Aspects ultrastructuraux de la glande mammaire de lapine pendant la lactogénèse

Z. ZeUforsch. 96, 418--436 (1969)

Aspects uhrastructuraux de la glande mammaire de lapine pendant la lactogdn~se*

M. BOUSQUET, J . E . FL~CHON e t R . D ~ A ) a U R

Laboratoire de Physiologie de la Lactation Insti tut National de la Recherche Agronomique C.N.R.Z. - - Jouy-en-Josas et

Station Centrale de Physiologie Animale Insti tut National de la Recherche Agronomique C.N.R.Z. - - Jouy-en-Josas

Revue le 6 Janvier, 1969

Ultrastructural Aspects o/the Rabbit Mammary Gland During Lactogenesis

Summary. The ultrastructural development of the rabbit epithelial mammary gland cell is described during:

The appearance of secretory phenomena usually oecuring in primiparous rabbits in the last third of pregnancy.

Experimental lactogenesis induced by injecting pseudopregnant rabbits with prolactin. The ultrastructure of the active secretory (lactating) rabbit mammary gland cell is

distinguished from that of inactive epithelial cells (beginning of pregnancy or pseudo-pregnancy) by: a considerable development of the ergastoplasm organized in parallel or con- centric lamellae; hypertrophy of the Golgi apparatus; the presence of protein granules included in vacuoles of Golgian origin in the middle of hypertrophied cytoplasm. The presence of lipid droplets is less indicative of an active secretory state.

The induction of milk secretion during normal gestation or after a prolactin injection produces ultrastructural modifications in the mammary gland cell which are characterized by progressive development of the ergastoplasmic membrane system. This transformation becomes evident between 12--24 hours and on the third day of hormonal administration resem- bles that of the lactating mammary gland. The formation of a large endoplasmic reticulum to which the majority of ribosomes are bound and the development of cisterns and Golgi vacuoles appear under the influence of prolactim The signification of the temporary existence, during the early stage of lactogenesis, of a vacuolar ergastoplasmic organization, is discussed.

Rdsumd. L'6volution de l 'ultrastructure de la cellule ~pith61iale mammaire de la Lapine est d6crite au cours de:

L'apparition des ph6nom6nes s~crStoires qui prennent place normalement pendant le premier tiers de la gestation des Lupines primipares.

La lactog6n~se exp~rimentale produite par des injections de prolactine s des Lapines pseudo-gestantes.

L'ultrastructure de la cellule mammaire de Lupine en s6cr6tion active (lactation) se distingue de cetle des cellules inactives pour la s6cr~tion (d6but de la gestation et pseudo- gestation) par: le d6veloppement considerable de l'ergastoplasme organis6 en lamelles paral- l~les ou concentriqucs; l 'hypertrophie de l'appareil de Golgi; la pr6sence de granules protgi- ques inclus dans des vacuoles d'origine golgienne an sein d 'un cytoplasme hypertrophi6, celle des gouttelettes lipidiques 6rant moins indicatrice d 'un 6tat d'activit6 s6cr~toire.

L'induction de la s6cr6tion lact6e au cours de la gestation normale ou s la suite de l'injection de prolactine, conduit s des modifications ultrastructurales de la cellule mammairc qui se caract6risent principalement par le d6veloppement progressif des systgmes membranaires ergastopIasmiques, qui est d6j~ net entre 12 et 24 heures et aboutit le 3e jour de ]'administra-

* Les tirages photographiques sont dus s Messieurs SCA~DOLO et AMAR que nous remer- cions vivement.

Aspects ultrastructuraux de la glande mammaire de lapine pendant la lactog6n~se 419

tion hormonale k des images se rapprochant de celles d'une cellule de glande mammaire en lactation. La formation d'un important r6ticulum endoplasmique auquel est li6e la majorit6 des ribosomes, ainsi que le d6veloppement des citernes et vacuoles golgiennes, paraissent ainsi sous le contrSle de la prolactine. Nous discutons enfin de la signification de l'existence transitoire darts les premiers stades de la laetog6n6se d'une organisation vacuolaire de l'ergastoplasme.

La composante hormonale qui commande la lactog6nbse pr6sente des diff6ren- ces intersp6cifiques impor tantes quan t ~ sa nature eb sa complexit6 (volt DENA- MUR, 1968). Elle a t te int sa plus grande simplicit6 ehez la Lapine, esp6ce chez laquelle une seule hormone, la prolactine, est capable d ' induire en l 'absence d'adr6nost6roides la s6er6tion laet6e chez l 'animal pseudo-gestant , normal, hypo- physectomis6, surr6naleetomis6 et castr6, ou hypophyseetomis6, surr6naleetomis6 et castr6 (DENAMV~, 1965--1968; DENAMUn et DELOUIS, 1969). La glande mammaire de la Lapine parai t donc un mat6riel favorable ~ l '6tude des modifications uttrastructurales qui correspondent s la diff6renciation s6cr6toire progressive de la cellule 6pith61iale sous l ' influenee d ' un inducteur hormonal simple. Nous nous at taehons s d6erire dans ee travail pr61iminaire l '6volution des ul t rastruetures de la cellule 6pith61iale mammaire de la Lapine au eours de:

L 'appar i t ion des ph6nom6nes s6er6toires qui prennent place normalement pendant le dernier tiers de la gestat ion des Lapines primipares;

La laetog6n6se exp6rimentale, produite par des injections de prolaetine des Lapines pseudo-gestantes.

