif et la préparation varie suivant le grossissement de l'objectif. La distance frontale est la distance qui sépare la lentille frontale de la préparation posée sur la platine après la mise au point. Plus l'objectif a un fort grossissement, plus la distance est faible. Pour les objectifs courants, les distances frontales sont habituellement les suivantes (variables avec le fabricant). 10x 15,98 mm ; 40 x 4,31 mm ; l00x 1,81 mm (objectif d immersion).
5 : La platine mobile à crémaillères. La platine mobile maintient la lame et permet de la déplacer vers l'avant, vers I'arrière et vers les cotés. Il y a parfois une échelle graduée sur deux cotés de la platine pour indiquer 1'étendue des déplacements. Elle est appelée “ échelle de Vernier>> ; grâce à elle vous pourrez repérer une partie de la préparation que vous souhaitez réexaminer ultérieurement ou montrer de votre superviseur.
6. Le condenseur (avec diaphragme et iris) Le condenseur est composé d'un certain nombre de lentilles. Il concentre la lumière du miroir ou de la source électrique, au centre du champ. Vous pouvez faire monter ou abaisser le condenseur pour donner un éclairage maximal ou minimal. Dans le condenseur se trouve le diaphragme d’iris. Il permet, au moyen d'un levier, de régler la quantité de lumière passant d travers le condenseur. Il se compose d'un certain nombre de fines lames de métal imbriquées.
La porte filtre et le filtre bleu Sous le diaphragme d’iris est placé la porte filtre. C est la que l'on place le filtre bleu lorsque l'éclairage est fourni par une source électrique. Son effet est de rendre le champ blanc, qui sans lui serait alors jaune.
7. Le miroir Le miroir sert à diriger la lumière de la source vers le champ. Il a deux faces. L'une est plane et est utilisée avec le condenseur. L'autre est concave, elle joue le rôle du condenseur qui alors n'est pas utilisé.
Remarque: Certains microscopes sont munis d'un système d'éclairage incorporé. Ils n’ont donc pas de miroir mais sont équipés d'un prisme qui dirige la lumière de la source lumineuse vers 1'ensemble des lentilles, objectifs et oculaires. D'autres ont un éclairage que l'on peut remplacer au besoin par un miroir. Trop de lumière ou pas assez rendent 1'examen des préparations difficile.
8. La potence La potence est le support rigide du tube et de la platine. Elle est solide et peut servir de saisir le microscope pour le transporter. Toutefois, il est recommandé de soutenir le microscope par le pied avec l'autre main. Quelle que soit la forme du pied du microscope (d'habitude en U ou rectangulaire), il doit reposer sur une paillasse ou une table plate et stable. Il est fondamental que le microscope reste immobile pendant l'utilisation.
On remarque un pas de vis à la face inférieure du pied. Il sert d visser le microscope dans sa boite pour le transport.
9. Les deux vis ‑ vis de mise au point rapide et vis micrométrique ‑ servent de mettre au point l'image de la préparation. La vis de mise au point rapide entraîne des déplacements rapides et relativement importants de la platine (et donc de la préparation) ; la vis, micrométrique produit de très petits déplacements et permet la mise au point fine de l'image avec les objectifs de fort grossissement.
En faisant la mise en point c’est tres facile de casser une préparation precieuse. Donc la procédure normale est d'utiliser d'abord la vis de mise au point rapide, tout en observant la préparation en mettant l’objectif proche à la preparation. Puis faire , monter (eloigner) l’objectif de la preparation en regardant par l’oculaire jusqu'à ce que on voit clairement. Ne jamais viser le mise au point rapide vers la preparation en regardant par l’oculaire.
Grâces d’un peu de soin et de bon sens, le microscope peut fonctionner pendant de nombreuses années.
Elimination de la poussière et de la graisse
Quand le microscope n'est pas utilisé pendant la journée, il doit être recouvert d'un torchon propre ou d'une housse en plastique pour protéger les lentilles de la poussière ambiante. Pendant la nuit, ou s'il reste inutilisé pendant de longues périodes, le microscope sera rangé dans sa boite soigneusement fermée. Afin de protéger les objectifs, amener l'objectif 10 x dans l'axe de l'oculaire.
Les objectifs et les oculaires sont facilement souillés de traces d'huile ou de graisse venant des cils ou des doigts au cours de l'utilisation du microscope. Il faut les nettoyer avec du papier spécial pour optique ou un chiffon en coton très doux.
L'objectif d’ immersion doit être nettoyée après chaque usage.
Comment éviter le développement de moisissures :
Sous les climats chauds et humides, les moisissures se développent facilement sur les lentilles et les prismes. Il arrive qu'elles entraînent un gène, ou même rendent le microscope inutilisable. Les lentilles devront être de nouveau polies par le fabricant, ce qui confite très cher et peut prendre plusieurs mois.
Les moisissures ne peuvent pas se développer sur le verre en atmosphère sèche, il faut donc s'efforcer le plus possible de conserver le microscope dans un endroit sec quand il n'est pas utilisé. On peut employer l'une des méthodes suivantes:
Garder le microscope dans une pièce constamment sous air conditionné ou mettre le microscope dans une armoire “chauffante>>, c'est‑à‑dire dans une armoire étanche à l'air ou une ampoule de 25 watts sont constamment allumées.
Mettre toutes les lentilles et les prismes dans un coffre étanche ou un dessiccateur ou l'air est maintenu sec grâce à du gel de silice (actigel). Le gel de silice est un agent déshydratant: c'est un composé qui a la propriété d'absorber l'humidité de l'air. Il peut contenir un indicateur coloré: le gel est alors bleu quand il est actif et rose quand sa capacité maximale d'absorption est atteinte. On peut le réactiver en le chauffant: il redevient bleu au fur et à mesure de sa réactivation. Une fois refroidies, le gel de silice peut être remis dans le coffret étanche.
Dans les endroits sans électricité mais ou l'on dispose d'un réfrigérateur à pétrole, mettre la boite du microscope sur une petite étagée à 20 ou 30 cm au‑dessus de 1'échappement d'air chaud du refrigerateur. La boite sera alors maintenue suffisamment chaude et sèche pour empêcher tout développement de moisissures sur les lentilles du microscope.
Lorsque l'on transporte le microscope, il est important de s'assurer qu'il est bien maintenu dans sa boite. Le meilleur moyen est d'employer le dispositif de fixation qui permet de visser le pied du microscope à la boite.
1.1.2.4 Les coupes à congélation sont des coupes de tissus frais
congelés réalisés sur un microtome refroidi à -20°C (cryostat). Après la coupe,
les lames sont directement observées après coloration. Cette technique permet
la réalisation d'examens extemporanés per-opératoires. En évitant la fixation
du tissu et son inclusion en paraffine, elle permet également de conserver
l'intégrité des sites antigéniques et des acides nucléiques. Les coupes en
congélation sont donc fréquemment utilisés en immunohistochimie et en biologie
moléculaire (hybridation in situ) et pour l'examen extemporané. Cependants ils
sont plus epais qui rend la lecture plus difficile.
1-1.2.5 La cytologie des liquides (liquide céphalo-rachidien,
liquide pleural ou péritonéal), des appositions de tumeurs ou de ganglions et
des frottis (frottis cervico-vaginaux) est une technique plus facile et plus
rapide mais qui donnent moins d’information. Les cellules contenus dans le
liquide sont projetées sur une lame par centrifugation (cytocentrifugation)
puis colorées. Lors d'une apposition, le surface coupé est déposées sur une
lame en apposant le prélèvement sur la lame. La cytologie hématologique est
etudié quand un frottis du sang est séchée à l'air puis colorée par le
May-Grunwald-Giemsa (MGG). Les autres cytologies peuvent être colorés par le
MGG, par la coloration de Papanicolaou (frottis cervico-vaginaux) ou par
d'autres colorations (PAS, Gram).
Pour rendre visible ce que l’on veut observer, il est nécessaire de
mettre en œuvre des techniques diverses (préparation des échantillons) que l’on
applique au matériel. Pour l’observation en MO ou en ME, les coupes examinées
sont le fruit de procédures techniques qui requièrent plusieurs étapes
successives : fixation, inclusion, coupe, coloration, montage.
• La fixation a pour but la
conservation des structures (donc la mort cellulaire) et le durcissement des
pièces. Elle doit se faire immédiatement après le prélèvement, par immersion du
matériel dans un grand volume de liquide fixateur. Les liquides fixateurs les
plus utilisés sont le formol ou le liquide de Bouin (mélange de formol et
d’acide picrique). La durée de la fixation varie selon le volume des
prélèvements (de quelques heures pour un petit fragment biopsique à plusieurs semaines
pour un cerveau humain entier).
• L’inclusion a pour but de
permettre la réalisation de coupes fines et régulières. Le milieu d’inclusion
le plus utilisé est la paraffine. Comme la paraffine est hydrophobe, le
prélèvement doit d’abord subir une déshydratation (par immersion dans des bains
d’alcool de degré croissant puis dans des bains de toluène ou xylene) avant
d’être coulé dans un moule contenant de la paraffine fondue par chauffage et
devenue liquide, qui infiltre alors toute la pièce. Après refroidissement, on
se trouve en présence d’un bloc de paraffine, dur, à l’intérieur duquel la
pièce prélevée est
incluse. Dans certains cas, on utilise d’autres milieux d’inclusion
(celloïdine, résines plastiques, etc.).
• Les coupes du bloc de
paraffine sont faites avec un microtome (gr. petite coupe) permettant de
réaliser des tranches de section (coupes) de 5 à 15 µm (microns (1000
microns = 1mm)) d’épaisseur. Les coupes sont recueillies sur des lames de
verre.
• Les colorations réalisées
sur lames, accentuent les contrastes pour mieux reconnaître les différents
éléments de la préparation. Comme les colorants sont en solution aqueuse, les
coupes doivent d’abord subir une réhydratation. Celle-ci est effectuée après
déparaffinage des coupes (par des bains de xylène) en immergeant les lames dans
des bains d’alcool de degré décroissant puis dans l’eau distillée. Les
colorations les plus fréquemment utilisées associent deux ou trois colorants
différents : l’Hématéine-Eosine (H.E.) associe l’hématéine qui colore les
noyaux en violet et l’éosine les cytoplasmes en rose. De nombreuses colorations
spéciales (dites signalétiques) permettent de visualiser différentes structures
ou composants des tissus.
• Le montage. Après avoir subi
une déshydratation (par bains d’alcool de degré croissant puis bains de
toluène), les coupes colorées sont montées entre lame et lamelle avec une
résine synthétique dont l’indice de réfraction est voisin de celui du verre
(DPX). On dispose alors d’une « préparation microscopique » (simplement appelée
« lame » dans le langage courant) prête à être observée au MO.
La technique dite « standard » de ME est analogue dans ses principes à
celle de MO, mais les modalités précises diffèrent.
• La fixation se fait
habituellement dans de la glutaraldéhyde tamponnée et est suivie d’une
post-fixation à l’acide osmique.
• L’inclusion se fait dans une
résine synthétique type Epon ou Araldite, après que les fragments ont été
déshydratés dans les alcools et dans l’oxyde de propylène.
• Les coupes ultrafines des
blocs sont réalisées grâce à un ultramicrotome qui permet d’obtenir des coupes
ultrafines d’environ 80 nm d’épaisseur. Les coupes sont recueillies sur des
grilles de cuivre. Avec le même ultramicrotome, on peut faire des coupes
semi-fines, observables en MO et permettant de guider le choix des zones à
étudier en ME.
• Le contraste des coupes
s’effectue habituellement avec de l’acétate d’uranyle (contrastant les
nucléoprotéines : noyau, nucléole, ribosomes) et des sels de plomb comme le
citrate de plomb (contrastant les membranes).
Les techniques histochimiques sont basées sur des réactions biochimiques
qui permettent de mettre en évidence in
situ, dans les cellules ou dans les tissus, différents constituants
(lipides, glucides, protéines, acides nucléiques, métaux, etc).
La présence d’enzymes (phosphatases, par exemple) peut être décelée par
leur action sur un substrat fourni au cours de la technique histoenzymologique,
permettant d’obtenir un produit secondairement révélé par coloration.
L’immunohistochimie (ou immunocytochimie) consiste à détecter dans les
tissus ou les cellules, le site de la liaison d’un anticorps spécifique avec la
protéine contre laquelle il est dirigé.
La lectinohistochimie (ou lectinocytochimie) repose sur l’utilisation de
lectines, protéines d’origine animale, végétale ou bactérienne, capables de
reconnaître et de se lier à des copules hydrocarbonées des composants
cellulaires, notamment des sucres du cell-coat revêtant les membranes
plasmiques. Les lectines sont spécifiques d’un sucre donné.
L’hybridation in situ (HIS)
détecte et localise des séquences d’ADN ou d’ARN. Elle utilise des sondes
d’acides nucléiques qui mettent en évidence et localisent, dans des cellules ou
des tissus, des séquences d’acides nucléiques complémentaires de la sonde par
leurs bases. L’HIS est un outil incomparable pour étudier l’expression des
gènes.
Il faut produire une image de la préparation devenue observable, afin de
pouvoir la regarder. La production des images est liée à la mise en œuvre de moyens
optiques (loupes, microscopes) qui augmentent le pouvoir séparateur de l’œil
humain (0,2 mm environ) et permettent d’analyser des structures très petites.
Le microscope optique (ou photonique), le plus courant, utilise la
lumière visible. La lumière peut être remplacée par une autre source lumineuse
: rayons ultraviolets (microscope à fluorescence), faisceau d’électrons
(microscope électronique à transmission ou à balayage) ou source laser
(microscope confocal à balayage laser).
Le pouvoir séparateur du microscope va de 0,2 µm pour le MO à
0,2 nm (nm = un angstrom = un dix-millieme de micron = 10-4 micron)
pour le ME. L’observation microscopique requiert une bonne connaissance de
l’échelle des grandeurs : le diamètre d’un globule rouge (environ 7,5 µm) et l’épaisseur d’une membrane plasmique (environ 7 nm) sont des
références courantes.
Associée à l’observation au microscope, la photographie et le cinéma
permettent de conserver les images. La vidéo permet actuellement d’exploiter au
mieux l’information visuelle : l’image peut ainsi être observée, communiquée,
mesurée, archivée, éditée. Les signaux, captés par un détecteur, peuvent être
transmis à un système informatique pour être analysés, amplifiés et/ou
numérisés. La numérisation des images permet leur stockage, leur archivage et
leur transmission à distance par ordinateur.
Elle s’applique
à l’analyse de cellules en suspension (naturellement, comme les cellules
sanguines ou dissociées à partir de tissus). Les cellules mises en suspension
dans un flux liquidien passent rapidement une à une devant un faisceau laser.
Le cytomètre en flux permet de mesurer la taille des cellules, leur granularité
ou l’intensité d’un marquage cellulaire par un fluorochrome. Ceci c’est la base de l’enumeration
automatique des globules blanches et rouges.
Il ne suffit pas d’observer les images produites par les microscopes,
encore faut-il les interpréter. L’interprétation donne une signification aux
images observées, détecte la présence d’une structure, d’une molécule, d’une
fonction chimique et permet de les localiser dans la cellule, le tissu,
l’organe ou l’organisme. L’interprétation est basée sur des processus de
reconnaissance de formes, de contrastes, de couleurs, souvent combinés de façon
peu dissociable dans des processus de reconnaissance plus globale de « formules
», de « patrons » ou de l’architecture. Parmi les difficultés d’interprétation,
les plus élémentaires tiennent aux incidences de coupe et aux artéfacts.
Les images observées sont situées dans un plan ; elles font partie d’un
monde imaginaire à deux dimensions, à partir duquel il faut restituer le monde
réél à trois dimensions. Dans certains cas, on oriente le bloc par rapport au
plan de coupe, mais le plus souvent les structures sont coupées selon une incidence
due au hasard.
Il faut se méfier des artéfacts, images artificielles créées par la
technique. Dans une préparation histologique de routine, il peut exister des
artéfacts de prélèvement (pinces, ciseaux, coagulation, gelures), de fixation
(dessèchement, retard de fixation, fixateur trop ou trop peu concentré),
d’inclusion (vides artificiels dus à la rétraction des cellules ou des tissus),
de coupe (stries de rasoir, coupes trop épaisses ou trop minces), de collage
(décollements, plis et replis de la coupe), de montage (bulles d’air entre la
lame et la lamelle), de coloration (empâtements, dépôts, taches de colorant).
Dues à des imperfections des moyens optiques d’observation, comme les
aberrations de sphéricitén ou les aberrations chromatiques, les déformations
des images peuvent être rapprochées des artéfacts.
La mauvaise préservation des tissus est fréquente en histologie humaine,
qu’il s’agisse de prélèvements biopsiques ou per-opératoires (retard de
fixation, tissus situés à proximité de zones pathologiques) ou surtout de
prélèvements post-mortem (autopsies tardives).
La cellule est l’unité de base structurale et fonctionnelle des organismes complexes. Bien que les cellules adoptent une multitude de caractéristiques morphologiques et se spécialisent pour accomplir leurs fonctions, elles possèdent suffisamment de caractères communs pour qu’on puisse en faire une description générale.
Toute cellule possède une membrane limitant, la membrane plasmique a l’intérieur de laquelle se trouve le protoplasme semi-fluide. Le protoplasme se divise en deux compartiments : le cytoplasme renferme organites et inclusions et le noyau qui contient l’information génétique ont la coordination de nombreuses activités cellulaires.
Le cytoplasme est entrourne de la membrane plasmique (ou membrane cellulaire) un bi-couche de phospholipides associes à des protéines. La membrane plasmique est une barrière sélective et joue un rôle dans le transport des matériaux vers l’intérieur de la cellule, dans l’adhésion et la communication entre cellules.
De nombreux organites nécessaires aux fonctions cellulaires se trouvent dans le cytoplasme mais ne peuvent se voir qu’au microscope électronique. Parmi eux il y a :
Les mitochondries – qui produisent l’énergie au métabolisme cellulaire. Le réticulum endoplasmique – un système de tubules et de vésicules associées qui joue un rôle (avec les ribosomes) dans la synthèse et les modifications des protéines destinées a l’appareil de Golgi. Les ribosomes – contiennent d’ARN et sont ronde mais fendue au centre. L’ARN messager, venant du noyau puisse être « lu » dans ces ribosomes qui donc sont stimules à former des complexes, les polysomes, responsable de la synthèse protéique. L’appareil de Golgi – modifie les protéines les concentrer et emballer dans les vésicules. Les lysosomes – sont les petites vésicules sphériques contenant une variété d’enzymes hydrolytiques a digérer les organites vieillis ou endommages ou des corps étrangers phargocytes par la cellule.
Structure ronde ou ovoïde occupe généralement le centre de la cellule est forme d’une enveloppe nucléaire renfermant le nucleoplasme, la chromatine (filaments d’ADN) et les nucléoles (structure sphérique qui est la région ou se forment l’ARN et les ribosomes.
La division cellulaire ordinaire s’appelle mitose. Les cellules germinales utilisent une variante de ce processus connue sous le nom de méiose.
1.3 Cytologie : Definition :La cytologie est une methode d'etude de prelevements cellulaires faits à visée diagnostique pour laquelle la correlation avec l'histologie et la clinique a permis d'etablire des regles de concordance diagnostique fiables.
1.3.1 Type de prélèvement
- Cytoponction : Gynécologie, thyroide, cytoponction de sein ou d'organes pleins
- Liquides: séreuses ( plèvre, péritoine ), Lavage Bronchoalvéolaire ( LBA ), Liquide Céphalorachidien ( LCR ), liquide articulaire, crachats, urine etc..
- Frottis : Exfoliation, par spatula ou brossage. Surtout col uterine.
- Empreints : impression d’une masse coupe en deux sur une lame.
1.3.2.Principes
généraux des prélèvements
1. Exfoliation:
Exfoliation des épithéliums de surface : exagération du mécanisme physiologique d'élimination des cellules vers la surface
Prélèvements : Ecouvillon, spatule, brosse amplifient l’exfoliation naturelle
Étalements:
2.
Cytoponctions, des organes pleines.
Avec une aiguille 21g (verte) sur une syringe de 10cc on introduit 5ml d’air (pour permettre l’expulsion facile des prélèvements). Nettoyer la peau, fixez la lésion avec la main non dominante. Avancer le point de l’aiguille au centre de la lésion et donner 2-4ml d’aspiration. Faites plusieurs traversées de la lésion jusqu'à ce que une goutte de sang soit visible dans la syringe, puis arrêter l’aspiration et enlever l’aiguille. (C’est l’action capillaire qui amene les cellules dans l’aiguille, donc avec les tissus vasculaire comme le thyroide on peut utiliser une aiguille sans syringe.)
Etallez l’echantillon sur une lame avec le point de laiguille (en spirale, ou ondulations ou si il y a beaucoup de sang, avec une autre lame comme pour une frottis du sang). Sechez dans l’air. Trempez en alcool a 95% pour la fixation. Faites une coloration.
3. Cellules en suspension dans un liquide: Cytocentrifugation:
Epanchements des séreuses, LCR , liquide articulaire, urine, crachats etc.
4. Aspiration de secretions endocavitaires : Secretions: bronchiques
5. Empreints : impression d’une masse coupe en deux sur une lame
1.3.3.Cytologie
- preparation des etalements
Etalement direct
(en haut)
Par filtration (Cellulose) (sous ou sans vide)
1.3.4.Fixation principe:
Maintenir les structures et éviter leur
dégradation : digestion enzymatique
Observation de cellules mortes dont les composants sont dénaturés mais
préservés de façon reproductible
Dessication: Deshydrate et évite l’autolyse
Hématologie
Coloration: May Grunwald Giemsa (ou bleu de methylene ou….)
Fixateurs denaturant: Principe: deshydrate le tissu, change la structure tridimensionnelle des proteines
Alcool: Ethanol ( C2H5OH ), Ethanol dénaturé (
méthylé ), Méthanol ( CH3OH ), Isopropanol ( ( CH3 )2 CHOH )
Alcool, Acétone: enlève des lipides
Alcool, Acide Acétique: Génétique
Types de fixateurs
-Alcool 95%
-Alcool méthylé 99%
-Fixateurs couvrant :Alcool méthylé 100 ml
Polyethylène glycol 400 11 ml
Acide acétique glacial 0,5 ml
-Carnoy: chloroforme, alcool, acide acétique glacial
Fixateurs additifs: Définition: Réagit chimiquement avec les proteines pour eviter leur degradation.
Formol 10%, Formol Alcoolique, Vapeurs de formol, Formol neutre, Bouin: = Acide picrique 75 ml, Formol 25 ml , Acide acétique 5 ml
Effet de la fixation sur la morphologie est la tendence de retrecissement des cellules.
1.3.5.Colorations types: 1. Giemsa: ( dessication ) , hématologie, 2. Papanicolaou: fixation , frottis, liquides. 3. Agents pathogènes: Gram Weigert , Grocott , Ziehl 4. Histochimiques: H & E, PAS , ORO , Perls 5. Immunochimiques: 6. Hybridation in situ:
On reconnaît, dans l’organisme, différents niveaux d’organisation
structurale qui correspondent, en allant du plus complexe vers le plus élémentaire,
aux systèmes et appareils, aux organes, aux tissus, aux cellules,
aux organites, aux molécules.
Ces différents
niveaux d’organisation structurale de l’organisme sont couverts par des
disciplines distinctes dont les champs se recoupent en partie (anatomie,
histologie, biologie cellulaire, biologie moléculaire, biochimie, etc).
L’anatomie décrit des systèmes (nerveux)
et appareils (digestif,
respiratoire, urinaire, etc) et des organes
(le cœur, la rate, le foie, l’estomac, etc) macroscopiquement individualisés.
Les organes sont faits de différents tissus. Les tissus représentant le premier niveau d’organisation
supra-cellulaire. La cellule est
l’unité élémentaire de vie. Tissus et cellules se situent à l’échelle de la MO
et, pour l’étude des organites cellulaires,
la ME est indispensable. Les molécules entrent
dans le champ de la biochimie, de la biologie moléculaire, de l’histologie
moléculaire.
Un ensemble des cellules de forme et fonction semblable.
Les tissus sont des ensembles coopératifs de cellules différenciées qui
forment une triple association, territoriale, fonctionnelle et biologique.
Les tissus sont
exclusivement constitués de cellules et de MEC. Seules varient d’un tissu à
l’autre la nature des cellules, la composition moléculaire de la MEC et la
proportion relative des cellules et de la MEC.
En effet, les tissus forment habituellement des ensembles
topographiquement bien individualisés, souvent même par une limite précise comme
par exemple la membrane basale (MB) qui sépare les epithéliums du tissu conjonctif sous-jacent ou
environnant.
Qu’il s’agisse d’un ensemble de cellules toutes semblables (comme la
plupart des tissus musculaires) ou de cellules différentes (comme par exemple
les neurones, les astrocytes, les oligodendrocytes,… constituant le tissu
nerveux du système nerveux central), un tissu remplit un rôle qui procède de
l’intégration cohérente quantitative et/ou qualitative de la fonction des
cellules qui le composent.
Le concept de tissu est inséparable de celui de différenciation et de
spécialisation fonctionnelle des cellules. Chez les métazoaires, la nécessaire
division du travail entre les diverses cellules constituant l’organisme a
conduit à la spécialisation de certaines cellules ou de certains groupes de
cellules dans telle ou telle fonction (contractilité, absorption, excrétion,
protection, réception sensorielle, etc). Cette spécialisation fonctionnelle est
sous-tendue par une différenciation cellulaire, d’abord moléculaire (expression
sélective de gènes se traduisant par la synthèse de protéines différentes),
puis morphologique (se traduisant par l’apparition de structures différenciées,
comme les cils, les bordures en brosse, les vésicules de sécrétion, etc,
donnant lieu à des phénotypes différents).
Chaque tissu a des caractéristiques biologiques qui lui sont propres,
sous l’angle du renouvellement cellulaire, des contacts entre ses cellules, de
son comportement en culture de tissu, etc.
Les tissus se répartissent en 4 grandes familles : 1.les épithéliums, 2.
les tissus conjonctifs, 3. les tissus
Nerveux, 4. les tissus musculaires1. 5. Les populations
cellulaires libres et 6. la lignée germinale. Dans chacune de ces
familles de base, on distingue des tissus différents
1. EPITHELIUMS
Epithéliums de revêtement
Epithéliums glandulaires
2. TISSUS CONJONCTIFS
Tissu conjonctif lâche (= tissu
conjonctivo-vasculaire)
Tissu réticulaire
Tissus conjonctifs denses
Tissu adipeux
Tissu osseux
Tissu cartilagineux
3. TISSUS MUSCULAIRES
Tissu musculaire strié squelettique
Tissu musculaire strié cardiaque
Tissu musculaire lisse
4. TISSUS NERVEUX
Tissu du système nerveux central
Tissu du système nerveux périphérique
Les cellules de la lignée germinale siègent dans les gonades et assurent la conservation de l’espèce
A l’état normal, les cellules de la lignée germinale siègent uniquement
dans les gonades. Il s’agit des gonocytes primordiaux, des gonies (ovogonies et
spermatogonies), des gamètes (ovocytes I et II, spermatocytes, spermatides et
spermatozoïdes). On en rapprochera l’œuf fécondé (ou zygote).
La vie d’un organisme pluricellulaire repose de façon incontournable sur
la communication et les interactions entre les cellules qui le composent. Il
existe deux grands types de communication :
1) la communication verticale,
qui n’est autre que l’hérédité,
c’est à dire la transmission de parents à enfants des caractères de l’espèce et
des spécificités individuelles liées à la recombinaison et à la redistribution
des gènes qui s’opèrent pendant la gamétogénèse (méiose) et la fécondation ;
2) les communications horizontales,
qui s’effectuent à l’intérieur d’un même individu et qui, pour l’essentiel,
correspondent soit aux contacts directs
entre cellules (molécules d’adhérence et systèmes de jonction
cellule-cellule), soit à l’action de molécules de signalisation. Les molécules de signalisation sont plus ou
moins diffusibles, synthétisées et sécrétées par différents types cellulaires
(en particulier dans le système nerveux, les régulations hormonales, les
processus immunitaires, l’hématopoïèse) et se lient après un trajet plus ou
moins long à des récepteurs membranaires,
cytoplasmiques ou nucléaires de cellules-cibles, capables de les reconnaître.
Dans ces différents modes de communication horizontale, la matrice extra-cellulaire (MEC) joue un rôle de premier plan. En
effet, comme elle emplit l’espace entre les cellules, la MEC est impliquée
aussi bien dans les contacts directs entre cellules que dans l’action des
diverses molécules de signalisation. L’identification et la localisation
précise des différentes molécules présentes dans la MEC (essentiellement
protéiques et glycoprotéiques) permet de concevoir les interactions entre
cellules et entre cellules et MEC, à l’œuvre dans de très nombreux processus
embryologiques, physiologiques et pathologiques.
La MEC est présente à tous les niveaux de l’organisme, mais son abondance
et sa composition varient selon les tissus : très abondante dans les tissus
conjonctifs lâches, particulière dans les tissus osseux et cartilagineux, très
pauvre entre les cellules épithéliales.
Les principales macromolécules de la MEC sont des polysaccharides (glycosaminoglycanes et protéoglycanes) et des protéines fibreuses, de structure
(collagènes et élastine) ou d’adhérence (fibronectine et laminine), jouant un
rôle important dans les interactions cellule-cellule et cellule-MEC.
La fibronectine est une glycoprotéine extra-cellulaire ubiquitaire. Elle
est présente sous forme soluble (sécrétée par les hépatocytes et les cellules
endothéliales) dans les liquides de l’organisme et sous forme insoluble dans la
MEC, où elle est sécrétée par les cellules mésenchymateuses (en particulier les
fibroblastes) et par certaines cellules épithéliales. Elle présente de nombreux sites de liaison pour des
protéines de la MEC (comme le collagène, la thrombospondine), des récepteurs
membranaires (tels que les intégrines), des protéines du sang circulant (comme
la fibrine), des glycosaminoglycanes (comme l’héparine et le
chondroïtine-sulfate).
La fibronectine, en plus de son rôle de molécule majeure de l’adhérence
cellulaire avec le tissu conjonctif, intervient dans la communication
cellulaire. Fibronectin est souvent deficient chez les malnourris.
Dans un but de simplification, les termes de « membrane basale » et de «
lame basale » sont considérés comme synonymes.
La distribution topographique des MB est ubiquitaire : une MB se trouve à
l’interface entre la face basale des cellules épithéliales et la MEC
sous-jacente, mais également autour des adipocytes, des cellules musculaires,
des cellules de Schwann, de certaines régions des astrocytes, etc. Visible en
MO sous la forme d’un trait rouge (après coloration par le PAS) ou noir (après
imprégnation argentique) surlignant le pôle basal des cellules épithéliales, la
MB apparaît en ME sous la forme d’un fin feutrage de filaments irréguliers
s’orientant dans les trois plans de l’espace. Elle est constituée de 3 couches
superposées de la membrane plasmique vers la MEC, successivement : la lamina rara, transparente aux électrons,
la lamina densa et la lamina reticulata. L’aspect
morphologique, la composition moléculaire, l’épaisseur des MB varient selon les
types cellulaires.
• La famille des collagènes IV est
caractéristique des MB où ils forment un réseau stable de polymères.
• Des constituants extrinsèques,
comme la fibronectine, participent à la constitution des MB.
• En regard de la MB, la surface
cellulaire présente de nombreux récepteurs à des molécules de la MEC : en
particulier, des récepteurs à la fibronectine (intégrines), des récepteurs à
l’acide hyaluronique (comme le CD44), des récepteurs à de nombreuses cytokines.
En plus de leur rôle de structure (ancrage des cellules dans le tissu
conjonctif), les MB interviennent dans de nombreux processus physiologiques.
Selon leur localisation, les MB peuvent déterminer des barrières physiologiques
avec le milieu extérieur (au niveau des épithéliums de revêtement) ou avec le
compartiment vasculaire, ou peuvent jouer un rôle de filtre sélectif (comme au
niveau de la barrière glomérulaire). Enfin, les MB ont un rôle important dans
la détermination de la polarité et de la différenciation cellulaires (tout
particulièrement au niveau des cellules épithéliales) ainsi que dans les
processus de réparation tissulaire, où elle sert de support à la migration
cellulaire.
La matrice péri-cellulaire est la zone de transition entre le revêtement
cellulaire (cell coat ou glycocalyx) et la MEC. A son niveau, les ectodomaines
des glycoprotéines, protéoglycanes et glycolipides de la membrane plasmique se
trouvent entremêlés avec de l’acide hyaluronique et une variété de
glycoprotéines et protéoglycanes de la MEC.
Selon sa composition moléculaire, la MEC joue différents rôles
physiologiques (architecture, soutien mécanique, nutrition, stockage
moléculaire, support des migrations cellulaires, etc...). Les différents
composants de la MEC sont dégradés par différents protéinases (en particulier,
les métalloprotéinases et le système plasmine/activateurs du plasminogène). Le
renouvellement de la MEC est déterminant dans la croissance, le développement
ou la réparation des tissus, mais intervient aussi dans de nombreux processus
pathologiques (cancérogénèse, inflammation, etc).
Les molécules d’adhérence cellulaire (Cell Adhesion Molecules, CAM) sont
des glycoprotéines transmembranaires qui assurent 1) la reconnaissance
(communication) spécifique entre deux cellules ou entre cellules et MEC, 2)
l’adherence - la formation de contacts stables entre deux cellules ou entre une
cellule et la MEC, 3) la transmission de signaux capables de modifier le
comportement de la cellule avec son environnement.
Les molécules d’adhérence jouent un rôle important : 1) au cours du
développement embryonnaire, 2) chez l’adulte normal, pour la maintenance des
épithéliums et la réparation tissulaire, 3) dans certains processus
pathologiques, comme l’inflammation ou le cancer.
Les CAM correspondent à 4 superfamilles multigéniques codant pour des
glycoprotéines transmembranaires regroupées selon leurs caractéristiques
structurales : les intégrines, les cadhérines, les sélectines, les
immunoglobulines. D’autres molécules interviennent dans les interactions
cellules et MEC, comme les protéines CD 44 qui servent de récepteurs à l’acide
hyaluronique.
Les intégrines jouent un rôle essentiel dans la régulation de nombreuses
fonctions cellulaires : forme,
polarité, prolifération, migration, survie, différenciation, etc...
Les systèmes de jonction, identifiables en ME, sont de 3 types :
occludens, d’ancrage et communicantes. Les systèmes de type occludens et de
type communicant sont toujours des jonctions cellule-cellule alors que les
jonctions d’ancrage se rencontrent aussi bien entre deux cellules (zonula
adhaerens et desmosomes) qu’entre une cellule et la MEC (contacts focaux et
hémidesmosomes). Les jonctions en anneau (ou ceinture ou zonula) portent sur
tout le pourtour cellulaire, alors que les jonctions limitées sur des surfaces
membranaires sont dites de type macula.
Les zonula occludens (ou jonctions serrées, jonctions imperméables,
jonctions étanches, tightjunctions, jonctions occludens) s’établissent entre
les cellules épithéliales où elles déterminent une barrière physiologique entre
les compartiments extérieur et intérieur de l’organisme. Au niveau des zonula
occludens, les membranes cytoplasmiques des cellules adjacentes fusionnent le
long de crêtes (ou fibrilles) linéaires formées par une succession de protéines
intra-membranaires engrenées les unes avec les autres à la façon d’une
fermeture éclair. Ces lignes de fermeture (ou
crêtes jonctionnelles ou chaines de scellage) sont plus ou moins
nombreuses et s’entrecroisent de façon variable, constituant un réseau plus ou
moins dense, et donc une barrière plus ou moins efficace.
Elles réunissent entre elles des cellules épithéliales adjacentes dont
elles font tout le tour. Les zonula adhaerens forment ces jonctions par
l’intermédiaire des cadhérines classiques, molécules transmembranaires
responsables d’une adhérence calcium dépendante.
Ce sont des structures en forme de disque d’environ 0,1 à 0,5 µm de diamètre et 100 nm d’épaisseur. Les desmosomes assurent les liaisons
intercellulaires par des molécules transmembranaires de la superfamille des
cadhérines (desmogléines et desmocollines).
Les jonctions communicantes (ou nexus ou gap-junctions) existent dans la
plupart des tissus de l’organisme (épithéliums, ostéocytes, cellules
myocardiques, cellules musculaires lisses, système nerveux, etc). Au niveau des
jonctions communicantes, les cellules adjacentes sont unies entre elles par des
petits canaux intercellulaires tubulaires. Chaque canal intercellulaire est
formé de l’aboutement de 2 hémi-canaux (ou connexons), chacun faisant partie de
la membrane de chacune des 2 cellules adjacentes. Ce passage peut être
visualisé par la micro-injection intra-cellulaire de traceurs fluorescents
(comme le Jaune Lucifer) dont on peut suivre la diffusion dans les cellules
voisines. L’ouverture des canaux intercellulaires est contrôlée par divers
facteurs, en particulier le pH et la concentration de Ca++ et d’AMP cyclique.
2.3.2 Les jonctions
cellule-MEC comprennent les contacts focaux et les hémidesmosomes
La face basale
des épithéliums de revêtement repose sur la MEC du tissu conjonctif sous-jacent
par l’intermédiaire d’une MB qui a un double rôle de soutien et de barrière
(filtration, diffusion, échanges,...).
De nombreux types cellulaires sécrètent des molécules de signalisation,
de nature biochimique variée, qui agissent à plus ou moins longue distance.
2.4.1 Les molécules de
signalisation sont de nature biochimique variée
Les molécules de
signalisation peuvent être hydrophobes, comme les stéroïdes traversant les
membranes pour activer leur récepteur intracytoplasmique, ou hydrophiles comme
les neurotransmetteurs et la plupart des hormones, activant alors des
récepteurs à la surface membranaire. La plupart des protéines constitutives des
récepteurs membranaires, après liaison avec leur ligand génèrent un signal
transmembranaire. Les molécules de signalisation les plus répandues entrent
dans les catégories suivantes.
2.4.1.1 Les anticorps
2.4.1.2 Les
neurotransmetteurs et neuromodulateurs
Les neurotransmetteurs sont, les uns, excitateurs, comme l’acétylcholine,
les acides aminés excitateurs (glutamate ou aspartate), des purines (ATP,
adénosine), les amines biogènes (sérotonine, histamine et catécholamines :
noradrénaline, adrénaline, dopamine) ; les autres, inhibiteurs, comme les
acides aminés inhibiteurs (GABA ou glycine).
Les neuromodulateurs sont des neuropeptides opioïdes (ou endorphines) -
agonistes endogènes naturels des récepteurs aux opiacés - et des neuropeptides
non-opioïdes (ocytocine, vasopressine, somatostatine, neuropeptide Y, etc).
2.4.1.3 Les hormones et
neurohormones
2.4.1.4 Le réseau des
cytokines
Les cytokines constituent un ensemble hétérogène de médiateurs protéiques
dont certains sont appelés interleukines (IL, initialement reconnus comme
médiateurs agissant entre les leucocytes), lymphokines (médiateurs produits par
les lymphocytes), interférons, facteurs stimulant les colonies (CSF), facteurs
de croissance, etc... Les cytokines sont produites par de nombreux types
cellulaires en réponse à un signal activateur. Les cytokines agissent sur des
cellules cibles en se fixant sur des récepteurs spécifiques, exprimés en
général en très faible densité sur différents types cellulaires, expliquant les
multiples activités biologiques des cytokines. Selon la localisation de la
cellule cible par rapport à la cellule sécrétrice, les cytokines peuvent avoir
une action autocrine, paracrine ou endocrine. Les récepteurs membranaires aux
cytokines sont classés en plusieurs groupes.
Ils induisent des signaux spécifiques à chaque cytokine et des signaux
communs aux différents stimuli.
• Les cytokines inflammatoires :
interleukines (IL-1, IL-6, IL-8, IL-10), Tumor Necrosis Factor (TNF),
• Les chémokines (ou cytokines
chémotactiques) - dont une quarantaine sont individualisées aujourd’hui - qui
ont la capacité d’attirer dans les tissus, lors du processus inflammatoire et
de la réponse de l’hôte à une infection, les leucocytes, pourvus de récepteurs
aux chémokines.
• Les cytokines anti-virales :
interférons (IFN) alpha, béta et gamma.
• La superfamille des TGF-béta (Transforming
Growth Factor-béta) incluant les Bone Morphogenetic Proteins (BMP).
• Les facteurs de croissance (ou
Growth Factors) sont extrêmement nombreux : CSFs (Colony-Stimulating-Factors ou
facteurs de croissance hématopoïétiques, comme l’érythropoïétine, la
thrombopoïétine, l’interleukine-3, le G-CSF, le M-CSF, le GM-CSF), EGF
(Epidermal Growth Factors), FGFs (Fibroblast Growth Factors), IGFs
(Insulin-like Growth Factors), PDGF (Platelet-Derived Growth Factor), VEGF
(Vascular Endothelium Growth Factor), la
famille des neurotrophines (dont le NGF ou Nerve Growth Factor), etc.
2.4.1.5 Les eicosanoïdes
Les prostaglandines, les thromboxanes, les prostacyclines, les leukotriènes
et les lipoxines font partie de
la famille des eicosanoïdes. Ce groupe de médiateurs locaux issus des
phospholipides membranaires dérivent de précurseurs (comme l’acide
arachidonique) formés après attaque enzymatique de phospholipides membranaires
par une phospholipase.
Les cellules épithéliales sont caractérisées par : 1) leur morphologie : les cellules épithéliales
prennent, du fait de leur étroite juxtaposition et de leur jointivité, une
forme pavimenteuse, cubique ou prismatique, au lieu de la forme grossièrement
arrondie des cellules libres, de la forme allongée des cellules musculaires ou
de la forme étoilée de certaines cellules comme les neurones, les astrocytes,
les fibroblastes ; 2) le développement considérable de leurs interactions cellule-cellule par
l’intermédiaire des molécules d’adhérence cellulaire et des systèmes de
jonction spécialisés qu’elles forment ; 3) leur polarité cellulaire très marquée ; 4) la présence de filaments
intermédiaires de
cytokératine dans leur
cytosquelette ; 5) les relations cellule-MEC qui s’effectuent, à travers la MB,
par l’intermédiaire de molécules
d’adhérence cellulaire et de systèmes
de jonction spécialisés.
La capacité des cellules animales à générer et maintenir une distribution
polarisée des composants de la surface cellulaire et des organites
intracellulaires est capitale pour leur capacité à fonctionner en réseaux
pluricellulaires. Pratiquement toutes les cellules possèdent un certain degré
d’asymétrie. La polarité cellulaire est particulièrement démonstrative dans les
cellules épithéliales qui bordent les cavités de l’organisme et l’exemple des
entérocytes est parmi les plus parlants.
Dans les cellules épithéliales humaines, les filaments intermédiaires
sont constitués par des polymères de kératine
(appelée aussi cytokératine). Des filaments intermédiaires de lamine se
trouvent à l’intérieur du noyau de toutes les cellules.
Le corps humain est entièrement limité par le revêtement cutané (la peau)
qui constitue une interface fondamentale entre l’organisme (« monde intérieur
») et le milieu extérieur (« monde extérieur »). A l’intérieur du corps,
existent de nombreuses cavités de plusieurs types : les unes représentent des
prolongements du monde extérieur à l’intérieur du corps (par exemple, les voies
aériennes, le tube digestif, les voies urinaires et les voies génitales), le
revêtement de ces cavités s’appelle une muqueuse
; les autres sont entièrement closes et correspondent soit aux cavités
cardio-vasculaires (dont le revêtement s’intitule endocarde pour le cœur et intima
pour les vaisseaux), soit aux cavités cœlomiques (cavités pleurales,
péritonéale et péricardique) dont le revêtement porte le nom de séreuse.
Tous ces ensembles tissulaires qui bordent la surface externe du corps et
ses cavités intérieures ont en commun d’être constitués par un épithélium de revêtement reposant par
l’intermédiaire de sa membrane basale sur une couche de tissu conjonctif
sous-jacent. A chaque type de localisation s’associe une terminologie différente
:
— l’épithélium de la peau s’appelle l’épiderme
et le tissu conjonctif sous-jacent le derme,
— l’épithélium de l’endocarde du
cœur et de l’intima des vaisseaux
s’appelle un endothélium et le tissu conjonctif sous-jacent la couche sous-endothéliale,
— l’épithélium d’une séreuse s’appelle
un mésothélium et le tissu conjonctif
sous-jacent la couche sous-mésothéliale,
— les muqueuses sont constituées d’un épithélium de revêtement reposant
sur du tissu conjonctif qui prend le nom de chorion.
Le plateau strié, situé au
pôle apical des entérocytes de l’épithélium intestinal, est constitué par un
grand nombre de microvillosités rectilignes de même calibre (0,1 µm), de même longueur (1 à 2 µm), disposées
parallèlement de façon très ordonnée. A la face externe de leur membrane
plasmique, le feutrage du glycocalyx est bien visible en ME. Ce dispositif
augmente considérablement la surface membranaire du pôle apical de la cellule
et, de ce fait, joue un rôle considérable dans les phénomènes d’absorption. Les
microvillosités du plateau strié contiennent en leur centre un important
faisceau de microfilaments parallèles d’actine maintenus ensemble par les
protéines de formation
du faisceau d’actine, principalement la fimbrine et surtout la villine.
Les termes de plateau strié et de bordure en brosse sont utilisés
indifféremment dans la littérature de langue anglaise, mais les auteurs
français réservent le terme de bordure
en brosse aux arrangements où les microvillosités sont habituellement plus
longues et moins régulièrement disposées que dans le plateau strié. La fonction
d’absorption est analogue à celle du plateau strié. Les cellules à bordure en
brosse les plus typiques sont celles du tube contourné proximal du rein.
3.2.2.2 Les stéréocils
correspondent à des microvillosités longues et flexueuses
Dans les stéréocils, les microfilaments centraux ne sont pas organisés.
Ainsi, les stéréocils, parallèles à leur base, deviennent très sinueux et
entremêlés à leur extrémité distale. Les cellules à stéréocils les plus
typiques sont celles du canal épididymaire et du canal déférent.
3.2.2.3 Les cils
vibratiles permettent à certains épithéliums de mettre en mouvement les
éléments du contenu de la cavité qu’ils bordent
Les cils sont surtout présents au niveau de l’épithélium des voies respiratoires
et de l’épithélium de certains segments des voies génitales (trompes utérines
chez la femme). L’appareil ciliaire comprend trois éléments : 1) le cil proprement dit, expansion
cytoplasmique en doigt de gant limitée par la membrane plasmique de la cellule
et contenant 9 paires de microtubules périphériques et une paire de
microtubules centraux, entourés d’une gaine ; on décrit de plus, les bras de
dynéine (externes et internes) qui portent l’activité ATPasique indispensable
au battement ciliaire, les liens de nexine et les ponts radiaires ; 2) le corpuscule basal, qui dérive des
centrioles, avec ses 9 triplets
de tubules périphériques sans tubules centraux ; 3) la racine ciliaire, reliant la base du corpuscule basal au
cytosquelette.
On peut rapprocher des cellules ciliées les cellules sensorielles (olfactives, vestibulaires, auditives,
photorécepteurs rétiniens) dont le pôle apical est le siège de dérivés
ciliaires plus ou moins sophistiqués qui témoignent de la double valeur
originelle du cil (moteur et sensitif).
3.2.2.4 Les sécrétions
polarisées des cellules des épithéliums de revêtement sont le plus souvent
exocrines
Certaines cellules des épithéliums de revêtement ont une fonction
glandulaire exocrines et se caractérisent morphologiquement par la présence de
vésicules de sécrétion accumulées à leur pôle apical. Il s’agit habituellement
de cellules glandulaires exocrines (muqueuses ou séreuses) isolées (glande
unicellulaire) ou groupées (glande intra-épithéliale, épithélium sécrétoire).
On doit également signaler la présence, dans certains épithéliums (du
tube digestif, par exemple), de cellules glandulaires endocrines (cellules
dites neuroendocrines) (voir plus loin).
3.2.2.5 La membrane
plasmique du pôle apical des cellules de l’urothélium est asymétrique
L’urothélium (épithélium des voies urinaires excrétrices, c’est-à-dire
des uretères et de la vessie) présente une différenciation très particulière au
de la membrane plasmique du pôle apical de ses cellules les plus
superficielles. Cette membrane est dite
asymétrique car l’épaisseur de son feuillet externe est proche du double de
celle de son feuillet interne. Les principales protéines du feuillet externe
sont les uroplakines qui ont de 1 à
4 domaines transmembranaires et un domaine extra-cellulaire beaucoup plus
important que leur domaine cytoplasmique qui est très réduit. Cette membrane
asymétrique autoriserait l’étirement et la stabilisation de la surface
cellulaire, probablement grâce à des interactions avec le cytosquelette
sous-jacent. Ce dispositif permet ainsi d’éviter la rupture de la membrane
pendant la phase de remplissage de la vessie.
3.2.3 Les épithéliums de
revêtement ne contiennent aucun capillaire sanguin ou lymphatique
Les épithéliums étant dépourvus de capillaires sanguins, leur nutrition
est assurée par les capillaires du tissu conjonctif sur lequel ils reposent ;
les échanges se font à travers la MB.
3.2.4.1 Selon la forme
des cellules superficielles
On distingue les épithéliums pavimenteux (les cellules les plus
superficielles sont aplaties, plus larges que hautes), cubiques (les cellules
les plus superficielles sont aussi larges que hautes) et prismatiques - ou
cylindriques - (les cellules les plus superficielles sont plus hautes que
larges).
3.2.4.2 Selon le nombre
de couches de cellules
On distingue les épithéliums simples (ne possédant qu’une seule couche de
cellules), stratifiés (possédant plusieurs couches de cellules) et
pseudo-stratifiés (paraîssant présenter plusieurs couches de cellules, mais en
réalité le pôle basal de toutes les cellules repose sur la membrane basale).
3.2.4.3 Selon les
spécialisations fonctionnelles et les différenciations qui les sous-tendent
On distingue des épithéliums de protection (mécanique ou chimique),
d’échanges, d’absorption ou d’excrétion, de mouvements, de réception
sensorielle, de sécrétion, etc.
3.2.4.4 Quelques exemples
d’épithéliums de revêtement
• L’épiderme : pavimenteux
stratifié kératinisé, de protection et de réception sensorielle
• L’épithélium œsophagien :
pavimenteux stratifié non kératinisé, de protection mécanique
• L’épithélium gastrique :
prismatique simple à cellules à pôle muqueux fermé, épithélium sécrétoire de
protection chimique
• L’épithélium intestinal :
prismatique simple avec entérocytes à plateau strié et cellules muqueuses
caliciformes, d’absorption
• L’épithélium respiratoire :
primatique pseudo-stratifié, cilié avec cellules muqueuses caliciformes, de
mouvement
• L’épithélium des trompes
utérines : prismatique simple cilié, avec des cellules glandulaires, de
mouvement
• L’endothélium des capillaires :
pavimenteux simple, d’échanges
• Certains épithéliums
particuliers échappent à cette classification : c’est le cas de
l’épithélium interne de la capsule de Bowmann du glomérule rénal, de
l’épithélium des tubes séminifères du testicule, de l’épithélium des voies
urinaires excrétrices (dit épithélium polymorphe ou urothélium.
Comme les épithéliums de revêtement, les épithéliums glandulaires sont
faits de cellules épithéliales étroitement juxtaposées et jointives. Mais leurs
cellules se caractérisent par 2 points essentiels :
1) elles sont spécialisées dans la sécrétion et 2) sauf exceptions, elles
sont groupées en amas de forme et de volume variés.
Le concept de sécrétion renvoie
à l’idée qu’une cellule exporte hors de son cytoplasme des molécules qu’elle a
synthétisées. Il existe 2 voies intra-cellulaires de sécrétion : la voie
constitutive et la voie régulée.
3.3.1.1 La voie de
sécrétion constitutive est commune à toutes les cellules de l’organisme
Elle est caractérisée par un flux constant de vésicules de transport qui
partent de la face trans du réseau de
Golgi et gagnent la membrane plasmique avec laquelle elles fusionnent par
exocytose. La membrane de ces vésicules de transport s’incorpore à la membrane
plasmique dont elles assurent le renouvellement en lui apportant de nouveaux
constituants protéiques et lipidiques, tandis que le contenu vésiculaire fait
de protéines solubles (protéoglycanes et glycoprotéines de la MEC, enzymes
et/ou molécules de signalisation, notamment cytokines et facteurs de
croissance) est déversé de façon continue dans l’espace extra-cellulaire.
3.3.1.2 La voie de
sécrétion régulée est propre aux cellules sécrétrices
On donne le nom de cellules
sécrétrices aux cellules spécialisées dans l’activité sécrétoire. Elles
peuvent appartenir aux différentes familles tissulaires : cellules des tissus
conjonctifs et/ou populations cellulaires libres, cellules musculaires
(cellules myo-endocrines, cellules myo-épithélioïdes), cellules du tissu
nerveux (neurones), cellules épithéliales.
On appelle cellules glandulaires,
les cellules sécrétrices de nature épithéliale. Ces cellules glandulaires
peuvent être isolées dans un épithélium de revêtement (cellules muqueuses
caliciformes, cellules neuroendocrines), ou groupées en amas plus ou moins
volumineux qui portent le nom de glandes
où les cellules sont étroitement juxtaposées et jointives, formant des épithéliums glandulaires.
Alors que la sécrétion constitutive est continue, la sécrétion régulée
est déclenchée par un signal. Sauf exceptions (comme par exemple les cellules
sécrétrices de stéroïdes), le produit de sécrétion est stocké dans des vésicules de sécrétion issues du Golgi.
Le signal, en général une hormone ou un neurotransmetteur, qui s’associe à son
récepteur au niveau de la cellule sécrétrice, déclenche une cascade
d’événements intracellulaires dont une augmentation du Ca++ cytosolique qui
entraîne la libération du produit de sécrétion, le plus souvent par exocytose.
3.3.1.3 Les mécanismes
moléculaires de l’exocytose sont ubiquitaires
Initialement élucidés dans les cellules nerveuses au niveau des synapses,
les mécanismes moléculaires de l’exocytose semblent communs aux différentes
cellules sécrétrices. La fusion des vésicules de sécrétion avec la membrane est
basée sur une interaction entre des protéines d’ancrage à la membrane et des
facteurs moléculaires solubles facilitant la fusion, correspondant à des
familles de protéines conservées au cours de l’évolution.
3.3.2.1 Pendant
l’histogénèse, les épithéliums glandulaires se forment à partir des épithéliums
de revêtement
Ainsi, par exemple, les glandes sudoripares, sébacées et mammaires se
forment à partir de l’ectoderme de surface ; les glandes digestives se
différencient à partir de l’épithélium d’origine endodermique de l’intestin
primitif ; les corticosurrénales naissent de l’épithélium cœlomique d’origine
mésodermique.
3.3.2.2 Dans les glandes,
les cellules glandulaires sont étroitement associées à du tissu conjonctif
richement vascularisé
Les glandes peuvent constituer des organes identifiables à l’échelle
macroscopique (comme l’hypophyse, la thyroïde, les parotides, les glandes
mammaires, le pancréas, le foie, etc.) ou identifiables seulement à l’échelle
microscopique dans la paroi d’organes creux (glandes œsophagiennes, gastriques,
intestinales, trachéales, etc.).
3.3.2.3 Les 3 grandes
variétés de glandes
Lorsque le produit de sécrétion est destiné à sortir de l’organisme, on
parle de glandes exocrines (ou glandes à sécrétion externe) ; s’il est
destiné à rester à l’intérieur de l’organisme, on parle de glandes endocrines (ou glandes à sécrétion interne). Les glandes amphicrines sont à la fois
exocrines et endocrines, qu’elles soient composées d’un
seul type cellulaire exerçant les deux fonctions (comme la cellule
hépatique dans le foie) ou qu’elles contiennent des cellules exocrines et des
cellules endocrines (comme le pancréas, avec les acinus séreux exocrines et les
cellules endocrines des îlots de Langerhans).
3.3.3.1 Les glandes
exocrines comportent une portion sécrétrice et un canal excréteur
Ainsi, peut-on distinguer les glandes simples (canal excréteur unique) ou
composées (canal excréteur ramifié), les glandes tubuleuses (portion sécrétrice
en forme de tube allongé), acineuses (portion sécrétrice en forme de petite
sphère à lumière réduite) ou alvéolaires (portion sécrétrice en forme de sac
arrondi à lumière importante). Une telle classification est évidemment trop
rigide et tous les intermédiaires sont possibles, d’où les qualificatifs de
tubulo-acineux ou tubulo-alvéolaire. Portions sécrétrices (ou unités
sécrétantes) et canaux excréteurs sont enveloppés par un stroma de tissu
conjonctif contenant de nombreux capillaires sanguins ; dans les glandes
composées, le stroma délimite des lobules.
• Il existe quelques exceptions où
le canal excréteur fait défaut. Le produit de sécrétion de la glande est
alors directement déversé dans le milieu extérieur ou dans une cavité en
continuité avec lui. Il s’agit de cellules glandulaires situées dans un
épithélium de revêtement (comme les cellules muqueuses caliciformes réparties
dans l’épithélium intestinal), de glandes intra-épithéliales (comme dans
l’épithélium urétral) ou d’un véritable épithélium sécrétoire (comme
l’épithélium gastrique).
3.3.3.2 Les cellules
exocrines sécrètent des protéines enzymatiques, des mucus ou des produits
complexes
• Les cellules exocrines sécrétant
des protéines enzymatiques (trypsine, amylase, pepsine, etc.) correspondent aux cellules dites « séreuses
» (respectivement, cellules acineuses du pancréas, cellules parotidiennes,
cellules principales de l’estomac, etc.). Elles se caractérisent par le
développement des organites impliqués dans la synthèse et l’exportation des
protéines (nucléole volumineux, réticulum endoplasmique granulaire très
développé, appareil de Golgi important, présence de vésicules de sécrétion).
• Les cellules exocrines sécrétant
des mucus correspondent aux cellules dites « muqueuses »(cellules
caliciformes, cellules à pôle muqueux fermé de l’épithélium gastrique, cellules
de très nombreuses glandes du tube digestif, de l’arbre trachéo-bronchique et
du tractus uro-génital, etc.). Les mucus sont des produits visqueux riches en
glycosaminoglycanes et/ou en protéoglycanes. Les processus cytophysiologiques
sont analogues à ceux des cellules
exocrines sécrétant des protéines. Habituellement, l’abondance des
vésicules de sécrétion de mucus fait qu’en microscopie optique la cellule
muqueuse a un aspect « clair » qui s’oppose à l’aspect « sombre » des cellules
séreuses.
• A côté des glandes séreuses et des glandes muqueuses, très largement
distribuées dans l’organisme, il existe un certain nombre de glandes dont le produit de sécrétion n’est
ni une protéine ni du mucus mais des produits complexes pouvant contenir
des lipides (comme le sébum, le lait, la bile, etc.) ou encore des ions H+
(comme les cellules bordantes des glandes fundiques de l’estomac).
• Selon la façon dont le produit
de sécrétion est déversé à l’extérieur de la cellule glandulaire, on distingue
classiquement plusieurs types de glandes exocrines.
1. L’extrusion du produit de sécrétion s’effectue le plus souvent par le
mécanisme général d’exocytose (glandes dites mérocrines). Seules, certaines glandes cutanées font exception :
2. Les glandes sébacées sont dites holocrines
: les cellules sont éliminées avec leur produit de sécrétion lipidique, le
sébum, qui remplit entièrement leur cytoplasme ;
3. Les glandes mammaires et certaines glandes sudoripares sont dites apocrines : le produit de sécrétion est
éliminé avec la couronne de cytoplasme qui les entoure et qui se détache du
reste de la cellule. C’est aussi le cas du composant lipidique de la sécrétion
lactée des glandes mammaires et du produit de sécrétion des glandes sudoripares
apocrines qui siègent dans les creux axillaires et dans la région des organes
génitaux externes.
Glandes exocrines
— Glandes sudoripares,— Glandes sébacées— Glandes lacrymales— Glandes
mammaires— Glandes salivaires— Foie — Estomac— Pancréas exocrine— etc.
Sécrétions externes
— Sueur— Sébum— Larmes— Lait— Salive— Bile— Suc gastrique— Suc
pancréatique— etc.
Le plus souvent, les cellules glandulaires se disposent en travées, en
cordons ou îlots dans un stroma conjonctif contenant de nombreux capillaires
sanguins de type fenêtré. La disposition des cellules glandulaires en
follicules est propre à la thyroïde.
Le produit de sécrétion, qui prend le nom d’hormone, passe dans la circulation sanguine pour aller agir en tant
que signal sur une cellule-cible située plus ou moins loin.
3.3.4.1 Les cellules qui
sécrètent des hormones hydrosolubles
Elles ont les mêmes caractéristiques morphologiques que les cellules
exocrines sécrétant des protéines. En ME, les vésicules de sécrétion des
cellules sécrétrices d’amines biogènes se distinguent toutefois par leur aspect
de grains denses entourés d’un halo clair (vésicules à cœur dense).
Les hormones hydrophiles sont soit des peptides, polypeptides et protéines, soit des petites molécules
chargées ou amines biogènes (adrénaline,
noradrénaline, mélatonine...). Les récepteurs de ces hormones sont localisés
dans la membrane plasmique des cellules-cibles et sont couplés à des systèmes
de transduction tels que les protéines G ou les tyrosines-kinases qui activent
à leur tour d’autres enzymes ou des complexes multiprotéiques.
Glandes endocrines
Hormones
— Glande thyroïde — Hormones thyroïdiennes (T3, T4) — Calcitonine —
Glandes parathyroïdes — Parathormone (PTH) — Glandes surrénales —
médullosurrénale— Adrénaline, noradrénaline— corticosurrénale—
minéralocorticoïdes— Glucocorticoïdes (cortisol)— Androgènes— Pancréas —
Insuline— Glucagon— Ovaires — Oestrogènes— Progestérone— Testicules — Testostérone—
Hypothalamus— Adéno-hypophyse— etc.
Bien que constitué de cellules du système nerveux central et non de
cellules épithéliales glandulaires, l’hypothalamus a néanmoins une fonction endocrine,
due à la présence de neurones neurosécrétoires. Ces neurones particuliers qui
siègent dans l’hypothalamus se répartissent en deux groupes : 1) certains neurones de l’hypothalamus latéral sécrètent
des neuro-hormones hypophysiotropes qui,
par voie sanguine, stimulent (libérines ou « Releasing Hormones ») ou freinent
(statines ou « Inhibiting Factors ») la sécrétion des hormones
adéno-hypophysaires par les cellules glandulaires endocrines de
l’adénohypophyse (cf. tableau) ; 2) les neurones
des noyaux supra-optiques et paraventriculaires sécrétent les hormones dites post-hypophysaires (ocytocine
et vasopressine - ou hormone antidiurétique ou ADH), déversées dans la
circulation au niveau de la post-hypophyse.
3.3.4.4 Les cellules
neuroendocrines forment un système
endocrinien diffus sécrétant de nombreux neuropeptides et des amines
biogènes
Les cellules neuroendocrines (cellules NE), dites aussi cellules
argentaffines ou entérochromaffines, sont dispersées principalement dans les
épithéliums de revêtement digestifs et respiratoires et dans les glandes
digestives. Les cellules de Merkel des épithéliums malpighiens cutanéo-muqueux
et les cellules des paraganglions (médullo-surrénales, corpuscules carotidiens,
etc.) sont également des cellules NE. Les cellules NE sécrètent de nombreux
neuropeptides et des amines biogènes (noradrénaline, adrénaline, dopamine et/ou
sérotonine). La sécrétion se fait dans le milieu extracellulaire et l’action
s’exerce loco-régionalement sur les cellules NE elles-mêmes et/ou sur les
cellules voisines (sécrétion auto/paracrine) ; une action endocrine est
également possible. En ME, les vésicules de sécrétion apparaissent comme des
grains denses entourés d’un halo clair cerné par une membrane (vésicules à cœur dense).
Le tissu conjonctif lâche (ou tissu conjonctivo-vasculaire) se
caractérise par la présence entre ses cellules d’une très abondante matrice
extra-cellulaire (MEC).
Dans cette MEC, l’histologie classique distinguait des fibres
(collagènes, élastiques et de réticuline) et une substance fondamentale
(microscopiquement amorphe).
Les fibroblastes (ou fibrocytes) sont des cellules fusiformes ou étoilées
possédant de longs prolongements cytoplasmiques. Ils proviennent d’une
cellule-souche mésenchymateuse multipotente qui est également à l’origine des
adipoblastes, des chondroblastes, des ostéoblastes et des myoblastes. En MO,
leur cytoplasme est peu visible et seul leur noyau, ovoïde, allongé, avec un ou
deux nucléoles, est bien visible. En ME, on y décèle tous les organites
cellulaires habituels et surtout, dans les fibroblastes en pleine activité, les
organites impliqués dans la synthèse des protéines. Le phénotype des
fibroblastes est modulable en fonction de leur degré d’activation (par exemple,
transformation en myofibroblaste). Les fibroblastes synthétisent les
macromolécules protéiques et polysaccharidiques de la MEC du tissu conjonctif.
Les fibroblastes sont aussi capables de sécréter de nombreuses autres molécules
(cytokines, facteurs de croissance, enzymes) et jouent un rôle important dans
les processus de réparation tissulaire ou dans l’entretien des réactions inflammatoires.
Les collagènes constituent une superfamille de molécules formée par des
protéines classiques et des protéines portant des domaines de type
collagénique. Nous n’envisagerons ici que les types de collagène les mieux
connus.
Il se trouve dans le tissu conjonctif banal, dans le tissu conjonctif
dense, dans le tissu osseux. En ME, les microfibrilles
de collagène présentent une striation transversale due à l’alternance de
bandes sombres et claires selon une périodicité de 64 à 67 nm. Ces fibrilles
élémentaires, jamais anastomosées, ont une longueur indéterminée et se groupent
pour former des fibres qui
elles-même s’assemblent en faisceaux plus
ou moins onduleux visibles en MO, surtout après certaines colorations (le
safran les colore en jaune, les trichromes en vert ou en bleu, le rouge Sirius
en rouge). Ces faisceaux, diversement orientés dans l’espace, sont le substratum
essentiel du rôle de soutien mécanique du tissu conjonctif.
Il se présente sous forme de fines fibrilles qui ne se groupent pas en
fibres de plus fort calibre.
En MO, les fibres élastiques (caractérisées, comme leur nom l’indique,
par leur élasticité) ne sont visibles qu’après colorations spéciales (orcéine,
fuchsine-résorcine) qui les font apparaître sous forme d’un réseau de fines
fibres allongées et anastomosées. En ME, les fibres élastiques se présentent
comme des plages d’une substance amorphe
plus ou moins dense aux électrons contenant en périphérie des
microfibrilles d’une dizaine de nanomètres de diamètre, constituant un réseau microfibrillaire, dépourvues de
striation.
Tandis que le collagen puisse etre renouvelle pendant le processus de
cicatrisation l’elastin n’est jamais remplacé.
Donc ceci explique les plies de la peau – peau non elastique des vieux.
On en trouve, notamment sous la peau (tissu conjonctif sous-cutané),
entre les masses musculaires, dans le chorion et la sous-muqueuse du tube
digestif, dans le chorion des voies respiratoires, des voies génitales et
urinaires, dans l’adventice des vaisseaux, sous l’épithélium des séreuses, dans
de nombreux organes pleins (stroma conjonctif). Le terme de parenchyme désigne le tissu propre d’un
viscère plein, alors que le terme de stroma
désigne le tissu conjonctif contenant les vaisseaux et nerfs destinés au
parenchyme.
Ainsi, le tissu conjonctif possède un rôle de soutien et d’emballage des tissus et organes ; il assure le passage de nombreuses substances entre
le sang et les tissus ; siège des cellules libres du système immunitaire
(lymphocytes et plasmocytes, monocytes et macrophages, granulocytes,
mastocytes), il joue un rôle majeur dans les réactions inflammatoires et dans les phénomènes immunitaires ainsi que dans les processus de
cicatrisation (par prolifération des fibroblastes et production des
macromolécules de la MEC).
Le tissu réticulaire (ou réticulé) correspond au tissu conjonctif qui
constitue le stroma des organes hématopoïétiques et lymphoïdes (ganglions
lymphatiques, rate, moelle osseuse), du foie et du rein ; sa charpente
collagène, principalement faite de collagène de type III, peut être visualisée
en MO après coloration argentique sous la forme d’un réseau de fines fibres
colorées en noir, dites fibres de réticuline. Les membranes basales sont le
tissu réticulaire. En ME, le collagène III apparaît sous forme de fins
microfilaments apériodiques, dispersés dans une matrice riche en
protéoglycanes.
Les tissus conjonctifs riches en fibres, pauvres en cellules et en
substance fondamentale, ont une fonction essentiellement mécanique.
Ils contiennent essentiellement des fibres de collagène ; ils se
répartissent en deux sous-groupes : 1) les tissus fibreux non orientés (derme,
périoste, capsules articulaires, dure-mère, capsules des organes pleins (comme
le foie, la rate, les reins, etc) ; 2) les tissus fibreux orientés (unitendus :
ligaments et tendons, ou bitendus : aponévroses et stroma de la cornée).
Les fibres (ou lames) élastiques y prédominent largement, entre de rares
fibroblastes ou entre les cellules musculaires lisses (comme dans la média des
artères de gros calibre).