La glande mammaire de la Lapine ayan t 6t6, eontrairement ~ eelle de la Souris ou de la Rat te , peu 6tudi~e (HoLLMANN, 1966, signale la possibilit6 de processus de r6absorption pour les prot6ines synth6sis6es par la cellulc 6pith61iale, et GIRARDIE, 1968, localise l 'appari t ion des granules prot~iqnes de la cellule mammai re au cours du dernier tiers de la gestation), nous d6crirons pr6alable- ment l 'aspect ul t ras t ructurat des cellules mammaires pendan t la lactat ion et le d6but de la gestation, afin d 'obtenir les images de r6f6rence correspondant aux cellules actives et inactives pour la s6cr6tion lact6e.

Mat6riel et M6thodes Les 6chantillons de glandes mammaires de r6f6renee sont obtenus sur des Lapines

primipares allaitantes (les 3e, 5e, 9e, 15e et 1Be jours - - les port6es sont standardis6es b~ 6 Lapcreaux le jour de la naissance), et pseudo-gestantes ou gestantes (]es 9e, 14e et 15e jours).

L'6tude des modifications ultrastructurales de la cellule mammaire qui correspondent l'induction de la s4cr6tion lact6e, est r6alis6e sur des fragments de tissus provenant de Lapines gestantes (les 19e, 21e, 22e, 23e et 24e jours) et pseudo-gestan~s recevant, s partir du 14e jour de pseudo-gest~.tion, 50 UI de prolactine toutes les 12.heures (prolactine BYLA 20 UI/ rag). Dans ce dernier cas, les pr416vements sont effectu6s 12, 24, 48 et 72 h apr~s la premi6re injection hormonale.

Dbs la fin de l'abattage des animaux, on pr616ve des fragments de glande mammaire inf6rieurs s 1 mm a. Ils sont imm6diatement fix6s de trois mani~res diff6rentcs par immer- sion dans:

La glutarald4hyde (4% clans un tampon phosphate 0,1 M, pH 7,25) pendant 1 h ~ 4 ~ C (SABATINI, BE~SC~ et BARNETT, 1963), puis pOSt-fix6s darts le t6troxyde d'osmium (2% dans un tampon phosphate 0,2 M) pendant 2 h s 4 ~ C (MILLONIG, 1962).

La paraformald6hyde (4% dans un tampon phosphate 0,1 M, pH 7,25, contenant 0,005 IV[ de chlorure de calcium), pendant 1 h s 4 ~ C (BAKER et MCCRAE, 1966), puis post-fix6s dans

420 M. BOUSQUET, J. E. FLECItON et R. DENAMUR:

le t6troxyde d'osmium (2 % dans un tampon phosphate 0,2 M), pendant 2 h s 4 ~ C (MILLO- ~IO, 1961).

Le t~troxyde d'osmium (2% dans un tampon phosphate 0,2 M, pH 7,25), pendant 3 4hs176

Les pi~ces sont ensuite d~shydrat~es dans une s6rie d'alcool m~thylique (70~176176 puis incluses dans l'6pon 812 (FINCK, 1960). Les coupes obtenues s l'aide d'un mierotome Porter Blum sont color~es s l'ac~tate d'uranyle et au citrate de plomb. Elles sont examin6es au microscope 61ectronique Siemens Elmiskop I.

Les polysaccharides sont color,s s~lectivement selon la technique (AP.T.O) d~crite par SELIGMAN et al. (1965).

Des digestions enzymatiques par la pronase sont r~alis6es sur des coupes de materiel fixes au t~troxyde d'osmium. La pronase est utilis6e en solution s 0,5% dans l'eau ~ pH 7,4, pendant 30 minutes, selon la technique d~crite par MONNERON et BERNttARD (1966).

R~sultats

Nous envisagerons s chaque stade 6tudi6 les crit6res de l'activit6 de la cellule mammaire pour l'61aboration des composants du lair (pr6sence intra ou extra cellulaire de granules prot6iques et de globules lipidiques), puis l'aspect des organites cellulaires (noyau, ribosomes, e tc . . . ) .