Ces tissus conjonctifs spécialisés sont caractérisés par la nature solide
de leur MEC. Ils regroupent les tissus osseux et cartilagineux. Voir chapitre
6.
Il existe deux variétés d’adipocytes (ou cellules adipeuses) - les
adipocytes blancs et les adipocytes bruns - et, par voie de conséquence, deux
types de tissu adipeux (couramment appelé « graisse ») : le tissu adipeux blanc
ou graisse blanche et le tissu adipeux brun ou graisse brune.
Les adipocytes de la graisse blanche sont des cellules sphériques, d’un
diamètre d’environ une centaine de micromètres voire plus. Leur cytoplasme
renferme une volumineuse vacuole lipidique unique (triglycérides), entourée par
une mince couronne cytoplasmique contenant un appareil de Golgi, du réticulum
endoplasmique granulaire, du réticulum endoplasmique lisse et des
mitochondries. Du fait du passage dans les solvants des graisses, la vacuole
lipidique disparaît sur les préparations standards de MO, après inclusion en
paraffine ; pour l’observer, il est nécessaire de faire des coupes à congélation
et d’utiliser des colorants des graisses comme l’huile rouge ou les Soudans
(noir, par exemple). Le noyau, aplati, est refoulé contre la membrane
plasmique. Une fine MB entoure la
membrane plasmique. Les adipocytes blancs peuvent être isolés au sein du
tissu conjonctif lâche et dans la moelle osseuse ou être groupés pour
constituer le tissu adipeux blanc.
Dans le tissu adipeux blanc, les adipocytes, tassés les uns contre les autres,
prennent une forme polyédrique. Ils sont séparés par des fibres de réticuline
et de très nombreux capillaires sanguins ainsi que par des fibres nerveuses
amyéliniques représentant des fibres sympathiques noradrénergiques. Les
adipocytes sont groupés en petits lobules, visibles à l’œil nu, séparés par de
fines cloisons conjonctives contenant des fibroblastes, des macrophages, des
mastocytes et des fibrilles de collagène. Le tissu adipeux blanc est
principalement localisé dans : 1) le pannicule adipeux sous-cutané, diffus et
régulier chez le fœtus et le nouveau-né, prédominant sur la nuque et les
épaules chez l’homme, sur la poitrine, les hanches, les cuisses et les fesses
chez la femme ; 2) les régions profondes, comme le mésentère, les épiploons, les
régions rétropéritonéales ; 3) les orbites, les paumes et face palmaire des
doigts, les plantes et face plantaire des orteils. Les deux premières
localisations correspondent à des réserves énergétiques qui fondent lors du
jeûne, alors que la troisième joue un rôle de soutien et de protection
mécanique et est peu sensible au jeûne.
La synthèse des lipides
(ou lipogénèse) est stimulée par l’insuline. Cette synthèse s’effectue
à partir de différents substrats (triglycérides d’origine alimentaire et
glucose) et donc a le tendence de diminuer une glycemie :
Le stockage des lipides
se fait sous forme de triglycérides.
Le tissu adipeux blanc renferme la quasi-totalité des triglycérides
stockés dans l’organisme ; il représente, de ce fait, une des plus importantes
réserves énergétiques de l’organisme. C’est à cette réserve que l’organisme
fait appel lorsque les réserves de glucides sont épuisées (jeûne, efforts
physiques, lutte contre le froid, etc.), ou inutilisables (diabète grave).
L’hydrolyse des
triglycérides (ou lipolyse), stimulée par les catécholamines, libère dans le
sang des acides gras non estérifiés.
La lipolyse est due à l’action de deux lipases présentes dans le cytoplasme
des adipocytes et qui sont activés par les catécholamines (adrénaline et
noradrénaline, qu’il s’agisse des hormones médullo-surrénaliennes ou des
transmetteurs venus des terminaisons sympathiques). Le récepteur
béta-3-adrénergique représente le principal régulateur de la lipolyse
adipocytaire aussi bien dans les adipocytes du tissu adipeux blanc que dans
ceux du tissu
adipeux brun. Ce récepteur de l’adrénaline et de la noradrénaline,
principalement exprimé dans les adipocytes (et dans le tube digestif), diffère
du récepteur béta-1 (surtout exprimé dans le cœur) et du béta-2
(essentiellement exprimé dans l’arbre bronchique). Les acides gras non
estérifiés que les adipocytes libèrent ainsi dans le sang sont utilisables par
les autres cellules de l’organisme à des fins énergétiques.
4.5.1.4 L’adipocyte blanc
est également une cellule sécrétrice endocrine et autoparacrine
Les adipocytes, longtemps considérés comme des cellules de stockage des
graisses, intervenant comme isolant thermique et mécanique, ont acquis avec la
découverte de la leptine, le statut de cellules sécrétrices endocrines,
capables de communiquer avec le système nerveux central. Par ailleurs, des
études réalisées sur des souris atteintes d’obésité congénitale ont permis de
caractériser de nouvelles protéines intervenant dans la régulation des dépenses
énergétiques, en particulier au niveau des adipocytes.
L’adipocyte sécrète une
hormone, la leptine, produit du gène ob, qui au niveau de l’hypothalamus régule
l’appétit.
Chez la souris, la mutation du gène ob
est responsable, à l’état homozygote, d’une obésité génétique. Ce gène,
exprimé dans le tissu adipeux, code pour une protéine synthétisée par les
adipocytes et exportée dans le sang pour agir au niveau de récepteurs situés
dans certains neurones de l’hypothalamus. Dans l’espèce humaine, le gène
homologue du gène ob de la souris a
été identifié et cloné, et, son produit, la leptine (protéine hautement
conservée chez les vertébrés) a été caractérisé. La leptine se comporte comme une hormone de la satiété, agissant en
régulant l’appêtit en fonction de la masse de tissu adipeux, par un
rétrocontrôle hypothalamique. Au niveau de cette boucle régulatrice de la prise
alimentaire, la leptine active la voie anorexigène (qui coupe la faim) et inhibe
la voie orexigène (qui ouvre l’appétit).
Par ailleurs, la leptine jouerait un rôle dans la biologie de la
reproduction (maturation sexuelle, fécondité, stérilité).
Les adipocytes sécrètent
des cytokines et d’autres molécules.
Contrairement aux adipocytes blancs, les adipocytes bruns ont un noyau
central et un cytoplasme rempli de nombreuses petites vacuoles lipidiques (la
cellule est dite multiloculaire) et de mitochondries. Surtout abondante chez
les mammifères hibernants (comme la marmotte), la graisse brune est néanmoins
présente dans l’espèce humaine, principalement au début de la vie. Chez le
fœtus et le nouveau-né, elle se répartit dans la région interscapulaire, autour
des gros vaisseaux (aisselles, cou), autour des reins et du cœur. Chez
l’adulte, sa persistance est sujette à discussion.
La graisse brune est impliquée dans la thermogénèse sans frisson et celle
induite par l’alimentation. Sa localisation habituelle au contact immédiat des
principaux vaisseaux sanguins facilite la diffusion dans tout l’organisme de la
chaleur qu’elle produit (calorifère naturel, source de chaleur). La
vascularisation et l’innervation sympathique sont richement développées. Chaque
adipocyte, porteur de récepteurs béta3-adrénergiques, est au contact d’une
terminaison sympathique noradrénergique.
Les populations cellulaires « libres » (ou cellules migratrices) se
distribuent dans la circulation sanguine et lymphatique, dans les organes
lymphoïdes ainsi que dans le tissu conjonctif lâche et notamment les muqueuses
de nombreux organes. Le sang, véhicule principal des courants de migration
cellulaire, est le siège des échanges permanents entre cellules et tissus. Dans
le sang, les globules rouges assurent les échanges gazeux au niveau de la
barrière alvéolocapillaire et les plaquettes maintiennent l’intégrité du
système circulatoire. Dans les tissus, les globules blancs qui appartiennent
aux différents systèmes de défense de l’organisme sont en permanence exposés à
divers agents pathogènes. Les défenses non-spécifiques correspondent aux
barrières tissulaires et aux phagocytes « professionnels ». Les défenses
spécifiques (immunité acquise) nécessitent un contact préalable avec l’agent
pathogène, nécessaire à sa reconnaissance. L’efficacité des défenses
spécifiques repose sur les capacités de l’organisme à distinguer ses propres
molécules (« soi », dont le marqueur principal est le système HLA) des molécules
(antigènes) étrangères (non « soi »). Toutes les cellules du sang et cellules
immunitaires sont issues de cellules souches multipotentes hématopoïétiques
situées dans la moelle osseuse.
5.0 Plasma : Eau,
albumin et globuline. Alpha globuline,
beta globuline, gammaglobuline (= immunoglobuline) et fibrinogene.
|
Gammaglobuline |
IgG |
IgA |
IgM |
IgD |
IgE |
|
Caractéristiques |
Plasma + fluides |
Sur muqueuses |
Production tôt |
Sur lymphocytes |
Sur surfaces |
|
|
Combattre microbes |
Défense surfaces |
Premier ligne de défense |
Défense des maladies chroniques |
Donne les allergies |
La numération globulaire consiste à
compter le nombre de globules rouges (GR), de globules blancs (GB) ou
leucocytes et de plaquettes par unité de volume de sang. Les résultats normaux
sont les suivants :
— GR : 5 000 000 ± 500 000 par microlitre,
chez l’homme
— 4 500 000 ± 500 000 par microlitre, chez la femme
— GB : 7 000 ± 3 000 par microlitre, chez l’adulte
— Plaquettes : 150 000 à 450 000 par microlitre
La formule sanguine (ou formule
leucocytaire) consiste à évaluer le nombre de chacune des différentes
populations de leucocytes. Actuellement, les résultats sont exprimés en nombre
absolu par microlitre (1 microlitre = 1 mm3) plutôt qu’en pourcentage des
différentes variétés de leucocytes :
— Granulocytes neutrophiles : 1 800 à 8 000
— Granulocytes éosinophiles : 50 à 500
— Granulocytes basophiles : < 100
— Lymphocytes : 1 500 à 4 500
— Monocytes : 100 à 1 000
La numération-formule sanguine est réalisée par des automates, mais
l’identification des anomalies cellulaires se fait sur des frottis.
La numération des
sous-populations lymphocytaires, réalisée par immunomarquage sur lames ou en
cytométrie de flux, donne, à l’état normal, les résultats suivants, à titre
d’exemple pour un nombre total de lymphocytes de 2000 par microlitre :
— Lymphocytes B 200 à 300
— Lymphocytes T 1500, dont :
— Lymphocytes T4 1000
— Lymphocytes T8 500
— rapport T4/T8 2 :1
— Lymphocytes NK 200 à 300.
Les globules rouges (ou hématies, érythrocytes, normocytes) sont des
cellules anucléées, en forme de disque biconcave, d’environ 7,5 µm de diamètre. Le volume globulaire moyen est de 85 à 95 µm3.
Le rôle principal des globules rouges est de maintenir à l’état
fonctionnel le pigment respiratoire qu’est l’hémoglobine. La concentration normale
de l’hémoglobine dans le sang est de 13 à 18 g/100ml chez l’homme et de 12 à 16
g/100 ml chez la femme. L’hémoglobine, constituant majeur du globule rouge
(environ 1/3 de son poids), assure 3 fonctions principales : 1) transporter
l’oxygène des poumons aux tissus ; 2) permettre le transfert d’une partie du
CO2 des tissus aux poumons ; 3) tamponner les ions H+ libérés par les tissus.
Le glucose est la principale source d’énergie pour le globule rouge (glycolyse
anaérobie intra-érythrocytaire). La membrane plasmique de l’hématie porte des
antigènes qui déterminent les groupes sanguins (A, B, O, Rhésus, etc.). La
durée de vie des globules rouges est de 120 jours.
Les plaquettes sanguines (ou thrombocytes) sont des fragments cellulaires
anucléés (2 à 5 µm de diamètre) contenant des mitochondries, des
vésicules à cœur dense et un cytosquelette riche en protéines contractiles.
Leur durée de vie est de 8 à 12 jours. Les plaquettes proviennent de la
fragmentation cytoplasmique de leurs précurseurs médullaires, les
mégacaryocytes. Elles jouent un rôle fondamental dans les processus de
l’hémostase et de la coagulation. Le phénomène de l’agrégation plaquettaire qui
joue un rôle crucial dans ces processus fait intervenir de nombreuses molécules
d’adhérence.
Ce sont les plus grands des leucocytes normaux (12 à 20 µm). Leur noyau est volumineux, central ou périphérique, réniforme ou
indenté. Leur cytoplasme est caractérisé par des expansions cytoplasmiques et
par la présence de grains azurophiles (en MO) correspondant à des lysosomes
primaires (en ME).
Les macrophages, disséminés dans l’ensemble de l’organisme, se
distinguent des monocytes par une plus grande taille, le développement
considérable de l’appareil vacuolaire (vésicules d’endocytose, endosomes,
lysosomes primaires, phagosomes, phagolysosomes) et des expansions
cytoplasmiques qui forment de véritables pseudopodes. Les propriétés
fondamentales des macrophages sont leur mobilité, leur pouvoir de phagocytose
et leur capacité sécrétrice. Cette capacité sécrétrice est multiple.
Voir plus loin.
Les granulocytes possèdent un noyau unique qui présente plusieurs lobes
de formes diverses, ayant pu faire croire, à tort, qu’ils étaient multinucléés,
d’où le nom de « polynucléaires ». Le cytoplasme des granulocytes contient
différents types de granulations, caractéristiques de chaque granulocyte. Selon
les affinités tinctoriales en MO de leurs granulations, les granulocytes sont
répartis en trois catégories : neutrophiles, éosinophiles et basophiles.
Le cytoplasme des granulocytes neutrophiles contient des granulations qui
peuvent se répartir en au moins 3 variétés, qualifiées de granulations
primaires, secondaires ou tertiaires, en fonction de la nature de leur contenu,
de leur diamètre, de leur affinité tinctoriale en MO et de leur densité aux
électrons en ME. Les unes sont des lysosomes pour détruire et éliminer les
agents pathogènes ainsi que les cellules ou molécules devenues anormales. Cette
fonction s’accomplit en différentes étapes plus ou moins intriquées : 1)
déplacement des granulocytes neutrophiles qui se rendent sur les lieux
(chimiotactisme) 2) phagocytose (reconnaissance, adhérence puis englobement de
la cible), 3) dégradation par les « protéines tueuses » et par les systèmes
tueurs dépendants de l’oxygène, aboutissant à la production de substances
puissamment bactéricides. La durée de vie des granulocytes neutrophiles est de
l’ordre de 24 heures.
Les granulocytes éosinophiles sont les cellules effectrices principales
de l’immunité anti-parasitaire, des réactions d’hypersensibilité retardée et de
la résistance aux tumeurs. Les granulations éosinophiles sont colorées en
rouge-orangé par les colorations standard ; en ME, la matrice de ces
granulations est finement granulaire et contient une formation cristalline («
cristalloïde ») à arrangement régulier périodique de bandes claires et de
bandes sombres. Les granulations des éosinophiles contiennent des eicosanoïdes
et de nombreuses protéines dont certaines entraînent la dégranulation des
mastocytes et la libération d’histamine. La peroxydase des éosinophiles,
différente de celle des neutrophiles et des monocytes, possède la capacité de
détruire de nombreux microorganismes, en particulier des parasites, mais
également des cellules tumorales. Après une demi-vie de quelques heures dans la
circulation sanguine, les éosinophiles passent dans les tissus (comme la peau,
les poumons, le tube digestif) où ils persistent quelques jours.
Les granulocytes basophiles contiennent dans leur cytoplasme des
granulations volumineuses, métachromatiques,
de couleur bleu-noir après coloration au May-Grunwald-Giemsa. Ils
circulent dans le sang et passent dans les tissus en cas de réactions
allergiques. Ils interviennent alors dans les réactions d’hypersensibilité
immédiate (réactions allergiques, conjointement avec les mastocytes
tissulaires, selon des mécanismes analogues (cf plus loin). Leur durée de vie
est de quelques jours.
Les mastocytes et les granulocytes basophiles possèdent une origine
commune à partir des cellules souches hématopoïétiques, mais ont subi une
différenciation différente (notamment, expression sur la membrane du mastocyte
d’un récepteur c-kit, absent de celle des granulocytes basophiles). Mastocytes
et basophiles ont une physiologie commune mais sont morphologiquement
différents. Les mastocytes sont des cellules arrondies, à noyau rond central,
dont le cytoplasme renferme des granulations métachromatiques en MO et de
structure feuilletée et lamellaire en ME. Contrairement aux basophiles, ils ne
s’observent que dans les tissus où ils sont souvent groupés autour de petits
vaisseaux sanguins, et ne se trouvent pas dans le sang. Chez des sujets génétiquement prédisposés,
dits « atopiques », certains antigènes (allergènes) stimulent la production
d’anticorps IgE par les plasmocytes. Ces anticorps IgE se lient de façon non
spécifique, par leur fragment Fc, aux récepteurs membranaires des basophiles et
des mastocytes. Lors d’un contact ultérieur avec le même allergène, celui-ci se
fixe sur le fragment Fab spécifique
des IgE liés à la membrane de ces cellules, entraînant la libération dans
le milieu extracellulaire du contenu de leurs granulations (héparine, acide
hyaluronique et surtout histamine) et la production de cytokines et de
leukotriènes. Ces molécules agissent sur des tissus cibles et sont responsables
de phénomènes allergiques (comme l’urticaire, le rhume des foins, l’asthme,
voire des chocs anaphylactiques graves).
Les lymphocytes se caractérisent par : 1) leur forme, régulière, arrondie
; 2) leur taille, le plus souvent petite (voisine de celle d’un globule rouge)
; toutefois, à côté de ces petits lymphocytes, on distingue des moyens et des
grands lymphocytes, de taille plus grande ; 3) leur noyau, sphérique, foncé,
sans nucléole visible, occupant la presque totalité du volume de la cellule ;
4) leur cytoplasme, réduit à une mince couronne contenant les organites
cellulaires habituels en quantité très restreinte.
Les lymphocytes, issus des lymphoblastes, quittent la moelle osseuse,
passent dans la circulation et se dirigent vers un organe lymphoïde dit
central, où ils se multiplient et produisent des lymphocytes qui acquièrent
leur spécificité immunitaire. Les deux organes lymphoïdes centraux, le thymus
et la moelle osseuse produisent des lymphocytes différents sur le plan
fonctionnel. Le thymus induit la compétence des lymphocytes T, responsables de
l’immunité cellulaire. La moelle osseuse induit la compétence des lymphocytes
B, responsables de l’immunité humorale. Chaque lymphocyte devient alors «
immunologiquement compétent », et porte sur sa membrane des récepteurs
spécifiques, capables de reconnaître un antigène. Les lymphocytes
compétents se répartissent via la circulation dans l’organisme : dans les
organes lymphoïdes (rate, ganglions) et dans les tissus conjonctifs, tout
particulièrement dans le chorion des muqueuses où les lymphocytes sont
dispersés ou forment des amas lymphoïdes. Sous l’effet d’une stimulation
antigénique, les lymphocytes compétents activés deviennent des cellules
effectrices.
Les étapes de la différenciation lymphocytaire sont marquées par
l’apparition d’antigènes membranaires appelés CD pour « cluster de
différenciation ». Ces antigènes sont utilisés comme des marqueurs, pouvant
être identifiés par immunomarquage avec des anticorps monoclonaux. Certains antigènes
sont présents sur tous les lymphocytes (comme CD45), d’autres sont spécifiques
de chaque famille lymphocytaire, caractérisant leur maturation fonctionnelle ou
l’état d’activation cellulaire.
Les lymphocytes B expriment à leur surface des immunoglobulines capables
d’interagir directement avec les antigènes. Après stimulation antigénique, ils
se transforment en plasmocytes capables de sécréter les immunoglobulines (ou
anticorps circulants : IgG, IgA, IgM, IgE).
Les lymphocytes B
synthétisent les immunoglobulines (ou anticorps)
Les lymphocytes B (de « Bone marrow », moelle osseuse), différenciés dans
la moelle osseuse, sont identifiés par les anticorps anti-CD19 ou CD20. Dans
les lymphocytes B matures (ceux du sang et des organes lymphoïdes), les
immunoglobulines sont insérées dans la membrane plasmique. Ces immunoglobulines
de surface (ou membranaires) sont le récepteur pour l’antigène et constituent
le marqueur phénotypique essentiel des lymphocytes B. La grande majorité des
lymphocytes B du sang humain portent des Ig M, très peu des Ig G ou des Ig A.
Après stimulation
antigénique, les lymphocytes B se différencient en plasmocytes
Les plasmocytes sécrètent de grandes quantités d’anticorps spécifiques.
Dans les plasmocytes, l’expression des immunoglobulines de surface disparait,
remplacée par des immunoglobulines intracytoplasmiques présentes dans les
citernes du réticulum endoplasmique granulaire (majoritairement IgG et IgA).
Les plasmocytes sont morphologiquement faciles à reconnaître : 1) leur
forme est ovalaire ; 2) leur noyau arrondi, situé en position excentrique,
possède une chromatine disposée en grosses mottes à la périphérie du noyau
(donnant un aspect en rayons de roue) ; 3) leur cytoplasme comporte deux zones
: une petite zone claire, périnucléaire, contenant les centrioles entourés par
un volumineux appareil de Golgi et le reste du cytoplasme, occupé par un
réticulum endoplasmique granulaire très développé, avec de nombreux ribosomes
libres (responsables de l’intense basophilie du cytoplasme) ; les citernes du
réticulum granulaire sont parfois distendues par la sécrétion
d’immunoglobulines. Les plasmocytes sont répartis dans les organes lymphoïdes
et hématopoïétiques et dans le
tissu conjonctif lâche. A l’état normal, on n’en trouve pas dans le sang
ni dans la lymphe.
Les lymphocytes T reconnaissent des antigènes étrangers partiellement
dégradés dans les cellules cibles et dont certains de leurs fragments ont
ensuite été exposés à la surface cellulaire.
Les lymphocytes NK (« Natural Killers ») sont des lymphocytes de grande
taille, contenant dans leur cytoplasme des granulations azurophiles. Ils
possèdent une activité cytotoxique spontanée sur des cibles tumorales ou
infectées par des virus.
Le tissu lymphoïde permet l’intégration des interactions cellulaires
complexes intervenant dans les réponses immunes. Ce tissu lymphoïde constitue
d’une part, les organes lymphoïdes centraux ou primaires (moelle osseuse,
thymus), d’autre part dans les organes lymphoïdes périphériques ou secondaires,
lieux de développement de la réponse immune. Les organes lymphoïdes
périphériques sont soit encapsulés (ganglions lymphatiques, rate) réagissant
aux antigènes d’origine tissulaire ou sanguine soit non encapsulés présents
d’une manière diffuse dans les muqueuses de l’organisme en particulier la
muqueuse digestive, la muqueuse bronchique, la muqueuse urinaire (MALT :
Mucosal Associated Lymphoid Tissue) réagissant aux antigènes atteignant la
surface des muqueuses. La communication entre ces compartiments du tissu
lymphoïde est le fait d’un pool de lymphocytes recirculants.
Dans tous les cas et à l’exception du thymus qui constitue un organe
lymphoïde très particulier, l’organisation du tissu lymphoïde comporte toujours
une trame de tissu réticulaire dans les mailles de laquelle se situent
macrophages, cellules dendritiques et cellules lymphoïdes, le plus souvent
regroupées en follicules.
Chez le nouveau-né avant tout contact antigénique, il n’existe que des
follicules primaires ; les follicules secondaires n’apparaissant qu’après
stimulation antigénique. Les follicules lymphoïdes secondaires possédant un
centre germinatif sont observés après stimulation antigénique. Ils contiennent
de nombreux lymphocytes B en cours de prolifération (centroblastes), associés à
des cellules dendritiques folliculaires présentatrices d’antigène et quelques
macrophages associés à des lymphocytes T. Les centres germinatifs sont entourés
d’une couronne de petits lymphocytes de type B. Ces structures ont un rôle
important dans le développement des réponses immunes impliquant les lymphocytes
B, en particulier dans la mémoire de la réponse médiée par les lymphocytes B
qui paraît être la fonction première des centres germinatifs. Ainsi les
capacités immunologiques dépendant des éléments lymphoïdes sont toujours
étroitement liées au système macrophagique qui les entoure.
Le tissu osseux, comme le tissu cartilagineux, est un « tissu
squelettique », tissu conjonctif spécialisé, caractérisé par la nature solide
de la MEC. La matrice osseuse a la particularité de se calcifier, ce qui la
rend opaque aux rayons X et permet l’étude des os par radiographie. Le
squelette a 3 fonctions. 1) Fonction
mécanique : le tissu osseux est un des tissus les plus résistants de
l’organisme, capable de supporter des contraintes mécaniques, donnant à l’os
son rôle de soutien du corps et de protection des organes. 2) Fonction métabolique : le tissu osseux
est un tissu dynamique, constamment remodelé sous l’effet des pressions
mécaniques, entraînant la libération ou le stockage de sels minéraux, et
assurant ainsi dans une large mesure (conjointement avec l’intestin et les
reins) le contrôle du métabolisme phosphocalcique. 3) Fonction hématopoiétique : les os renferment dans leurs espaces
médullaires, la moelle hématopoïétique, dont les cellules souches, à l’origine
des 3 lignées de globules du sang, se trouvent au voisinage des cellules
osseuses. Les cellules stromales de la
moelle osseuse fournissent un support structural et fonctionnel aux
cellules hématopoiétiques. Certaines d’entre elles sont des cellules-souches
multipotentes susceptibles de se différencier dans de multiples lignages
différents (fibroblastes, chondrocytes, ostéoblastes, adipocytes…).
Les cellules bordantes, les ostéoblastes et les ostéocytes sont les
cellules ostéoformatrices. Les ostéoclastes sont ostéorésorbants.
Les ostéoblastes, les ostéoclastes et les cellules bordantes de l’os se
trouvent à la surface des plages de tissu osseux, alors que les ostéocytes sont
situés à l’intérieur de la matrice osseuse. Contrairement aux cellules
ostéoformatrices qui dérivent de cellules-souches mésenchymateuses
pluripotentes, les ostéoclastes dérivent de la lignée hématopoïétique monocytaire (cellule-souche
hématopoïétique CFU-M).
Ce sont des cellules ostéoformatrices cubiques situées à la surface
externe et interne du tissu osseux en croissance. Ils sont reliés entre eux et
avec les ostéocytes par des jonctions communicantes. Leur membrane plasmique
renferme en abondance de la phosphatase
alcaline. Les ostéoblastes élaborent les constituants organiques de la MEC
; de ce fait, leur cytoplasme est riche en organites impliqués dans la synthèse
protéique (réticulum endoplasmique granulaire abondant, appareil de Golgi
volumineux). Le devenir des ostéoblastes peut se faire selon 3 voies : 1)
transformation en ostéocytes en s’entourant complètement de MEC, 2) mise au
repos sous la forme de cellules bordantes tapissant les surfaces osseuses ou 3)
mort par apoptose.
Ce sont des
ostéoblastes différenciés, incapables de se diviser, entièrement entourés par
la MEC osseuse minéralisée. Les ostéocytes siègent dans des logettes
(ostéoplastes) d’où partent des canalicules anastomosés contennant leurs
prolongements cytoplasmiques, fins, nombreux, plus ou moins longs, reliés entre
eux par des jonctions communicantes. Leur corps cellulaire est de plus petite
taille que celui des ostéoblastes, fusiforme, possédant moins d’organites que
les ostéoblastes. Les ostéocytes, avec des capacités de synthèse et de
résorption limitées, participent au maintien de la matrice osseuse et
contribuent à l’homéostasie de la calcémie.
Les cellules bordantes sont des ostéoblastes
au repos, susceptibles, s’ils sont sollicités, de redevenir
des ostéoblastes actifs. Elles revêtent les surfaces osseuses qui, à un
moment donné, ne sont
soumises ni à formation ni à résorption osseuse. Ce sont des cellules
aplaties et allongées, possédant
peu d’organites et reliées entre elles et avec les ostéocytes voisins par
des jonctions communicantes.
Ce sont des cellules post-mitotiques, très volumineuses, de 20 à 100 µm de diamètre, plurinucléées, hautement mobiles, capable de se déplacer à
la surface des travées osseuses d’un site de résorption à un autre. Lorsqu’il
est activé, l’ostéoclaste, cellule ostéorésorbante, développe son appareil
lysosomal et se polarise fortement ; sa membrane plasmique se différencie en
deux domaines séparés par un anneau étanche de jonctions cellule-MEC : un
domaine apical qui développe une bordure
en brosse au contact de la surface osseuse et un domaine basolatéral situé
à l’opposé (voir plus loin).
La MEC de l’os comporte une partie organique et une phase minérale.
La MEC organique est composée surtout de microfibrilles de collagène I.
Elle est constituée de cristaux d’hydroxy-apatite (phosphate de calcium
cristallisé) et de carbonate de calcium. Ces cristaux sont visibles en ME entre
les fibres de collagène et/ou à l’intérieur de celles-ci, sous la forme de
petites aiguilles hexagonales, denses aux électrons. L’os, qui contient 98 % du
calcium de l’organisme, représente un réservoir de calcium et joue un rôle
primordial dans le métabolisme phosphocalcique. La minéralisation de la MEC
osseuse rend compte de la dureté de l’os.
Chez l’adulte, le tissu osseux est dit lamellaire, parce que la matrice
osseuse est disposée en lamelles superposées
où les microfibrilles de collagène sont arrangées parallèlement selon une
direction qui se modifie dans chaque lamelle successive. Chez le fœtus et le
jeune enfant, ou en cas de fracture, ou encore au cours de certaines maladies,
la trame de microfibrilles de collagène produite par les ostéoblastes est irrégulière
et le tissu osseux est transitoirement non-lamellaire (« tissu osseux tissé »).
Les os, principalement constitués de tissu osseux, contiennent également
du tissu hématopoïétique, du tissu adipeux, des vaisseaux, des nerfs, du tissu
cartilagineux et du tissu conjonctif. Il existe 3 variétés anatomiques d’os :
les os longs (comme le tibia, le fémur), courts (comme les os du carpe) et
plats (comme le sternum, les côtes). Sauf au niveau des surfaces articulaires où
se trouvent les cartilages articulaires, les os longs, courts ou plats, sont
entourés par le périoste, constitué
par une couche externe de tissu conjonctif fibreux et par une couche interne
contenant les cellules ostéoprogénitrices. La cavité centrale des os longs est
bordée par l’endoste, constitué d’une
fine couche de tissu conjonctif contenant des cellules ostéoprogénitrices et
des cellules bordantes.
Le tissu osseux compact
(ou cortical ou haversien)
Il est principalement constitué d’ostéones
ou systèmes de Havers fait de
lamelles osseuses cylindriques disposées concentriquement autour du canal de
Havers. Entre les lamelles, se situent les ostéoplastes contenant le corps
cellulaire des ostéocytes. Le canal de Havers contient des capillaires sanguins
et des filets nerveux amyéliniques enrobés d’un peu de tissu conjonctif lâche.
Les canaux de Havers sont reliés entre eux, avec la cavité médullaire et
avec la surface de l’os par des canaux transversaux ou obliques, les
canaux de Volkmann. Cette disposition confère à l’os compact un maximum de
résistance. Entre les ostéones se trouvent des lamelles osseuses, vestiges
d’ostéones anciens partiellement résorbés et constituant les systèmes
interstitiels. La diaphyse des os longs est bordée extérieurement et
intérieurement par des lamelles osseuses circonférentielles, réalisant le
système circonférentiel externe et le système circonférentiel interne.
Le tissu osseux spongieux
(ou trabéculaire)
Le tissu osseux spongieux siège essentiellement dans les os courts et les
os plats (sternum, ailes iliaques) ainsi que dans les épiphyses des os longs. Il
est formé par un lacis tridimensionnel de spicules ou trabécules de tissu
osseux, ramifiés et anastomosés, délimitant un labyrinthe d’espaces
intercommunicants occupés par de la moelle osseuse et des vaisseaux.
Que ce soit dans l’os compact ou trabéculaire, le tissu osseux est en
constant renouvellement. Ce remodelage permanent, dans lequel s’intriquent la
résorption et la formation de tissu osseux, s’effectue grâce à des unités fonctionnelles de remodelage où
les ostéoclastes et ostéoblastes sont étroitement associés. L’os est ainsi
formé de millions d’unités fonctionnelles de remodelage, mobiles et progressant
dans le tissu osseux (les ostéoclastes étant à l’avant et les ostéoblastes à
l’arrière).
Les activités métaboliques de ces 2 populations cellulaires sont couplées
dans l’espace et dans le temps. Un cycle de remodelage dure environ 4 mois chez
l’adulte, la phase de formation étant plus longue que celle de résorption.
La surface osseuse est normalement recouverte de cellules bordantes qui
empêchent l’accès des ostéoclastes à la MEC. Sous l’action de facteurs ostéorésorbants (hormone
parathyroïdienne ou PTH, vitamine D3 et prostaglandine Pg E2), les cellules
bordantes se rétractent et libèrent l’accès aux ostéoclastes qui peuvent
adhérer à la matrice osseuse.
Chaque ostéoclaste devenu actif se fixe à la matrice sur le lieu de résorption
et la phase de résorption de la matrice commence. Elle s’effectue en deux
étapes successives : 1) dissolution de la phase minérale par acidification du
compartiment de résorption, 2) dégradation de la matrice organique sous
l’action d’enzymes protéolytiques lysosomales. Les caractéristiques
morphologiques des ostéoclastes témoignent de leur rôle de destruction du tissu
osseux (ostéoclasie). La constitution d’un anneau périphérique de scellage permet l’isolement d’une chambre de digestion étanche (ou lacune
de Howship) entre la membrane de l’ostéoclaste et la surface de la MEC osseuse.
Quand les ostéoclastes ont fini de creuser une lacune, ils meurent par
apoptose et sont remplacés par des macrophages qui lissent le fond de la
lacune.
Elle comporte 2 temps, au cours desquels les ostéoblastes jouent le rôle
majeur : 1) la production de MEC par les ostéoblastes, 2) la minéralisation de
cette MEC.
La production de MEC est liée
à la prolifération et à l’activation des ostéoblastes
Quand la résorption osseuse est terminée, les cellules ostéoprogénitrices
présentes à la surface de la matrice érodée, au fond de la lacune (appelé ligne
cémentante) se divisent et se différencient en ostéoblastes. Ces ostéoblastes
synthétisent une nouvelle MEC non encore minéralisée (substance pré-osseuse ou tissu ostéoïde) qui comble la lacune.
Plusieurs hormones, notamment les œstrogènes, les androgènes et la vitamine D
stimulent la production de matrice osseuse.
Jusqu’à l’âge de 20 ans, la masse osseuse augmente progressivement. A cet
âge, le capital osseux est constitué ; il reste stable pendant quelques années,
puis diminue lentement avec l’âge, chez la femme comme chez l’homme, les
mécanismes de destruction du tissu osseux l’emportant sur les mécanismes de
construction. Chez la femme, la perte osseuse s’accélère nettement à la
ménopause, du fait de la carence en œstrogènes. Cette ostéoporose augmente considérablement
le risque de fracture et justifie le plus souvent un traitement œstrogénique
substitutif prolongé des femmes après la ménopause.
Une fracture, comme toute blessure, entraîne une destruction tissulaire
et une hémorragie. Des signaux chémo-attractants et d’angiogénèse attirent sur
place les cellules impliquées dans les phases initiales du processus de
réparation. Les granulocytes neutrophiles et les macrophages éliminent
localement les débris cellulaires. Les cellules mésenchymateuses et les
capillaires sanguins prolifèrent et permettent la formation de tissu conjonctif
puis de tissu cartilagineux qui forment un cal et comblent le foyer de
fracture. Parallèlement, les cellules ostéoprogénitrices (du périoste et de
l’endoste) prolifèrent et se différencient en ostéoblastes qui fabriquent du
tissu ostéoïde qui progressivement remplace l’ébauche cartilagineuse du cal qui
se calcifie. Le cal osseux est ensuite remodelé
par les ostéoclastes pour restaurer la forme originale de l’os fracturé.
La réparation d’une fracture est favorisée par l’immobilisation des fragments
osseux (plâtre, ostéosynthèse chirurgicale) et dure normalement 6 à 12 semaines
selon le type de fracture.
Comme pour le tissu osseux, la consistance du tissu cartilagineux est
dure, mais contrairement à l’os, le cartilage n’est pas minéralisé (sauf
exception que nous verrons au cours de l’ossification).
Le tissu cartilagineux est formé d’un seul type cellulaire, les
chondrocytes, répartis dans une MEC abondante et complexe.
Les chondrocytes
Les chondrocytes sont des cellules volumineuses, arrondies, situées dans
de petites logettes (ou chondroplastes) qu’elles emplissent complètement à
l’état vivant. Ils possèdent de nombreux récepteurs en particulier pour
l’hormone de croissance (GH), les vitamines A et D, la parathormone, les
glucocorticoïdes et les œstrogènes. Les chondrocytes assurent la synthèse et la
dégradation de tous les composants de la MEC cartilagineuse.
La MEC
— Les molécules de la MEC
La haute teneur en eau de la MEC (70 à 80 % de son poids) permet la
déformabilité des cartilages.
Parmi les différents collagènes présents dans la MEC cartilagineuse, le
collagène II est de loin le plus abondant.
— Selon la richesse de la MEC en
fibres collagènes ou élastiques on distingue 3 variétés histologiques de
cartilage.
— le cartilage hyalin
Les microfibrilles de collagène, peu abondantes et de petit calibre,
disposées en un réseau à mailles larges, ne sont pas visibles en MO, d’où
l’aspect amorphe et homogène de la MEC du cartilage hyalin.
— le cartilage fibreux (ou
fibro-cartilage)
Contrairement au précédent, sa MEC contient d’épais faisceaux de fibres
de collagène de type I. Ces fibres sont bien visibles par une coloration telle
qu’un trichrome qui permet de montrer que les faisceaux sont orientés le long
des lignes de force (contraintes mécaniques que subit le tissu).
— le cartilage élastique
Le cartilage élastique se distingue par une densité cellulaire beaucoup
plus importante que les autres types de cartilage et par la présence de
nombreuses fibres élastiques (mises en évidence par l’orcéine ou la
fuchsine-résorcine). Ces fibres élastiques sont disposées en un réseau
tridimensionnel permettant leur déformation
et la restitution de leur forme initiale.
Le concept de chondrone
Un chondrone, constitué par un chondrocyte et son microenvironnement
péricellulaire, représente l’unité structurale, fonctionnelle et métabolique
des cartilages hyalins.
Fait unique par rapport à tous les autres tissus de l’organisme, le tissu
cartilagineux est totalement dépourvu de vaisseaux sanguins et lymphatiques
ainsi que de nerfs. La plupart des cartilages sont nourris par diffusion à
travers la matrice, à partir des capillaires de la couche interne du périchondre. Tous les cartilages de
l’organisme adulte, à l’exception des cartilages articulaires, sont recouverts
de périchondre, tissu conjonctif formé de fibroblastes et d’un
réseau dense de fibres de collagène. Contrairement au cartilage, le
périchondre est un tissu vascularisé qui joue un rôle dans la nutrition, la
croissance et la réparation du cartilage. Les cellules mésenchymateuses de la
couche interne du périchondre peuvent se transformer en chondrocytes qui
produisent la matrice. Cette croissance
appositionnelle (ou périchondrale) s’oppose à la croissance interstitielle (rare chez l’adulte) qui se fait par
mitoses des chondrocytes. 6.2.1.4 Le «
cartilage » revêt une grande diversité
Sous la dénomination apparemment uniforme de « cartilage », on distingue
des cartilages très différents
sur le plan topographique, moléculaire et fonctionnelle
les cartilages du système
ostéo-articulaire
— Des cartilages hyalins font
partie des pièces osseuses :
• modèles cartilagineux des ébauches osseuses du squelette fœtal
• cartilages de conjugaison (cf. plus loin)
• cartilages articulaires (cf. plus loin)
• cartilages costaux (au niveau de l’insertion des côtes sur le sternum)
— Des cartilages fibreux sont
situés au voisinage de pièces osseuses :
• disques intervertébraux
• symphyse pubienne
• ménisques du genou
• insertion du tendon d’Achille
les cartilages de la
sphère ORL et des voies aériennes
— cartilages hyalins présents
au niveau :
• fosses nasales,
• cartilages thyroïde, cricoïde et arythénoïde du larynx,
• anneaux trachéaux et cartilages bronchiques
— cartilages élastiques présents
au niveau :
• nez,
• pavillon de l’oreille, conduit auditif externe, trompes d’Eustache,
• épiglotte
Les fibrocartilages sont
sujets à des pathologies relativement fréquentes (hernies discales, fractures
des ménisques). Par contre, les cartilages articulaires et de croissance
présentent un intérêt médical prépondérant.
Les lésions des cartilages
articulaires sont fréquentes, responsables des ostéoarthrites, notamment de la hanche (coxarthrose) ou du genou
(gonarthrose). L’absence de périchondre à leur niveau (cf. plus loin) fait
qu’en cas d’usure de ce cartilage, les chondrocytes, dont les capacités de
division sont faibles chez l’adulte, ne peuvent être remplacés et la réparation
du cartilage est impossible. Les cartilages
de conjugaison, responsables de la croissance en longueur des os (cf. plus
loin) sont le siège de multiples pathologies, en particulier d’origine
génétique.
Les cartilages articulaires sont localisés électivement au niveau des articulations
mobiles. La face articulaire forme l’interface entre les deux pièces osseuses.
Ainsi, les cartilages articulaires assurent le jeu et la mobilité de
l’articulation. La face opposée à l’articulation (ou face abarticulaire) est
enchâssée dans l’os avec une calcification de la MEC cartilagineuse située à
l’interface osseuse. Enfin, latéralement, l’articulation est limitée par le
tissu synovial.
La disposition des chondrocytes dans ce type de cartilage est
particulière. Les cellules superficielles (au voisinage de l’articulation) sont
aplaties et parallèles à la surface articulaire ; les cellules profondes sont
plus arrondies et prennent une disposition en colonnes perpendiculaires à la
surface articulaire.
Les cartilages articulaires empêchent, avec le liquide synovial, le
frottement des surfaces osseuses. Le cartilage articulaire doit être rigide
mais aussi déformable pour assurer une répartition harmonieuse des pressions
qui s’exercent sur l’articulation. La disposition des fibres de collagène II en
arcades ou ogives contribue grandement à cette répartition. Dépourvus de
périchondre, les cartilages articulaires se nourrissent essentiellement à
partir du li-quide synovial, et, pour une part, grâce à des échanges avec l’os
sous-chondral.
Les cartilages de conjugaison interviennent, au cours de l’enfance et de
l’adolescence, dans la croissance des os longs, donc dans la taille du futur
adulte. L’ossification endochondrale est
un processus complexe imparfaitement connu, intervenant chez le fœtus et tout
au long de la croissance. Jusqu’à l’âge adulte, la croissance en longueur des
os s’effectue grâce à la prolifération des cartilages de conjugaison suivie
d’une ossification endochondrale. Ce type d’ossification s’oppose à l’ossification de membrane, beaucoup plus
simple, se résumant à la différenciation, au sein d’un tissu conjonctif,
d’ostéoblastes à partir de cellules souches mésenchymateuses.
Le cartilage de
croissance est formé de couches successives individualisables en MO. La zone du
cartilage hyalin la plus éloignée du front d’ossification constitue une réserve de chondrocytes au repos.
Les cartilages
de conjugaison sont fertiles sur leur versant diaphysaire, où se produisent de
nombreuses mitoses des chondrocytes. La prolifération des chondrocytes permet
la formation de colonnes verticales (groupes isogéniques axiaux du cartilage sérié). Les chondrocytes de
forme arrondie deviennent progressivement de plus en plus aplatis.
Puis, le volume
des chondrocytes augmente condidérablement. Cette couche prend le nom de couche hypertrophique dans laquelle les
chondrocytes synthétisent du collagène spécifique de type X et de la
phosphatase alcaline concentrée dans des vésicules matricielles qui sont
libérées dans la matrice extra-cellulaire. La phosphatase alcaline permet la
libération de phosphate inorganique qui se lie au calcium pour former des
cristaux d’hydroxy-apatite, au niveau de la zone de cartilage calcifié. Parallèlement, les chondrocytes hypertrophiques
dégénèrent et meurent par apoptose.
Dans les chondroplastes laissés vide par l’apoptose des chondrocytes et
la phagocytose de leurs restes par des ostéoclastes, des capillaires sanguins
venus de l’os sous-chondral pénètrent et amènent des cellules mésenchymateuses
indifférenciées issues de la moelle osseuse. Ces cellules se différencient en
ostéoblastes ; ces derniers élaborent du tissu osseux qui progressivement
remplace le tissu cartilagineux. Ainsi, au fur et à mesure que les cartilages
de conjugaison s’accroissent par prolifération des chondrocytes, ils sont remplacés
par du tissu osseux.
Pendant toute la période de croissance staturale post-natale, la
croissance en longueur des os longs est sous la dépendance de facteurs
hormonaux agissant sur les cartilages de conjugaison, au premier rang desquels
se situent IGF1 (dont l’hormone de
croissance GH stimule la production
par le foie) et les stéroïdes sexuels, androgènes
et œstrogènes, ce qui explique la poussée de croissance au moment de la puberté.
Quand tous les cartilages de conjugaison ont été remplacés par du tissu osseux
et qu’il ne reste plus de chondrocytes susceptibles de se diviser, la
croissance en longueur des os longs est terminée et la taille définitive de
l’individu est atteinte.
Le tissu nerveux, substratum histologique du système nerveux (SN), est
spécialisé dans la conduction, la
transmission et le traitement des informations. Présent dans toutes les régions
du corps, il est - avec le système hormonal et le monde des cytokines - l’un
des trois grands moyens de communication de l’organisme.
D’un point de vue anatomique, il est commode de distinguer au sein du
tissu nerveux, ce qui appartient au système nerveux central (SNC) de ce qui
appartient au système nerveux périphérique (SNP), tout en se souvenant que ces
distinctions sont arbitraires et que le SN forme un tout qui, in vivo, n’est
pas découpé en organes séparés. Le SNC (ou névraxe), concentré à l’intérieur du
crâne et de la colonne vertébrale qui le protègent, est constitué de haut en
bas par l’encéphale (cerveau, tronc cérébral - pédoncules, protubérance et
bulbe - et cervelet) prolongé par la moelle épinière. Le SNP, en parfaite
continuité avec le SNC, est formé par les ganglions et les nerfs périphériques
qui
irradient du névraxe vers tous les points de l’organisme, assurant
l’acheminement des informations vers le SNC et celui des ordres du SNC vers les
effecteurs périphériques. D’un point de vue physiologique, on distingue le SNC
et SNP ce qui appartient à la vie de relation,
et ce qui appartient à la vie végétative (système nerveux végétatif ou
autonome : SNV ou SNA). On a tendance actuellement à isoler également un SN
intestinal ou SN entérique (SNE). Mais, là encore, ces distinctions arbitraires
ne remettent aucunement en cause l’unicité du SN.
D’un point de vue histologique, l’élément constitutif de base du tissu
nerveux est le neurone.
Les neurones (ou
cellules nerveuses) sont des cellules hautement différenciées, spécialisées
dans la communication intercellulaire. Ils reçoivent, traitent et transmettent
des informations (des signaux). Chez l’adulte, les neurones matures ne se
renouvellent pas, car ce sont des cellules hors-cycle qui ne se divisent pas.
Les cellules neuro-sensorielles olfactives font exception : elles se
renouvellent pendant toute la vie à partir de cellules-souches situées dans la
couche basale de l’épithélium olfactif. De nombreux travaux insistent
actuellement sur l’existence dans le cerveau adulte d’une population de
cellules-souches capables de se différencier en neurones et en cellules
gliales.
Leur rôle et
leur importance ne sont toutefois pas encore clairement établis dans l’espèce
humaine. Un neurone seul, isolé, n’a pas de signification. La fonction du
système nerveux (SN) implique que les neurones communiquent entre eux, au
niveau des synapses, réalisant ainsi des chaînes, des boucles, des circuits,
des réseaux nerveux extraordinairement compliqués.
Délimitée par sa membrane plasmique, la cellule nerveuse est constituée
par un corps cellulaire (ou soma ou
périkaryon) d’où partent des prolongements (ou neurites) de deux types, les dendrites
et l’axone, qui diffèrent par de
nombreux caractères. Les dendrites, habituellement multiples, et toujours très
courts, conduisent l’influx nerveux (ou signal nerveux) vers le corps cellulaire,
alors que l’axone, toujours unique, parfois très long (pouvant atteindre 1
mètre), conduit l’influx nerveux à partir du corps cellulaire et en s’en
éloignant, jusqu’à ses cibles.
• Selon la disposition générale
des prolongements par rapport au corps cellulaire, on distingue des neurones
unipolaires (qui n’ont qu’un seul prolongement), bipolaires (qui ont un prolongement afférent et un prolongement
efférent), pseudo-unipolaires (ayant
un prolongement unique qui se bifurque à distance du corps cellulaire en un
prolongement afférent et un prolongement efférent) ou multipolaires (qui ont des prolongements multiples : un seul axone,
mais de nombreux dendrites).
• Selon la forme du corps cellulaire,
on reconnaît des neurones étoilés, fusiformes, côniques, polyédriques,
sphériques, pyramidaux (selon leur volume, on distingue les cellules
pyramidales en petites, moyennes, grandes ou géantes).
• Selon l’organisation dans l’espace
des ramifications dendritiques on distingue des neurones isodendritiques,
(divergence des dendrites dans toutes les directions), allodendritiques (asymétrie limitée de l’arbre dendritique) ou idiodendritiques (organisation
spécifique de l’arbre dendritique).
• La longueur de l’axone diffère
dans les neurones de Golgi type I (neurones de projection) qui ont un axone
long - pouvant atteindre plus d’un mètre - et
dans les neurones de Golgi type II (neurones d’association) dont l’axone,
court, ne sort pas des environs immédiats du corps cellulaire.
La plupart des neurones possèdent, au milieu de leur corps cellulaire, un
noyau unique, volumineux, sphérique, clair, à chromatine dispersée, avec un
gros nucléole, arrondi, dense, bien visible en MO.
L’appareil de Golgi,
habituellement volumineux, est situé dans le corps cellulaire, en position
juxta-nucléaire
Les corps de Nissl se
situent dans le corps cellulaire et éventuellement dans les dendrites
L’examen en MO de préparations colorées par des bleus basiques montre que
le cytoplasme du corps cellulaire neuronal et de la partie proximale des
dendrites contient un matériel intensément basophile réparti de façon variable
et se présentant sous forme de blocs assez volumineux ou au contraire d’un fin
semis de granulations. Ces corps de Nissl correspondent, en ME, à des amas de
citernes de réticulum endoplasmique granulaire entre lesquels se trouvent de
nombreux ribosomes libres souvent arrangés en petites rosettes de 5 à 6 grains
(polysomes). L’abondance de cet ergastoplasme est le témoin de l’importance des
synthèses protéiques de la cellule nerveuse.
Présents également dans les dendrites, les corps de Nissl sont par contre
totalement absents de l’axone et de son cône d’implantation.
Les synapses sont des zones spécialisées de contact membranaire
permettant la transmission de l’influx nerveux d’un neurone à un autre neurone
ou d’une cellule réceptrice à un neurone ou d’un neurone à une cellule
effectrice.
Les synapses électriques sont
des jonctions communicantes assurant le couplage électrotonique des deux
neurones qu’elles relient ; a diffusion électrotonique de l’influx nerveux y
est passive, bidirectionnelle, très rapide, sans fatigabilité. Dans la pratique courante, le terme de
synapse désigne en fait uniquement les synapses
chimiques, au niveau desquelles la transmission de l’influx nerveux se fait
de façon unidirectionnelle par l’intermédiaire de molécules de signalisation ou
neurotransmetteurs (ou médiateurs chimiques).
Les synapses ne sont pas visibles en MO. Leur identification et leur
étude morphologique nécessite la ME. Chaque synapse comporte un élément
présynaptique et un élément post-synaptique séparés par une fente synaptique comprise entre la membrane présynaptique et la membrane postsynaptique. Après avoir intégré les
informations qu’il a reçues, le neurone y répond d’une façon univoque en
libérant dans la fente synaptique un ou plusieurs neurotransmetteurs contenus
dans des vésicules synaptiques. Ces
molécules agissent directement sur le neurone post-synaptique.
En dehors des mitochondries et
du cytosquelette, les deux
constituants les plus importants de l’élément présynaptique sont les vésicules synaptiques (dites aussi
vésicules présynaptiques) et l’épaississement de la membrane présynaptique. Le
feuillet interne de la membrane présynaptique apparaît en effet plus épais et
plus dense aux électrons que le reste de la membrane plasmique du neurone.
Cette densification membranaire correspond à une structure complexe appelée grille présynaptique, faite de
l’arrangement régulier, trigonal, de projections denses reliées par de fins
microfilaments et circonscrivant ainsi des emplacements où les vésicules
synaptiques peuvent se loger individuellement. De petites dépressions
(synaptopores) visibles à la face externe de la membrane présynaptique
s’enfoncent en regard des emplacements vésiculaires situés sur l’autre face de
la membrane.
La fusion des vésicules synaptiques avec la membrane plasmique et
l’exocytose du neurotransmetteur sont déclenchées par l’arrivée du potentiel
d’action (influx nerveux) qui, lorsqu’il atteint l’extrémité synaptique,
entraîne la dépolarisation de la membrane présynaptique et, par voie de
conséquence, l’ouverture des canaux calciques voltage-dépendants situés dans
cette membrane et donc l’entrée de Ca++ dans la terminaison présynaptique.
Les ramifications dendritiques de certains neurones (comme les cellules
pyramidales du cortex cérébral et les cellules de Purkinje du cortex
cérébelleux) sont couvertes de très nombreuses petites protrusions, appelées
épines dendritiques, qui constituent autant d’éléments post-synaptiques
différenciés.
Il existe également des synapses axo-axoniques, où une terminaison
axonale présynaptique entre en contact avec l’axone d’un autre neurone soit au
niveau de son segment initial, soit tout près de sa propre terminaison ; dans
ce dernier cas, cette synapse axo-axonique sert à inhiber le fonctionnement de
la terminaison axonale sur laquelle elle fait contact (phénomène de
l’inhibition présynaptique).
Plus rarement, il s’agit de synapses dendro-dendritiques,
dendro-somatiques, dendro-axoniques, somato-dendritiques, somato-somatiques ou
somato-axoniques.
Le SNC est constitué de neurones, de cellules gliales, de capillaires
sanguins et de MEC.
Il existe 4 variétés de cellules gliales : les astrocytes, les
oligodendrocytes, les cellules épendymaires et les cellules microgliales. Les
termes de cellules névrogliques, de névroglie ou de glie sont synonymes de
celui de cellules gliales.
Les astrocytes
De forme étoilée, les astrocytes sont faits d’un corps cellulaire
contenant le noyau et de prolongements cytoplasmiques diversement ramifiés. En
ME, ils se caractérisent par l’abondance, dans le cytoplasme du corps
cellulaire et des prolongements, de filaments intermédiaires (gliofilaments)
riches en GFAP (protéine
glio-fibrillaire acide) et de grains de
glycogène. Ce stock glycogénique constitue la principale réserve
énergétique cérébrale.
Les astrocytes synthétisent et sécrètent des neurostéroïdes. Ils
contiennent des récepteurs nucléaires pour les hormones thyroïdiennes, pour les
stéroïdes sexuels et pour les corticostéroïdes surrénaliens.
Les oligodendrocytes
Les oligodendrocytes possèdent un corps cellulaire de petit volume d’où
partent quelques prolongements cytoplasmiques, plus fins et moins nombreux que
ceux des astrocytes. Les oligodendrocytes de la substance blanche élaborent la
myéline du SNC.
Les cellules microgliales appartiennent au
système des monocytes/macrophages En MO, les cellules microgliales (ou
microglie) apparaissent comme des cellules de petite taille, avec un noyau
arrondi ou ovalaire, dense et un cytoplasme visualisé soit par des colorations
argentiques, soit surtout actuellement par des lectines ou des anticorps monoclonaux.
Les cellules microgliales proviennent des monocytes sanguins ayant pénétré dans
le parenchyme du SNC et peuvent, lors de lésions du tissu nerveux, s’activer et
se transformer en macrophages. Les cellules
présentatrices de l’antigène dans le SNC sont les cellules microgliales.
Lorsqu’elles sont activées, les cellules microgliales sécrètent de
nombreuses molécules dont plusieurs cytokines, des protéases, des anions
superoxyde et de l’oxyde nitrique NO.
Les épendymocytes constituent le
revêtement du système ventriculaire Voir
plus loin.
Les capillaires du SNC sont des capillaires continus, faits de cellules
endothéliales jointives entourées par une MB continue se dédoublant par
endroits pour envelopper des péricytes. Les pieds vasculaires des astrocytes
entourent complètement les capillaires, dont ils restent séparés par la MB.
Les capillaires sanguins jouent un rôle essentiel dans la restriction des
échanges entre le sang et le SNC (« barrière sang-cerveau »). Les cellules
endothéliales des capillaires cérébraux sont hautement polarisées et la
membrane plasmique luminale présente une architecture moléculaire (en
particulier enzymatique) différente de celle de la membrane abluminale.
L’absence de pores et la présence de jonctions occludens continues font que les
nutriments hydrosolubles doivent, pour pénétrer dans le cerveau, utiliser la
voie de transporteurs membranaires. Ces transporteurs membranaires assurent la
sélectivité de la barrière sang/cerveau. C’est ainsi que sont captées
préférentiellement dans le sang et transportées vers le tissu nerveux des
macromolécules telles que le D-glucose (grâce à un transporteur de glucose, le
GLUT1), des peptides et des acides aminés.
Le volume du compartiment extra-cellulaire est important si l’on envisage
l’étendue des surfaces de contact entre les innombrables prolongements
neuronaux et gliaux. Représentant de 20 à 30 % du volume tissulaire total, son
rôle est fondamental. Les neurones n’ont en effet aucun contact direct avec les
capillaires et leurs échanges avec le sang peuvent s’effectuer par
l’intermédiaire des astrocytes ou par diffusion dans l’espace extra-cellulaire.
Cet espace extra-cellulaire contient les éléments de la MEC du SNC, ainsi
répartie entre les neurones, les cellules gliales et les capillaires sanguins.
La nature et la proportion des protéines, glycoprotéines et protéoglycanes qui
composent la MEC du SNC sont différentes de celles de la MEC des autres tissus
: elle est moins riche en collagènes, en fibronectine et en laminine, mais
contient en revanche plus de protéoglycanes et de glycoprotéines ; elle
contient également des protéases extracellulaires et des inhibiteurs des
protéases.
Le parenchyme du SNC est organisé en substance grise (SG) et substance
blanche (SB). Sa surface profonde est bordée par le revêtement épendymaire. Sa
superficie est formée par le revêtement astrocytaire marginal.
La SG correspond aux régions où s’établissent les connexions
interneuronales (synapses). C’est dans la SG que siègent toutes les synapses du
SNC. C’est à son niveau que sont intégrées les informations et construit le
signal. Elle est donc constituée par le groupement des corps cellulaires
neuronaux et de leurs prolongements qui se fait suivant une organisation
spatiale particulière à chaque région (architectonie), par des cellules gliales
(astrocytes, oligodendrocytes, microglie) et par des capillaires. Les
oligodendrocytes sont souvent situés tout contre les corps cellulaires des
neurones (oligodendrocytes satellites). De ce fait, on suppose l’existence de
relations métaboliques étroites entre oligodendrocytes et neurones.
Là aussi, les éléments sont jointifs et ne laissent que peu d’espace
extra-cellulaire. Le fait structural dominant est le groupement en faisceaux
des axones myélinisés. Les cellules gliales (astrocytes, oligodendrocytes,
microglie) sont groupées entre ces faisceaux ou allongées suivant leur axe
longitudinal. Les capillaires sanguins sont peu nombreux. La SB est avant tout
un organe de conduction et son organisation très différente de celle de la SG
va de pair avec une activité métabolique moindre.
Dans la SB, les
oligodendrocytes forment la myéline
Disposés entre les fibres nerveuses myélinisées, les oligodendrocytes
assurent la formation de la myéline du SNC par l’enroulement de leurs
prolongements cytoplasmiques autour des axones. La structure membranaire
régulièrement spiralée et périodique de la myéline s’explique par cet
enroulement et par l’accolement consécutif des membranes plasmiques des
prolongements cytoplasmiques oligodendrogliaux. L’oligodendrocyte envoie un
certain nombre de prolongements qui s’enroulent autour des axones adjacents.
Ainsi un oligodendrocyte myélinise en moyenne une quarantaine d’internodes
situés sur des fibres nerveuses différentes dans le système nerveux central.
Les oligodendrocytes enroulent leur propre membrane plasmique en couches
superposées qui forment une spirale serrée autour de l’axone sur un segment de
fibre nerveuse appelée internode (ou
segment interannulaire), séparé des internodes adjacents par les nœuds de Ranvier, dépourvus de myéline,
au niveau desquels l’axone est entouré par des prolongements astrocytaires. La
disposition des lamelles myéliniques au niveau des nœuds de Ranvier s’explique
par le mode de formation de la myéline et par le fait que la longueur de chaque
tour de spire va en croissant de l’axone vers la périphérie.
La composition chimique
de la myéline est très particulière
En effet la myéline centrale contient 70 % de lipides (cholestérol,
phospholipides et glycolipides) et 30 % de protéines ; ce rapport est inversé
dans la membrane des autres types cellulaires. Cette richesse en lipides exclut
l’eau et les ions qui y sont dissouts, et fait de la myéline un bon isolant
électrique.
La myélinisation des
axones accélère la conduction de l’influx nerveux, au moindre coût énergétique
et dans le minimum d’espace possible
Les fibres myélinisées dont les axones sont les plus larges ont les
gaines de myéline les plus épaisses (c’est à dire ayant le plus grand nombre de
tours de spire), les internodes les plus longs, et la vitesse de conduction la
plus élevée.
— L’accélération de la conduction
nerveuse. Les propriétés d’isolant électrique de la myéline facilitent la
propagation passive au nœud suivant des courants associés au potentiel d’action
nodal, la conduction nerveuse le long de l’axone myélinisé s’effectuant de
façon saltatoire d’un nœud de Ranvier à l’autre.
— L’économie d’énergie.
L’énergie métabolique axonale est conservée en cas de myélinisation puisque
l’excitation active nécessaire à la propagation de l’influx est restreinte aux
petites régions nodales.
— L’économie d’espace. La
vitesse de conduction est proportionnelle au diamètre de la fibre pour une
fibre myélinisée et à la racine carrée du diamètre pour une fibre non
myélinisée, ce qui explique la prodigieuse économie d’espace qui résulte de la
myélinisation.
Les épendymocytes (ou cellules épendymaires) forment un épithélium
cubique ou prismatique simple cilié assurant le revêtement des cavités ventriculaires
du SNC (ventricules latéraux, troisième ventricule, aqueduc de Sylvius,
quatrième ventricule, canal de l’épendyme) et jouent ainsi un rôle dans les
échanges entre le LCR et le SNC.
La superficie de tout le névraxe est formée par la juxtaposition de
prolongements cytoplasmiques astrocytaires dont la face externe est en contact,
par l’intermédiaire d’une MB continue, avec le LCR (liquide céphalo-rachidien
ou liquide cérébro-spinal) contenu dans les mailles de la leptoméninge (lepto
Gr mince) (arachnoide).
Dans l’ensemble, la SG est profonde, située autour des cavités
épendymaires : axe gris de la moelle, noyaux gris du tronc cérébral et au
niveau de l’encéphale, ganglions de la base (noyaux gris centraux) : thalamus,
noyaux caudés et noyaux lenticulaires. La SB est plus périphérique.
L’exemple le plus simple permettant de mettre en place les éléments
constitutifs du SNC est celui d’une coupe horizontale de la moelle épinière.
A faible grandissement en
MO
Sur une coupe horizontale de moelle épinière humaine colorée par
l’hématéine-éosine, après fixation au formol et inclusion en paraffine, à
faible grandissement en MO, on repère aisément, un axe de substance grise, en
forme de X, avec de chaque côté une corne antérieure (ou ventrale), une corne
postérieure (ou dorsale) et - au niveau de la moelle thoracique - une corne intermédiaire
(ou latérale). Cet axe gris est centré par le canal de l’épendyme et est
entouré par des cordons de substance blanche : cordons antéro-latéraux et
cordons postérieurs. La racine antérieure (ou ventrale), motrice, part de la
corne antérieure. La racine postérieure (ou dorsale) entre dans la moelle au
niveau de la corne postérieure. Le ganglion spinal (ou rachidien) est situé sur
le trajet de la racine postérieure. Plus loin, les deux racines se réunissent
pour former un nerf périphérique.
— Le canal de l’épendyme
Au niveau de la moelle, la lumière du canal épendymaire est souvent
virtuelle et il n’est pas rare de ne voir qu’un petit amas de cellules
épendymaires sans lumière décelable.
— Les cordons de SB
Les cordons de SB de la moelle correspondent à des axones myélinisés
groupés en faisceaux parallèles. Ces axones appartiennent à plusieurs groupes
de neurones de situation anatomique et de signification physiologique
différente. Ceux formant les cordons postérieurs proviennent de corps
cellulaires neuronaux situés dans les ganglions spinaux et véhiculent la
sensibilité profonde vers le bulbe, puis le thalamus et le cortex cérébral. Les
axones des cordons antéro-latéraux correspondent les uns à des voies
ascendantes (partant de la corne postérieure de la moelle et se dirigeant vers
le cervelet, le thalamus ou d’autres régions de l’encéphale), les autres à des
voies descendantes (notamment le faisceau pyramidal) apportant aux motoneurones
de la corne antérieure de la moelle les ordres venus des structures supérieures
de l’encéphale. En MO, sur une coupe horizontale de moelle épinière techniquée
de façon routinière,
les faisceaux d’axones myélinisés se présentent comme un groupement côte
à côte de sections circulaires comprenant un centre punctiforme éosinophile
correspondant à l’axone coupé transversalement et une couronne vidée de son
contenu par les solvants des graisses et correspondant à la gaine de myéline
entourant l’axone. Les noyaux de
cellules gliales (astrocytes et oligodendrocytes) sont moins bien
visibles que dans la SG. Les capillaires sanguins sont beaucoup moins abondants
que dans la SG.
Les colorations dites myéliniques permettent de visualiser les gaines de
myéline, en noir (coloration de Loyez à la laque d’hématoxyline) ou en
bleu-vert (luxol-fast blue). La coloration de Bodian au protéinate d’argent,
qui colore les axones en noir, peut être fructueusement associée à la
coloration par le bleu luxol.
La surface des hémisphères cérébraux et du cervelet fait exception en ce
sens qu’elle est revêtue par une épaisse couche de substance grise, appelée
manteau ou cortex.
Les hémisphères cérébraux
Le cortex cérébral est organisé en couches parallèles à la surface et en
colonnes perpendiculaires. L’aspect et la répartition des neurones varient d’un
endroit à l’autre du cortex ce qui permet de dresser une véritable carte
cytoarchitectonique du cortex cérébral et de distinguer des aires
fonctionnellement différentes.
Le cervelet
Le cortex cérébelleux est organisé en 3 couches parallèles à la surface
et son aspect histologique est identique d’un endroit à l’autre.
En effet, qu’ils soient ou non myélinisés, les axones des nerfs
périphériques sont toujours entourés par des cellules de Schwann. L’ensemble «
axone(s) + succession de cellules de Schwann » est désigné par le terme de «
fibre nerveuse périphérique ».
Chaque cellule de Schwann est limitée par une membrane plasmique revêtue
d’une MB ; elle possède un noyau ovalaire allongé et un cytoplame contenant les
organites habituels de la cellule ainsi que diverses inclusions ; et surtout,
elle est caractérisée et définie par le fait qu’elle entoure un ou plusieurs
axones invaginés dans des dépressions de sa membrane plasmique ; les rapports
précis qu’affectent les axones avec les cellules de Schwann qui leur sont
associées permettent de reconnaître deux types fondamentaux de fibres nerveuses
périphériques : les fibres nerveuses amyéliniques et les fibres nerveuses
myélinisées.
Chaque axone est logé dans une invagination de la cellule de Schwann et
apparaît ainsi suspendu à la surface de la cellule par un « mésaxone ». Ce mode
d’engainement des axones par la cellule de Schwann varie grandement en
complexité selon les fibres. Parfois, il n’y a que quelques axones associés à
chaque cellule de Schwann ; dans d’autres cas, les axones sont très nombreux et
l’on peut alors trouver un mésaxone principal se divisant en mésaxones
secondaires pour aller entourer chaque axone.
Par définition, une fibre nerveuse périphérique amyélinique est
totalement dépourvue de myéline.
Les techniques usuelles de MO ne permettent pas une bonne étude
histologique des fibres nerveuses périphériques ; toutefois, la coloration de
Bodian-luxol qui colore les axones en noir et les gaines de myéline en bleu des
mers du sud permet sur coupes à paraffine une première analyse des fibres
myélinisées. Par la méthode du teasing (ou dissociation des fibres), avec une
coloration par l’acide osmique, les fibres nerveuses myélinisées sont
accessibles à une étude histologique permettant de voir les internodes (entre
deux nœuds de Ranvier successifs), de constater l’état normal ou non de la
gaine de myéline, de mesurer leur longueur.