1. Ultrastructure des cellules dpithdliales mammaires pendant la gestation et la lactation

a) Cellules mammaires correspondant aux stades gestatifs pr~coces et pseudogestatifs

~) Crit~res de l'activitd dlaboratrice des composants du lait

Aux stades gestatifs et pseudo-gestatifs les plus prScoces que nous ayons 6tudi6s (9e jour), les acini sont tr0s peu ouverts. La lumi0re est remplie par un produit homog0ne, d'opacit~ moyenne aux ~lectrons, qui ne contient pas les ~16ments figur6s habituels du lait (Fig. 1). I1 est par contre ais6 de trouver dans le cytoplasme des cellules 6pith61iales quelques petits globules lipidiques dos le 9e jour de la pseudo-gestation. Ce ph6nom0ne est plus net le 14e jour de la pseudo- gestation et le 19e jour de la gestation (Fig. 3). Les gouttelettes lipidiques paraissent g6n6ralement d~pourvues de membranes ~ leur p6riphSrie, quel que soit l 'agent fixateur utilis6. Certaines images sugg0rent toutefois pour un petit hombre d'entre elles, la pr4sence d'une tr0s fine enveloppe, parfois discontinue.

I1 para~t donc exister une petite activit~ ~laboratrice des lipides du lait dos ]e 9e jour de la pseudo-gestation, mais la presence au sein de vacuoles golgiennes de quelques granules prot6iques denses aux 61ectrons (200 ~ 400 m~) n 'a ~t6 observ6e que le 14e jour de la pseudo-gestation.

Enfin, on rencontre assez fr4quemment le 19e jour de la gestation des parti- cules dispos~es en rosettes ~ la base des cellules 6pith~liales, et qui pr~sentent une r~action positive ~ la coloration de SELm~AN et al. (1965). Ces crit0res nous permettent de les consid~rer comme des polysaccharides, problabement du glycog0ne.

fl) Aspect des organites cellulaires (Fig. 3 et 7)

Les eellules 6pithbliales poss0dent un noyau volumineux occupant une forte proportion de l'espace cellulaire. Leurs contours sont souvent irr6guliers et ils

Aspects ultrastructuraux de la glande mammaire de lapine pendant la lactog6nbse 421

Fig. 1. Partie apicale d'une eellule 6pith61iale mammaire le 9e jour de la pseudo-gestation. Lumi~re (L) ; Microvillosit6s (My) ; Ribosomes (R) ; Appareil de Golgi (G); Mitochondries (M);

Noyau (N). x 25000

Fig. 2. Portion eytoplasmique d'une cellule 6pith61iale mammaire le 15e jour de la lactation nmntmnt l'organisation lamellaire eoncentrique de l'ergastoplasme (RE), Mitoehondries (M).

• 24000

28 Z. Zellforsch., Bd. 96

422 M. BOUSQUET, J. E. FLECHON et R. ])EI~AMUR:

Fig. 3. Cellule ~pith~liale mammaire le 19e jour de la gestation. La lumi~re (L) est remplie d'un produit homog~ne. Le cytoplasme contient un globule lipidique (Li). Les ribosomes (R) sont libres ou fixes sur de courtes membranes ergastoplasmiques (RE). Dans le noyau (N) on volt des areas de chromatine (Chr) et un nucl~ole (Nu). L'appareil de Golgi est constitu~

de petits saccules et de v~sicules. • 17500

renferment un nucl6ole assez bien d~velopp~. Le cy top lasme de volume r~dui t est parsem4 de nombreux r ibosomes qui se t r ouven t en major i t~ ~ l '6 ta t l ibre, e t appara i s sen t sur coupes en groupes de 3 ~ 6, fo rman t des a l ignements ou des rosettes. Le r~t iculum endoplasmique, auquel sont fixes des r ibosomes, est r~dui t

un pe t i t nombre de membranes sans disposi t ion precise dans le cy toplasme. Les mi toehondr ies pr~sentent une mat r ice dense et l ' appare i l de Golgi peu a b o n d a n t est p r inc ipa lement represent6 pa r des saccules ap la t i s e t des pe t i tes v~sicules op t iquemen t vides.

b) Cellules mammai re s observ~es apr~s la diff~renciat ion s~cr4toire: s tades de lac ta t ion

~) Crit~re8 de l'activitd dlaboratrice et de sdcrdtion des composants du lait

La lumi~re des acini n ' a plus l ' a spcc t homog~ne des s tades physiologiques precedents . Elle est remplie pa r des globules gras volumineux, n e t t e m e n t dSlimi-

Aspects ultrastructuraux de la glande mammaire de lapine pendant la lactog6n6se 423

t6s par une membrane, et par une multitude de granules prot6iques. La cellule 6pith61iale paralt synth6tiser et exer6ter les deux 616ments figur6s pr6c6dents, ear les granules prot6iques et les globules lipidiques s'observent ais6ment dans le cytoplasme d'une m~me unit6 6pith61iale. Les globules lipidiques parfois 6normes, sont loealis6s principalement au p61e apical de la cellule. La Fig. 4 montre quelques 6tapes repr6sentatives de leur extrusion du cytoplasme. Tout se passe comme si les gouttelettes lipidiques repoussaient peu h peu la membrane cytoplasmique qui les enveloppe ainsi progressivement au fur et s mesure de leur saillie dans la lumi6re alv6olaire. Ce proeessus est identique ~ celui d6crit pour la premibre fois par BARGMANN et KNooP (1958) chez la Rat te ; il ne comporte pas de perte importante de cytoplasme. Toutefois, il n'est pas possible d'affirmer qu'il repr6sente l'unique mode de s6er6tion des globules gras, car on peut observer dans la lumi6re des acini la pr6sence d'un petit nombre de globules gras chez lesquels la membrane ins6re une frange de cytoplasme.