Dans le SNP, au cours des premiers stades du développement, l’axone qui
deviendra myélinisé se comporte comme les axones non myélinisés, c’est à dire
qu’il s’invagine dans une dépression de la cellule de Schwann qui finit par
l’entourer presque complètement en laissant un mésaxone. Ensuite, les feuillets
externes de la membrane plasmique fusionnent au niveau du mésaxone qui devient
alors virtuel. Ainsi transformé, le mésaxone s’allonge et s’enroule en spirale
autour de l’axone. Au début, les différents tours de spire du mésaxone sont
séparés les uns des autres par du
cytoplasme de la cellule de Schwann, mais ensuite, un accolement se
réalise qui fait disparaître le cytoplasme intermédiaire.
La myéline compacte (ou
serrée)
Une fois la myélinogénèse achevée, la myéline prend l’aspect ultrastructural
d’une structure lamellaire spiralée
périodique.
— La ligne dense majeure ou
périodique, formée par l’accolement des faces cytoplasmiques de la membrane
plasmique de la cellule de Schwann, se situe à l’emplacement où se trouvait le
cytoplasme.
— La double ligne dense mineure ou
intrapériodique, située entre les lignes denses majeures, correspond à
l’apposition des faces extracellulaires de la membrane plasmique de la cellule
de Schwann, et se situe donc dans la continuité de l’espace extra-cellulaire. De
part et d’autre de la spirale compacte ainsi constituée, persiste un court
mésaxone, situé dans la continuité de la double ligne dense mineure, et reliant
la membrane plasmique de la
cellule de Schwann respectivement à la lamelle de myéline la plus externe
(mésaxone externe) et la plus
interne (mésaxone interne).
Une cellule de Schwann
myélinise un seul internode d’une seule fibre nerveuse périphérique. Les
nœuds de Ranvier sont le siège d’un enchevêtrement cytoplasmique des deux
cellules de Schwann adjacentes.
L’architecture
moléculaire de la myéline du SNP est différente de celle de la myéline du SNC
Les nerfs périphériques sont constitués de fibres nerveuses
périphériques, myélinisées et amyéliniques, groupées en fascicules (ou
faisceaux). Chaque fascicule est limité par son périnèvre. A l’intérieur de
chaque fascicule, entre les fibres nerveuses, se trouve l’endonèvre. L’ensemble
des fascicules est maintenu par l’épinèvre.
L’endonèvre est le tissu
conjonctif lâche situé à l’intérieur des fascicules
Il comporte des fibroblastes dispersés, quelques mastocytes et de
nombreuses microfibrilles de collagène orientées longitudinalement. Il contient
de nombreux capillaires sanguins de type continu, dont l’endothélium est le
siège d’une barrière entre le sang et les fibres nerveuses périphériques
analogue à la barrière sang-cerveau du système nerveux central.
L’épinèvre est le tissu
conjonctif dense qui enveloppe le tronc nerveux et réunit les uns aux autres
ses différents fascicules
Il est fait de fibroblastes et de faisceaux de microfibrilles de
collagène ; il contient un nombre variable d’adipocytes et de nombreux
vaisseaux sanguins (vasa nervorum).
Le périnèvre entoure
chaque fascicule
Chaque fascicule nerveux est entouré par une dizaine de couches de
cellules périneurales aplaties, solidarisées par des jonctions
intercellulaires, et revêtues par une MB, disposées concentriquement et séparées
les unes des autres par quelques microfibrilles de collagène le plus souvent
longitudinales.
Les corps cellulaires neuronaux d’où partent les axones des fibres
nerveuses périphériques sont regroupés soit dans les noyaux des nerfs moteurs situés dans la substance grise du névraxe
(moelle épinière et tronc cérébral), soit dans des ganglions nerveux. Un ganglion nerveux est constitué par un amas de
corps cellulaires neuronaux entourés par des cellules capsulaires, avec les
neurites (dendrites et axones) qui en naissent, qui s’y terminent ou qui le
traversent. Il comprend un stroma conjonctif en continuité avec l’enveloppe
fibreuse du ganglion. Il existe deux grands types de ganglions.
Les ganglions nerveux sensitifs spinaux (ou rachidiens) et leurs
équivalents situés sur le trajet des nerfs crâniens sensitifs contiennent le
corps cellulaire des neurones sensitifs pseudo-unipolaires (neurones en T). Les corps cellulaires
neuronaux, volumineux, sphériques, sont centrés par un gros noyau clair
nucléolé et sont entourés par des cellules capsulaires (ou cellules
satellites). Aucune synapse ne s’y fait. Le stroma conjonctivo-vasculaire est
en continuité avec l’enveloppe conjonctive fibreuse du ganglion.
Ces ganglions, qui appartiennent au système nerveux végétatif,
contiennent le corps cellulaire des neurones végétatifs (sympathiques ou
parasympathiques) dits post-ganglionnaires. De nombreuses synapses s’y
effectuent.
Ce sont des récepteurs capables de transformer une stimulation mécanique,
chimique ou thermique en un message afférent. L’élément fondamental de leur
structure est la terminaison du prolongement périphérique d’une cellule
nerveuse en T du ganglion rachidien ou crânien. Les unes sont des terminaisons
nerveuses libres (comme on en voit entre les kératinocytes de la peau ou entre
les cellules de l’épithélium antérieur de la cornée), qui sont des récepteurs
de la douleur. Les autres sont des terminaisons nerveuses entourées d’une
structure plus ou moins complexe formant
un récepteur, encapsulé ou non.
La variété la mieux connue est la jonction neuromusculaire. Les
terminaisons efférentes au niveau des cellules musculaires lisses et des
glandes se présentent comme des terminaisons nerveuses libres.
Les cellules musculaires (myocytes ou fibres musculaires) possèdent un
certain nombre de caractéristiques communes.
— Elles sont spécialisées dans la production d’un travail mécanique, la contraction musculaire.
— Leur cytoplasme contient un matériel
protéique filamentaire contractile, les myofilaments d’actine (associés à
des filaments de tropomyosine) et de myosine, ainsi que des filaments
intermédiaires de desmine.
— Elles contiennent une concentration plus ou moins élevée de myoglobine, pigment respiratoire fixant
de l'oxygène.
— Leur membrane plasmique contient
de nombreux récepteurs à des molécules variées ainsi que des transporteurs (notamment de glucose).
— Elles sont revêtues par une membrane
basale.
— Le complexe
dystrophine-protéines associées à la dystrophine établit un lien entre les
filaments
d’actine du myocyte et la laminine de la MB.
Au-delà de ces caractéristiques communes, on distingue trois types différents de cellules
musculaires : striées
squelettiques, striées cardiaques et lisses.
La structure, l’ultrastructure et l’architecture moléculaire du sarcomère
est identique (à quelques nuances près) dans les cardiomyocytes et les cellules
musculaires striées squelettiques. Cependant, même quand des molécules portent
le même nom dans les deux types de myocytes striés, il s’agit souvent
d’isoformes différentes.
9.2.1.1 Les myofibrilles
Les myofibrilles sont des cylindres parallèles allongés dans le sens de
la cellule, faits de la succession régulière, bout à bout, de petits cylindres
identiques appelés sarcomères (ou cases musculaires). Chaque sarcomère est fait
d’un faisceau de myofilaments parallèles à son grand axe. La répartition des
deux contingents de myofilaments (filaments fins d’actine et filaments épais de
myosine) détermine au sein du sarcomère des régions de structure différente
rendant compte de la striation transversale des myofibrilles bien visible en
MO.
Les filaments épais sont disposés au milieu du sarcomère à l’emplacement
du disque A ou disque sombre. Le disque M correspond à leur apparent
renflement médian. Dans le disque H,
ils sont seuls présents. Par contre, dans les parties latérales du disque A,
les filaments fins et épais se chevauchent, les filaments fins se disposant entre les filaments épais selon un mode
hexagonal régulier, avec des ponts d’union. Au niveau du disque I ou disque clair, les filaments fins sont seuls présents.
Le disque (ou strie) Z est marqué
par l’interpénétration sur une faible distance des extrémités des filaments
fins de deux sarcomères contigus, avec, à ce niveau, un double système
quadratique de ponts entre les filaments fins de chacun des deux sarcomères.
Chaque molécule de myosine est formée de 2 chaînes lourdes identiques et
de 2 paires de chaînes légères.
L’actine est une molécule polypeptidique de forme globulaire. La polymérisation
des monomères d’actine se fait sous une forme filamentaire. Les polymères
d’actine s’accolent par deux pour former une longue double hélice.
9.2.4.1 La contraction de
la myofibrille
La contraction de la myofibrille striée répond à la modification des
liaisons (ponts d’union) unissant les filaments d’actine et de myosine. Il en résulte
une progression des filaments d’actine entre les filaments de myosine,
entraînant un raccourcissement du sarcomère, donc de la myofibrille, donc du
muscle. La modification structurale des liens unissant myosine et actine est
associée à une hydrolyse de l’ATP musculaire, réaction étroitement dépendante
de la présence d’ions Ca++. Plus le sarcomère est contracté, plus le disque H
et les demi-disques I raccourcissent, alors que le disque A ne se modifie pas.
Si le muscle est étiré, les conséquences sont inverses : le disque H et les
demi-disques I deviennent plus larges et le disque A reste toujours identique.
Cernée par sa membrane plasmique entourée de sa MB, la cellule musculaire
striée squelettique (ou fibre musculaire striée squelettique ou rhabdomyocyte)
a la forme d’un cylindre allongé, dont le diamètre est d’environ 10 à 100
micromètres et dont la longueur excède rarement 10 cm. Elle possède plusieurs
centaines de noyaux situés en périphérie de la cellule, contre sa membrane
plasmique. Son cytoplasme contient de très nombreuses myofibrilles organisées
selon le modèle sarcomérique.
Dans un muscle squelettique normal, chaque cellule musculaire possède une
innervation unique. La plaque motrice est l’endroit du sarcolemme où s’effectue
la jonction neuro-musculaire. Chaque arborisation axonale repose dans une
gouttière creusée à la surface de la cellule musculaire. Dans cette gouttière
synaptique, l’axone repose sur la membrane plasmique de la cellule musculaire
(revêtue de sa MB) dont il n’est séparé que par la fente synaptique primaire.
Il renferme des mitochondries et des vésicules synaptiques et est recouvert à
sa face supérieure par une cellule de Schwann. La membrane plasmique de la
cellule musculaire, revêtue de sa MB, est déprimée, à ce niveau, en de
multiples invaginations parallèles déterminant les fentes synaptiques
secondaires dont l’ensemble constitue l’appareil
sous-neural de Couteaux, très riche en acétylcholinestérase.
Il existe des canaux-Ca++ voltage-dépendants
qui s’ouvrent en cas de dépolarisation axonale et permettent un influx
intra-cellulaire de calcium qui déclenche la fusion des vésicules d’acétylcholine à la membrane plasmique du neurone et
donc l’exocytose brutale et massive du neurotransmetteur dans la fente
synaptique. Une fois libérée dans la fente synaptique, l’acétylcholine se lie à
un récepteur spécifique de l’acétylcholine, situé dans la membrane plasmique de
la cellule musculaire uniquement au niveau de la fente synaptique. Quand
l’acétylcholine se lie à son récepteur, elle entraîne l’ouverture de ce dernier
et l’entrée de Na+ dans la cellule
musculaire, ce qui entraîne la
dépolarisation de la
membrane plasmique du myocyte et donc un potentiel
d’action musculaire se traduisant par une contraction du myocyte.
L’inactivation de l’acétylcholine de la fente synaptique se produit selon
deux processus élémentaires différents. Une partie du neurotransmetteur est
éliminée par diffusion passive hors de la fente. Le reste est hydrolysé en acétate
et choline par l’acétylcholinestérase, enzyme synthétisée par le myocyte et
excrétée dans la fente synaptique où elle s’enchâsse dans la MB.
Outre les récepteurs de l’acétylcholine situés au niveau de la plaque
motrice, il existe de nombreux récepteurs
à différentes molécules de signalisation (hormones - en particulier
l’insuline -, cytokines, etc).
Les rhabdomyocytes s’insèrent sur les os par l’intermédiaire de tendons.
C’est au niveau des jonctions myo-tendineuses que les forces générées par la
contraction des myofibrilles sont transmises à travers la membrane plasmique du
myocyte pour agir sur le tendon. A cet endroit, la membrane plasmique du
myocyte est le siège de nombreux replis qui multiplient la surface de l’interface
entre la cellule et la MEC par un facteur de 10 à 50. Les microfibrilles de
collagène du tendon s’enfoncent entre les évaginations cellulaires et arrivent
en étroit contact avec la membrane plasmique du myocyte revêtue de sa MB.
Les cellules musculaires striées squelettiques possèdent des
caractéristiques morpho-fonctionnelles variables qui permettent de distinguer
des myocytes de type I, de type II et de type intermédiaire aux deux
précédents.
— Les myocytes de type I (ou « fibres rouges », car riches en myoglobine)
sont de petit calibre et à contraction lente (essentiellement pour maintenir la
station debout et les postures). Ils fonctionnent principalement par la voie de
la glycolyse aérobie.
— Les myocytes de type II (ou « fibres blanches », car pauvres en
myoglobine) sont de grand calibre et à contraction rapide (essentiellement pour
les mouvements des membres). Ils sont riches en glycogène. Ils fonctionnent
principalement par la voie de la glycolyse anaérobie.
— Les myocytes de type intermédiaire possèdent certaines caractéristiques
de ceux de type I et d’autres de ceux de type II.
Ce sont des récepteurs sensoriels encapsulés, répondant au degré de
tension et à la vitesse d’étirement du muscle. Disposés en parallèle avec les
cellules musculaires striées extrafusales, ils sont faits de cellules
musculaires striées spécialisées dites intrafusales et de fibres nerveuses
motrices (fibres gamma) et sensitives.
Un muscle squelettique est constitué par des cellules musculaires striées
groupées en faisceaux et assemblées par du tissu conjonctivo-vasculaire qui se
répartit à plusieurs niveaux : l’endomysium
entoure chaque myocyte, le périmysium
entoure chaque faisceau et l’épimysium
revêt le muscle dans son entier.
Situées entre la membrane plasmique et la MB du rhabdomyocyte, les
cellules satellites possèdent un seul noyau. Elles sont capables, en cas de
lésion musculaire, d’être activées et de contribuer à la réparation des
myocytes lésés ou à la formation de nouveaux myocytes (régénération
musculaire).
Les battements cardiaques et leur rythme sont déterminés par l’activité
intrinsèque des cardiomyocytes du nœud sino-auriculaire. En effet, les
cardiomyocytes sont spontanément excitables ; leur dépolarisation et
repolarisation rythmique est indépendante du système nerveux. Le système
nerveux végétatif exerce toutefois une influence sur le rythme des contractions
: schématiquement, le parasympathique (acétylcholine) ralentit le cœur alors
que le sympathique (noradrénaline) l’accélère.
• Les cellules myocardiques (ou cardiomyocytes), beaucoup moins allongées
que les rhabdomyocytes, ont une forme de cylindre dont les extrémités
présentent des bifurcations, grâce auxquelles elles entrent en connexion avec
les cellules myocardiques adjacentes pour former un réseau tridimensionnel complexe.
• Au lieu des centaines de noyaux sous-sarcolemmiques des rhabdomyocytes,
chaque cardiomyocyte possède un noyau,
central, unique, allongé dans le sens du grand axe de la cellule.
• Les myofibrilles divergent autour du noyau et laissent, comme dans la
cellule musculaire lisse, une région axiale fusiforme dépourvue de matériel
contractile et contenant divers organites cytoplasmiques.
• Les mitochondries sont plus nombreuses et les grains de glycogène plus
abondants que dans les rhabdomyocytes.
Des dispositifs de jonction très particuliers assurent en effet la
cohésion des cellules myocardiques de l’ensemble du cœur et permettent d’une
part la transmission d’une cellule à l’autre de la tension développée par la
contraction des myofibrilles et d’autre part la diffusion rapide de l’excitation
d’une cellule à l’autre à travers le cœur. Ces dispositifs de jonction (ou «
traits scalariformes » ou « disques intercalaires » ou « stries intercalaires
») visibles en MO.
Qu’ils siègent dans les ventricules ou dans les oreillettes, les
cardiomyocytes contractiles correspondent - à des nuances près - au type de
description.
Pauvres en myofibrilles, ces cardiomyocytes ont également une fonction
endocrine. Ils contiennent de nombreuses vésicules de sécrétion, denses aux
électrons, contenant le précurseur d’une famille de polypeptides collectivement
connus sous le nom de cardiodilatine ou
Facteur Auriculaire Natriurétique,
hormones impliquées dans la régulation du volume sanguin et la composition
électrolytique du liquide extra-cellulaire. Elles entraînent une
vasodilatation, une baisse de la pression artérielle et une diminution du
volume sanguin, avec une considérable augmentation de la diurèse et de
l’élimination urinaire de sodium.
Ce sont des cardiomyocytes modifiés qui constituent le système de
conduction du myocarde (système
cardionecteur). Ces cellules sont spécialisées dans l’initiation de
l’excitation (qui est myogénique) et dans la conduction de l’excitation. On en
distingue deux variétés principales.
Les cellules nodales
Elles sont situées dans le nœud sino-auriculaire, le nœud
auriculo-ventriculaire et le tronc du faisceau de His. Nettement plus petites
que les cardiomyocytes banals, elles sont pauvres en myofibrilles et riches en
glycogène. Leur aspect fusiforme et leur disposition enchevêtrée au sein d’un
tissu conjonctif abondant et dense peuvent les rendre difficiles à différencier
des fibroblastes qui les entourent, mais à un examen attentif on découvre leur
striation transversale. C’est là que naît l’initiation de chaque battement : le
nœud sino-auriculaire est le pace-maker de
l’excitation cardiaque.
Elles sont situées dans les branches du faisceau de His et dans le réseau
de Purkinje. Ce sont des cellules beaucoup plus volumineuses que les
cardiomyocytes banals. Leur cytoplasme est abondant, clair, riche en glycogène
et en mitochondries, pauvre en myofibrilles. La conduction de l’onde de
dépolarisation se fait à une vitesse 4 à 5 fois plus élevée que dans les
cardiomyocytes banals.
Les cellules musculaires lisses (CML), ou léiomyocytes, jouent un rôle
majeur dans la vie végétative. Elles se caractérisent par le fait qu’elles sont
le siège de contractions spontanées, susceptibles d’être régulées par de
nombreux stimuli (nerveux, hormonaux, cytokiniques) et qu’elles sécrètent de
nombreuses molécules.
Fusiforme et allongée, la CML comporte un noyau unique central et un
cytoplasme qui présente deux zones : l’une contient les organites vitaux de la
cellule et coiffe les deux pôles du noyau, l’autre occupe la plus grande partie
de la cellule et est remplie de myofilaments. Son cytoplasme renferme des
protéines contractiles, actine et myosine, qui ne sont pas organisées selon
l’agencement précis et rigoureusement parallèle visible dans les myofibrilles
du muscle strié. Seuls les microfilaments fins d’actine sont visibles en ME de
routine ; ils se groupent en faisceaux irréguliers orientés selon le grand axe
de la cellule, plus ou moins obliquement par rapport à celui-ci.
Les phénomènes
moléculaires de la contraction de la CML sont différents de ceux
de la cellule musculaire striée ou cardiaque. Le rôle du calcium y est
également essentiel, mais l’absence de troponine modifie les modalités de la
liaison de l’actine à la myosine.
Selon les variétés de CML, et éventuellement selon les conditions
fonctionnelles, le nombre des jonctions communicantes est extrêmement variable.
Ainsi le nombre des jonctions communicantes entre les CML utérines (myomètre) varie considérablement selon les
circonstances physiologiques. Chez la femelle non-gestante, ou au cours de la
gestation jusqu’au moment du travail, il y a un parallélisme entre d’une part la
faible activité contractile des CML de l’utérus, la restriction spatiale de
cette activité contractile et son caractère asynchrone dans les différentes
parties du myomètre et d’autre part le fait que les jonctions communicantes et
l’expression de la connexine 43 sont indétectables. En revanche, dès que le
travail commence, les contractions des CML s’intensifient, se propagent sur de
grandes distances et se synchronisent dans les différentes régions de l’utérus
; parallèlement, on observe une expression croissante de la connexine 43 et
l’apparition de jonctions communicantes de plus en plus nombreuses. Ces
événements sont sous la dépendance d’une régulation hormonale et sont
déclenchés par l’accroissement en fin de grossesse des concentrations
d’estrogènes, de progestérone et de prostaglandines.
Elles correspondent dans l’ensemble au type de description pris ci-dessus.
Il existe toutefois des différences considérables selon les localisations.
Entrant dans la constitution des parois vasculaires (artères, artérioles,
veines et veinules), elles sont sensiblement différentes de celles des
viscères. Les techniques immuno-histochimiques et histoenzymologiques
permettent de mettre en évidence des différences dans la nature des protéines
cytosquelettiques et enzymatiques des CML viscérales et des CML vasculaires.
Les péricytes, qui, dans certains
capillaires, entourent les cellules endothéliales en étant logés dans un
dédoublement de la MB, ont des caractères qui les rapprochent beaucoup des CML
; en particulier, ils sont immunoréactifs avec les anticorps anti-actine
musculaire lisse et sont susceptibles de se contracter.
Ce sont des CML de forme allongée ou étoilée qui se moulent sur les
acinus de certaines glandes exocrines comme les glandes sudoripares,
lacrymales, salivaires, mammaires, bronchiques. Leur contraction entraîne
l’expulsion du produit de sécrétion hors des acinus glandulaires.
Les cellules myoépithélioïdes sont des CML ayant subi une différenciation
particulière les rapprochant de cellules épithéliales glandulaires : elles
contiennent à la fois du matériel contractile myofilamentaire et des vésicules
de sécrétion. Dans l’appareil juxta-glomérulaire du rein, les cellules
myoépithélioïdes de la paroi artérielle sécrétent la rénine.
Présents dans de nombreux organes (comme par exemple dans le testicule,
autour des tubes séminifères), les myofibroblastes ont - comme leur nom
l’indique - une morphologie intermédiaire à celle des CML et des fibroblastes.
Ils contiennent des filaments d’actine et de myosine, des filaments
intermédiaires de vimentine et de desmine. Ils jouent un rôle important dans
les processus de cicatrisation et de réparation tissulaires.
La contraction de la CML ne s’exerce pas sous le contrôle de la volonté.
Elle peut être spontanée ou dépendre du système nerveux végétatif, d’une
stimulation hormonale (à titre d’exemple, les hormones dites
post-hypophysaires, la vasopressine et surtout l’ocytocine entraînent une
contraction des CML) et/ou de modifications locales survenant à l’intérieur du
muscle lisse lui-même et en particulier de l’étirement. Les molécules agissant
par voie paracrine (en particulier celles synthétisées par les cellules
endothéliales des vaisseaux) sont nombreuses, les unes à action
vasoconstrictive, les autres à action vasodilatatrice. Les terminaisons
nerveuses qui innervent les CML sont des terminaisons nerveuses libres ; il
n’existe pas de synapse identifiable.
Le degré de contraction des CML de la paroi des vaisseaux est responsable
du tonus musculaire lisse des petites artères et artérioles. La
vasoconstriction due à leur contraction entraîne une réduction du calibre des
vaisseaux et donc une augmentation des résistances périphériques au courant
sanguin ce qui conduit à une élévation de la pression artérielle.
La bronchoconstriction due à la contraction des CML de la paroi des voies
aériennes entraîne une réduction du calibre des petites bronches et joue un
rôle de premier plan dans l’asthme. Le parasympathique, par la voie du nerf
pneumogastrique, libère de l’acétylcholine qui, en se liant à ses récepteurs
situés dans la membrane des CML, entraîne un effet bronchoconstricteur, dont
l’antagoniste est l’atropine. A l’inverse, les fibres sympathiques
post-ganglionnaires libèrent à leurs terminaisons de la noradrénaline qui en
agissant sur les récepteurs béta-2 des CML entraîne une bronchodilatation.
Outre les fibres nerveuses
cholinergiques et noradrénergiques, il existe également pour innerver les
CML des fibres peptidergiques multiples et variées. Ces fibres peptidergiques sont particulièrement importantes dans le
système nerveux entérique qui innerve les CML du tube digestif.
L’histologie de l’appareil digestif peut être schématiquement étudiée en
3 parties :
— la cavité bucco-pharyngienne : dents, langue avec organe du goût et
glandes salivaires ;
— le tube digestif : œsophage, estomac, intestin grêle, côlon, rectum et
canal anal ;
— les deux grosses glandes annexes du tube digestif : foie et pancréas.
La cavité buccale est tapissée par une tunique muqueuse et limitée en
avant par les lèvres et les arcades dentaires.
Toutes les dents ont la même structure de base, avec une couronne faisant saillie hors de la
gencive, et une ou plusieurs racines selon
les cas : les incisives et canines n’ont qu’une racine chacune, les prémolaires
en ont habituellement deux et les molaires peuvent en avoir trois ou quatre. A
la jonction de la couronne et de la racine se situe le collet de la dent. De l’intérieur vers l’extérieur, chaque dent
comporte 4 types de tissus : la pulpe dentaire, la dentine, l’émail et le
cément.
La pulpe dentaire
est un tissu conjonctif lâche contenant des vaisseaux sanguins et des
nerfs. Elle est contenue dans la chambre pulpaire (située au centre de la
couronne de la dent) prolongée par les canaux dentaires s’ouvrant à l’apex des
racines. Elle est limitée en périphérie par une couche de cellules
mésectodermique (dérivant de la crête neurale) sécrétant la dentine, les odontoblastes.
La dentine
La dentine (ou ivoire) entoure la pulpe dentaire. C’est, après l’émail, de
deuxième tissu le plus dur de l’organisme. C’est une matrice extra-cellulaire
produite par les odontoblastes puis calcifiée (cristaux d’hydroxyapatite) et
parcourue par de très nombreux (50000/mm2) petits canalicules (ou tubules
dentinaires). Ceux-ci, perpendiculaires à la surface, contiennent un fin
prolongement cytoplasmique des odontoblastes. La dentine constitue le tissu
dentaire le plus important par sa masse ; dans les conditions normales, elle
est entièrement recouverte soit par l’émail, soit par le cément. La grande sensibilité de la dentine est
soustendue par des fibres nerveuses amyéliniques dont les terminaisons
nerveuses libres sont en contact étroit (en particulier par des gap-jonctions)
avec les odontoblastes et leur prolongement cytoplasmique. Tous les stimuli
(tact, chaud, froid, ...) sont ressentis comme un message douloureux.
L’émail
La périphérie de la dent est faite d’émail au niveau de la couronne et de
cément au niveau des racines. Pendant la vie intra-utérine, l’émail, substance la
plus dure de l’organisme, est sécrété par les adamantoblastes (ou
améloblastes), cellules épithéliales d’origine ectodermique. L’émail contient
près de 99 % de sels minéraux avec moins de 1 % de matrice organique et est
organisée en prismes hexagonaux groupés en faisceaux à trajet grossièrement
radiaire et maintenus les uns contre les autres par une substance
interprismatique.
Le cément
Le cément recouvre la racine de la dent. Il ressemble au tissu osseux. Il
est fait de cellules (les cémentocytes),
qui se disposent dans des lacunes et leurs prolongements dans des canalicules
(comme les ostéocytes dans le tissu osseux), et de matrice extra-cellulaire
(collagène de type I, glycoprotéines et protéoglycanes) minéralisée. Toutefois,
à l’inverse de l’os, le cément est avasculaire.
Une couche de cémentoblastes,
analogues aux ostéoblastes, est située à sa face externe, adjacente au ligament
périodontique, et continue d’élaborer du cément pendant toute la vie de la
dent. Au moment de la chute des dents de lait, des odontoclastes (analogues aux
ostéoclastes) résorbent le cément et la dentine de la racine.
Le périodonte est l’espace
conjonctif qui amarre la racine de la dent à l’os de l’alvéole et nourrit les
tissus avoisinants. Il est fait de tissu conjonctif lâche vascularisé et
innervé, parcouru par de nombreux trousseaux de tissu fibreux dense
correspondant au ligament
alvéolo-dentaire (ou ligament périodontique).
Dents de lait
Les dents de lait (ou dents temporaires) apparaîssent vers l’âge de 7
mois et ont terminé leur éruption vers l’âge de 6 à 8 ans. Les 20 dents de lait sont réparties de chaque
côté et sur chacune des deux mâchoires de la façon suivante : 2 incisives
(l’une médiane, l’autre latérale), 1 canine, 2 molaires.
Dents définitives
Les dents provisoires tombent entre la 6è et la 13è année et sont
progressivement remplacées par les dents définitives (dents de remplacement ou
dents permanentes) qui proviennent de bourgeons (ou germes) présents depuis
longtemps et qui sont habituellement au complet vers 18 ans avec l’éruption de
la 3è molaire ou dent de sagesse (l’apparition des dents de sagesse peut être
empêchée par la destruction de leurs germes avant l’éruption). Les 32 dents définitives comprennent de
chaque côté et sur chacune des deux mâchoires (maxillaire supérieur et
mandibule) : 2 incisives (l’une médiane, l’autre latérale), 1 canine, 2
prémolaires, 3 molaires. Une dent
définitive extraite (« arrachée ») ne repousse pas, ne régénère pas.
Les adamantoblastes qui ont élaboré l’émail au cours de l’embryogénèse de
la dent ont totalement disparu au moment de l’éruption dentaire. L’émail est
donc directement au contact de la salive et des aliments. Dès l’éruption, une
pellicule acquise exogène (constituée en grande partie par une glycoprotéine
salivaire) recouvre directement l’émail. Les caries dentaires, dues à l’attaque de l’émail par les acides
produits par les bactéries de la plaque dentaire au contact des tassements
alimentaires (le saccharose métabolisé par ces bactéries produit de l’acide
lactique) représentent un réél problème de santé publique. Une fois l’émail
décalcifié, donc détruit, la dentine est également attaquée et la pulpe peut
être atteinte. La région du collet, où la dentine peut être directement exposée
à l’extérieur s’il existe un petit intervalle libre entre le recouvrement
de la couronne par l’émail et celui de la racine par le cément, est
particulièrement vulnérable aux caries.
Comme les odontoblates persistent toute la vie, la dentinogénèse se
poursuit également. Cette dentine
secondaire est produite, à un rythme très limité, pendant toute la vie, et
plus activement en cas de lésion (dentine réactionnelle, dite dentine
irrégulière car la dentine secondaire est moins régulière que la dentine
initiale). Comme les odontoblastes tapissent la chambre pulpaire, celle-ci se
comble progressivement au fur et à mesure de la production de dentine
secondaire.
Les muqueuses labiales et jugales sont constituées d’un épithélium
malpighien non kératinisé soutenu par un chorion qui comporte de nombreuses
glandes salivaires accessoires essentiellement de type muqueux. Elle sont
richement vascularisées et innervées. Leur tissu conjonctif est dense et fibroélastique.
La muqueuse linguale présente dans son chorion de très nombreux lobules
glandulaires séreux et muqueux (cf. ci-après). Sous la muqueuse, les faisceaux
musculaires striés squelettiques sont observés dans toutes les incidences de
coupe. Elles se caractérise surtout par la présence à sa surface des papilles
linguales filiformes, fungiformes et caliciformes. Ces deux dernières contenant
les bourgeons du goût.
Le goût est une des cinq modalités sensorielles. Le registre perceptif de
cette sensorialité est limité puisque seuls cinq goûts élémentaires peuvent
être perçues. Le goût est perçu au niveau de la cavité buccale par des
récepteurs gustatifs situés dans des bourgeons gustatifs enchâssés dans
l’épithélium de revêtement de certaines papilles linguales.
On décrit trois types
différents de papilles linguales selon leur structure morphologique : les papilles
filiformes, fungiformes et caliciformes :
1. les papilles filiformes sont
les plus nombreuses, elles sont dépourvues de bourgeons du goût et sont formées
de la simple surélévation de l’épithélium lingual par un axe
conjonctivo-vasculaire.
2. les papilles fongiformes sont
plus volumineuses, moins nombreuses et peuvent contenir des bourgeons du goût
situés au niveau de leur partie superficielle.
3. les papilles caliciformes sont
peu nombreuses (une dizaine environ) exclusivement localisées au niveau du V
lingual, limitées par un sillon circulaire nommé vallum entourant une
surélévation centrale, les bourgeons du goût étant situés au niveau des faces
latérales de la papille dans le sillon. Au fond du vallum s’ouvre de petites
glandes séreuses appelées glandes de Von Ebner.
Il existe un rapide (une douzaine de jours) renouvellement continu des
cellules sensorielles en un cycle conduisant de la cellule basale à une cellule
de soutien, puis à une cellule sensorielle. Au niveau du contact entre la
cellule sensorielle et la fibre nerveuse, existe une synapse mais on observe
aussi une arborisation axonale intercellulaire. Une fibre nerveuse est en
relation avec de nombreuses cellules réceptrices réalisant un circuit de
sommation spatiale. Ainsi, le potentiel d’action qui résulte de la stimulation
gustative représente la sommation de signaux provenant de très nombreuses
cellules sensorielles. A sa face apicale, la cellule sensorielle présente des microvillosités
qui font saillie dans la lumière buccale par le pore gustatif. Les récepteurs
du goût sont situés sur ces microvillosités apicales.
1.1.4.2 Histophysiologie
succincte du goût
Le signal gustatif provient de molécules
alimentaires présentes en solution dans la salive et qui se lient à des
récepteurs membranaires spécifiques portés par les cellules sensorielles. Les
récepteurs sont différents selon la modalité gustative perçue. La liaison du
ligand à son récepteur entraîne des modifications de perméabilité membranaire
d’où des variations de potentiel cellulaire. Lorsqu’un seuil est atteint, un
potentiel d’action est engendré dans les fibres sensorielles et engendre la
perception d’un des cinq goût suivants : le goût salé, le goût acide, le goût
sucré, l’amertume, le glutamate (l’ « umami » des japonais).
L’innervation sensorielle
est
la suivante :
— Les cellules réceptrices des bourgeons du goût sont reliées au noyau
solitaire du bulbe par un des trois nerfs périphériques suivants :
— le VII bis pour les bourgeons des papilles fongiformes des 2/3
antérieurs de la langue
— Le IX pour les bougeons du goût des papilles caliciformes
— Le X pour les bourgeons du goût dispersés au pharynx et au larynx
— Un neurone central relie ensuite le noyau solitaire bulbaire à la
partie inférieure du noyau arqué thalamique.
— Un dernier neurone central relie enfin le noyau arqué thalamique au
cortex pariétal.
Les glandes salivaires sont associées à la cavité buccale, soit «
microscopiques » dites accessoires et intrinsèques aux muqueuses, soit
macroscopiques et en formation anatomique : glandes salivaires parotides,
sous-maxillaires et sublinguales ; ce sont des glandes exocrines, acineuses ou
tubuloacineuses, à sécrétion muqueuse et/ou séreuse. La salive est le liquide
résultant de la sécrétion de l’ensemble de ces glandes, la salive contient donc
de l’eau, des sels minéraux, du mucus et des enzymes, en particulier de
l’amylase.
Les glandes salivaires
accessoires sont réparties un peu partout dans la muqueuse de la cavité buccale
(glandes buccales, labiales, palatines) et de la langue (glandes de la pointe,
glandes de la racine et glandes séreuses de Von Ebner), elles ont un canal
excréteur court, peu ou pas ramifié, et une portion sécrétrice séreuse ou
séro-muqueuse selon les cas et entourée de cellules myoépithéliales.
Les glandes salivaires
principales forment des organes anatomiquement bien individualisés ; elles sont
lobulées et leurs canaux excréteurs sont longs et très ramifiés : canaux
intralobulaires, puis interlobulaires et enfin collecteurs.
Leur portion sécrétrice est faite d’acinus ou tubulo-acinus entourés de cellules myoépithéliales. Les unités
sécrétantes sont uniquement séreuses dans la parotide. Dans la sublinguale
les unités sécrétantes sont surtout muqueuses mais aussi parfois
séro-muqueuses. Dans la sous-maxillaire,
les unités sécrétantes sont séreuses, muqueuses mais surtout mixtes c’est à
dire séromuqueuses
Le pharynx est le carrefour aéro-digestif. Il conduit l’air des fosses
nasales au larynx et aux trompes d’Eustache ainsi que les aliments de la cavité
buccale à l’œsophage qui le prolonge. Il comporte l’oropharynx, le nasopharynx
puis le laryngopharynx et est constitué d’une muqueuse reposant sur une
musculeuse.
La muqueuse pharyngée comporte un épithélium malpighien (non kératinisé)
dans sa partie digestive alors qu’il est de type respiratoire dans sa partie
nasale. Le chorion est riche en fibres élastiques avec souvent des glandes
muqueuses. La musculeuse est faite de faisceaux de muscles striés squelettiques
qui se continuent avec ceux de
l’œsophage. Les amygdales sont les formations lymphoïdes annexées au
pharynx. (cf. ci-après)
Le tube digestif est constitué de 5
tuniques concentriques qui sont à partir de la lumière : la muqueuse, la
musculaire-muqueuse, la sous-muqueuse, la musculeuse puis une tunique
conjonctive externe.
La muqueuse
comporte un épithélium de
revêtement et un tissu conjonctif sous-jacent portant le nom de chorion. Le
chorion contient du tissu lymphoïde diffus et des follicules lymphoïdes. Il
peut renfermer dans certaines localisations des glandes. Il est riche en
vaisseaux ayant un rôle nutritif pour ces glandes ou bien un rôle de
récupération des nutriments liés à la fonction d’absorption.
La musculaire-muqueuse
est constituée d’une mince couche de tissu musculaire lisse ; elle est
absente aux extrémités du tube (1/3 supérieur de l’œsophage et canal anal).
La sous-muqueuse
est constituée de tissu conjonctif et contient le plexus nerveux de
Meissner (ou « plexus sous-muqueux de Meissner ») ainsi que des vaisseaux
sanguins et lymphatiques pour la muqueuse.
La musculeuse
a une disposition générale en 2 couches de tissu musculaire lisse :
circulaire interne et longitudinale externe. Entre ces deux couches se situe le
plexus nerveux d’Auerbach (ou « plexus myentérique d’Auerbach »).
La tunique externe
est soit une adventice, soit une séreuse. Aux extrémités du tube digestif
la tunique externe est constituée par tissu conjonctif lâche qui la rend
solidaire aux organes voisins ; on lui donne le nom d’adventice. Entre ces deux
extrémités, la tunique externe comporte un tissu conjonctif tapissé sur son
versant externe par un épithélium simple (mésothélium), constituant ainsi le
feuillet viscéral de la séreuse péritonéale. On lui donne le nom de séreuse.
Sur le plan anatomique, le tube digestif proprement dit comporte
successivement l’œsophage, l’estomac, l’intestin grêle (duodénum, jéjunum et
iléon) puis le gros intestin (cæcum, appendice, côlon ascendant, transverse,
descendant et sigmoïde) puis le rectum. En fonction des localisations, on
constatera des particularités histologiques propres à chaque étage du tube
digestif.
La paroi du tube digestif est le siège d’une population de cellules
immunitaires comprenant des lymphocytes et des plasmocytes répartis dans
l’épithélium (lymphocytes T intraépithéliaux) et dans le tissu conjonctif du
chorion de la muqueuse et de la sous-muqueuse (follicules lymphoïdes et
cellules lymphoïdes dispersées, où prédominent largement les lymphocytes B et
les plasmocytes sécréteurs d’IgA).
Le tissu lymphoïde associé au tube digestif (Gut Associated Lymphoid
Tissue ou GALT) comporte, en plus des cellules lymphoïdes dispersées et des
follicules lymphoïdes, les amygdales, l’appendice iléocæcale et les plaques de
Peyer.
Les amygdales
dont l’ensemble constitue le cercle de Waldeyer sont des masses de tissu
lymphoïde enchâssées dans le chorion de la muqueuse de l’organe où elles
siègent ; l’épithélium qui les borde s’invagine dans cette masse en formant des
cryptes) ; elles sont palatines, linguales, pharyngées, tubaires ou laryngées.
L’appendice
a le chorion de sa muqueuse épaissi sur toute sa circonférence par la
présence d’un abondant tissu lymphoïde (lymphocytes libres et follicules).
Les plaques de Peyer
sont de volumineux agrégats de follicules lymphoïdes primaires et
secondaires siégeant dans le chorion de la muqueuse de la partie terminale de
l’iléon.
Le GALT n’est qu’une
localisation particulière du tissu lymphoïde associé aux muqueuses (Mucous
Associated Lymphoid Tissue ou MALT) qui s’observe aussi dans la muqueuse des
voies respiratoires (Bronchus Associated Lymphoid Tissue ou BALT), urinaires et
génitales ainsi que dans les glandes lacrymales, salivaires et mammaires.
Les IgA sécrétoires agissent localement dans la lumière intestinale en
enrobant, grâce à leur 4 sites anticorps, les antigènes intraluminaux
(substances étrangères antigéniques, toxines, microorganismes : parasites,
bactéries, virus).
Le processus s’effectue en quatre phases :
— Présentation des
antigènes endoluminaux aux cellules immunocompétentes, dans les follicules
isolés et surtout dans les plaques de Peyer (les lymphocytes B de ces
structures viennent, bien entendu, de la moelle osseuse, par voie sanguine, en
traversant la paroi des veinules postcapillaires).
— Migration des lymphocytes
activés synthétisant l’IgA, par voie lymphatique, vers les ganglions
mésentériques où se poursuit l’expansion clonale et où se produit la maturation
cellulaire en plasmoblastes (apparition d’IgA intracytoplasmique).
— Passage des plasmoblastes à IgA
dans le canal thoracique et retour par voie sanguine dans le chorion de la
muqueuse intestinale (domiciliation
ou « homing »). C’est là que s’achève la différenciation des plasmoblastes
en plasmocytes. Ces plasmocytes sécrètent sur place l’immunoglobuline A
dimérique avec chaîne polypeptidique J ; ils ne recirculent pas et leur durée de
vie est de 5 à 6 jours. Ces cellules colonisent en même temps d’autres
muqueuses comme la muqueuse bronchique ou d’autres sites comme la glande
mammaire en lactation.
— Transport de l’IgA vers
la lumière intestinale grâce à la pièce sécrétoire (ou composant
sécrétoire). Sécrété par les entérocytes et situé dans leur membrane, le
composant sécrétoire s’associe à l’IgA dimérique et permet ainsi sa traversée
de l’entérocyte (par endocytose latérobasale puis exocytose apicale) ; le
produit relargué dans la lumière est donc une IgA sécrétoire (dimérique avec chaîne J et composant
sécrétoire).
Les fonctions sensitives, motrices et sécrétoires du tube digestif sont
contrôlée par un dispositif nerveux installé dans sa paroi.
Le système nerveux
entérique est organisé en un réseau ou plexus ganglionné où les ganglions
contiennent les corps cellulaires des neurones entériques et les cellules de la
glie. Les mailles de ce réseau représentent les axones des neurones qui
réalisent un circuit complexe des projections locales. Elles reçoivent des
afférences du système nerveux central modulant ses effets par des projections
sympathiques et parasympathiques mais reste suffisamment autonome pour agir
seul de façon coordonnée.
On décrit schématiquement
deux niveaux pour ce système : le plexus sous-muqueux de Meissner et le plexus
myentérique d’Auerbach localisé entre les deux couches de la musculeuse. Ces
deux systèmes fonctionnent de manière tout à fait coordonnée.
On peut en simplifiant
distinguer plusieurs classes de cellules :
— Les neurones moteurs, soit excitateurs ou inhibiteurs et agissant sur
la musculeuse circulaire ou sur la longitudinale.
— Les sécrétovasomotoneurones agissant sur les artérioles et modulant
l’activité glandulaire pariétale du tube.
— Les neurones sensoriels (IPAN) répondant aux mécano et chémorécepteurs
de la muqueuse
— Les interneurones modulateurs ascendants et descendants jouent un rôle
de contrôle du rythme péristaltique en imposant aux léiomyocytes des trains
d’ondes aborales (opposé à la bouche).
L’œsophage est un tube rectiligne et flexible qui réunit le pharynx à
l’estomac. Il a une longueur de 25 cm et un calibre de 2 à 3 cm ; il traverse le
diaphragme et s’ouvre sur l’estomac au niveau du cardia. A cet étage du tube
digestif, on observera des caractéristiques histologiques spécifiques au niveau
des 5 tuniques constitutives du tube.
La muqueuse
• l’épithélium de surface est, chez l’homme, de type pavimenteux
stratifié non kératinisé
• le chorion comporte - essentiellement à l’extrémité inférieure - de
petites glandes muqueuses appelées « glandes cardiales ». Elles sont très peu
nombreuses chez l’homme.
La musculaire muqueuse
débute progressivement à partir du 1/3 moyen de l’œsophage.
La sous-muqueuse
contient, en petite quantité chez l’homme (mais davantage chez d’autres
espèces comme le chien) des glandes tubulo-alvéolaires muqueuses appelées «
glandes œsophagiennes » dont les canaux excréteurs traversent la
musculaire-muqueuse et la muqueuse pour s’ouvrir à la lumière.
La musculeuse
est constituée d’un tissu musculaire strié au tiers supérieur
(prolongement de la musculature striée pharyngienne) et lisse au tiers
inférieur. Chez beaucoup d’espèces, au tiers moyen les faisceaux musculaires
lisses et striés sont ainsi intriqués.
La tunique externe est
une adventice
qui rend l’œsophage solidaire des organes médiastinaux voisins.
Les différentes parties anatomiques de l’estomac, selon leur orientation
proximodistale, sont le cardia, le fundus, le corps, l’antre pylorique et le
pylore. En fonction de son état de vacuité et de remplissage l’estomac
présentera des plis par ailleurs observés au cours d’examen fibroscopique
(gastroscopie). A cet étage du tube digestif, on observera des caractéristiques
histologiques spécifiques importantes au niveau de 2 des 5 tuniques
constitutives du tube.
La muqueuse
Schématiquement, on peut y décrire un « étage des cryptes » et un « étage
des glandes ».
L’étage des cryptes
L’épithélium de surface est un épithélium prismatique simple constitué de
cellules dites « à pôle muqueux fermé » (à partie apicale contenant des grains
de mucus). Il s’invagine régulièrement en dépressions appelées « cryptes
gastriques » réalisant ainsi un « étage des cryptes ».
L’étage des glandes
Le chorion comporte un tissu conjonctif riche en fibres de réticuline et
en cellules lymphoïdes ; son épaisseur est due à l’abondance des glandes gastriques
qu’elle contient, ce qui réalise un « étage des glandes ».
La musculaire-muqueuse
fait la limite avec la sous-muqueuse ; d’elle se détachent de fines
expansions qui remontent perpendiculairement vers le chorion (« relèvements »
de la musculaire-muqueuse).
La sous-muqueuse
en dehors d’être bien vascularisée, n’a pas de particularité locale.
La musculeuse
est épaisse, renforcée par une troisième couche interne oblique et
comporte donc :
• une couche interne, épaisse, oblique
• une couche moyenne circulaire
• une couche externe longitudinale.
La tunique conjonctive
externe
répond au feuillet viscéral de la séreuse péritonéale.
Le cardia
est la zone de transition entre l’œsophage et l’estomac ; il se
caractérise par un brusque passage de l’épithélium malpighien œsophagien vers
l’épithélium gastrique simple ainsi que par la présence de glandes cardiales
dans le chorion.
L’estomac fundique (fundus et corps
gastrique) est caractérisé par la présence, dans le chorion de la muqueuse, de
glandes tubuleuses droites nommées glandes fundiques. Elles ont une fine
lumière s’ouvrant au fond des cryptes. La vascularisation de la muqueuse,
compte tenu de l’importance de la sécrétion est tres dense et présente une
orientation des capillaires, entre les glandes fundiques, perpendiculaire à la
surface de la muqueuse.
Les glandes fundiques comportent 4 types cellulaires : les cellules
principales, les cellules bordantes, les cellules à mucus et les cellules
neuro-endocrines.
• Les cellules principales sont
petites, polyédriques et prédominent au milieu et au fond des glandes. Elles
sont à sécrétions protéiques : elles produisent le pepsinogène (précurseur
inactivé d’une enzyme protéolytique : la pepsine).
• Les cellules bordantes,
(aussi appelées cellules pariétales ou oxyntiques), sont volumineuses, à noyau
central et repoussées en périphérie du tube. Les cellules bordantes sécrètent
de l’acide chlorhydrique, provenant d’ions Cl- et H+ au niveau de la membrane
des canalicules intracellulaires.
Lorsque la sécrétion acide est stimulée, la cellule pariétale se modifie
avec apparition de microvillosités apicales et augmentation de la surface
apicale d’un facteur responsables de la conversion du pepsinogène en pepsine
dans le « suc gastrique ». Elles sécrètent également (chez l’Homme) le «
facteur intrinsèque » : glycoprotéine captant la vitamine B12 dans la lumière
gastrique pour être ensuite absorbée au niveau de l’iléon. Les bicarbonates
produits sont relargués dans la MEC environnante et récupérés par les
capillaires péritubulaires ; ils participent à établir un milieu à pH basique
dans la partie superficielle de la muqueuse et un somnelence apres un grande
repas (alkaline tide).
• Les cellules à mucus («
cellules du collet ») sont largement prédominantes vers le milieu et surtout le
sommet des glandes.
• Les cellules neuroendocrines gastriques
(cellules « G ») appartiennent à l’ensemble des cellules neuroendocrines de
tube digestif. Sous la stimulation du système parasympathique et des peptides
gastriques, elles sécrètent dans le secteur vasculaire sanguin une hormone : la
gastrine, qui aura pour effet de stimuler la production d’HCl par les cellules
bordantes.
L’estomac pylorique
ou antre pylorique est caractérisé par la présence de glandes pyloriques
dans le chorion. La transition entre les deux parties de l’estomac, fundique et
pylorique, se fait par affrontement des muqueuses. Les glandes pyloriques sont
tubuleuses, contournées, à large lumière s’ouvrant sur des cryptes profondes et
parfois ramifiées ; les cellules constitutives sont essentiellement des
cellules à mucus mais on y trouve aussi en grand nombre des cellules
neuroendocrines sécrétrices de gastrine ; par contre, très rarement chez
l’Homme des cellules principales.
Le pylore
est la zone de transition vers le duodénum (« pylé » : la porte). Elle
comporte un passage direct de l’épithélium gastrique avec l’épithélium
intestinal. Les cellules de défense y sont nombreuses. La musculeuse est
renforcée au niveau de la couche circulaire interne formant le sphincter
pylorique.
De nombreux travaux in vivo et in vitro ont démontré que la muqueuse
gastrique d’animaux adultes en bonne santé possédait une remarquable capacité à
restaurer rapidement la continuité épithéliale, souvent en moins de 24 heures,
après une agression mineure ou modérée. (Une comprehension de cette reparation
est important vu la frequence des ulceres gastriques). Cette réparation s’effectue par migration
cellulaires depuis les berges de la plaie débute dans les minutes qui suivent
la lésion et est essentielle pour protéger le chorion sous-jacent de la
digestion par les acides et protéases de la lumière. De nombreux facteurs de
croissance stimulent cette migration cellulaire. La prolifération cellulaire
par mitoses est plus lente et atteint son maximum 16 à 18 heures après la
survenue de la lésion. La bacterie helicobactere detruise les cellules
epitheliales.
Cette partie du tube digestif a un diamètre de 45 cm pour une longueur de
6 m ; ses différentes parties anatomiques sont le duodénum (« douze » travers
de doigt = 0,25 m), le jéjunum (2,5 m), et l’iléon (3,5 m). L’intestin grêle
joue le rôle majeur de la fonction d’absorption. Elle présente plusieurs
dispositifs de niveaux d’amplification de surface :
— anatomique = les anses intestinales et les valvules conniventes
— histologique = les villosités intestinales et les microvillosités
entérocytaires.
A cet étage du tube digestif, on observera des caractéristiques
histologiques spécifiques notables au niveau de 2 des 5 tuniques constitutives
du tube : la muqueuse et la sous-muqueuse (au niveau du duodénum seulement).
La muqueuse
peut être décrite en deux étages : un étage des villosités et un étage
des glandes (ou cryptes) de Lieberkühn.
L’étage des villosités
comporte les villosités intestinales, expansions de la muqueuse vers la
lumière, avec un axe villositaire tapissé par l’épithélium de surface.
L’épithélium de
revêtement intestinal est un épithélium prismatique simple constitué de
plusieurs types cellulaires. On y rencontre 4 types cellulaires : des
entérocytes, des cellules caliciformes, des cellules neuroendocrines et au
niveau de l’iléon, appartenant au système immunologique, des cellules « M ».
— Les entérocytes sont les cellules les plus nombreuses et sont
responsables de la fonction d’absorption intestinale. Les microvillosités
augmentent considérablement la surface membranaire et des pôles apicals des
cellules et, de ce fait, joue un rôle considérable dans les phénomènes
d’absorption. De très nombreuses enzymes hydrolytiques (peptidases,
aminopeptidases, disaccharidases, phosphatases alcalines, etc.) sont présentes
au niveau du plateau strié des entérocytes. Ces diverses enzymes assurent les
dernières étapes de l’hydrolyse des protides et des glucides alimentaires et
livrent ainsi aux « transporteurs » de la membrane plasmique les acides aminés
et le glucose qu’ils ont pour rôle de faire pénétrer à l’intérieur des
entérocytes qui les déverseront dans les capillaires sanguins.
Les triglycérides (qui constituent plus de 98 % des graisses
alimentaires) sont hydrolysés dans la lumière intestinale par la lipase
pancréatique en acides gras libres et monoglycérides. Ceux-ci se conjuguent aux
sels biliaires pour former une solution micellaire. Les micelles contenant les
acides gras libres et les monoglycérides diffusent passivement à travers la
membrane plasmique des microvillosités de l’entérocyte, pénètrent dans la
cellule et sont incorporées dans le réticulum endoplasmique à l’intérieur
duquel elles resynthétisent des triglycérides apparaissant sous forme de
gouttelettes de graisse. Celles-ci sont déversées par le réticulum lisse dans
les espaces intercellulaires d’où ils gagnent, sous forme de chylomicrons, les
capillaires lymphatiques des villosités intestinales.
— Les cellules caliciformes sont des cellules à mucus telles que décrites
aussi dans d’autres localisations comme l’appareil respiratoire.
— Les cellules M (microfold cells) déjà décrites.
— Les cellules neuroendocrines sont décrites ci-après.
— L’axe des villosités comporte
un tissu conjonctif lâche, avec des fibres réticulées, un muscle de Brücke :
expansion perpendiculaire de la musculaire muqueuse, un vaisseau lymphatique en
cul de sac : le chylifère central, un réseau de capillaires sanguins en
position sous épithéliale et de nombreux lymphocytes libres.
L’étage des glandes
comporte des glandes (ou cryptes) de Lieberkühn invaginées en doigt de
gant. On y observe cinq types cellulaires : des cellules caliciformes, des
entérocytes, des cellules « intermédiaires », des cellules neuroendocrines et
au fond des cryptes, des cellules de Paneth.
— les cellules caliciformes et des entérocytes, bien qu’un peu moins
hautes sont du même type que celles des villosités.
— les cellules dites « intermédiaires » sont des cellules immatures
encore capables de se diviser et situées vers le fond des cryptes ; elles se
différentient ensuite en un des deux types précédents. Elles remplaces le
grande nombre des cellules perdus chaque jour par le passage d’un bol
alimentaire.
— les cellules
neuro-endocrines intestinales sont rencontrées en plus grand nombre dans les
cryptes qu’aux niveau des villosités (poussée migratoire) ; elles sont
responsables de plusieurs types de sécrétion hormonale : la sécrétion de
cholécystokinine (CCK) est stimulée par le contact des peptides et des acides
gras du bol alimentaire ; elle active la sécrétion pancréatique et la
contraction vésiculaire et elle potentialise l’action de la sécrétine la
sécrétion du gastric inhibiting peptid (GIP) est stimulée par le glucose et les
lipides intestinaux ; elle inhibe la sécrétion d’HCl par les cellules bordantes
mais stimule la sécrétion d’insuline pancréatique. Elle est absente sur l’iléon
la sécrétine est produite au niveau du duodénum et est stimulée par le pH acide
qui peut régner dans la lumière ; en retour, elle freine la sécrétion d’HCl par
les cellules bordantes et active la sécrétion des bicarbonates pancréatiques.
— Les cellules de Paneth sont situées au fond des cryptes : ce sont des
cellules sécrétrices exocrines à action antimicrobiennes (en particulier du
lysozyme, de la phospholipase A2 et plusieurs peptides de la famille des
défensines comme les cryptidines) ; elles déversent leurs produits de sécrétion
dans la lumière des cryptes. Elles contribuent donc au rôle de défense de la
barrière muqueuse intestinale.
— A partir de cellules souches non identifiables par microscopie, on
observe aussi de nombreuses mitoses expliquant le renouvellement très rapide (4
à 5 jours) des cellules de l’épithélium intestinal ainsi que la migration
cellulaire partant de la partie inférieure des cryptes jusqu’au sommet des
villosités (sauf pour les cellules de Paneth qui restent au fond des cryptes).
Au niveau de la partie terminale de l’iléon, dans le chorion et voire aussi
dans la sous-muqueuse, on trouve 20 à 40 follicules lymphoïdes confluant sous
forme de plaques ovoïdes sur une distance de quelques centimètres ; à la
surface, les villosités intestinales sont rares et parsemées ; ces formations
sont dénommées « plaques de Peyer » et appartiennent au système immunitaire.
La musculaire
muqueuse est sans particularité
histologique locale.
La sous-muqueuse possède des soulèvements macroscopiques permanents
(de l’ordre du centimètre) qui constituent les « valvules conniventes ». La
tunique conjonctive de la sous-muqueuse est banale sauf au niveau du duodénum
où elle contient des glandes muqueuses tubuleuses composées appelées « glandes
de Brunner ». Par un canal excréteur, le mucus s’évacue au fond des cryptes de
Lieberkühn après traversée de la musculaire-muqueuse.
La musculeuse est sans particularité.
La séreuse est la tunique conjonctive externe.
De calibre plus large que l’intestin grêle, le gros intestin mesure
environ 1,5 m de long et décrit un trajet « en cadre » constitué successivement
par le côlon ascendant, le transverse et le descendant suivi du sigmoïde
prolongé par le rectum. L’appendice, appendue au cæcum est étudiée avec le
système immunitaire. Au côlon, le système de multiplication de surface
disparaît : pas d’anse intestinale mais un cadre colique, pas de valvule
connivente ni de villosité et peu d’entérocytes. D’autre part, les cellules de
Paneth y sont absentes.
Les fonctions du côlon sont la déshydratation du bol alimentaire
(absorption de l’eau et des électrolytes), la digestion terminale de la
cellulose par la flore intestinale et l’évacuation des déchets alimentaires. A
cet étage du tube digestif, on observera des caractéristiques histologiques
spécifiques notables au niveau de 2 des 5 tuniques constitutives du tube : la
muqueuse et la musculeuse.
La muqueuse
comporte un épithélium de revêtement à majorité de cellules caliciformes
qui s’invagine dans la muqueuse en cryptes de Lieberkühn. Le chorion est riche
en tissu lymphoïde (lymphocytes diffus et follicules lymphoïdes débordant vers
la musculaire muqueuse).
La musculaire-muqueuse et
la sous-muqueuse
sont sans spécificité histologique locale.
La musculeuse
est en 2 couches avec toutefois des discontinuités de la couche
longitudinale externe qui forme en fait des bandelettes antérieure et
postérieures (tænia coli) reliées par de fins faisceaux musculaires
longitudinaux. Au cours de l’examen coloscopique on peut observer dans la
cavité sous forme de plis de contraction transversaire l’activité physiologique
de la musculeuse circulaire
La tunique externe
est une séreuse volontiers infiltrée de tissu adipeux. Elle présente
toutefois par endroits des adhérences qui réalisent des zones adventitielles.
Partie terminale du tube digestif, le canal anal fait suite au rectum ;
sa longueur est courte : 3 à 4 cm et il assure par ses sphincters la continence
des matières fécales. A la partie moyenne du canal, le bord libre des 6 à 8
valvules (semi-lunaires et transversales) de Morgagni forment une ligne appelée
« ligne pectinée ».
A partir de la ligne
pectinée, on peut distinguer deux zones successives : en haut, la partie
rectale et ensuite la partie terminale externe.
La zone rectale
• Au-dessus de la ligne pectinée se fait la transition entre la muqueuse
rectale et la muqueuse anale : les glandes de Lieberkühn se raréfient, les
cellules épithéliales deviennent cubiques puis font place à un épithélium
malpighien (non kératinisé) • La musculaire-muqueuse (suite de la
musculaire-muqueuse du rectale) se termine progressivement sur la ligne
pectinée ; ses faisceaux résiduels forment des soulèvements ou replis verticaux
nommés « colonnes rectales de Morgagni »
La zone externe
Située sous la zone pectinée, elle même est divisée en deux parties :
• la zone ano-cutanée dite « lisse », constituée d’un épithélium
malpighien mince.
• la zone cutanée ou « marge anale », pigmentée, kératinisée, avec des
annexes pilo-sébacés
La musculature
sphinctérienne comprend deux groupes de sphincters :
le sphincter interne,
lisse, en renforcement des faisceaux musculaires lisses du prolongement
de la tunique musculeuse rectale.
le sphincter externe,
plus important, strié, « volontaire », formé de trois faisceaux (de haut
en bas) :
• le faisceau profond, annulaire et épais s’intrique avec le muscle
releveur de l’anus.
• le faisceau longitudinal descend entre le sphincter interne lisse et le
faisceau profond du sphincter externe jusque vers la marge anale en dehors du
faisceau sous-cutané.
• le faisceau sous-cutané entoure l’orifice anal au dessous du sphincter
lisse.
La vascularisation y est
particulière : les artères hémorroïdales s’anastomosent dans le canal et les
veines formes de volumineux plexus en couronne circulaire interne au dessus de
la ligne pectinée entre épithélium et musculaire-muqueuse fractionnée. Ces
plexus peuvent être à l’origine de la pathologie hémorroïdaire.
Le pancréas est une volumineuse glande amphicrine, c’est à dire à tissu
exocrine et endocrine. Le pancréas exocrine est une glande acineuse composée, à
l’intérieur de laquelle sont dispersées les formations glandulaires endocrines
nommées « îlots de Langerhans ». Le parenchyme glandulaire est divisé en
lobules par de fines travées conjonctives issues de la capsule de l’organe ;
ils contiennent des vaisseaux sanguins et lymphatiques ainsi que des nerfs.
Le pancréas exocrine est la partie glandulaire acineuse composée et
comporte donc les acinus pancréatiques et les canaux excréteurs.
Ils sont faits de cellules glandulaires possédant toutes les
caractéristiques morphologiques des cellules sécrétrices de protéines. Le
contenu enzymatique des vésicules de sécrétion est fait de protéases
(trypsinogène, chymotrypsinogène, carbosylpolypeptidase), de lipase et
d’amylase ; il est déversé dans la lumière de l’acinus par un mécanisme
d’exocytose. Les incidences de coupe dévoilent des cellules dites «
centro-acineuses » qui appartiennent en fait aux origines des canaux
intercalaires.
Ils forment un système de conduits ramifiés. Faisant suite aux acinus
sous le nom de canaux intercalaires, ils deviennent ensuite intralobulaires
puis des canaux interlobulaires qui se réunissent enfin en canaux collecteurs
(canal de Wirsung et canal de Santorini). Leur paroi est faite d’abord d’un
épithélium simple (pavimenteux au départ puis cubique et prismatique ensuite)
puis bi et pluristratifié entouré d’une couche conjonctive d’épaisseur
progressivement croissante. Les cellules épithéliales formant la paroi de ces
canaux élaborent et déversent dans leur lumière une sécrétion aqueuse, riche en
bicarbonates et dépourvue d’enzymes, qui contribue, avec la sécrétion
enzymatique des acinus, à former le « suc pancréatique » finalement déversé
dans le duodénum.
Les îlots de Langerhans naissent, comme les acinus exocrines du pancréas,
de la prolifération cellulaire des extrémités des tubes pancréatiques primitifs
issus des bourgeons pancréatiques ventral et dorsal, proliférations
endodermiques de la portion caudale de l’intestin antérieur. Les éléments
conjonctivo-vasculaires dérivent du mésenchyme avoisinant. Les îlots de
Langerhans sont de petits amas cellulaires tunnélisés par un très abondant
réseau de capillaires sanguins fenêtrés. Sur les préparations histologiques
ordinaires, ils apparaissent comme de petites plages arrondies, claires,
disposées sans ordre et en nombre variable à l’intérieur des lobules
pancréatiques
1.3.3 Les cellules
glandulaires endocrines qui les composent sont de trois types (A, B, D) qui
ne peuvent être distingués en microscopie optique que par des colorations
particulières, mais qui sont assez facilement reconnaissables en microscopie
électronique par l’aspect, la taille et la densité de leurs grains de
sécrétion. Les cellules B sécrètent de l’insuline,
les cellules A du glucagon et les
cellules D de la somatostatine.
L’innervation sympathique et parasympathique des îlots de Langerhans est très
riche. Des corps cellulaires neuronaux y sont parfois visibles.
Organisation générale
Le foie est un organe plein situé dans la cavité abdominale. C’est le
plus gros des organes humains. Il est entouré par une capsule conjonctive (la
capsule de Glisson) qui s’invagine dans le parenchyme hépatique permettant de
déterminer des lobes.
Pour comprendre l’organisation générale du parenchyme hépatique, il est
indispensable de mettre en place d’abord la vascularisation du foie.
Vascularisation hépatique
Le foie reçoit deux systèmes vasculaires afférents. Pour l’anatomie
précise de ces systèmes, nous renvoyons les étudiants à leurs cours d’anatomie.
Nous ne décrirons que quelques données indispensables à la bonne compréhension
de l’histologie hépatique.
A. La veine porte draine le sang veineux provenant de la cavité
abdominale, elle pénètre dans le foie par le hile et se ramifie pour former les
branches de la veine porte qui sont situées dans les espaces portes.
B. L’artère hépatique, branche du tronc cœliaque, pénètre par le hile
hépatique et se ramifie pour donner naissance aux branches de l’artère
hépatique situées elles aussi dans les espaces portes.
Ainsi, les espaces portes ont une signification univoque quant à la nature
des vaisseaux qui les composent : ce sont les vaisseaux afférents du foie. Le
sang provenant de ces systèmes circule ensuite dans les capillaires sinusoïdes,
limités par les travées d’hépatocytes. Ces capillaires ont une disposition
radiaire et convergent vers la veine centrolobulaire. Cette veine conduit aux
veines sus-hépatiques, voies efférentes du foie.
Les cellules hépatiques
1. L’hépatocyte
Cellules polyédriques disposées en travées (travées de Remak) séparées
les unes des autres par les capillaires sinusoïdes. Les hépatocytes sont des
cellules épithéliales tout à fait particulières qui ne sont pas organisées,
contrairement aux autres cellules épithéliales, selon une polarité apicale et
basolatérale. L’organisation de leurs dispositifs de jonction permet de décrire
deux domaines : le canalicule biliaire et le reste de la cellule. La
composition de la membrane plasmique de la cellule au niveau du canalicule
biliaire est très particulière la rendant résistante aux sels biliaires. Chaque
hépatocyte est baigné par du sang sur deux de ses faces. Leur noyau est
central, ils sont parfois binucléés. Ils sont très riches en organites
intracellulaires tels l’appareil de Golgi, les réticulums endoplasmiques lisse
et granulaire, les mitochondries et contiennent d’abondants grains de
glycogène. Cette richesse en organites cytoplasmiques témoigne d’une grande
activité métabolique.
2. Les cellules endothéliales des
capillaires sinusoïdes
Les sinusoïdes hépatiques sont des vaisseaux dont la paroi est constituée
uniquement par des cellules endothéliales qui forment un tapis discontinu. Les
cellules endothéliales des capillaires sinusoïdes sont fenêtrées avec présence
de pores de 10 nm de diamètre. Ces cellules reposent sur une lame basale
discontinue. Les cellules endothéliales et les hépatocytes sont séparés par
l’espace de Disse. Cet espace est donc limité par les microvillosités des
hépatocytes et la lame basale des cellules endothéliales, il renferme des
cellules de Ito et de la matrice extra-cellulaire qui peut être visualisé par
une coloration spécifique de la réticuline.
3. Les cellules de Küpffer
Elles sont situées à la surface luminale des cellules endothéliales et
ont des fonctions de macrophages. Elles sont en particulier impliquées dans la
phagocytose des hématies âgées et dans la dégradation de l’hémoglobine. On peut
facilement les mettre en évidence après
injection d’encre de Chine chez l’animal. L’analyse histologique du foie montre
que les cellules de Küpffer ont phagocyté les grains colorés ; en coloration
semi-fine ou en microscopie électronique ces cellules se reconnaissent par leur
localisation et leurs nombreux phagosomes.
4. Les cellules de Ito
Ces cellules appelées aussi « stellaires » sont localisées dans l’espace
de Disse ; elles sont impliquées dans de nombreux processus métaboliques tels
que celui de la vitamine A, la sécrétion de médiateurs et la synthèse de
nombreuses molécules de la matrice extra-cellulaire. Elles se caractérisent par
leur localisation et par la présence de vacuoles lipidiques cytoplasmiques.