Les granules prot6iques sont visibles h l ' in~rieur des eeltules sous la forme de formations pelotonn6es ou tr6s denses, au nombre de 1 s 3 dans les v6sicules (particulibrement fr6quentes s l 'apex de la eellule), et les saccules dilat6s de l'appareil de Golgi (Fig. 5).

fl) Aspect des organites cellulaires

Le cytoplasme des cellules en s6cr6tion active est hypertrophi6. Il est rempli par un r6seau dense de r6ticulum endoplasmique organis6 en lamelles parallbles ou concentriques couvertes de ribosomes (Fig. 2 et 5). C'est l'apparition d'un ergastoplasme abondant et orient~ qui constitue la caract6ristique essentielle des cellules en s6er6tion active. Elle s'accompagne du d6veloppement important de l'appareil de Golgi, dont les saccules dilat6s renferment un produit de densit6 variable et de nombreuses vacuoles contenant les grains prot6iques. Les mitochondries et le noyau de la cellule ne montrent pas de modifications facitement identifiables.

2. Ultrastructure des cellules dpithdliales au eours de la lactogdn~se qui se produit pendant le dernier tiers de la gestation

La p6riode de la gestation oh apparaissent des ph6nombnes s6cr6toires nets est d~licate ~ d6terminer avec pr6cision. La pr6sence de lactose dans la glande mammaire (d6termin4e par chromatographic des extraits trichlorac4tiques du tissu) correspond au d6but de la dilatation des acitfi visible en microscopic pho- tonique, et peut de ce fait ~tre consid6r6e comme un crit6re quantitatif valable de I'existcnce de la s6cr6tion lact6e. A l'aide de cette m6thode, la lactog6n6se se situe chez la Lapine vers le 21--22e jour de la gestation (DENAMUR, 1963--1965). I1 faut toutefois remarquer que les r6sultats obtenus sont essentiellement fonction de la sensibilit6 de la technique utilis6e pour la recherche du lactose, et que la raise en 6vidence d 'un dl6ment du lait n'implique pas n6cessairement que tous les autres soient 6galement synth6tis6s. A cet 6gard, il semble bien qu'il y air une certaine dissociation entre la formation des gouttelettes lipidiques et eelle des granules prot6iques au sein du cytoplasme (voir chapitre pr6c6dent la). Malgr6 cette importante restriction, qui conduit g distinguer capacit6s de synth~se et d'excr6tion, il est int6ressant de remarquer qu'il existe un bon accord entre la d6termination du lactose et le passage, visible au microscope 61ectro-

28*

424 M. BOUSQUET, J. E. FLECHON et R. D~A~UR:

Fig. 4. Produits de s6cr6tion des cellules mammaires le 15e jour de la lactation. La lumi6re (L) est remplie de grains prot6iques (Pr), et d'un mat6riel plus fin. Un globule lipidique (Li)

sur ]e point d'6tre expuls6 entraine une petite bande de cytoplasme (fl6che). • 15750

nique, des 616meats figur6s protidiques et lipidiques dans la tumibre des acini comme l ' indiquent les observations suivantes:

~ ) Crit~r~s de l'activitd dlaboratrice et de sdcrdtion des composants du lair

D~s le 20---21e jour de la gestation, on observe des modifications dans l 'aspect pr6e6demment homog6ne du contenu de la lumi6re des acini correspondant l 'apparition des granules prot6iques et des gouttelettes lipidiques. Ces ph6nom6nes s 'accentuent les 22e et 23e jours de gestation. Dans le cytoplasme les gouttelettes lipidiques d6js visibles le 19e jour, sont plus fr6quentes, et quelques granules prot~iques sont identifiables dans les v6sicules golgiennes.

fl) Aspect des organites cellulaires

Les transformations les plus apparentes se situent au niveau de l 'ergastoplasme et de l 'appareil de Golgi. Du 20e au 23e jour de gestation, le r~ticulum endoplasmique granuleux se d6veloppe sous la forme d'une quantit6 de sacs arrondis (Fig. 6) contenant un produit de densit6 variable, filamenteux et enche- v~tr6, parfois agglom6r~ en granules assez denses. A c e s stades gestatifs, la majorit6 des ribosomes subsiste cependant s l '6tat libre dans le cytoplasme. Le 24e ]our de la gestation se caract~rise par un aspect g6n6ral des cellules moins v6siculaire correspondant s l 'existence de courtes lamelles ergastoplasmiques aplaties et parallbles. L'appareil de Golgi prend de l ' importance. I1 renferme de nombreux granules prot6iques qui paraissent achemin6s et expuls6s vers la lumibre des acini.

I1 est important de noter qu'au cours de cette p6riode gestative off se d6roule la lactog6n6se, on observe de nombreuses images de d6g6n6rescence cellulaire.


Fig. 5. Cellule ~pith~liale mammaire le 15e jour de la lactation. Le cytoplasmc est rempli d'ergastoplasme (RE) en lamelles parallbles, et de saccules et v~sicules golgiennes (G) dilat~es

contenant des granules prot~iques (Pr). • 24000

Ces ph~nom~nes s 'amplifient vers la fin de la gestation (ators que les aeini sont tr~s dilat4s par une s6cr~tion abondante), qui volt un grand nombre do cellules 6pithSliales d~g~n6rer et tomber dans la lumi~re des acini.

3. Ultrastructure des cellules dpithdliales au cours de la lactogdn~se induite par la prolactine chez des Latrines au 14e jaur de la pseudo-gestation

~) Crit~res de l'activitd dlaboratrice et de sdcrdtion des composants du lair

12 s 24 heures apr~s l 'injection de prolactine, la lumi~re des acini s 'agrandit et perd son aspect homog~ne. Les granules prot~iques et les gouttelettes lipidi-

426 M. BOUSQUET, J. E. FLECHON eL R. D~NAMVR:

Fig. 6, Cytoplasme de cellule mammaire le 23e jour de la gestation. L'ergastoplasme (RE) est, essentiellement form6 de v6sicules tr~s dilat~es. On peuL voir quelques granules prot~iques

(Pr) dans la lumi~re (L) situ6e en haul s droite. • 17500

clues sont d6js nombreux, et 48 heures apr~s le d6but des injections les produits figur6s (prot6iques et lipidiques) s6er6t6s dans la lumi~re sont trbs abondants (Fig, 8 et 9).

Au sein du cytoplasme, les granules prot6iques sont visibles-dans les vacuoles golgiennes et les globules lipidiques sont 6normes d~s la 12e heure du t rai tement hormonal.

fl) Aspect des organites cellulaires Les ribosomes paraissent net tement plus nombreux 24 heures apr~s l 'injection

de prolactine. Ils existent libres dans le cytoplasme et fix6s s des membranes nouvellement form6es du r6ticulum endoplasmique. L'ergastoplasme offre alors un aspect dilat6 inhabituel, r~sultant de l'existence de v6sicules et de saccules remplis de materiel assez dense. L'appareil de Golgi parai t 6galement net tement plus d~velopp~ sous Faction de la prolactine.


Fig. 7. Cellule 6pith61iale mammaire le 14e jour de la pseudo-gestation. Le cytoplasme entou- rant le noyau volumineux (N) est r6duit s une bande 6troite. Mitochondries (M). Appareil

de Golgi (G). Membrane cytoplasmique (MC). x 15000

A 48 heures, de nombreuses cellules 6pith41iales prennent un aspect caverneux dfi ~ l'extr~me dilatation du r6ticulum endoplasmique et de l'appareil de Golgi (Fig. 8). Le r6ticulum endoplasmique granuleux, tr~s vacuolaire, contient un mat6riel filamenteux et des agrSgats dont la nature prot4ique a 6t6 v6rifiSe par un traitement pronasique (Fig. 10 et ll) .

Au bout de 3 jours d'administration hormonale, les cellules pr6sentent une organisation nouvelle (Fig. 12): le cytoplasme tr~s dSvelopp5 est occup5 par de nombreux saccules ergastoplasmatiques aplatis et allongSs, contrastant ainsi avec l'aspect dilat6 et fragment6 de ces derniers ~ 48 heures. L'appareil de Golgi est dilat6 et les v6sicules golgiennes contiennent souvent un ou plusieurs grains pro- t6iques. L'aspect ultrastructural de ces cellules tend vers celui des unit~s en pleine lactation.

Discussion

1. L'ultrastructure de la cellule mammaire de Lapine en sdcrdtion active (lactation) se distingue de celle des eellules inactives pour la sdcrdtion (dSbut de la gestation

et pseudo-gestation) par lea principaux caract~res suivants

u) Le dSvcloppement consid6rable de rergastoplasme qui se pr6sente sous une forme organis6e en lamelles parall~les ou concentriques principalement situ6es vcrs los parties basales de la cellule. L'importance du syst~me membranaire ainsi r4v616e au microscope 61ectronique s'accorde avec:

428 M. BOUSQUET, J . E. FLECHON et R. DENA~IUR:

Fig. 8. 48 heures apr6s injection de prolactine (4 lois 50 UI), la lumi~l~ (L) contient des granules prot~iques (Pr) et des lipides (Li). Certains sont sur 18 point d'Stre expuls~s du cyto-

plasme. L'ergastoplasme (RE) est represent6 par des v6sicules dilat6es. • 15000

Fig. 9. Produits de s~cr~tion dans la lumi~re 48 heures apr~s injection de prolactine. Les granu|es prot(dques semblent s'agglom~rer en amas. • 15000