5. Les cellules des canaux
biliaires
La bile est produite par les hépatocytes et est sécrétée dans les
canalicules biliaires dont les parois avec microvillosités sont constituées par
la membrane plasmique hépatocytaire. La bile se draine vers les espaces portes.
Là, elle se draine dans le canal biliaire dont les cellules sont cubiques puis
prismatiques. La jonction entre le canalicule biliaire et le canal biliaire est
appelée passage de Hering. C’est dans cette région que se trouveraient les
cellules ovales qui jouent un rôle dans la régénération du parenchyme hépatique
sur foie malade.
Une particularité : le
foie fœtal
Durant la période fœtale le foie assure également une fonction
hématopoïétique.
La systématisation
hépatique
Le parenchyme hépatique
est organisé autour de la veine centrolobulaire avec des travées
d’hépatocytes prenant un aspect radiaire (travées de Remak). Si chez le porc,
les lobules sont parfaitement individualisés par du tissu conjonctif
périphérique, il n’en est rien chez l’homme et les limites sont beaucoup plus
floues.
Sur le plan fonctionnel, on distingue
différentes unités qui n’ont pas la même signification.
— Le lobule hépatique est
polyédrique (hexaèdre régulier centré par la veine centrolobulaire et limité à
ses angles par les espaces portes). Il correspond à l’unité veineuse du foie,
c’est-à-dire aux travées dont les sinusoïdes se drainent dans la veine
centrolobulaire.
— Le lobule portal est
triangulaire centré par un espace porte et limité à ses angles par des veines
centro-lobulaires. Il correspond à l’unité biliaire du foie, c’est-à-dire aux
travées dont les canalicules biliaires se drainent dans l’espace porte.
— L’acinus hépatique est
losangique et il est limité par deux veines centrolobulaires et deux espaces
portes. C’est l’unité artérielle centrée sur une branche de l’artère hépatique.
La régénération hépatique
Le foie est un organe
doué d’une fantastique capacité à régénérer
Ainsi, si on réalise une hépatectomie (ablation) de 70 % de la masse
hépatique chez le rat, il existe une récupération intégrale en 7 à 10 jours.
Sur un foie au repos, on observe très peu de mitose spontanée dans les
hépatocytes (environ 1 mitose pour 20 000 cellules). Après hépatectomie, chaque
hépatocyte peut se diviser 1 à 2 fois permettant ainsi la récupération de la
masse hépatique. On a pu réaliser jusqu’à 12 hépatectomies itératives et
observer une régénération sans aucun problème. Un seul hépatocyte peut donc se
diviser de façon itérative pour former 50 foies complets. Ces chiffres montrent
la fantastique capacité de régénération du foie.
La pratique de transplantation hépatique illustre parfaitement
l’adaptation du foie à son environnement. Ainsi, le foie d’un gros chien
transplanté chez un petit chien diminue de taille pour se conformer à son
nouvel environnement. Il en est de même chez l’homme où des transplantations de
foie de babouin se sont suivies d’une adaptation de la taille du viscère
transplanté. Ceci montre l’existence de mécanismes de régulation de la
croissance hépatique pour que la taille de ce viscère s’adapte parfaitement à
son hôte.
La fonction biliaire du
foie
La bile, sécrétée continuellement, est un fluide complexe, iso-osmotique
au plasma, composé d’eau, d’électrolytes, d’acides biliaires, de cholestérol,
de phospholipides et de bilirubine. La bile est essentielle à l’excrétion de
nombreux déchets endogènes tels que la bilirubine, de médicaments et de
toxiques ainsi que des IgA. La bile, par les sels biliaires, est également
essentielle à l’absorption lipidique intestinale et joue un rôle clef dans le
contrôle de la balance du cholestérol. Les hépatocytes élaborent une bile riche
en composés organiques enrichie secondairement en eau et bicarbonates par
l’épithélium des voies excrétobiliaires. Les sels biliaires, tauro et
glycuroconjugués de nombreux acides biliaires, synthétisés par les hépatocytes
à partir du cholestérol, sont réabsorbés par l’iléon, recaptés par les hépatocytes
et de nouveau sécrétés dans la bile (cycle entérohépatique).
L’exemple du métabolisme
de la bilirubine illustre bien la fonction biliaire de l’hépatocyte.
La bilirubine est un composé
provenant principalement du catabolisme de l’hémoglobine pouvant avoir un rôle
toxique en particulier vis à vis du système nerveux. La bilirubine non conjuguée circule liée à
l’albumine et sa clairance est quasi entièrement réalisée par les hépatocytes.
Elles est tout d’abord captée par différents transporteurs membranaires, puis
transférée dans le cytoplasme hépatocytaire se liant alors à des protéines
cytosoliques. La bilirubine est ensuite conjuguée dans le réticulum
endosplasmique à différents sucres principalement des diglucuronides par
l’UDP-glucuronyl transférase. Les conjugués sont ensuite transportés vers le
pôle biliaire soit par diffusion intracytosolique soit par des vésicules
d’origine golgienne.
Les acides ou sel
biliaires (acide glycocholique et taurocholique), dont le rôle est de permettre
l’absorption des lipides au niveau de l’intestin, sont exclusivement
synthétisés par les hépatocytes. Par l’intermédiaire de la circulation
entérohépatique, les sels biliaires sont en permanence recyclés entre le foie
et l’intestin.
Le système collecteur de
la bile comprend plusieurs niveaux.
1. les canaux de Hering relient
les canalicules aux canaux biliaires ;
2. les canaux biliaires
intralobulaires sont entourés d’un riche plexus veineux permettant la
réabsorption de solutés, les cellules des canaux biliaires assurent également
la sécrétion de substances telles que la céruloplasmine ou des bicarbonates ;
3. les canaux hépatiques puis le
canal cholédoque véhiculent la bile en y ajoutant du mucus venant des
glandes muqueuses siégeant dans le chorion des voies biliaires
extra-hépatiques. La contraction ou le relâchement du sphincter d’Oddi permet
la régulation du passage de la bile dans l’intestin ;
4. la vésicule biliaire,
branchée sur ces voies excrétrices, assure entre les repas le stockage et la
concentration de la bile par réabsorption de 90 % de l’eau. Elle comporte une
muqueuse, une musculeuse et une adventice. La muqueuse possède de nombreux
replis qui s’effacent lors du remplissage vésiculaire. Son épithélium est
prismatique simple à cellules à microvillosités apicales et à complexes de
jonction apicaux. Sa musculeuse est plexiforme, faites de faisceaux de tissu
musculaire lisse. Sous stimulation par la CCK, sécrétée par les cellules
neuro-endocrines duodénales, elle se contracte et chasse la bile vers le
duodénum. Sa séreuse répond à la séreuse péritonéale sauf à sa face
d’accolement au foie ou elle est remplacée par une adventice qui se lie à la
capsule hépatique.
Les travées myocardiques (constituées par
l’enfilade solidaire et anastomosée des cellules cardiaques) s’insèrent (comme
des rubans) par leurs extrémités à un anneau
fibreux (ou « charpente fibreuse » ou « squelette fibreux ») situé
horizontalement sur l’organe au niveau des orifices valvulaires et des troncs
de l’aorte et de l’artère pulmonaire (il existe donc en fait 4 anneaux fibreux
associés). Les masses musculaires des chambres cardiaques s’insèrent sur ces anneaux
permettant de décrire des contingents indépendants pour chaque oreillette et
chaque ventricule ainsi que des contingents communs aux deux oreillettes et aux
deux ventricules. Les travées myocardiques donnent
ainsi l’image d’une entité contractile qui décrit un mouvement
d’encorbellement autour des cavités cardiaques.
L’endocarde tapisse les cavités cardiaques, les valves et les cordages.
Il comporte un endothélium (épithélium pavimenteux simple) en continuité avec
celui des vaisseaux ; il est associé par l’intermédiaire de sa lame basale à
une couche sous-endothéliale de tissu fibro-élastique auquel se mêlent des cellules
musculaires lisses. Au niveau des cordages et des valvules, il est au contact
d’un tissu conjonctif dense, tandis qu’au niveau des cavités il est séparé du
myocarde par une couche sousendocardique de tissu conjonctif lâche bien
vascularisé renfermant des fibres nerveuses, des vaisseaux sanguins de petit
calibre et dans les ventricules les ramifications du tissu cardionecteur du
réseau de Purkinje.
— Le myocarde constitue le substratum fondamental de la paroi cardiaque. Il
est plus épais là où les pressions s’exercent le plus (ventricules plus
qu’oreillettes et ventricule gauche davantage que ventricule droit).
— Le myocarde est organisé sous forme de travées myocardiques constituées
de cellules musculaires cardiaques anastomosées et solidarisées par leurs
extrémités ; entre ces travées, l’environnement conjonctif est riche en
capillaires sanguins et lymphatiques ainsi qu’en fibres nerveuses.
— 3 variétés de cardiomyocytes sont observés : les cardiomyocytes
contractiles, les cellules myoendocrines et les cellules cardionectrices.
Les cellules du système cardionecteur sont organisées en « nœuds »
(masses de cellules nodales constituant le nœud auriculaire, le nœud
atrio-ventriculaire et le tronc du faisceau de His) et en « faisceaux »
(colonnettes de cellules de Purkinje constituant les branches du faisceau de
His et le réseau de Purkinje).
Le nœud auriculaire, responsable du rythme sinusal, est relié au nœud auriculo-ventriculaire par 3 fins faisceaux de connexion internodale. La conduction de l’influx reste « bloquée » par le tissu conjonctif de l’anneau fibreux de cœur. Le passage de l’influx des oreillettes vers les ventricules ne peut donc se faire que par perforation anatomique de l’anneau fibreux : c’est le tronc du faisceau de His, issu du nœud auriculo-ventriculaire qui joue ce rôle. Il se divise ensuite rapidement en deux branches principales puis se ramifie dans l’ensemble des parois ventriculaires en réseau de Purkinje.
L’épicarde tapisse l’extérieur du cœur et est en fait le feuillet
viscéral de la séreuse péricardique qui se réfléchit ensuite au niveau des gros
troncs artériels pour se continuer par le feuillet pariétal du péricarde. Il
est donc constitué d’un mésothélium (épithélium pavimenteux simple) reposant
par l’intermédiaire de sa lame basale sur une couche sous-mésothéliale
conjonctive comportant en particulier des fibres élastiques. L’épicarde reste
séparé du myocarde par une couche sous-épicardique où l’on observe une épaisse
couche de tissu adipeux, les vaisseaux coronaires (artères et veines
coronaires) épicardiques et des nerfs.
2.2.1.1.1Les artères
conduisent le sang du cœur vers le réseau capillaire.
Leur calibre décroît de l’aorte jusqu’aux artérioles et leur constitution
varie selon ces niveaux. Toutefois, et quel que soit le niveau, on retrouve des
structures histologiques de conduction et de conservation de la pression
sanguine (fibres et lames élastiques, cellules musculaires lisses organisés en
faisceaux circulaires).
2.2.1.1.2 La paroi
artérielle
comporte de manière concentrique et de dedans en dehors :
— l’intima constituée par un
endothélium (épithélium pavimenteux simple) associé à une membrane basale puis
à une couche sous-endothéliale (le plus souvent)
— la média faite de cellules
musculaires lisses et de matériel élastique (fibres et/ou lames)
— l’adventice composée de tissu
conjonctif dense.
2.2.1.1.3.L’IMT (ou «
intima-média thickness ») est une notion d’acquisition récente due à
l’échographie ultrasonore (Echo-doppler). Les échographes modernes (à haute
résolution) permettent d’observer les différentes parties de l’artère comme
citées plus haut et il devient dès lors de plus en plus courant de mesurer l’épaisseur
de l’intima-média (IMT) qui doit être comprise entre 0,4 et 0,8 mm (en fonction
de l’âge) ; cette IMT, dont l’épaisseur est augmentée par les facteurs de
risques classiques (HTA, hyperlipémie, diabète, tabagisme…), permet
d’objectiver précisément une infiltration pariétale athéromateuse et de la
dépister à son tout début. L’implication de cette mesure de l’IMT est d’ordre
diagnostique, décisionnelle en thérapeutique et pronostique.
2.2.1.1.4. Le mode de
terminaison
artériel peut se faire de 2 façons :
— Par un mode terminal : où
chaque branche est indépendante de la branche voisine, sans anastomose ;
conséquence importante en pathologie : une occlusion d’une branche entraînera
la nécrose du territoire irrigué, sans suppléance possible, avec installation
d’« infarctus » (myocardiques, rénaux, cérébraux...)
— Par un mode anastomotique :
(majorité des organes) où les artères forment un réseau de connexions
superficielles et profondes avec en cas d’occlusion d’une branche, suppléance
par une autre grâce aux anastomoses.
2.2.1.1.5 La
vascularisation
de la paroi des artères est particulière : les artères d’un calibre
supérieur à 1 mm doivent recevoir des vaisseaux nourriciers (« vasa vasorum »).
Ces vasa vasorum, issus de petites artères cheminant le long des artères à
desservir se distribuent à l’adventice et au 2/3 externes de la média ; le 1/3
interne de la média et l’intima étant nourri par diffusion à partir de la
lumière. Toutefois dans les grosses artères, un réseau vasculaire interne peut
exister à partir de la lumière.
2.2.1.1.6. Différents
types d’artères
doivent être distingués suivant leur calibre et leur structure : les
artères élastiques (de gros calibre), les artères musculaires (de moyen et de
petit calibre) et les artérioles. On observe une transition entre les
différents types décrits avec une réduction progressive du tissu élastique vers
l’aval.
2.2.1.1.6.1..Les artères
élastiques
comprennent les gros vaisseaux situés près du cœur : aorte, tronc
brachio-céphalique, artères sous-clavières ainsi que les artères pulmonaires.
Ce sont des vaisseaux de conduction (ou de transmission ou de conservation) de
la pression ; leur intima est assez épaisse avec une couche conjonctive
sous-endothéliale comportant aussi des cellules musculaires lisses particulières
(« cellules myointimales »).
La média est épaisse et comporte plusieurs dizaines de couches de lames élastiques concentriques
anastomosées et fenêtrées associées à des faisceaux de fibres collagènes et
élastiques et des cellules musculaires lisses à prolongements bifurqués («
cellules rameuses »). L’adventice, relativement mince, est riche en fibres
élastiques.
2.2.1.1.6.2Les artères
musculaires
de moyen calibre, sont les ramifications des troncs artériels précédents (par
exemple les artères radiales ou fémorales ou tibiales). Ce sont des vaisseaux
de distribution. Leur intima est fine et leur média plus ou moins épaisse selon
le calibre. La média est constituée d’une couche à orientation circulaire de
cellules musculaires lisses enrobées de quelques fibres collagènes et
élastiques. Elle est limitée de part et d’autre par une lame élastique appelée limitante élastique interne et limitante élastique externe (moins
épaisse que l’interne). Les artères musculaires de petit calibre
comportent une dizaine de couches de cellules musculaires et une fine
limitante élastique interne sans limitante élastique externe. L’adventice est
épaisse et essentiellement constituée de faisceaux de fibres collagènes où se
mêlent des fibres élastiques.
2.2.1.1.6.3..Les
artérioles
sont les branches artérielles terminales qui s’ouvrent sur les lits
capillaires. Elles sont reconnues d’une part par leur petit calibre (diamètre
inférieur à 0,5 millimètre) et d’autre part par leur structure : Leur intima
est réduite à l’endothélium reposant sur la lame basale. La média comporte 1 à
2 couches de cellules musculaires lisses circulaires sans limitante élastique.
L’adventice est fine et fusionne avec le tissu conjonctif environnant.
2.2.1.1.6.4..Deux cas particuliers
— Les artères cérébrales sont
des artères de moyen calibre mais s’en distinguent par une paroi mince
dépourvue de limitante élastique externe et par une fine adventice ;
— les artères à dispositif de bloc comportent
des renforcements de faisceaux musculaires lisses au niveau de leur paroi qui,
en se contractant, entraînent une occlusion partielle ou totale de la lumière.
On rencontre ce type de vaisseau artériel par exemple dans l’appareil génital
(tissu érectile).
La microcirculation est la partie du
système circulatoire concernée par les échanges gazeux et liquidiens
extracellulaires (avec les substances dissoutes et les déchets métaboliques).
Elle comporte les métartérioles, le lit capillaire, puis les veinules post-capillaires.
Deux cas particuliers sont aussi à considérer : les réseaux admirables et le
tissu érectile.
2.2.1.2.2..Les
métartérioles
sont des branches des artérioles terminales et possèdent plusieurs
couches de cellules musculaires lisses autorisant une fonction de régulation
sphinctérienne placé sous la dépendance du système nerveux végétatif et
d’hormones circulantes. Débouchant sur le lit capillaire, elles offrent
l’ouverture sur ce réseau avec alors présence de sphincters pré-capillaires (qui règlent le débit d’entrée) ou bien
elles peuvent se jeter directement dans les veinules post-capillaires par un
shunt de jonction (cf. ci-après).
2.2.1.2.3..Les
capillaires
— Ils naissent habituellement des métartérioles mais parfois aussi des
artérioles directement ; c’est le véritable lieu des échanges ; ils forment un
réseau fortement anastomosé et leur abondance dépend des besoins fonctionnels
des tissus.
— Leur diamètre varie de 3 à 10 µm et leur paroi est très
fine : un endothélium avec sa lame basale et quelques fibres de collagène.
— L’endothélium est constitué des cellules endothéliales comportant des
dispositifs de jonction complexes jouant un rôle de barrière important (en
particulier lors de la diapédèse, par exemple).
Les dispositifs de jonction rencontrés sont les suivants :
— Des jonctions étanches de type occludens sont les plus proches de la
lumière. Leur importance dépend et varie selon leur localisation (SNC),
dépendant essentiellement du rôle local de la perméabilité vasculaire.
— Des jonctions d’ancrage de type adhaerens avec par une cadhérine
transmembranaire spécifique : la VE-cadhérine (vascular endothelium cadherin).
— Des jonctions communicantes ou gap.
— Sans appartenir à ces dispositifs, d’autres molécules d’adhérence
interviennent : les PECAM 1 ; ce sont des glycoprotéines de la superfamille des
Ig (CD31) que l’on situe surtout à la surface des plaquettes et des leucocytes
mais que l’on retrouvent aussi en position intercellulaire endothéliale ; les
PECAM 1 n’ont pas d’arrimage avec le cytosquelette.
On reconnaît trois types
de capillaires :
— Les capillaires continus possèdent par définition
des cellules endothéliales jointives reposant sur une lame basale également
continue. Les capillaires continus sont courants par exemple au niveau des muscles,
du tube digestif et des poumons. Ils sont parfois entourés de péricytes
possédant dans leur cytoplasme des protéines contractiles impliquant une
fonction de contractilité.
Certaines localisations ont des particularités :
— Dans le système
nerveux central, l’endothélium des capillaires caractérise la « barrière
hémato-encéphalique » par trois points essentiels : importance des dispositifs
de jonction (et en particulier de type zonula occludens), rareté des vésicules
de pinocytose et présence de transporteurs membranaires.
— — Les organes
lymphoïdes et de la moelle hématopoiétique ou la lame basale est discontinue.
— Les capillaires fenêtrés se
distinguent des précédents par la présence de très nombreuses perforations dans
la paroi endothéliale (pores de 70nm) avec dans certaines localisations une
obturation partielle par un diaphragme (tube digestif ou glandes endocrines par
exemple) ; ils reposent sur une lame basale continue. On les observe dans les
tissus ou les échanges moléculaires sont importants (intestin, rein, plexus
choroïdes, glandes endocrines) : les techniques de marquage ont montré que les
fenestrations permettent le passage rapide des macromolécules.
— Les capillaires discontinus sont
aussi appelés sinusoïdes : de diamètre grand et irrégulier ils possèdent de
véritables orifices trans-cytoplasmiques (1 à 3 µm) ; leur
membrane basale est discontinue, voire absente.
Ils ralentissent le courant sanguin et autorisent le passage facile d’éléments
figurés du sang ; on les rencontre dans la rate, le foie, la moelle osseuse.
2.2.1.2.4..Les veinules
post-capillaires d’abord formées de la réunion de plusieurs capillaires,
disposent d’une paroi mince et continue leur permettant de conserver encore un
rôle d’échange important ; elles possèdent des péricytes et se jettent dans des
veinules collectrices.
2.2.1.2.5..Les réseaux
admirables et les systèmes portes
Un réseau admirable est un réseau capillaire compris entre deux vaisseaux
de même nature. Le système porte est un système comportant un vaisseau (artère
ou veine) compris entre deux réseaux capillaires dont un est admirable ; il
comprend donc un réseau capillaire de type habituel (artério-veineux) associé à
un réseau capillaire uniquement artériel ou veineux. L’exemple le plus flagrant
est celui où le vaisseau du système porte est une artère : il est « à haute
pression » ce qui est le cas du rein avec son réseau glomérulaire admirable.
Ailleurs il peut s’agir d’un vaisseau veineux, « à basse pression » comme c’est
le cas de la circulation entéro-hépatique (intestin : premier réseau ; veine
porte ; foie : second réseau). Le système porte de l’adéno-hypophyse s’en
rapproche.
2.2.1.2.6. Le tissu érectile
Les nombreux capillaires comportent une lumière très irrégulière,
sinueuse (« sinus vasculaires »), dilatée ou collabée (suivant le remplissage
sanguin) et ont une paroi identique aux capillaires continus. Ils sont irrigués
par des artères à paroi épaisse et des artéioles ; ces artères, comportant
volontiers des dispositifs de bloc, sont très sinueuses au repos et nommés
ainsi artères « hélicines »; entre ces vaisseaux s’insèrent des travées de
tissu conjonctif et des cellules musculaires lisses.
La turgescence ou l’érection se produit lorsque les artères hélicines et
leurs artérioles sont dilatées par la commande parasympathique nerveuse avec
pour conséquence le remplissage des capillaires qui, par compression empêche le
retour veineux qui s’effectue normalement par drainage de type anatomique périphérique.
S’y associent la fermeture par « dispositifs de bloc » situés sur les veines et
la participation des muscles du périnée.
2.2.1.2.7..Histophysiologie
moléculaire des cellules endothéliales (des capillaires et des
autres vaisseaux artériels)
— Un rôle de barrière à
perméabilité sélective.
Les échanges avec la lumière peuvent se faire de nombreuse façons :
— par diffusion passive cytoplasmique (gaz, ions…),
— par transport intracellulaire par pinocytose (protéines, lipides),
— par transporteurs membranaires (SNC),
— par l’espace intercellulaire pour le passage des cellules migratrices
(diapédèse).
— Un rôle de synthèse métabolique
de molécules à double destination : endoluminale (action sur les plaquettes) ou
pariétale (action vasoactive sur les cellules musculaires lisses).
— Un rôle de défense mécanique.
Les contraintes mécaniques (forces de cisaillement et de pression)
provoquent une réponse immédiate membranaire (modification de la perméabilité
ionique).
— Un rôle dans l’angiogénèse.
Certains facteurs induisent la prolifération spécifique des cellules
endothéliales : le chef de file est le VEGF (vascular endothelial growth
factor). Le VEGF reconnaît des récepteurs distribués à la surface des cellules
endothéliales et sa fixation sur son récepteur entraine une cascade de signaux
intracellulaires qui conduit à la division de la cellule ; l’hypoxie est un
puissant inducteur de la synthèse de VEGF sur les sites productifs (les
macrophages sont une des sources cellulaires). Par contre, d’autres facteurs
répriment l’angiogénène, comme l’angiostatine (fragment à partir du
plasminogène), alors que certains provoquent l’induction d’apoptose, comme
l’endostatine (fragment du collagene XVIII).
— Suivant leur taille, on peut décrire des veinules, des veines de moyen
et de gros calibre dont l’épaisseur s’accroît.
— Les différences d’organisation histologique d’avec les artères sont
surtout quantitatives : la paroi est plus mince et la lumière plus grande car
la veine n’est pas un organe de conservation de la pression mais de remplissage
sanguin (à pression très faible) ; ainsi la paroi veineuse contient davantage
de tissu conjonctif que de tissu musculaire sans limitante élastique
individualisable et le plus souvent l’intrication média-adventice est la règle.
2.2.1.3.2.Aperçu de
l’histophysiologie veineuse
La propulsion du sang des veines jusqu’au cœur est assurée par les
facteurs suivants qui concerne essentiellement le tronc et surtout les membres
inférieurs :
— Présence de valvules anti-reflux sur les veines.
— Aspiration de la pompe cardiaque et dépression thoracique
d’inspiration.
— Propulsion d’aval par la pression des masses musculaires et de la voûte
plantaire aux membres inférieurs lors de la marche. L’atteinte des dispositifs
ci-dessus (avec ou sans maladie de la crase sanguine associée) est responsable
de la pathologie des phlébites tandis que la détérioration des valvules
provoque insuffisance valvulaire profonde et varices.
2.2.1.4 Les anastomoses
artério-veineuses ou shunts artério-veineux
— Lorsque les artères ne communiquent pas avec les veines par
l’intermédiaire d’un réseau capillaire (ce qui est la grande majorité des cas),
des anastomoses ou shunts (de jonction) permettent de les court-circuiter.
Ces shunts, rectilignes ou sinueux,
sont rencontrés dans la microcirculation et couramment dans celle de la peau,
mais ils sont toutefois plus nombreux au niveau de la face palmaire des mains,
des doigts, de la plante des pieds, des orteils et au niveau du nez. Ils jouent
un rôle important dans la régulation des débits et pressions artérielles et la
conservation de la chaleur (peau et extrémités). Il est à noter que la
vasoconstriction de ces shunts adresse le sang vers les réseaux capillaires et
provoquent une vasodilatation locale.
— Un cas à part parmi ces shunts est celui des glomus ou glomus neuro-vasculaires. Ils sont de
nature histologique particulière : un segment du shunt est enroulé (offrant une
forme générale globuleuse) et leur lumière contournée est très réduite ; la
musculature lisse est très épaisse et ils sont enveloppés d’une capsule
conjonctive dense très innervée (le contrôle des glomus est essentiellement dû
au système nerveux végétatif).
Leur rôle dans le contrôle de la circulation locale est primordial. On
les trouve dans des situations ou ils participent surtout à des phénomènes de
thermorégulation (peau, doigts, lit des ongles, lèvres, nez, oreilles), mais
aussi de régulation de la pression sanguine locale (érection, menstruation).
— La vascularisation lymphatique draine le liquide interstitiel en excès
des espaces extracellulaires pour l’évacuer vers la circulation sanguine (au
niveau de la base de la veine jugulaire gauche essentiellement) ; il ne s’agit
donc pas au sens propre d’une circulation, mais bien d’un drainage
unidirectionnel.
— Le liquide drainé des tissus (la lymphe) s’enrichit au cours de son
trajet en protéines et en lipides provenant de l’absorption intestinale). Elle
se déplace grâce aux pressions environnantes et avec le concours d’un mécanisme
anti-reflux (nombreuses valvules dans les vaisseaux).
— Le drainage lymphatique est présent partout sauf dans le système
nerveux, la moelle osseuse, l’oreille interne et le globe oculaire. En
dérivation sur toute la longueur des gros vaisseaux lymphatiques s’intercalent
des ganglions lymphatiques.
— La vascularisation débute par des capillaires en cul de sac qui
confluent vers des vaisseaux lymphatiques collecteurs de diamètre de plus en
plus grand puis vers deux gros troncs à paroi musculo-conjonctive : le canal
thoracique gauche et le canal lymphatique droit.
Ils se distinguent des capillaires sanguins par plusieurs points :
— Ils sont à extrémité en cul de sac (« borgnes »).
— Leur calibre est volontiers plus grand et plus irrégulier.
— Les dispositifs de jonction de leur cellules endothéliales sont
beaucoup plus fragiles.
— Leur lame basale est très discontinue.
— Des filaments d’attache relient la membrane basale des cellules
endothéliales aux fibres collagène environnantes.
— Des techniques histoenzymatiques et immunocytochimiques permettent de
reconnaître certaines de leurs caractéristiques propres (par exemple
5’nucléotidase positive) à la différence des capillaires sanguins.
Leur structure est voisine de celles des veines mais leur paroi est un
peu plus mince et les valvules sont plus nombreuses.
Il constitue la masse essentielle de l’adéno-hypophyse. Il est fait de
cordons cellulaires anastomosés limités par une membrane basale qui les sépare
de fines travées conjonctives contenant un riche réseau de capillaires sanguins
fenêtrés. On y distingue deux catégories de cellules.
Dépourvues de vésicules de sécrétion, elles sont situées vers le centre
des cordons et limitent la paroi des follicules colloïdes que l’on peut
rencontrer dans le parenchyme glandulaire (dont la signification est mal
connue).
Elles occupent tout le volume cordonnal laissé libre par les cellules
folliculaires. Grâce aux critères tinctoriaux de la microscopie photonique, à
l’ultrastructure et à l’immunocytochimie, on distingue actuellement dans
l’adénohypophyse humaine cinq variétés de cellules hormonogènes.
• Les cellules somatotropes (STH ou Growth Hormone ou GH).
• Les cellules thyréotropes (TSH).
• Les cellules gonadotropes (FSH et LH).
• Les cellules à prolactine.
• Les cellules
cortico-opio-lipotropes (ACTH, â-LPH, â-endorphine).
Dans l’espèce humaine, l’adéno-hypophyse de l’adulte ne comporte pas de
véritable lobe intermédiaire, mais plutôt une zone intermédiaire (ou zone
cystiforme) contenant des petits kystes revêtus de cellules épithéliales ainsi
que quelques cellules glandulaires résiduelles.
Dans l’espèce humaine, le lobe tubéral est relativement bien développé et
contient des cellules en grande majorité d’aspect chromophobe, mais aussi de
façon inconstante et en nombre variable, des cellules hormonogènes du même type
que celles du lobe antérieur.
Le concept de neurosécrétion renvoie à la sécrétion d’hormones par des
cellules nerveuses (on parle alors de neurones neurosécrétoires et de
neuro-hormones). Il en existe deux types : 1) Les neurohormones hypothalamiques contrôlant la sécrétion hormonale de
l’adéno-hypophyse sont synthétisées par des neurones de l’hypothalamus latéral.
Ces neuro-hormones agissent sur les cellules glandulaires de l’adéno-hypophyse
pour les stimuler (libérines) ou les freiner (statines). 2) Les neuro-hormones dites post-hypophysaires (ocytocine
et vasopressine - ou hormone antidiurétique ou ADH -) sont sécrétées par les
neurones hypothalamiques des noyaux supra-optiques et paraventriculaires.
Synthétisées par des neurones de l’hypothalamus latéral et déversées dans la
circulation sanguine au niveau de l’éminence médiane, les hormones
hypothalamiques hypophysiotropes agissent sur les cellules glandulaires de
l’adéno-hypophyse pour les stimuler (libérines) ou les freiner (statines).
Les neuro-hormones hypothalamiques hypophysiotropes actuellement
identifiées sont la thyrolibérine (TRH), la gonadolibérine (LHRH ou GnRH), la
corticolibérine (CRH), la somatolibérine (GRH), la prolactolibérine (PRH) ainsi
que la somatostatine (SRIF) et la prolactostatine (PIF).
Les hormones hypothalamiques hypophysiotropes parviennent aux cellules
adéno-hypophysaires par la voie du système porte hypophysaire.
Grâce à des colorations spéciales, on peut voir en microscopie optique
les vésicules de sécrétion (neurosécrétat) à l’intérieur des axones. Parfois
ils s’agglomèrent sous forme de masses arrondies, les corps de Herring.
Bien que couramment appelées à tort hormones post-hypophysaires,
l’ocytocine et la vasopressine (ou hormone anti-diurétique, ou ADH pour «
Anti-Diuretic Hormone ») sont synthétisées par des neurones de l’hypothalamus
(noyaux supra-optiques et noyaux para-ventriculaires) dont les axones parcourent
de haut en bas la tige pituitaire pour venir se terminer dans le lobe
postérieur de l’hypophyse au niveau duquel ils déversent leur sécrétion dans
les capillaires sanguins. La régulation de la sécrétion d’ocytocine se fait
essentiellement par voie nerveuse ; celle de la vasopressine par voie sanguine
(principalement par les variations de l’osmolarité plasmatique).
Sous le terme traditionnel de glandes endocrines périphériques, nous
n’envisagerons ici que les organes anatomiquement individualisés sécrétant des
hormones, laissant de côté d’une part les gonades et d’autre part les organes,
tissus ou cellules, qui, bien qu’ils sécrétent une ou plusieurs hormones, sont
prioritairement impliqués dans d’autres champs que celui de l’endocrinologie,
comme par exemple les cellules myo-endocrines du cœur, l’appareil
juxta-glomérulaire du rein, les cellules épithéliales du thymus, les
adipocytes, les astrocytes, les neurones, les cellules neuro-endocrines, etc.
La thyroïde est une glande endocrine lobulée, faite de follicules
thyroïdiens situés dans un stroma conjonctivo-vasculaire riche en capillaires
sanguins fenêtrés. Les follicules thyroïdiens sont des formations sphériques
comprenant : 1) une paroi, constituée par un épithélium simple reposant sur une
lame basale et comportant deux types de cellules : les cellules folliculaires
et les cellules C, et 2) un contenu amorphe, pâteux et jaunâtre à l’état frais
: la colloïde. Les cellules folliculaires (ou thyréocytes) sécrètent les
hormones thyroïdiennes T3 (tri-iodothyronine) et T4 (tétra-iodothyronine ou
thyroxine). Leur pôle basal repose sur la lame basale du follicule, leur pôle
apical présente des microvillosités se projetant dans la colloïde, et leurs
faces latérales sont réunies à celles des cellules folliculaires adjacentes par
des complexes de jonction.
Les cellules folliculaires ont un aspect qui varie selon leur degré
d’activité. En cas d’hyperactivité, elles augmentent de volume, deviennent prismatiques
hautes et sont le siège d’un développement considérable de leurs organites de
synthèse protéique ; conjointement, la colloïde diminue de volume et de
colorabilité et peut même disparaître intégralement. En cas d’hypoactivité, les
phénomènes sont inverses : les thyréocytes diminuent de taille et deviennent
cubiques voire aplatis, tandis que leurs organites se réduisent et que la
colloïde augmente de volume et devient très acidophile.