Aspects ultrastructuraux de la glande mammaire de lapine pendant la lactog~n~se 429

Fig. 10. Aspect du contenu des v~sicules ergastoplasmiques 48 heures apr~s injection de prolactine. :y( 32000

Fig. 11. Aspect du contenu des v~sicules ergastopla~miques 48 heures apr~s injection de prolaetine, et apr~s traitement par la pronase. L'int~rieur des v~sicules semble vide. • 32000

430 M. BOUSQUET, J. E. FLECHON et R. DENAMUR:

:Fig. 12

Aspects ultrastructuraux de la glande mammaire de lapine pendant la lactog~n~se 431

La proportion 61ev6e (75 s 80%) de polysomes lids s des membranes dans la cellule mammaire de Lapine en lactation (GAYE et DENAMUR, 1968).

Le d6veloppement de ce systbme dans les autres tissus qui synth6tisent et exportent de grandes quantit6s de prot6ines: voir les revues g6n6rales de ttAGUENEAU (1958) et PORTER (1961).

fl) L 'hypertrophie de l 'appareil de Golgi, alors que les mitochondries et les noyaux ne pr6sentent pas de modifications tr6s accus6es.

~) La pr6sence de granules prot6iques inclus dans des vacuoles d'origine golgienne au sein d 'un cytoplasme hypertrophi6; celle des gouttelettes lipidiques est moins indicatrice d 'un 6tat d'activit6 s6cr6toire. L'extrusion du cytoplasme mammaire de ces derni6res parait se d6rouler principalement selon un processus identique s celui d6crit par BARGMANN et KNOOP (1958). Cependant, des fragments cyto- plasmiques de petite taille peuvent ~tre trouv~s accolSs s un certain nombre de globules gras comme STOCKI~OER et ZARZ~CKI (1962), SEKHRI et al. (1967b), KUROSUMI et al. (1968), GIRARD~E (1968) l 'ont dSjs signal~. Enfin, la prSsence probable de grains de glycog~nc dans lcs phases inactives pour la sScrStion (19e jour de la gestation), est s rapprocher des experiences de TWAROO et LARSON (1964) montrant que la synth~se du glycog~ne est importante dans la glande mammaire de Vache lorsque celle du lactose est inexistante.

Toutes ces observations ne sont pas particuli~res s la glande mammaire de ]a Lapine, mais correspondent s celles effectudes ant~rieurement sur l 'ultrastructure de la glande mammaire de la Rat te (BARGMA~N et KNOOP, 1958; GIRARDI~, 1968; KUROSUMI, KOBAYASIII et BABA, 1968), la Souris (IIoLLMANN, 1959--1968; WELLINGS, DEOME et PITEL:KA, 1960; WELLINGS et DEOME, 1960-- 1963; BA~GMANN, FLE~SCHHAVER et KNoor, 1961; GmARDIE, GROS, Le GAL et PORTE, 1964; GIRARDIE, 1967, 1968; S~KHR~, PITELKA et DEOME, 19679, b; WELLINGS et NA~D~, 1968), le Cobaye (STocKINGER et ZARZ~CKL 1962; GIRAR- DIE, 1967, 1968), le Hamster (EHRENBRAND, 1964), la Vache (FELDMAN, 1961), la Femme (WAuG~ et VAN DER HOEVEN, 1962; EHRENBRAND, 1964; TOKER, 1967).

2. L'induction de la sdcrdtion lactde au cours de la gestation normale, ou h la suite de l'injection de prolactine, conduit h des modi/ieations ultrastrueturales de la eellule

mammaire qui se earaetdrisent principalement par

~) Le ddveloppement progressi/ des syst~mes membranaires ergastoplasmiques

L'ergastoplasme pr~c~demment peu d~velopp~ (19e jour de la gestation ou 14e jour de la pseudo-gestation), subit un accroissement considSrable qui dans le cas du trai tement s la prolactine est d~js net entre 12 et 24 heures et aboutit, le 3e jour de l 'administration hormonale, h des images se rapprochant de celles d'une cellule de glande mammaire en lactation.

:Fig. 12. Cellule ~pith~liale de glande mammaire de Lapine pseudogestante trait~c par la prolactine pendant 3 jours. La lumi~re (L) contient des grains prot~iques (Pr) et des globules lipidiques (Li). Le cytoplasme est rempli d'ergastoplasme (RE) form~ de courtes lamelles applaties. Dans les v~sicules de l'appareil de Golgi (G) on peut voir des grains prot~iques nombreux (Pr). Dans le noyau (N) on distingue un nucl~ole volumineux (Nu). • 14000

432 M. BOUSQUET, J. E. FLECHON et R. ])ENAMUR:

Le d6veloppement progressif du r6tieulum endoplasmique granuteux, visible en microscopie 61ectronique, correspond bien:

Aux proportions relatives des polysomes libres et li6s aux membranes, d6ter- min6es par ultracentrifugation des homog6nats de glande mammaire pr6Iev6s diff6rents moments apr6s le d6but de l'injection de prolactine (GxYE et DENA- ~ R , 1969).