La cellule folliculaire capte les iodures sanguins (de façon active,
nécessitant une forte dépense énergétique) et les déverse dans la colloïde où
ils se concentrent et s’oxydent. Par ailleurs, la cellule folliculaire
synthétise une glycoprotéine, la thyroglobuline. Dans la colloïde, l’iode
s’incorpore alors à la thyroglobuline sous forme de mono-iodo-tyrosines (MIT)
et de dio-iodo-tyrosines (DIT) qui se condensent ensuite, au sein de la
molécule de thyroglobuline, en tri-iodo-thyronine (T3) et tétra-iodo-thyronine
(T4). La colloïde (thyroglobuline iodée) est ensuite phagocytée par les
cellules folliculaires où elle forme des gouttelettes de colloïde
intra-cytoplasmiques (phagosomes). Les lysosomes migrent vers ces gouttelettes
de colloïde et forment des phagolysosomes où la thyroglobuline iodée, dégradée
par hydrolyse acide, libère T3 et T4 dans la cellule folliculaire ; ces deux
hormones sont ensuite déversées dans les capillaires sanguins situés autour des
follicules.
Moins nombreuses
que les thyréocytes, les cellules C sont situées contre la lame basale des
follicules et n’entrent jamais en contact avec la colloïde. Ces grains de
sécrétion de calcitonine (hormone polypeptidique) seront ensuite libérés par
exocytose et gagneront les capillaires sanguins voisins. L’action principale de
la calcitonine est d’empêcher la réabsorption du calcium osseux (d’où un effet
hypocalcémiant).
Les cellules glandulaires endocrines de la parathyroïde sont groupées en
plages ou cordons entre lesquels se dispose un réseau conjonctif souvent riche
en cellules adipeuses et contenant de nombreux capillaires sanguins fenêtrés.
Elles synthétisent et excrètent dans le sang, selon les mécanismes généraux de
la sécrétion protéique, l’hormone parathyroïdienne ou parathormone (de nature
polypeptidique). Le taux de sécrétion est directement régi par le taux du
calcium ionisé dans le sang. Quant aux cellules oxyphiles, volumineuses et
riches en mitochondries, qui peuvent se rencontrer en plus ou moins grand
nombre dans le parenchyme parathyroïdien, leur rôle est actuellement inconnu.
Cellules glandulaires, capillaires fenêtrés et réseau conjonctif se
disposent en trois zones d’aspect différent superposées concentriquement de la
superficie vers la profondeur du cortex surrénal : la zone glomérulée où les
cellules se groupent en amas plus ou moins arrondis, la zone fasciculée,
la plus épaisse, où les cellules se
disposent en longs cordons perpendiculaires à la surface et la zone réticulée
où les cellules forment un réseau de cordons anastomosés. Les cellules glandulaires
sécrètent dans le sang les hormones cortico-surrénaliennes de la corticostérone
et de l’aldostérone tandis que le réticulum endoplasmique lisse contient les
enzymes permettant la synthèse de la progestérone, des androgènes et des
produits intermédiaires conduisant au cortisol. En définitive, l’aldostérone
est sécrétée par les cellules de la zone glomérulée, alors que les
glucocorticoïdes (cortisol et cortisone) ainsi que les androgènes surrénaliens
(principalement la déhydroépiandrostérone) sont sécrétés par les cellules des
zones fasciculée et réticulée.
La médullo-surrénale, située au centre de la cortico-surrénale, est faite
de cordons de grandes cellules glandulaires polyédriques, entre lesquels
circulent des capillaires sanguins fenêtrés entourés d’un fin réseau
conjonctif.
• Les cellules glandulaires de la
médullo-surrénale sont caractérisées par la présence dans leur cytoplasme de
nombreuses petites vésicules arrondies à centre dense, cernées par une membrane,
représentant les vésicules de sécrétion de catécholamines. Dans certaines
cellules, ces vésicules contiennent de la noradrénaline, mais dans la plupart
des cellules il s’agit d’adrénaline. Des critères histochimiques et
ultrastructuraux permettent de distinguer les cellules à adrénaline des
cellules à noradrénaline. Dans un cas comme dans l’autre les processus de
synthèse, de stockage et d’excrétion sont analogues. Trois sur quatre des
enzymes de synthèse sont dans le cytoplasme ; seule la dopamine
béta-hydroxylase transformant la dopamine en noradrénaline est située au niveau
des vésicules de sécrétion. Celles-ci comportent donc des sites enzymatiques et
un compartiment de stockage de la noradrénaline ou de l’adrénaline (selon la
cellule en cause). Les vésicules de sécrétion sont excrétées par exocytose dans
les capillaires
sanguins de la médullo-surrénale.
• L’importance de la sécrétion et
de l’excrétion des catécholamines dépend de stimuli nerveux apportés par
les axones cholinergiques des protoneurones sympathiques qui viennent faire
synapse sur la membrane des cellules glandulaires. Les glucocorticoïdes
interviennent aussi dans cette régulation puisqu’ils sont indispensables à
l’activité de la phényl-éthanolamine- N-méthyl-transférase permettant la
méthylation de la noradrénaline en adrénaline. L’importance de ce contrôle
hormonal est bien mise en évidence par les modalités particulières de
vascularisation de la médullo-surrénale : celle-ci est en effet irriguée par du
sang qui pour sa plus grande part provient du réseau capillaire qui a traversé
la cortico-surrénale et qui vient donc de recevoir les hormones
corticosurrénaliennes. De plus, par le biais de nombreuses cytokines, les
cellules chromaffines et les cellules stéroïdogènes de la surrénale
entretiennent un intense dialogue.
Appendue à la partie postérieure du troisième ventricule, l’épiphyse (ou
glande pinéale) est faite de cellules glandulaires (ou pinéalocytes), de
cellules gliales de type astrocytaire et de capillaires sanguins entourés d’un
espace périvasculaire contenant quelques fibres collagènes. Les pinéalocytes
synthétisent la mélatonine, visible en microscopie électronique sous forme de
vésicules de sécrétion à centre dense, puis l’excrète dans le sang. L’épiphyse
contient des calcifications visibles in vivo sur les imageries du crâne.
Chez les amphibiens, la mélatonine exerce un effet puissant sur la
rétraction des mélanophores cutanés. Dans l’espèce humaine, la mélatonine joue
un rôle essentiel dans le contrôle des rythmes biologiques. La synthèse de
mélatonine est en effet soumise à une régulation photique : l’obscurité
l’augmente, la lumière la diminue. Ainsi, la production de cette « hormone de
l’obscurité » suit un cycle circadien très marqué : son pic de sécrétion est
nocturne alors que dans la journée, ses taux deviennent très bas voire nuls. Ce
rythme circadien de sécrétion de la mélatonine est généré par les noyaux suprachiasmatiques de l’hypothalamus,
véritable horloge biologique interne centrale du
cerveau des mammifères, dont la stimulation lumineuse se fait par la voie
rétino-hypothalamique.
La peau est constituée de trois couches superposées, de la surface vers
la profondeur du corps : l’épiderme, le derme et l’hypoderme.
L’épiderme, couche la plus superficielle de la peau, est un épithélium
pavimenteux stratifié kératinisé dans la constitution duquel entrent 4
populations cellulaires différentes : les kératinocytes, les mélanocytes, les
cellules de Langerhans et les cellules de Merkel. L’épiderme ne contient aucun
vaisseau sanguin ni lymphatique, mais renferme de nombreuses terminaisons
nerveuses libres.
Les molécules des filaments intermédiaires des kératinocytes sont des kératines (appelées aussi cytokératines
ou alpha-kératines). On connaît actuellement une vingtaine de kératines
différentes chez l’homme. Certaines kératines sont dites dures et sont
spécifiquement retrouvées dans les ongles et les cheveux. D’un point de vue
biochimique, on distingue les kératines de type 1 (ou kératines acides) et les
kératines de type 2 (ou kératines neutres/basiques). L’assemblage des kératines
se fait par hétérodimères formés entre une kératine 1 et une kératine 2. Seuls
ces hétérodimères sont capables de se polymériser en filament intermédiaire.
Tous les épithéliums contiennent des filaments intermédiaires de kératine
(notamment K5 et K14), mais l’épiderme contient en plus plusieurs kératines
différentes quasi-spécifiques de certaines couches (K1, K2, K10 et K11 sont
quasispécifiques des couches supra-basales) et/ou de certaines régions (K9 est
spécifique des paumes et des plantes).
Les filaments de kératine sont attachés aux desmosomes et aux hémidesmosomes.
Ainsi, les filaments intermédiaires de cellules adjacentes sont en contact par
l’intermédiaire des desmosomes. Cette disposition indique un rôle de cohésion
intercellulaire pour ces structures. Un tel rôle a été démontré par la
découverte de mutations affectant des gènes codant pour des kératines dans des
maladies de la peau caractérisées par une épidermolyse.
Les kératinocytes subissent en permanence une évolution morphologique
témoignant de leur kératinisation sous-tendant le rôle de barrière protectrice
(mécanique et chimique) de l’épiderme. Cette évolution se fait de la profondeur
vers la superficie et permet de distinguer sur une coupe d’épiderme quatre
couches superposées de la profondeur vers la superficie : la couche germinative
(ou basale), la couche à épines (ou spineuse), la couche granuleuse et la
couche cornée (compacte, puis desquamante).
La couche germinative assure par les mitoses de ses cellules le
renouvellement de l’épiderme ; ses cellules, cubiques ou prismatiques,
contiennent de nombreux grains de mélanine phagocytés qui permettent à
l’épiderme d’assurer son rôle de protection de la lumière et qui sous-tendent
le rôle de régulation de la pigmentation cutanée qu’ont les kératinocytes.
Dans la couche à épines, les cellules commencent à s’aplatir, mais le
noyau et les organites cytoplasmiques sont intacts, les filaments intermédiares
de kératine groupés en faisceaux denses, les desmosomes normaux.
Dans la couche granuleuse, la cellule est très aplatie, le noyau commence
à dégénérer et surtout apparaissent au sein des trousseaux de filaments de
kératine de nombreux grains de
kératohyaline et des kératinosomes.
• La molécule constituant les grains
de kératohyaline est la profilagrine,
qui, dans la couche cornée, se transforme en filagrine qui la matrice du cytoplasme des cornéocytes.
• Les kératinosomes (ou corps
d’Oadland) sont de petits organites ovalaires, entourés d’une membrane et
présentant un aspect lamellaire ou strié périodique (d’où leur nom de granules
lamellaires). Ils synthétisent dans les cellules de la couche granuleuse une
substance déversée par exocytose dans les espaces intercellulaires de la couche
cornée qui apparaîssent ainsi remplis d’une sorte de cément intercellulaire fait du matériel lamellaire qui était
contenu dans
les kératinosomes (phospholipides et glycolipides, qui se tranforment en
céramides, cholestérol et acides gras libres).
Enfin, dans la couche cornée, le kératinocyte (qui prend maintenant le
nom de cornéocyte) est complètement aplati, le noyau et les organites
cytoplasmiques ont totalement disparu et le cytoplasme est rempli de trousseaux
fibrillaires formés à partir des filaments de kératine et des grains de
kératohyaline. Les membranes plasmiques sont devenues très denses et épaisses
et les desmosomes (qui prennent alors le nom de cornéodesmosomes) sont profondément modifiés, avec une ligne dense
extra-cellulaire très épaisse ; en superficie de la couche cornée, les
cornéocytes, se détachent de l’épiderme (desquamation) après la lyse du cément
intercellulaire et des cornéodesmosomes (principalement sous l’action d’une
enzyme sécrétée par les kératinosomes, la stéroïde-sulfatase).
Dans l’épiderme, les mélanocytes sont situés principalement dans la
couche basale. Ils ont un aspect étoilé et leurs prolongements cytoplasmiques
s’insinuent entre les kératinocytes. Ils sont dépourvus de systèmes de jonction
inter-cellulaire avec les cellules voisines. En microscopie optique, les
mélanocytes ne sont identifiables qu’avec des colorations argentiques ou par
des techniques immunocytochimiques (HMB 45, anticorps anti-protéine S100, par
exemple). La mélanine est le pigment produit par les mélanocytes au niveau
d’organites cytoplasmiques, les mélanosomes, ovoïdes mesurant 0,2 à 0,6 µm. Les mélanosomes résultent de la fusion entre des vésicules, contenant
de la tyrosinase, de la dopachrome tautomérase (ou TRP2) et de la DHICA
oxydase, dérivées de l’appareil de Golgi et des vésicules contenant les
composants structurels des mélanosomes produites par le réticulum endoplasmique
granulaire. Ces organites contiennent un matériel fibrillaire ou lamellaire
présentant une périodicité caractéristique. Quatre stades de différenciation
sont classiquement décrits pour les mélanosomes. Les stades I et II
correspondent à des organites non mélanisés (parfois appelés prémélanosomes).
Les mélanosomes de stade I ont un contenu dont la structure filamentaire est
encore assez mal définie. Au contraire, les mélanosomes de stade II se
remplissent d’une structure interne filamenteuse. La mélanine commence à
s’accumuler dans les mélanosomes de type III. Dans les mélanosomes de type IV,
l’accumulation de pigments est telle que la structure interne n’y est plus
visible. Les mélanosomes sont des vésicules apparentées aux lysosomes.
La biochimie de la synthèse de la mélanine n’est pas encore parfaitement
connue. On décrit deux types de pigments mélaniques : l’eumélanine qui est noir-marron
et la phémélanine qui est jaune orangée.
La mélanine est, en
grande partie, responsable de la couleur de la peau et des phanères. Le nombre de
mélanocytes varie selon la localisation des régions cutanées chez un même
individu. Ainsi, leur densité est de 2000/mm2 pour la peau de la face et de
1000/mm2 pour celle du corps. Par contre, leur nombre est sensiblement
identique dans toutes les populations humaines (caucasiennes, négroïdes et
mongoloïdes), la différence de couleur s’expliquant par la qualité et la
quantité de pigments que ces cellules produisent. Chez les populations noires,
les mélanosomes produits sont plus larges, leur contenu mélanique plus dense,
ils restent isolés pendant tout le cycle de leur maturation. Au contraire, chez
les populations blanches, les mélanosomes, dont les caractères s’opposent à
ceux des précédents, sont associés dans des vésicules limitées par une
membrane. Ainsi, chaque mélanocyte contient 5 fois plus de mélanosomes chez un
sujet asiatique que chez un individu de race blanche et 8 à 10 fois plus de
mélanosomes chez un sujet noir que chez un blanc.
L’exposition solaire entraîne une stimulation de la mélanogénèse et une
augmentation du nombre des mélanocytes soit par différenciation de
mélanoblastes quiescents, soit par division cellulaire de la cellule mature.
Les mécanismes d’action des rayonnements ultra-violets (UV) ne sont pas
exactement connus.
Les cellules de Langerhans font partie du groupe des cellules
dendritiques. Elles dérivent des cellules souches hématopoïétiques situées dans
la moelle osseuse et sont présentes dans tous les épithéliums pavimenteux
stratifiés des mammifères. Elles sont en particulier dispersées entre les
kératinocytes de la couche à épines de l’épiderme, la E-cadhérine jouant un
rôle probablement important dans leur adhérence aux kératinocytes. La
microscopie électronique permet de distinguer les cellules de Langerhans des
mélanocytes, en mettant en évidence dans leur cytoplasme d’une part, l’absence de
prémélanosomes et de mélanosomes et d’autre part, la présence de petits
organites discoïdes pathognomoniques (granules de Birbeck). Les cellules de
Langerhans initient et propagent les réponses immunes dirigées contre les
antigènes appliqués sur la peau. Elles sont capables d’ingérer des particules
étrangères, y compris des micro-organismes.
Situées, de façon dispersée, dans la couche germinative, entre les
kératinocytes basaux, au contact d’une terminaison nerveuse libre, les cellules
de Merkel sont caractérisées en microscopie électronique par la présence dans
leur cytoplasme de très nombreuses vésicules à centre dense entouré d’un halo
clair. Les cellules de Merkel sont des cellules neuro-endocrines qui expriment
des marqueurs neuronaux (chromogranine, synaptophysine, nombreux neuropeptides)
et des marqueurs épithéliaux (nombreuse kératines, notamment la K20, qui, au
niveau de la peau et de ses annexes, serait spécifique des cellules de Merkel).
Les cellules de Merkel sont des mécanorécepteurs qui auraient également des
fonctions inductives et trophiques sur les terminaisons nerveuses de l’épiderme
et sur les annexes cutanées.
Le derme est un tissu conjonctif habituellement lâche en périphérie et
plus dense (fibreux) en profondeur. Il contient de nombreux vaisseaux sanguins
et lymphatiques, des nerfs et des terminaisons nerveuses sensitives libres et
corpusculaires, ainsi que diverses annexes cutanées dérivées de l’épiderme et
plongeant dans le derme.
Continuant le derme vers la profondeur, l’hypoderme est un tissu
conjonctif lâche richement vascularisé qui, selon les conditions de nutrition
et les régions de la peau, contient plus ou moins de tissu adipeux.
Ce sont des glandes exocrines, tubuleuses simples pelotonnées, sécrétant
la sueur. Leur portion sécrétrice (épithélium cubique simple) entourée de
cellules myo-épithéliales, siège dans le derme profond. Leur canal excréteur
(épithélium cubique bistratifié) gagne la surface de l’épiderme par un trajet
hélicoïdal. L’innervation des glandes sudoripares est sympathique, segmentaire.
Les poils proviennent d’une invagination tubulaire de l’épiderme qui
s’enfonce dans le derme. Cette invagination épidermique, constituant la gaine
épithéliale du poil, se renfle à son extrémité profonde et constitue là un amas
de cellules matricielles coiffant une papille de tissu conjonctif très
vascularisé dépendant du derme. Ces cellules matricielles prolifèrent et
donnent naissance à des cellules épithéliales qui se kératinisent et dont la
progression se fait vers la surface cutanée ; ainsi, la tige du poil se
constitue dans l’axe de la gaine épithéliale ; la quantité et la qualité du
pigment contenu dans ses cellules rendent compte de la couleur du poil. La
gaine épithéliale est entourée
par le « sac fibreux du poil », gaine conjonctive formée par le derme et
renfermant des vaisseaux et des terminaisons nerveuses sensitives. Selon leur
localisation, certains poils portent des noms différents : cheveux, barbe,
moustache, sourcils, cils. La coloration
des poils et des cheveux est due à l’incorporation de mélanosomes aux cellules épithéliales
destinées à former la kératine des phanères. Elle s’explique à la fois par la
quantité de mélanosomes présents et par la qualité du pigment (eumélanine noire
ou phémélanine jaune orangée). En fait, il n’existe que trois couleurs des
cheveux : noire, marron et jaune. Poils et cheveux sont des formations
complexes composées par une partie visible à la surface du tégument: la tige.
Celleci s’invagine dans le derme au niveau de la racine logée à l’intérieur du
follicule pileux (épiderme invaginé). La base du follicule est renflée et forme
le bulbe pileux dont la base constitue la papille dermique. Les mélanocytes
responsables de la coloration des poils sont situés dans la partie profonde du
follicule pileux. On a montré qu’il existe un polymorphisme du récepteur de
l’alpha-MSH. Chez les individus roux, le récepteur est tel que sous l’action de
l’hormone il ne permet pas la synthèse d’eumélanine mais de phémélanine. Or,
cette dernière ne résiste pas aux rayons ultraviolets (et de ce fait n’est pas
un bon photoprotecteur). Sous leur action, elle se détruit et donne naissance à
des radicaux libres qui vont produire des lésions cellulaires (expliquant la
fréquence de survenue de cancers cutanés chez de tels individus surtout s’ils
sont exposés de façon chronique au soleil).
Au cours du vieillissement physiologique, les poils et les cheveux ont
tendance à blanchir. Il n’y a pas d’explication univoque pour rendre compte de
ce phénomène. Plusieurs hypothèses ont été proposées : (1) une diminution du
nombre des récepteurs de l’alpha-MSH pourrait rendre les poils moins sensibles
à la stimulation de la mélanogénèse, (2) une destruction des mélanocytes par un
virus ou (3) une susceptibilité génétique (par exemple : le produit du gène
bcl-2 est indispensable pour la survie des mélanocytes).
Les glandes sébacées, exocrines, alvéolaires simples, holocrines et
sécrétant un produit lipidique, le sébum, sont annexées aux poils. Leur portion
sécrétrice est formée d’un ou de plusieurs alvéoles dilatés en sacs dont la
paroi est faite d’une couche de cellules cubiques. En dedans, se trouvent des
cellules polyédriques, plus volumineuses, progressivement chargées de
gouttelettes lipidiques et dont le noyau se pycnose et finit par disparaître.
La cellule est entièrement éliminée avec son contenu. Le canal excréteur,
unique et très court, débouche au niveau de la gaine épithéliale du poil.
Le muscle arrecteur du poil est un petit muscle lisse à innervation
sympathique segmentaire dont la contraction (sous l’effet du froid, de la peur,
etc.) déclenche le redressement du poil (« chair de poule »).
Faits de cellules épithéliales kératinisées, tassées les unes contre les
autres et issues par prolifération tangentielle de la matrice unguéale, les
ongles ont une croissance ininterrompue du fait de l’absence de desquamation.
C’est en raison de la faible épaisseur de l’épiderme (l’épaisseur du
derme et de l’hypoderme peut, par contre, être plus ou moins grande). Les
glandes sudoripares s’y trouvent en nombre faible ou modéré. Elle contient des
follicules pilo-sébacés (en plus ou moins grand nombre selon les régions). Sa
surface ne présente ni crêtes ni sillons, mais un simple quadrillage de lignes
reliant les orifices légèrement déprimés des follicules pilo-sébacés. Certaines
régions de la peau dite « fine » se singularisent soit par la densité et/ou le
calibre et la longueur des poils (cuir chevelu, sourcils,
moustache, barbe, régions génitales externes, etc.), soit par la présence
de glandes sébacées non annexées à des poils ainsi que par l’absence de glandes
sudoripares (lèvres, gland, face interne du prépuce, petites lèvres, etc.),
soit par la présence de glandes sudoripares « apocrines ». Ces dernières
diffèrent des glandes sudoripares habituelles (dites « eccrines ») par leur
répartition topographique limitée à certaines régions du corps (creux
axillaire, pubis, pourtour de l’anus, aréole et mamelon, prépuce et scrotum,
petites lèvres, etc.), par la nature de leur produit de sécrétion (plus
épais, plus odorant et plus riche en lipides et en pigments que la sueur
banale), ainsi que par leur fonctionnement lié aux étapes de la vie génitale.
Les glandes cérumineuses du conduit auditif externe représentent une variété
particulière de glandes sudoripares apocrines.
Elle s’oppose point par point aux caractéristiques de la peau dite fine.
L’épaisseur de l’épiderme est considérable. Les glandes sudoripares y sont très
abondantes. Il ne s’y trouve aucun follicule pilo-sébacé. Enfin, sa surface est
le siège de crêtes et de sillons visibles à l’œil nu (empreintes digitales ou «
dermatoglyphes ») et déterminés par des élevures du derme (papilles dermiques)
soulevant l’épiderme en crêtes séparées par des sillons. Les orifices des
canaux des glandes sudoripares débouchent au sommet de ces crêtes. Les dessins
formés par ces crêtes et sillons sont
caractéristiques de chaque individu et immuables (d’où leur utilisation à
des fins d’identité judiciaire). Rappelons aussi que cette peau épaisse
contient dans son derme et son hypoderme de nombreuses anastomoses
artério-veineuses.
Les informations tactiles sont reçues par la peau au niveau des
nombreuses structures intervenant dans cette modalité sensorielle. Le tact est
un sens très complexe du point de vue neurophysiologique. En effet, les
informations perçues au niveau cutané sont multiples : tact fin (sensibilité
épicritique), tact grossier (sensibilité protopathique), sensibilité thermique,
sensibilité douloureuse (nociception). On distingue cinq types de structures
histologiques assurant la sensibilité cutanée.
Des terminaisons
nerveuses libres, amyéliniques, superficielles, pénétrent à l’intérieur de
l’épiderme. Les autres fibres nerveuses sont associées à des récepteurs cutanés
(ou corpuscules sensoriels) dont il existe plusieurs formes.
Les corpuscules de
Meissner sont situés dans les papilles du derme de la peau glabre (ou peau
épaisse). La fibre nerveuse myélinisée est entourée de cellules de Schwann
disposées en pile d’assiette.
Les corpuscules de Pacini
sont
volumineux, situés dans l’hypoderme. Ils sont encapsulés dans une tunique
conjonctive d’origine périneurale. La fibre nerveuse myélinisée est située au
centre de lamelles cellulaires concentriques faites de cellules de Schwann.
Les corpuscules de Merkel
sont
formés par l’association d’une cellule de Merkel et d’une terminaison nerveuse
libre. Les corpuscules de Merkel sont particulièrement nombreux au niveau des
disques de Pinkus, petites élevures épidermiques visibles à la loupe, notamment
au niveau des lèvres et de la pulpe des doigts.
Les corpuscules de
Ruffini sont situés dans le derme. La fibre nerveuse est entourée de fibres
collagènes, puis d’une
enveloppe conjonctive en continuité avec le périnèvre. Les trois derniers
types de corpuscules sont présents aussi bien dans la peau fine que dans la
peau épaisse. Les fibres nerveuses sensitives ou motrices sont classées selon
leur calibre. Celui-ci est directement relié à la vitesse de conduction des
fibres. Les informations tactiles sont recueillies par des mécanorécepteurs
dont il existe deux types fonctionnels : les
mécanorécepteurs à adaptation lente (corpuscules de Meissner et de Pacini)
qui répondent de façon continue tant que persiste la stimulation et les mécanorécepteurs à adaptation rapide (corpuscules
de Merkel et de Ruffini) qui ne répondent qu’au début (et peut-être à la fin)
de la stimulation. Les mécanismes moléculaires rendant compte de la sensibilité
mécanique
sont encore inconnus, mais il est clair que la structure réceptrice est
la fibre nerveuse quel que soit le type morphologique de récepteur ; le reste
du corpuscule constitue un système d’amplification du signal.
Les informations douloureuses cutanées sont reçues par des récepteurs
appelés nociceptifs qui correspondent
morphologiquement à des terminaisons nerveuses libres de fibres de petit
calibre. Il existe au moins trois types de récepteurs nociceptifs : les uns
répondent à des étirements d’intensité importante produits par des objets
pointus, d’autres à des températures supérieures à 45°C, d’autres enfin à tous
les types de stimulus douloureux (mécanique, chimique et thermique).
Le chaud et le froid sont perçus par des récepteurs différents
correspondent à des terminaisons nerveuses libres. La réponse physiologique
optimale des récepteurs au froid se situe pour des températures de 30 à 10°C.
Les récepteurs au chaud fonctionnent pour des températures inférieures à 45°C.
Au-delà, la sensation thermique est véhiculée par la seule nociception.
Lorsqu’elles ne sont ni trop profondes, ni trop étendues, la plupart des
plaies ou brûlures cutanées cicatrisent rapidement en une semaine ou deux. On
distingue 4 phases successives : 1) la formation du caillot, 2) la réaction
inflammatoire, 3) la phase proliférative, 4) la phase de remodelage (formation
du caillot et réaction inflammatoire constituent la « phase préparatoire »).
La plupart des blessures cutanées comportent des effractions vasculaires
qui entraînent l’irruption de sang en dehors des vaisseaux (hémorragie). Après l’aggrégation et la
dégranulation plaquettaires, la coagulation du sang (activation de la thrombine
qui transforme le fibrinogène en fibrine) conduit en quelques minutes à la
formation d’un caillot
fibrino-plaquettaire, principalement fait de plaquettes incluses dans un
réseau de fibres de fibrine entrecroisées avec de la fibronectine plasmatique
et des quantités plus réduites de vitronectine, de thrombospondine et d’autres
protéines.
Le rôle du caillot est
triple :
• Assurer la protection des tissus
mis à nu par la lésion.
• Constituer une « matrice
extra-cellulaire provisoire » permettant la migration des cellules
endothéliales mobilisées, des cellules inflammatoires et des fibroblastes qui
peuvent ainsi accéder au théâtre des opérations. Dès ce stade, du hyaluronan
apparaît en quantité à l’endroit du foyer lésionnel et interagit avec la
fibrine pour constituer la matrice provisoire accueillante aux cellules et aux
vaisseaux qui vont constituer le tissu de granulation.
• Servir de réservoir de cytokines
et de facteurs de croissance libérés par la dégranulation des plaquettes
activées. Ce coktail cytokinique précoce assure le recrutement sur le site
lésé des cellules inflammatoires circulantes, initie les mouvements tissulaires
de réépithélialisation et de contraction du tissu conjonctif et stimule la
réponse angiogénique.
Le recrutement
de cellules inflammatoires (granulocytes, macrophages, lymphocytes) sur le site
de la lésion commence très tôt, grâce à une grande variété de signaux
chimiotactiques. Ces cellules sont recrutées dans le courant sanguin en réponse
à des changements moléculaires à la surface des cellules endothéliales des
capillaires de la région lésée. Initialement, l’expression de sélectines permet l’adhésion des leucocytes à la paroi des
vaisseaux, puis des 2-intégrines permettent
la transmigration (ou diapédèse) par
laquelle les leucocytes activés passent entre les cellules endothéliales pour
gagner l’espace extra-vasculaire. Les
cytokines pro-inflammatoires, principalement Il- 1 et TNF-á, elles-mêmes induisant la production d’Il-6 et
d’Il-8, régulent ces phénomènes d’adhésion et de transmigration des leucocytes.
• Les granulocytes neutrophiles arrivent
dans les minutes qui suivent la lésion par margination le long les capilaires puis
diapedese. . Ils servent 1) à commencer l’élimination des bactéries qui
contaminent la plaie, et 2) à larguer sur place des cytokines
pro-inflammatoires qui constitueront les signaux les plus précoces pour activer
les fibroblastes locaux et les kératinocytes.
• Sauf en cas d’infection patente, l’infiltration par les neutrophiles
cesse après quelques jours, alors que les
macrophages issus des monocytes sanguins continuent à s’accumuler sur le
lieu de la plaie. Le rôle des macrophages est 1) de phagocyter les organismes
pathogènes qui restent, les débris de MEC et de cellules ainsi que les
neutrophiles encore présents, 2) de larguer sur place une batterie de cytokines
et de facteurs de croissance qui amplifieront les signaux précédemment envoyés
par la dégranulation des plaquettes et par les neutrophiles.
— Le caillot se rétracte et le
tissu conjonctif sous-jacent prend le nom de tissu de granulation à cause
des granulations roses qui apparaissent à la surface du nouveau derme et qui
correspondent aux nombreux capillaires qui l’envahissent. Cette
néovascularisation est due à l’angiogénèse
(définie comme la pousse de nouveaux capillaires à partir de vaisseaux
préexistants). Elle est déclenchée et
entretenue principalement par VEGF et bFGF
sécrétés
par les cellules endothéliales lésées et les macrophages. Outre les
vaisseaux sanguins, le tissu de granulation contient principalement des
macrophages et des fibroblastes qui sécrètent les constituants de la MEC et en
particulier du collagène.
— Ce tissu de granulation est
contractile. La réépithélialisation d’une plaie est rendue plus facile par
le tissu conjonctif contractile sous-jacent, qui rétrécit en volume pour
permettre le rapprochement des deux berges de la plaie. En réponse précoce au
traumatisme, les fibroblastes résidents du derme commencent à proliférer dans
le voisinage de la plaie 3 à 4 jours après le traumatisme et à migrer dans la
matrice provisoire du caillot fibrino-cruorique où ils déposent les
constituants d’une MEC riche en collagène. La fibronectine semble être une
excellent
substratum pour permettre la migration des cellules. Environ une semaine
après la lésion, le caillot sanguin a été complètement colonisé et remplacé par
des fibroblastes activés stimulés par TGF-â1 et d’autres
facteurs de croissance, pour synthétiser et remodeler une nouvelle MEC riche en
collagène. A ce stade, de nombreux
fibroblastes se transforment en myofibroblastes, qui ressemblent
étroitement à des cellules musculaires lisses (tant morphologiquement en
microscopie électronique et en immunocytochimie car ils expriment
l’alpha-actine musculaire lisse, que fonctionnellement dans leur capacité à
générer de puissantes forces de contraction). Cette transformation des
fibroblastes en myofibroblastes est déclenchée par des facteurs de croissance,
en particulier le TGF-1, ainsi que
par des facteurs mécaniques relatifs aux forces de résistance à la contraction.
— Lorsque, à la suite de signaux « stop », la contraction de la plaie a
cessé, un certain nombre de fibroblastes (probablement les myofibroblates) sont
l’objet d’une mort cellulaire programmée.
L’épiderme est capable de cicatriser même après des lésions étendues
comme certaines brûlures. Les cellules
souches cutanées (environ 10 % des kératinocytes de la couche basale de
l’épiderme) environnant la zone lésée migrent
et proliférent pour compenser la perte cellulaire et recouvrir la zone mise
à nu. Ce phénomène se déroule selon différents stades : détachement des
cellules de la MB ; hypertrophie des cellules ; migration le long de la MB
jusqu’au contact des cellules provenant de la berge opposée (inhibition de
contact) ; division des cellules ayant migré pour former les différentes
couches de l’épiderme.
La migration Pour migrer, les
cellules doivent acquérir une asymétrie spatiale leur permettant de retourner
les forces générées à l’intérieur de la cellule vers une translocation marquée
du corps cellulaire. L’une des manifestations de cette asymétrie est la
morphologie polarisée, c’est à dire une
distinction claire entre l’avant et l’arrière de la cellule.
• Les protrusions membranaires.
Les lamellipodes sont des
protrusions cytoplasmiques aplaties et larges alors que les filopodes sont fins et cylindriques.
Ces structures, dépourvues d’organites cytoplasmiques, contiennent en abondance
des protéines du type de l’actine et des protéines associées à l’actine.
— Une force de protrusion est
nécessaire pour l’extension des lamellipodes ou des filopodes. Cette force,
indépendante de la myosine, est fournie par la polymérisation et l’organisation structurale des filaments d’actine.
— La deuxième force est une force
contractile, nécessaire pour faire mouvoir le corps cellulaire vers l’avant.
De la contraction du complexe
actine-myosine II résulte une traction sur les filaments d’actine connectés
aux
intégrines, récepteurs d’adhérence aux différents ligands de la MEC (dont
la fibronectine). L’application de cette force dissocie le lien d’adhérence cellule-MEC.
La dégradation contrôlée
de la MEC est indispensable pour permettre la migration des cellules (cellules
sanguines, fibroblastes, cellules endothéliales vasculaires, cellules
épithéliales) et le remodelage des
tissus au cours de la cicatrisation.
Lorsque la plaie a été recouverte par une monocouche de kératinocytes,
la migration s’arrête et la
prolifération cellulaire
par mitoses reconstitue l’épithélium stratifié. Le devenir des cellules souches semble
déterminé par de nombreux facteurs, tels que le contact avec des molécules de
la MB ou du tissu conjonctif. Ainsi, la perte de contact favoriserait la voie
de la différenciation, alors que son maintien préserverait le caractère de
cellule souche. Les mécanismes d’activation des différentes voies de migration
des cellules restent largement inconnus.