A la stimulation de la synth6se nette des ARN mesur6e chez la Lapine entre le 19e et le 24e jour de ta gestation (Dv, NA~t;R, 1963--1965), OU ~ la suite de Fad- ministration de prolactine s des Lapines pseudo-gestantes (DE,AMY,, 1965; DENAMUR et GAYE, 1966; GAYE et DENAMUR, 1969): les ribosomes contiennent environ 80% de I'AI~N cellulaire.

L 'appari t ion clans la cellule mammaire de ta Lapine d 'un important r6ti- culum endoplasmique auquel est li6e la majorit6 des ribosomes, parai t ainsi sous le contr61e de la prolactine. Cette action de la prolactine s'accorde avec celle d 'autres hormones sur l 'organisation du r6ticulum cndoplasmique granuleux de leurs organes r6cepteurs: testost6rone sur les v6sicules s6minales et la prostate (Sz~R~AI et VA~ DER L~TDE, 1965); eortisol sur le foie (ICA~COUnT et LITWACK, 1968); hormones hypophysaires sur le foie (CARDELL, 1967).

fl) L' existence tra'~*itoire d' une organisation vacuolaire de l' ergastoplasme

Les premiers stades de la laetog6n~se correspondent s un 6tat dilat~ des v6sicules et tubules du r~tieutum endoptasmique rug~eux, qui prSe~de la mise en place de la structure lamellaire bien organis6e de ce syst6me dans les cellules en pleine s6cr6tion. Le contenu des saccules ergastoplasmiques est granuleux, filamenteux ou tr~s dense aux 61ectrons selon les cellules. I1 para~t de nature pro~ique comme en t~moigne sa disparition sous l 'action de ]a pronase.

La signification de la dilatation de l 'ergastoplasme, puis de l 'aspeet de son contenu, m6rite d'4tre discut6e.

La dilatation des citernes ergastoplasmiques. Est-elle la cons6quence d 'un artefact r6sultant d'une r6action particuli6re du tissu mammaire A la fixation, au moment de l 'induction de la s6cr~tion lact~e ~. A l 'appui de cette inter- pr6tation, remarquons que S]~:~m et al. (1967a) ont signal6 une dilatation importante des saccules ergastoplasmiques des celtules des canaux tertiaires de la glande mammaire de Souris, due A t'utilisation de la glutarald6hyde ~ 6,25 %. Dans nos exp6riences la glutarald6hyde est utilis6e ~ une concentration plus faible (4%) que celle indiqu6e par SEKItRI et al. (1967a), et la fixation s la paraform- ald6hyde, ou au t6troxyde d'osmium, nous a donn6 les m~mes r6suttats.

I1 paralt en outre peu probable que l 'aspect dilat6 que pr6sente l 'ergastoplasme au d4but de la lactog6n6se soit enti~rement dfi A un artefact de fixation, car il a 6t4 observ6 dans:

La glande mammaire apr6s fixation au t~troxyde d 'osmium [explants de glande mammaire de Souris cultiv6s pendant 5 jours in vitro (WELH~GS, Coo- PER et RIVERA, 1966), et glande mammaire de Souris en gestation (GIRARDIE, 1968)].

Divers tissus fix6s ~ l'acide osmique ou ~ la glutarald6hyde: pancr6as (IcHI- KAWA, 1965), prostate (BRANDES et G~O~H, 1961), foie (RA~'COU~T et LITWAK,

Aspects ultrastrueturaux de la gl~nde mamm~ire de l~pine pendant la lactog~n~se 433

1968; CARDELL, 1967), oviducte de Poule (HENDLER, DALTON et GLENNER, 1957), glandes de l'intestin (BEHNKE et MoE, 1964).

Certaines cellules au moment de leur dfff6rcnciation: cellules des cryptes intestinales (BEHNKE et Moil, 1964), cellules cartilagineuses d'Amblystome {HAY, 1958), cnidoblaste (SLAUTTERBACK et FAWCETT, 1959), diff6renciation de l'ecto- dcrme chez lcs Anoures (EAK]I~, 1963).

L'accumulation de produits protdiques d'aspeet dense ou ]ilamenteux clans les sacs ergastoplasmiques est d' une interprdtation di/[icile en l'dtat actuel de nos connais- sances. I1 est en effet g~n~ralement admis que les molecules prot6iques qui sont s6cr6t6es sous formes particulaircs n'acqui~rent cet aspect dense que dans l'appa- rcil de Golgi (SJ6STRAND et HA~zo~, 1954; HAGUE~AU et BERNHARD, 1955; DALTON et FELIX, 1956; PALAY, 1958; BAROMANN et K~ooP, 1958; HOLLMAN~, 1959; WELLI_~aS, DEOME et PITELKA, 1960; WELLINGS et DEO~E, 1961; WEL- LINaS et PHILP, 1964). I1 n'existe d'ailleurs ~ notre connaissance qu'un nombre limit6 d'observations rapportant la pr6sence d'un mat6riel dense granulaire dans les saccules ergastoplasmiques: pancr6as de Cobaye (PALADE, 1956; SIEKEVITZ et PALADE, 1958), cellules des cryptes intestinales (BEgNKE et MoE, 1964), pancreas de Chien (IcHIKAWA, 1965), cancer mammaire (HAGuENAU, 1958), oocytes d'Ecrevisse (BEAMS et KESSEL, 1963).

Par suite, on peut supposer quc la presence d'amas prot6iques dans les saccu- lcs ergastoplasmiques pout 6tre le reflet:

D'une certaine sta.se lactde clans la lumi~re des acini entrainant secondairement l'~vacuation difficile des produits synth6tis~s sur les ribosomes. C'est ainsi que WELLINGS, COOPER et I~IVERA (1966) interpr6tent leurs r~sultats obtenus le 5e jour de la culture de fragments mammaires de Souris, en presence de prolactine ou d'hormone de croissance, d'aldostSrone ct d'insuline. On ne peut cependant consid~rer le 5e jour de culture comme 6rant repr~sentatif du d~but de la lacto- g6n~sc, puisque la synth6se des cas6ines dans ces explants mammaires est maxi- mum au bout de 48 heures (JuERGENS et al., 1965). L'hypoth~se de la stase lact6e ne permct pas, en outre, de rendre compte des fairs suivants:

Disparition de l'aspect dilatd, de l'ergastoplasme le 3e jour du traitement la prolactine;

Absence ~ la 24e heure d'une s~cr6tion prot6ique (~figur6e~ importante dans la lumiSre des acini, p~riode off le phSnom~ne de dilatation crgastoplasmique cst d~j/~ tr~s net.

D'un ddcalage entre le /onetionneraent des organites responsables de la synth~se des protdines exportables de la cellule (ergastoplasme), et celui des syst~mes membranaires (appareit de Golgi) assurant la (~condensation~) des protdines et le transi- intraeellulaire des produits synthdtisds. Les ph~nom6nes de dilatation crgastoplasmique visibles au d6but de la lactogdn~se paraissent en effet pr6c~der l'hypertrophie de t'appareil de Golgi. Par suite, les prot~ines nouvellement synth~tis~es sur les ribosomes s'accumuleraient dans les citernes, car les syst~mes d'~vacuation seraient insuffisamment fonctionnels.

I1 faut cependant supposer que les membranes du r~ticulum endoplasmique granuleux, vSsiculaire, du d~but de la lactog6n6se, poss~dent certaines des pro- pri6t~s des membranes golgiennes puisque des produits synth~tis~s prennent une forme condens~e. Cette ~ventualit~ pose le probl~me de la croissance et des inter-

434 M. BOUSQUET, J . E. FLECHON et R. DENA.~IUR:

relations des diff6rents syst6mes membranaires de la cellule au cours de la lacto- g6n6se.

D'un stade prdcoce de rd~ression conduisant & la mort de la cel[ule, ear les images d'involution sont fr6quentes pendant la lactog6nbse. GIRARDIE (1968) a d'ailleurs signal6 s la suite du sevrage en lactation, un aspect vacuolaire de la cellule mammaire de la Lapine dfi ~ la dilatation des citernes ergastoplasmiques, et BASSL]~R (1961) a fait des observations analogues apr6s ligature des trayons de la Ratte en lactation.

En conclusion, on constate que les images statiques de dilatations ergastoplasmiques d6crites dans ce travail nous conduisent s formuler des hypothbses de travail tr6s divergentes. Leur validit6 6ventuetle ne pourra ~tre v6rifi6e que lorsque les diff6rentes 6tapes du cycle s6cr6toire des prot6ines (qui commencent a 6tre connues chez la Souris - - WELLINGS et PHILP, 1964; FISKE et al., 1966, 1967; VERLEY et I-IoLLMANN, 1966) seront pr6cis6es chez la Lapine s I'aide de pr6curseurs radioactifs. I1 est en effet indispensable de connaltre la vitesse de transit dans la cellule des prot6ines synth6tis6es sur les ribosomes li6s au r6ti- culum endoplasmique b, diff6rents moments de la lactog6n6se, et les structures qui participent ~ l'ach6vement de ces mol6cutes (par fixation de la partie gly- canne des eas6ines K, principales glycoprot6ines du lair), avant d'interpr6ter objectivement les pr6sents r6sultats.

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Dr. M. BOUSQUET Laboratoire de Physiologie de la Lactat ion Ins t i tu t National de la Recherche Agronomique C.N.R.Z. Jony-en- Josas/France

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Aspects ultrastructuraux de la glande mammaire de lapine pendant la lactogénèse